研發(fā)服務(wù)行業(yè)投資價值分析及發(fā)展前景預(yù)測

研發(fā)服務(wù)行業(yè)投資價值分析及發(fā)展前景預(yù)測功率器件行業(yè)發(fā)展情況（一）功率器件行業(yè)的新技術(shù)發(fā)展情況與趨勢1、模塊化功率器件行業(yè)集成化的技術(shù)發(fā)展趨勢隨著功率器件應(yīng)用場景不斷拓展，下游產(chǎn)品對其電能轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性、高壓大功率需求及復(fù)雜度提出了更高要求。功率器件的組裝模塊化和集成化能有效滿足要求，有助于優(yōu)化客戶使用體驗并保障產(chǎn)品配套性和穩(wěn)定性，功率器件的組裝模塊化和集成化將成為行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流趨勢。同時，隨著工藝技術(shù)的不斷升級，更高性能、更小體積的功率器件為模塊化和集成化創(chuàng)造了技術(shù)條件。2、第三代半導(dǎo)體材料有望實現(xiàn)突破當前功率器件產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生深刻的變革，其中新材料成為產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展重心。以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等材料因其寬禁帶、高飽和漂移速度、高臨界擊穿電場等優(yōu)異的性能成為新型的半導(dǎo)體材料，屬于新興領(lǐng)域，具有極強的應(yīng)用戰(zhàn)略性和前瞻性。目前美歐、日韓及中國臺灣等地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)SiC、GaN等新材料功率器件的量產(chǎn)。部分境內(nèi)企業(yè)通過多年的技術(shù)和資本積累，依托國家產(chǎn)業(yè)政策的重點扶持，也已開始布局新型半導(dǎo)體材料領(lǐng)域。由于新型半導(dǎo)體材料屬于新興領(lǐng)域，國內(nèi)廠商與國際巨頭企業(yè)的技術(shù)差距不斷縮小，因此有望抓住機遇、實現(xiàn)突破并搶占未來市場。（二）功率器件行業(yè)的新產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況1、功率器件行業(yè)新能源汽車與充電樁發(fā)展情況新能源汽車普遍采用高壓電路，需要頻繁進行電壓變化，對電壓轉(zhuǎn)換電路需求大幅提升。IGBT、MOSFET等功率器件用于主驅(qū)動系統(tǒng)的逆變器、變壓器、換流器等，其需求相應(yīng)增大。除了動力系統(tǒng)，功率器件在新能源汽車上應(yīng)用還涵蓋了安全配置、電動門窗及后視鏡、人車交互系統(tǒng)、儀表盤、車燈、娛樂系統(tǒng)及底盤系統(tǒng)等。汽車電子隨著新能源汽車的發(fā)展呈越來越熱的趨勢，汽車內(nèi)部電子系統(tǒng)數(shù)量的需求不斷攀升，越來越多汽車制造商都在逐步加大電動汽車技術(shù)的研發(fā)投入。新能源汽車充電樁為功率器件另一大增量，根據(jù)中國汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟的統(tǒng)計，2016年至2021年，我國公共充電樁和專用充電樁的保有量由5．88萬個增長至114．70萬個，呈爆發(fā)式增長，帶動了核心零部件IGBT、MOSFET等功率器件的市場需求。2、功率器件行業(yè)工業(yè)和智能電網(wǎng)發(fā)展情況工業(yè)領(lǐng)域是功率器件另一大需求市場。工業(yè)領(lǐng)域中，數(shù)控機床、牽引機等電機對功率器件需求較大，主要使用的功率器件是IGBT。隨著工業(yè)4．0不斷推進，工業(yè)的生產(chǎn)制造、倉儲、物流等流程改造對電機需求不斷擴大，工業(yè)功率器件需求增加。太陽能、風(fēng)能等新能源發(fā)電過程中產(chǎn)生的電能，需要經(jīng)過IGBT、MOSFET等功率器件的變換，之后才能入網(wǎng)傳輸。功率器件作為智能電網(wǎng)的核心部件，可以增強電網(wǎng)的靈活性與可靠性，使得智能電網(wǎng)實現(xiàn)電力高效節(jié)能的傳輸。未來新能源市場的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)的推進將催生出對功率器件需求的穩(wěn)步增長。半導(dǎo)體材料景氣持續(xù)，市場空間廣闊半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。