半导体产业链介绍

半导体产业链专题调研报告目录一.基本定义、概念与分类二.集成电路产业链介绍三.光伏产业链介绍四.半导体LED产业链介绍一、基本定义、概念与分类1.1半导体定义•半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。从狭义上来讲：微电子工业中的半导体材料主要是指：锗（Ge）、硅（Si）、砷化镓（GaAs）。从广义上来讲：半导体材料还包括各种氧化物半导体，有机半导体等。三种导电性不同的材料比较金属的价带与导带之间没有距离，因此电子（红色实心圆圈）可以自由移动。绝缘体的能隙宽度最大，电子难以从价带跃迁至导带。半导体的能隙在两者之间，电子较容易跃迁至导带中。来源：维基百科常用半导体材料比较材料禁带宽度描述锗（Ge）0.66eV最早用于半导体器件制造的材料之一，1947年发明的第一个晶体管就是用锗制造。硅（Si）1.12eV1.目前最主要的半导体材料；2.价格便宜，低成本；3.禁带宽度比锗大，工作温度高；4.容易形成高质量的氧化层。砷化镓（GaAs）1.42eV1.电子迁移率高，主要用于高速器件；2.热稳定性低，缺陷高，低本征氧化度。1.2半导体分类•按照其制造技术分为：集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。•按照规模进行分类：IC、LSI、VLSI（超大LSI）。•按照其所处理的信号分为：模拟、数字、模拟数字混成及功能。1.3半导体产业分类半导体产业集成电路集成电路业设计制造封装测试材料分立器件半导体LED外延片芯片封装应用光伏本专题报告研究思路注释：所用数据尽可能使用最新公开数据信息半导体产业集成电路产业集成电路业设计制造封装测试材料分立器件光伏产业半导体LED外延片芯片封装应用1.4相关概念区别集成电路芯片PCB半导体产业IT产业1.5半导体产业的特点技术密集资金密集、规模经济高风险高回报知识密集1.6、我国发展半导体产业利与弊不利因素有利因素近两年政策密集•2011年1月，国务院印发《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》•2011年3月，国家发展改革委颁布的《产业结构调整指导目录（2011年本）》明确了我国产业结构调整的方向和重点，其中将“半导体、光电子器件、新型电子元器件等电子产品用材料”列入鼓励类投资项目。•2011年12月，国家发展改革委和商务部公布的《外商投资企业产业指导目录》（2011年修订）将“电子专用材料开发与制造（光纤预制棒开发与制造除外）”列入鼓励外商投资产业目录。•2012年2月，国家工业和信息化部颁布的《电子信息制造业“十二五”发展规划》。•2012年2月，国家工业和信息化部颁布的《集成电路产业“十二五”发展规划》•2012年7月，科技部印发《半导体照明科技发展“十二五”专项规划》二、集成电路产业链介绍二、集成电路产业链介绍集成电路集成电路业设计制造封装测试材料分立器件2.1半导体材料•硅的需求主要来自于两个方面：集成电路硅和太阳能用硅。•制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。硅材料生产流程图半导体材料市场•全球半导体材料市场营收在创下连续三年的佳绩后，2012年首度出现微幅下滑，总营收为471亿美元，较前年减少2%。•晶圆制造以及封装材料2011年市场分别为242.2亿美元及236.2亿美元。•2012年晶圆制造材料市场为233.8亿美元，封装材料市场则达237.4亿美元，首度超越晶圆制造材料市场。2.2分立器件•半导体分立器件，也就是单个的半导体晶体管构成的一个电子元件，泛指二极管、三极管及半导体特殊器件。半导体分立器件•目前，半导体分立器件还没有享受到像集成电路产业那样的优惠政策，不利于分立器件持续发展。中国分立器件企业要坚持在科学发展中寻找解决困难的途径，以积极的姿态迎接中国半导体美好的明天。