半导体行业(细分领域芯片、设备材料)深度报告

半导体行业（细分领域芯片、设备材料）深度报告

一、半导体行业概况

国内半导体行业市场规模快速增长，但需求供给严重不平衡，高度依赖进口，国产核心芯片自给率不足10%。

2000年和2020年中国集成电路市场占全球份额

5G和AI技术

科创板提供了硬科技企业投资退出渠道，资本市场积极布局包括半导体在内的科创板热点赛道

科创板行业分布

二、半导体行业产业链结构

半导体行业产业链

三、AI芯片行业

AI芯片主要包括GPU、FPGA、ASIC三种技术路线，分为云端训练芯片、云端推理芯片和边缘推理芯片

AI芯片下游应用

AI芯片在边缘侧主要包括物联网、移动互联网、智能安防、自动驾驶四大应用场景

AI芯片下游应用

四、5G芯片

手机射频前端芯片市场规模受单机射频芯片价值增长的驱动

• 在移动终端设备稳定出货的背景下，随着通信网络向5G升级，射频器件的数量和价值量都在增加，射频前端芯片行业的市场规模将持续快速增长，从2010年至2018年全球射频前端市场规模以每年约13.10%的速度增长，到2020年接近190亿美元

• 射频前端各组件增速不同。滤波器作为射频前端最大的细分市场，市场空间将从2018年的80亿美元增长到2023年的225亿美元，年增长率19%，这一增长主要来自高质量BAW滤波器的渗透;PA的市场空间将会从50亿美金增长到70亿美金，年增长率7%，主要是高端和超高频段PA市场的增长，将弥补2G/3G市场的萎缩

全球射频前端芯片市场竞争格局

• 目前，射频前端市场集中度高，国外厂商占据了绝大部分的市场份额，贸易战带来的国产化需求是国内射频厂商最大的机会

• 射频前端的集成化使得未来收购、并购成为资本重要的退出手段，收购、并购也是芯片企业做大做强的途径之一

五、物联网芯片

物联网高速发展，具有通用性以及与物联网连接相关的上游产业最先受益• 随着相关的通信标准的落地、通信和云计算技术的发展，物联网已从最初的导入期进入现在的成长期

• 从产业链传导的角度看，物联网将从“快速联网”到“规模联网+应用服务”，具有通用性以及与物联网连接相关的上游产业链环节将最先受益，包括通信芯片、传感器、无线模组等

物联网产业结构

物联网芯片产业图谱

六、存储芯片

2018年存储器市场规模突破1600亿美元，是半导体第一大领域，占30%，国际巨头占据市场

存储芯片行业图谱

七、光芯片

高速率光芯片国产化率低，高功率激光芯片几乎全部依赖进口

高端(高速率、高功率)光芯片行业进入壁垒高、投入大、周期长、难度大，尤其是芯片的材料生长、芯片设计、芯片工艺制程、芯片封装等是光芯片研发与制造的核心

光芯片产业图谱

八、车用芯片

汽车网联化、智能化和电动化发展趋势推动车用芯片向高频、单片集成、低功耗等方向发展

九、第三代半导体

第三代半导体材料具有高压、高频、高温性能，广泛应用于光电、射频、功率领域

第三代半导体材料主要包括SiC、GaN、金刚石等，因其禁带宽度≥2.3电子伏特(eV)，又被称为宽禁带半导体材料;第三代半导体材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高键合能等优点，满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频、抗辐射等恶劣条件的新要求

5G基站建设推动GaN射频市场高速增长

• 射频器件是无线通信设备的基础性零部件，在无线通信中负责电磁信号和数字信号的转换和接收与发送，是无线连接的核心

• 过去十年来，国防应用一直是推动GaN技术发展的主要驱动力，现在这些技术正在从军用转向商用• 由于高频性能优异，未来大部分Sub-6GHz以下

宏基站都将采用GaN器件，2019年至2021年为5G基础设施建设的关键期，也将是氮化镓器件替换LDMOS的关键期

第三代半导体行业图谱

十、MEMS芯片

MEMS芯片是新一代信息技术的感知

•• MEMS (Micro Electromechanical System)即微机电系统，是将微电子与精密机械结合发展起来的工程技术，尺寸在 1 微米到100 微米量级，采用了集成电路的先进制造工艺，和传统产品相比，MEMS 具有微型化、产能高、可大批量生产、成本低等优势

•• MEMS技术广泛应用于各种传感器芯片，核心功能是把物理信号转换为电子设备能够识别的电信号，是人工智能、物联网、大数据等新一代信息技术的感知基础和数据来源，MEMS在生物、光学、射频、机械等领域也有重要的应用

美国、欧洲、日本三分MEMS天下，国内MEMS产业还处于起步阶段•• 国内MEMS 产业链布局完整，但总体而言产业还处于发展的起步阶段

•• 设计和代工环节有待加强，代工制造以6英寸和8英寸产线为主，封测环节具备一定的竞争力

•• 产品在精度和敏感度等性能指标上与国外存在很大的差距，应用领域正从手机、汽车走向VR/AR、物联网

2018年全球MEMS市场竞争格局

十一、半导体设备

晶圆制造是设备占比最大的环节，光刻、刻蚀、薄膜沉积占比最大，行业巨头集中

十二、半导体材料

晶圆制造和封装材料市场细分多，单一细分市场规模小，行业巨头集中

半导体材料市场更细分，单一产品的市场空间很小，少有纯粹的半导体材料公司;半导体材料往往只是某些大型材料厂商的一小块业务，例如陶氏化学公司，杜邦，三菱化学，住友化学等公司，半导体材料业务只是其电子材料事业部下面的一个分支;尽管如此，由于半导体工艺对材料的严格要求，就单一半导体化学品而言，仅有少数几家供应商可以提供产品

硅片巨头集中在日本、韩国、德国、中国台湾;中国大陆仅有少数几家企业具备8英寸半导体硅片的生产能力，而12英寸半导体硅片主要依靠进口