無論從科技或經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，半導(dǎo)體都至關(guān)重要。2010年以來，全球半導(dǎo)體行業(yè)從PC時代進入智能手機時代，成為全球創(chuàng)新最為活躍的領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于計算機、消費類電子、網(wǎng)絡(luò)通信和汽車電子等核心領(lǐng)域。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要由集成電路、光電子、分立器件和傳感器組成，據(jù)WSTS世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織預(yù)測，到2022年全球集成電路占比84．22%，光電子器件、分立器件、傳感器占比分別為7．41%、5．10%和3．26%。半導(dǎo)體工藝復(fù)雜，技術(shù)壁壘極高。芯片生產(chǎn)大體可分為硅片制造、芯片制造和封裝測試三個流程。其中硅片制造包括提純、拉單晶、磨外圓、切片、倒角、磨削、CMP、外延生長等工藝，芯片制造包括清洗、沉積、氧化、光刻、刻蝕、摻雜、CMP、金屬化等工藝，封裝測試包括減薄、切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、切筋成型、終測等工藝。整體而言，硅片制造和芯片制造兩個環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘極高。目前多晶硅廠商多采用三氯氫硅改良西門子法進行多晶硅生產(chǎn)。具體工藝是將氯化氫和工業(yè)硅粉在沸騰爐內(nèi)合成三氯氫硅，通過精餾進一步提純高純?nèi)葰涔?，后?100℃左右用高純氫還原高純?nèi)葰涔?，生成多晶硅沉積在硅芯上，進而得到電子級多晶硅。目前8寸和12寸硅片大多通過直拉法制備，部分6寸和8寸硅片則通過區(qū)熔法制得。直拉法是將高純多晶硅放入石英坩堝內(nèi)，通過外圍的石墨加熱器加熱至1400℃，隨后坩堝帶著多晶硅融化物旋轉(zhuǎn)，將一顆籽晶浸入其中后，由控制棒帶著籽晶作反方向旋轉(zhuǎn)，同時慢慢地、垂直地由硅融化物中向上拉出，并在拉出后和冷卻后生長成了與籽晶內(nèi)部晶格方向相同的單晶硅棒。區(qū)熔法利用高頻線圈在多晶硅棒靠近籽晶一端形成熔化區(qū)，移動硅棒或線圈使熔化區(qū)超晶體生長方向不斷移動，向下拉出得到單晶硅棒。單晶硅棒研磨成相同直徑，然后根據(jù)客戶要求的電阻率，多采用線切割將晶棒切成約1mm厚的晶圓薄片。半導(dǎo)體材料為芯片之基，覆蓋工藝全流程半導(dǎo)體材料包括晶圓制造材料和封裝材料。其中晶圓制造材料包括硅片、掩模版、電子氣體、光刻膠、CMP拋光材料、濕電子化學(xué)品、靶材等，封裝材料包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘結(jié)材料和其他封裝材料。具體來說，在芯片制造過程中，硅晶圓環(huán)節(jié)會用到硅片；清洗環(huán)節(jié)會用到高純特氣和高純試劑；沉積環(huán)節(jié)會用到靶材；涂膠環(huán)節(jié)會用到光刻膠；曝光環(huán)節(jié)會用到掩模板；顯影、刻蝕、去膠環(huán)節(jié)均會用到高純試劑，刻蝕環(huán)節(jié)還會用到高純特氣；薄膜生長環(huán)節(jié)會用到前驅(qū)體和靶材；研磨拋光環(huán)節(jié)會用到拋光液和拋光墊。在芯片封裝過程中，貼片環(huán)節(jié)會用到封裝基板和引線框架；引線鍵合環(huán)節(jié)會用到鍵合絲；模塑環(huán)節(jié)會用到硅微粉和塑封料；電鍍環(huán)節(jié)會用到錫球。光刻膠：半導(dǎo)體工藝核心材料，道阻且長光刻膠是光刻工藝最重要的耗材。光刻膠是一種通過特定光源照射下發(fā)生局部溶解度變化的光敏材料，主要作用于光刻環(huán)節(jié)，承擔(dān)著將掩模上的圖案轉(zhuǎn)化到晶圓的重要功能。進行光刻時，硅片上的金屬層涂抹光刻膠，掩膜上印有預(yù)先設(shè)計好的電路圖案，光線透過掩膜照射光刻膠。如果曝光在紫外線下的光刻膠變?yōu)槿軇?，清除后留下掩膜上的圖案，此為正性膠，反之為負性膠。（一）先進制程推動產(chǎn)品迭代，半導(dǎo)體光刻膠壁壘最高光刻膠可以根據(jù)曝光光源波長、顯示效果和化學(xué)結(jié)構(gòu)三種方式進行分類。根據(jù)曝光波長的不同，目前市場上應(yīng)用較多的光刻膠可分為g線、i線、KrF、ArF和EUV5種類型。光刻膠波長越短，加工分辨率越高，不同的集成電路工藝在光刻中對應(yīng)使用不同波長的光源。隨著芯片制程的不斷進步，每一代新的光刻工藝都需要新一代的光刻膠技術(shù)與之相匹配。