•尽管集成电路的发展使一些器件已集成进集成电路，但由于分立器件的特殊性，使分立器件仍为半导体产品的重要组成部分。几十年来半导体分立器件仍按自身发展的规律向前发展。尽管分立器件销售额在世界半导体总销售额中所占比重逐年下降，但是在世界半导体市场中分立器件每年的销售额仍以一位数平稳增长。•专家指出，虽然国内半导体分立器件的发展也是如此，且以每年两位数的速度增长，高于世界的增长水平。由此可见，半导体分立器件仍有很大的发展空间。•2007－2011年全球分立器件市场规模与增长•2007－2011年中国分立器件市场销售额与增长2011年中国分立器件产品结构•据国家统计局统计，中国大陆目前从事生产制造半导体分立器件的内资企业数量占80%，产量约占20%，呈现生产规模小、产品档次低；而20%的外资背景企业占到生产总量的80%左右，呈现产品档次和价格高的特点。•江苏半导体分立器件在全国也最具规模与实力，主要集中在无锡地区，有华晶股份、江苏长电、无锡万立、无锡元四、无锡海天、无锡玉祁红光、玉祁东方、玉祁万里、扬州晶来、邗江九星和南通华达微电子公司等。2.3集成电路业集成电路集成电路业设计制造封装测试材料分立器件集成电路产业流程图设计制造封装测试成品市场集成电路制造工艺晶圆制造外延沉积晶圆检查化学气相沉积光刻刻蚀离子注入热处理物理气相沉积化学机械研磨晶圆检测晶圆检查探针测试封装成品检测Intel：从沙子到芯片集成电路业构造模式•集成件制造模式•垂直分工模式集成电路•2010年全球市场占有率情况2000年到2011年我国集成电路销售额及增长率2012年中国集成电路产业运行情况•2012年中国集成电路产业销售额为2158.5亿元，设计业为621.68亿元，制造业501.1亿元，封装测试业为1035.67亿元江苏半导体产业发展现状•来自江苏省半导体协会2011年统计资料•江苏省半导体产业是我国半导体产业起步早、基础好、发展快的地区之一。经过三十年的努力，江苏省集成电路产业得到了飞速发展，现拥有苏州工业园区、无锡市新区、苏州市新区、常州新北区、南京江宁开发区、扬州开发区、南通开发区、江阴开发区等国家、省、市级信息化产业基地和园区。•江苏省集成电路产业目前拥有4英寸线以上25条，其中：12英寸2条、8英寸生产线3条、6英寸生产线5条、5英寸生产线5条。•据估测，江苏省半导体产业（集成电路为主）有企业近400家，其中：集成电路设计企业近230家，集成电路晶圆企业16家，集成电路（含分立器件）封测企业近100家，半导体支撑企业有50多家。2010年江苏省半导体（集成电路）产业地位：•设计业中：无锡华润矽科微电子有限公司位居全国第十位；•晶圆业中：海力士半导体（中国）有限公司位居全国同业第一位；华润微电子有限公司位居第三位；和舰科技（苏州）有限公司位居第七位；•封测业中：江苏新潮科技集团有限公司位居全国同业第三位；南通华达微电子集团有限公司位居第四位；英飞凌科技（无锡）有限公司位居第十位；•支撑业中：汉高华威电子有限公司位居全国EMC业第一位；贺利氏招远（常熟）有限公司位居全国内引线业第二位；江苏瑞红电子化学品有限公司位居全国光刻胶业第一位；江苏苏净集团有限公司位居全国专用设备业第二位；•苏州瑞红是日本瑞翁（NIPPONZEON）和日本丸红（MARUBENI）与中方合资创建的专业生产电子化学品的公司。公司成立于1993年成立，总投资300.4万美金。公司主要生产各种类型的光刻胶及高纯试剂、配套试剂，应用于IC、分立器件、TP、LED、LCD、OLED等多个电子行业。2011年上半年江苏省半导体产业城市区域发展情况2011年上半年度我省集成电路产业三业城市区域所占比例三、光伏产业链介绍第三章光伏产业链介绍数据来源：上海宜吾规划建筑设计事务所光伏产业链原材料生产电池生产电池组件生产生产设备制造光伏四巨头无锡尚德江西赛维常州天合加拿大阿特斯•江西赛维LDK太阳能高科技有限公司是目前亚洲规模最大的太阳能多晶硅片生产企业。