碳化硅功率器件替代硅基功率器件的類型和趨勢

碳化硅功率器件替代硅基功率器件的類型和趨勢碳化硅功率器件替代硅基功率器件的類型和趨勢碳化硅功率器件目前主要包括碳化硅二極管和碳化硅MOSFET兩類，而硅基功率器件除功率二極管和MOSFET外，還主要包括晶閘管和IGBT等器件，產(chǎn)品類型更為豐富。一般來說，碳化硅功率器件替代硅基功率器件的領(lǐng)域主要為高溫、高壓和高頻等方面的產(chǎn)品，主要原因系碳化硅功率器件在高工作溫度、高工作電壓和高工作頻率下性能更加優(yōu)異，且在性價(jià)比上具備一定的競爭力。光刻膠供應(yīng)緊張，正當(dāng)時(shí)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(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。南大光電ArF光刻膠產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對較快，公司先后承擔(dān)國家02專項(xiàng)高分辨率光刻膠與先進(jìn)封裝光刻膠產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目和ArF光刻膠產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，也是第一家ArF光刻膠通過國內(nèi)客戶產(chǎn)品驗(yàn)證的公司，其他國內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗(yàn)證階段。細(xì)分領(lǐng)域（一）汽車電子汽車半導(dǎo)體按種類可分為MCU、功率半導(dǎo)體（IGBT、MOSFET等）、傳感器及其他。隨著新能源車技術(shù)提升，相關(guān)半導(dǎo)體芯片需求逐漸提升。ICInsights預(yù)測，未來MCU出貨量將持續(xù)上升，車規(guī)級MCU市場將在2020年接近460億元，2025年將達(dá)700億元，單位出貨量將以11．1％復(fù)合增長率增長。IHSMarkit預(yù)測，全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將從2018年的391億美元增長至2021年的441億美元，年化增速為4．1%。據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2019年全球CIS市場規(guī)模170億美元，預(yù)計(jì)2024年全球CIS市場規(guī)模將達(dá)到240億美元，年化增速7%。（二）手機(jī)產(chǎn)業(yè)射頻芯片受下游5G手機(jī)創(chuàng)新量價(jià)齊升。根據(jù)Skyworks預(yù)測，到2020年5G應(yīng)用支持的頻段數(shù)量將實(shí)現(xiàn)翻番，新增50個(gè)以上通信頻段，某些高端手機(jī)濾波器的數(shù)量到2020年甚至可100只。Yole預(yù)測2017年射頻前端市場規(guī)模為147億美元，2023年射頻前端的市場規(guī)模將達(dá)341億美元，復(fù)合增速14%。日韓廠商高度壟斷，國內(nèi)廠商加速突破前五大制造商格局穩(wěn)定，外資壟斷現(xiàn)象持續(xù)。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球前五大硅片制造商分別為日本信越化學(xué)、環(huán)球晶圓、德國世創(chuàng)、SUMCO和韓國SKSiltron，共占據(jù)86．6%的市場份額。國內(nèi)市場在大尺寸硅片上對外資企業(yè)依然具有依賴性，主要進(jìn)口地區(qū)為日本、中國臺(tái)灣和韓國。國產(chǎn)廠商加大研發(fā)投入，加速實(shí)現(xiàn)。由于硅片供應(yīng)緊缺，海外大廠會(huì)優(yōu)先保障海外晶圓廠硅片供給，給國內(nèi)硅片廠帶來了加速替代的機(jī)遇。國內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品技術(shù)水平快速提升，國內(nèi)晶圓廠對國產(chǎn)半導(dǎo)體材料的驗(yàn)證及導(dǎo)入正在加快，如滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份等企業(yè)已順利通過驗(yàn)證。中國大陸硅片整體產(chǎn)能加大投入，加速追趕國際龍頭廠商。半導(dǎo)體板塊產(chǎn)業(yè)鏈半導(dǎo)體可以分為四類產(chǎn)品，分別是集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器。其中規(guī)模最大的是集成電路，達(dá)到2753億美元，占半導(dǎo)體市場的81%。由于半導(dǎo)體產(chǎn)品中大部分是集成電路。半導(dǎo)體是一類材料的總稱，集成電路是用半導(dǎo)體材料制成的電路的大型集合，芯片是由不同種類型的集成電路或者單一類型集成電路形成的產(chǎn)品。對應(yīng)成大家好理解的日常用品，半導(dǎo)體各種做紙的纖維，集成電路是一沓子紙，芯片是書或者本子。集成電路（integratedcircuit）是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)；其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母IC表示。芯片（chip）、或稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）在電子學(xué)中是一種把電路（主要包括半導(dǎo)體設(shè)備，也包括被動(dòng)組件等）小型化的方式，并通常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。半導(dǎo)體處于整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，是各種電子終端產(chǎn)品得以運(yùn)行的基礎(chǔ)。被廣泛的應(yīng)用于PC，手機(jī)及平板電腦，消費(fèi)電子，工業(yè)和汽車等終端市場。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈從上至下大致可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)：IC設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測試，另外還有相關(guān)配套行業(yè)，設(shè)備和材料。根據(jù)電路功能和性能要求，正確的選擇系統(tǒng)配置、電路形式、器件結(jié)構(gòu)、工藝方案等。專業(yè)從事IC設(shè)計(jì)的公司也被稱為DesignHouse，如Qualcomm（高通）、MTK（聯(lián)發(fā)科）、AMD等，它們沒有自己的晶圓廠。設(shè)計(jì)公司最終輸出的是電路版圖，交給制造廠商，通常把這類公司稱為Fabless。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(huì)用到硅片；清洗環(huán)節(jié)會(huì)用到高純特氣和高純試劑；沉積環(huán)節(jié)會(huì)用到靶材；涂膠環(huán)節(jié)會(huì)用到光刻膠；曝光環(huán)節(jié)會(huì)用到掩模板；顯影、刻蝕、去膠環(huán)節(jié)均會(huì)用到高純試劑，刻蝕環(huán)節(jié)還會(huì)用到高純特氣；薄膜生長環(huán)節(jié)會(huì)用到前驅(qū)體和靶材；研磨拋光環(huán)節(jié)會(huì)用到拋光液和拋光墊。在芯片封裝過程中，貼片環(huán)節(jié)會(huì)用到封裝基板和引線框架；引線鍵合環(huán)節(jié)會(huì)用到鍵合絲；模塑環(huán)節(jié)會(huì)用到硅微粉和塑封料；電鍍環(huán)節(jié)會(huì)用到錫球。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(jì)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(shí)代進(jìn)入智能手機(jī)時(shí)代，成為全球創(chuàng)新最為活躍的領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)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(jì)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(gè)流程。其中硅片制造包