g/i線光刻膠誕生于20世紀80年代，當時主流制程工藝在0．8-1．2μm，適用于波長436nm的光刻光源。到了90年代，制程進步到0．35-0．5μm，對應(yīng)波長更短的365nm光源。當制程發(fā)展到0．35μm以下時，g/i線光刻膠已經(jīng)無法制程工藝的需求，于是出現(xiàn)了適用于248納米波長光源的KrF光刻膠，和193納米波長光源的ArF光刻膠，兩者均是深紫外光刻膠。EUV（極紫外光）是目前最先進的光刻膠技術(shù)，適用波長為13．5nm的紫外光，可用于10nm以下的先進制程，目前僅有ASML集團掌握EUV光刻膠所對應(yīng)的光刻機技術(shù)。根據(jù)顯示效果的不同，光刻膠可分為正性和負性。如果光刻膠是正性的，在特定光線照射下光刻膠會發(fā)生反應(yīng)并變成溶劑，曝光部分的光刻膠可以被清除。如果為負性光刻膠，曝光的光刻膠反應(yīng)不再是溶劑，未曝光的光刻膠被清除。光分解型光刻膠采用含有重氮醌類化合物材料作為感光劑，光線照射后發(fā)生光分解反應(yīng)，由油性變?yōu)樗匀軇?，可制造正性光刻膠。光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯作為光敏材料，光線照射后形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶物，可起到抗蝕作用，適用于制成負性光刻膠?；瘜W(xué)放大型光刻膠使用光致酸劑作為光引發(fā)劑，光線照射后，曝光區(qū)域的光致酸劑會產(chǎn)生一種酸，并在后熱烘培工序期間作為催化劑移除樹脂的保護基團，使樹脂變得可溶?；瘜W(xué)放大光刻膠對深紫外光源具有良好的光敏性，具有高對比度、分辨率等優(yōu)點。（二）光刻膠市場穩(wěn)定增長，ArFi占比最高半導(dǎo)體光刻膠市場增速穩(wěn)定。伴隨芯片制程工藝的升級，光刻膠市場需求量也隨之增加。根據(jù)TECHECT數(shù)據(jù)，2021年全球光刻膠市場規(guī)模約為19億美元，同比增長11%，預(yù)計2022年將達到21．34億美元，同比增長12．32%。具體來看，在7nm制程的EUV技術(shù)成熟之前，ArFi光刻膠仍是市場主流，占比高達36．8%，KrF和g/i光刻膠分別占比為35．8%和14．7%。目前國內(nèi)從事半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)包括晶瑞股份、南大光電、上海新陽、北京科華等。主要以i/g線光刻膠生產(chǎn)為主，應(yīng)用集成電路制程350nm以上。KrF光刻膠方面，北京科華、徐州博康已實現(xiàn)量產(chǎn)。南大光電ArF光刻膠產(chǎn)業(yè)化進程相對較快，公司先后承擔(dān)國家02專項高分辨率光刻膠與先進封裝光刻膠產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項目和ArF光刻膠產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，也是第一家ArF光刻膠通過國內(nèi)客戶產(chǎn)品驗證的公司，其他國內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗證階段。半導(dǎo)體行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）半導(dǎo)體行業(yè)面臨的機遇1、半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的有力支持半導(dǎo)體行業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)中的基礎(chǔ)和核心部分，是關(guān)系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，對國家安全有著舉足輕重的戰(zhàn)略意義。發(fā)展我國半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)，是我國成為世界制造強國的必由之路。近年來，國家各部門相繼推出了一系列優(yōu)惠政策，鼓勵和支持半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展。2020年8月，《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》從財稅、投融資、研發(fā)、進出口、人才、知識產(chǎn)權(quán)、市場應(yīng)用、國際合作等八方面，給予集成電路和軟件產(chǎn)業(yè)40條支持政策。國家相關(guān)政策的陸續(xù)出臺從戰(zhàn)略、資金、專利保護、稅收優(yōu)惠等多方面推動半導(dǎo)體行業(yè)健康、穩(wěn)定和有序的發(fā)展。