En 中文

新闻中心

电话:18260139612
传真:0512-66353383-6000
邮箱:business@rislaser.com
地址:苏州市吴中区北官渡路38号
网址:http://www.rislaser.com
当前所在位置:首页 > 新闻中心
 

重磅!不止是芯片!半导体全产业链分析

更新时间:2020-06-18 10:09:52
周期性波动向上,市场规模超4000亿美元

半导体是电子产品的核心,信息产业的基石。半导体行业因具有下游应用广泛、生产技术工序多、产品种类多、技术更新换代快、投资高风险大等特点,产业链从集成化到垂直化分工越来越明确,并经历了两次空间上的产业转移。全球半导体行业大致以4-6年为一个周期,景气周期与宏观经济、下游应用需求以及自身产能库存等因素密切相关。2017半导体产业市场规模突破4000亿美元,存储芯片是主要动力。

供需变化涨价蔓延,创新应用驱动景气周期持续

半导体本轮涨价的根本原因为供需变化,并沿产业链传导,涨价是否持续还是看供需,NAND随着产能释放价格有所降低,DRAM、硅片产能仍吃紧涨价有望持续。展望未来,随着物联网、区块链、汽车电子、5G、AR/VR及AI等多项创新应用发展,半导体行业有望保持高景气度。

提高自给率迫在眉睫,大国战略推动产业发展

国内半导体市场接近全球的三分之一,但国内半导体自给率水平非常低,特别是核心芯片极度缺乏,国产占有率都几乎为零。芯片关乎到国家安全,国产化迫在眉睫。2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。大基金首期投资成果显著,撬动了地方产业基金达5000亿元,目前大基金二期募资已经启动,募集金额将超过一期,推动国内半导体产业发展。

大陆设计制造封测崛起,材料设备重点突破

经过多年的发展,国内半导体生态逐渐建成,设计制造封测三业发展日趋均衡。设计业:虽然收购受限,但自主发展迅速,群雄并起,海思展讯进入全球前十。制造业:晶圆制造产业向大陆转移,大陆12寸晶圆厂产能爆发。代工方面,虽然与国际巨头相比,追赶仍需较长时间,但中芯国际28nm制程已突破,14nm加快研发中;存储方面,长江存储、晋华集成、合肥长鑫三大存储项目稳步推进。封测业:国内封测三强进入第一梯队,抢先布局先进封装。设备:国产半导体设备销售快速稳步增长,多种产品实现从无到有的突破,星星之火等待燎原。材料:国内厂商在小尺寸硅片、光刻胶、CMP材料、溅射靶材等领域已初有成效;大尺寸硅片国产化指日可待。

建议关注相关标的

设计:兆易创新,紫光国芯,圣邦股份;制造:中芯国际;封测:长电科技,华天科技;分立器件IDM:扬杰科技;设备:北方华创,长川科技;材料:上海新阳,江丰电子。

风险分析

半导体行业景气度下降,下游创新应用发展不及预期,国家政策支持减弱,技术替代风险。

1、周期性波动向上,市场规模超4000亿美元

1.1、半导体是电子产品的核心,信息产业的基石

从晶体管诞生,再到集成电路

计算机的基础是1和0,有了1和0,就像数学有了10个数字,语言有了26个字母,人类基因有了AGCT,通过编码和逻辑运算等便可以表示世间万物。1946年的第一台计算机是通过真空管实现了1和0,共使用了18800个真空管,大约是一间半的教室大,六只大象重。

通过在半导体材料里掺入不同元素,1947年在美国贝尔实验室制造出全球第一个晶体管。晶体管同样可以实现真空管的功能,且体积比电子管缩小了许多,用电子管做的有几间屋子大的计算机,用晶体管已缩小为几个机柜了。

把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构,这便是集成电路,也叫做芯片和IC。集成电路中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。

 

集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

1965年,戈登·摩尔(GordonMoore)预测未来一个芯片上的晶体管数量大约每18个月翻一倍(至今依然基本适用),这便是著名的摩尔定律诞生。1968年7月,罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童(Fairchild)半导体公司辞职,创立了一个新的企业,即英特尔公司,英文名Intel为“集成电子设备(integratedelectronics)”的缩写。

电子产品的核心,信息产业的基石

 

以智能手机为例,诸如骁龙、麒麟、苹果A系列CPU为微元件,手机基带芯片和射频芯片是逻辑IC;通常所说的2G或者4G运行内存RAM为DRAM,16G或者64G存储空间为NANDflash;音视频多媒体芯片为模拟IC。以上这些统统是属于半导体的范畴。
半导体位于电子行业的中游,上游是电子材料和设备。半导体和被动元件以及模组器件通过集成电路板连接,构成了智能手机、PC等电子产品的核心部件,承担信息的载体和传输功能,成为信息化社会的基石。