截至11年3月，赛维硅科技的总负债高达98亿元人民币，资产负债率为80%。•数据来源：新浪网从长远看太阳能光伏行业的发展前景较为乐观•光伏行业仍然具有良好的发展前景。作为新兴行业的重要分支，从光伏行业发展的历史来看，其行业周期较短。目前，行业正处于整合期，行业未来将提高市场集中度，有规模、有品牌、有技术的光伏企业将继续发展壮大。尤其是行业内的龙头企业，产业整合有助于产能集中，而在洗牌过程中的“优胜劣汰”，最后能够“活”下来的企业都是强者。•光伏行业拥有较长的产业链，在目前的行业低潮期，并非所有的企业都那么悲观。比如，太阳能电池制造就处在光伏产业链的中下游，而且是太阳能光伏的核心部件。由于生产原料多晶硅片的价格下跌，生产成本有所降低，相应提高了产品毛利率。四、半导体LED产业链介绍4.1半导体LED简介数据来源：上海宜吾规划建筑设计事务所传统发光二极管所使用的半导体物料和发光的颜色•铝砷化镓(AlGaAs)-红色及红外线•铝磷化镓(AlGaP)-绿色•磷化铝铟镓(AlGaInP)-高亮度的橘红色，橙色，黄色，绿色•磷砷化镓(GaAsP)-红色，橘红色，黄色•磷化镓(GaP)-红色，黄色，绿色•氮化镓(GaN)-绿色，翠绿色，蓝色•铟氮化镓(InGaN)-近紫外线，蓝绿色，蓝色•碳化硅(SiC)(用作衬底)-蓝色•硅(Si)(用作衬底)-蓝色(开发中)•蓝宝石(Al2O3)(用作衬底)-蓝色•zincselenide(ZnSe)-蓝色•钻石(C)-紫外线•氮化铝(AlN),aluminiumgalliumnitride(AlGaN)-波长为远至近的紫外线4.2LED应用产品LED通用照明景观照明信息显示交通信号灯汽车用灯LED背光源4.3LED制造流程上游中游下游晶片：单晶棒单晶片衬底外延层生长外延片成品：单晶片、外延片芯片：金属蒸镀光罩蚀刻热处理切割测试分选成品：芯片封装：芯片粘贴焊接引线树脂封装剪脚成品：LED灯泡和组件4.4LED优势及劣势分析LED主要优势LED主要劣势电压小性能高（低耗能）适用性强稳定性高响应时间短对环境污染小颜色多变寿命长亮度值不高价格偏高光照距离不长色彩还原能力差LED性能与传统照明光源的对比名称耗电量（W）工作电压（V）协调控制发热量可靠性使用寿命（h）金属卤素灯100220不易极高低3000霓虹灯500极高高高宜室内3000镁氖灯16W/m220较好较高较好6000日光灯4-100220不易较高低5000-8000冷阴极15W/m需逆变较好较好较低10000钨丝灯15-200220高高低3000节能灯3-150220不宜调光低低5000LED灯极低12-36多种形式极低极高100000•科技部2012年印发半导体照明科技发展“十二五”专项规划例子：白炽灯？节能灯？LED灯？•普通节能灯基本都是在30元以内。“节能灯能用8000小时，LED灯泡一般能用4万到10万小时，省电能超过一半，夏天用着也不热……”售货员不停地介绍LED灯泡的好处，不过面对268元和30元的巨大差别，售货员也表示，LED灯泡基本上无人问津。•淘汰白炽灯路线：2012年10月1日起禁止进口和销售100瓦及以上普通照明白炽灯；2014年10月1日起禁止进口和销售60瓦及以上普通照明白炽灯；2015年10月1日至2016年9月30日为中期评估期；2016年10月1日起禁止进口和销售15瓦及以上普通照明白炽灯；或视中期评估结果进行调整。•白炽灯被淘汰，留下的市场空间为节能灯带来了巨大的发展潜力。未来几年，白炽灯的产量和需求量将逐渐减少，节能灯将唱主角。•LED照明较节能灯更加环保、节能，在产品性能上更加具有优势。2012年市场看，LED灯因其价格较高，在民用照明方面渗透较小。但应当注意到，随着技术的更新，LED灯的价格每年以较快的速度下降。预计未来三到五年之间，LED灯的价格有望下降到节能灯的水平。届时将是LED灯进入通用照明的拐点，节能灯面临着巨大的挑战。4.5半导体