2021年3月，全國人民代表大會通過了《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》，提出瞄準人工智能、量子信息、集成電路、生命健康、腦科學(xué)、生物育種、空天科技、深地深海等前沿領(lǐng)域，特別指出集成電路領(lǐng)域攻關(guān)具體包括了絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、微機電系統(tǒng)（MEMS）等特色工藝突破，碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展。2、半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域高度契合國家碳中和規(guī)劃目標2030年左右二氧化碳排放比達到峰值，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。2020年9月，中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。2021年3月5日，2021年工作報告中指出，扎實做好碳達峰、碳中和各項工作，制定2030年前碳排放達峰行動方案，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)碳中和目標以及發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)需要大量的功率器件及模組。在海上風(fēng)電等新能源發(fā)電領(lǐng)域、輸配電領(lǐng)域、儲能領(lǐng)域、用電領(lǐng)域等，IGBT等功率器件都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。3、半導(dǎo)體行業(yè)各類新產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動市場需求持續(xù)旺盛半導(dǎo)體行業(yè)雖然呈現(xiàn)周期性波動的特性，但整體增長趨勢并未發(fā)生變化，每次技術(shù)變革持續(xù)帶動行業(yè)增長。以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新需求所帶動的如云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新應(yīng)用的興起，逐漸成為半導(dǎo)體行業(yè)新一代技術(shù)變革動力。同時，新能源驅(qū)動的智能汽車已經(jīng)成為萬物互聯(lián)的關(guān)鍵節(jié)點，隨著智能汽車復(fù)雜程度的提高，智能汽車網(wǎng)聯(lián)化、智能化以及電動化程度進一步提升，新能源汽車行業(yè)對汽車半導(dǎo)體元件的需求勢必會大幅增長，因此汽車板塊對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言屬于推動其長期發(fā)展的新引擎。半導(dǎo)體下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷延展帶動了市場需求的持續(xù)旺盛。4、全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資源轉(zhuǎn)移大趨勢下的進口替代市場機遇半導(dǎo)體行業(yè)目前呈現(xiàn)專業(yè)分工深度細化、細分領(lǐng)域高度集中的特點。全球半導(dǎo)體行業(yè)正經(jīng)歷第巨變，產(chǎn)業(yè)資源正處于向中國大陸和東南亞等地區(qū)轉(zhuǎn)移的進程之中，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是市場需求和資本驅(qū)動的綜合結(jié)果。中國擁有全球最大且增速最快的半導(dǎo)體消費市場，巨大的下游市場配合積極的國家產(chǎn)業(yè)政策與活躍的社會資本，正在全方位、多角度地支持國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)技術(shù)的不斷突破，加之我國在物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源汽車等下游市場走在世界前列，有望在更多細分市場實現(xiàn)進口替代。（二）半導(dǎo)體行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、半導(dǎo)體行業(yè)與具備頂尖技術(shù)水平的國際龍頭企業(yè)仍有一定差距中國大陸半導(dǎo)體企業(yè)在頂尖技術(shù)積累方面與業(yè)界龍頭企業(yè)存在一定差距。