半导体主要分为集成电路和半导体分立器件。半导体分立器件包括半导体二极管、三极管等分立器件以及光电子器件和传感器等。

集成电路可分为数字电路、模拟电路。一切的感知:图像,声音,触感,温度,湿度等等都可以归到模拟世界当中。很自然的,工作内容与之相关的芯片被称作模拟芯片。除此之外,一些我们无法感知,但客观存在的模拟信号处理芯片,比如微波,电信号处理芯片等等,也被归类到模拟范畴之中。比较经典的模拟电路有射频芯片、指纹识别芯片以及电源管理芯片等。数字芯片包含微元件(CPU、GPU、MCU、DSP等),存储器(DRAM、NANDFlash、NORFlash)和逻辑IC(手机基带、以太网芯片等)。

1.2、集成电路工序多、种类多、换代快、投资大

 

简单的讲,电子制造产业包括:原材料砂子-硅片制造-晶圆制造-封装测试-基板互联-仪器设备组装。集成电路产业链主要为设计、制造、封测以及上游的材料和设备。

集成电路产业主要有以下特征:制造工序多、产品种类多、技术换代快、投资大风险高。

生产工序多:核心产业链流程可以简单描述为:IC设计公司根据下游户(系统厂商)的需求设计芯片,然后交给晶圆代工厂进行制造,这些IC制造公司主要的任务就是把IC设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司制造好的晶圆上。完成后的晶圆再送往下游的IC封测厂,由封装测试厂进行封装测试,最后将性能良好的IC产品出售给系统厂商。

 

具体来说,可以细分为以下环节:

>IC设计:根据客户要求设计芯片

IC设计可分成几个步骤,依序为:规格制定→逻辑设计→电路布局→布局后模拟→光罩制作。规格制定:品牌厂或白牌厂的工程师和IC设计工程师接触,提出要求;逻辑设计:IC设计工程师完成逻辑设计图;电路布局:将逻辑设计图转化成电路图;布局后模拟:经由软件测试,看是否符合规格制定要求;光罩制作:将电路制作成一片片的光罩,完成后的光罩即送往IC制造公司。

>IC制造:将光罩上的电路图转移到晶圆上

 

IC制造的流程较为复杂,过程与传统相片的制造过程有一定相似主要步骤包括:薄膜→光刻→显影→蚀刻→光阻去除。薄膜制备:在晶圆片表面上生长数层材质不同,厚度不同的薄膜;光刻:将掩膜板上的图形复制到硅片上。光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3,耗费时间约占整个硅片工艺的40~60%;

>IC封测:封装和测试

封装的流程大致如下:切割→黏贴→切割焊接→模封。切割:将IC制造公司生产的晶圆切割成长方形的IC;黏贴:把IC黏贴到PCB上;焊接:将IC的接脚焊接到PCB上,使其与PCB相容;模封:将接脚模封起来;

 

产品种类多。从技术复杂度和应用广度来看,集成电路主要可以分为高端通用和专用集成电路两大类。高端通用集成电路的技术复杂度高、标准统一、通用性强,具有量大面广的特征。它主要包括处理器、存储器,以及FPGA(现场可编程门阵列)、AD/DA(模数/数模转换)等。专用集成电路是针对特定系统需求设计的集成电路,通用性不强。每种专用集成电路都属于一类细分市场,例如,通信设备需要高频大容量数据交换芯片等专用芯片;汽车电子需要辅助驾驶系统芯片、视觉传感和图像处理芯片,以及未来的无人驾驶芯片等。
技术更新换代快。根据摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,从而要求集成电路尺寸不断变小。
芯片的制程就是用来表征集成电路尺寸的大小的一个参数,随着摩尔定律发展,制程从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、90纳米、65纳米、45纳米、32纳米、28纳米、22纳米、14纳米,一直发展到现在的10纳米、7纳米、5纳米。目前,28nm是传统制程和先进制程的分界点。

 

 

 

 

 

 

联系我们/CONTACT
  • 联系电话:18260139612
  • 电子邮箱:business@rislaser.com
  • 办公地址:苏州市吴中区北官渡路38号
公众号二维码

Copyright © 2020 普聚智能系统(苏州)有限公司

联系电话:18260139612 苏ICP备17072872号-1

企业邮箱登录