盡管中國政府和企業(yè)愈發(fā)重視對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入，但由于技術(shù)發(fā)展水平、人才培養(yǎng)等方面的滯后性，以及企業(yè)資金實力不足等諸多原因，中國大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的研發(fā)力量薄弱、自主創(chuàng)新能力不足的狀況依然存在。在半導(dǎo)體行業(yè)面臨全球范圍內(nèi)充分競爭的背景下，中國大陸企業(yè)在與業(yè)界龍頭企業(yè)競爭的過程中仍會在未來一段時間內(nèi)處于相對弱勢的地位。2、半導(dǎo)體行業(yè)資金投入巨大半導(dǎo)體制造行業(yè)，尤其是晶圓代工行業(yè)，從前期產(chǎn)線建設(shè)，設(shè)備投入到工藝研發(fā)，都需要大量的資金投入，大多數(shù)企業(yè)的資金實力無法滿足動輒數(shù)十億甚至上百億美元的生產(chǎn)線投入。產(chǎn)線建成以后，企業(yè)還需要維持較高的研發(fā)投入來豐富產(chǎn)品類型以應(yīng)對下游客戶多樣化的需求，并為優(yōu)質(zhì)人才提供有競爭力的薪酬，這對行業(yè)內(nèi)企業(yè)的資金實力和資源調(diào)配能力形成了一定的挑戰(zhàn)。3、半導(dǎo)體行業(yè)高端專業(yè)技術(shù)人才不足晶圓代工行業(yè)屬于技術(shù)和人才密集型行業(yè)。相對于發(fā)展成熟的美國、日本、歐洲和中國臺灣等，中國大陸因產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步晚，導(dǎo)致經(jīng)驗豐富的半導(dǎo)體行業(yè)高端人才稀缺。盡管近年來國家對高端專業(yè)人才的培養(yǎng)力度逐步加大，但人才匱乏的情況依然存在，已成為當前制約行業(yè)發(fā)展的主要因素。4、半導(dǎo)體行業(yè)受經(jīng)濟周期和地緣的影響較大半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展與宏觀經(jīng)濟走勢密切相關(guān)。當前，我國經(jīng)濟由高速增長向中高速增長轉(zhuǎn)換，經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)性調(diào)整特征十分明顯。宏觀經(jīng)濟的增長放緩將會導(dǎo)致下游行業(yè)需求減少，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體企業(yè)收入的波動。此外，近幾年地緣危機不斷擾動全球經(jīng)濟，西方政府不斷試圖通過貿(mào)易保護以及技術(shù)封鎖等渠道打壓我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。MEMS行業(yè)的新產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況（一）車用傳感器和自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況隨著汽車智能化的發(fā)展趨勢和汽車安全要求標準的提高，MEMS傳感器在汽車上的應(yīng)用也越來越廣泛，汽車傳感器已經(jīng)成為MEMS傳感器的一個主要的應(yīng)用市場，超聲波傳感器、激光雷達傳感器、微波傳感器、紅外傳感器等也都被廣泛使用。尤其是在自動駕駛領(lǐng)域，MEMS傳感器將扮演越來越重要的角色。一般家用型汽車實現(xiàn)自動駕駛需要數(shù)十個傳感器來感知周圍環(huán)境的實時情況，大型商用車以及其他特種車輛需要的傳感器數(shù)目會更多，精度會更高。未來車用傳感器行業(yè)以及自動駕駛行業(yè)將是MEMS傳感器應(yīng)用增長較快的領(lǐng)域之一。（二）物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，MEMS產(chǎn)品作為信息獲取和交互的關(guān)鍵器件，市場空間將不斷擴大，新的應(yīng)用場景亦層出不窮。在物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中，感知層處于最底層，是物聯(lián)網(wǎng)的先行技術(shù)，也是其物理實體基礎(chǔ)，而感知層中分布的各類傳感器就是獲取信息的關(guān)鍵，傳感器及其芯片提供商在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中扮演了重要角色。（三）人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況