【研究观点】半导体行业技术发展路径与投资策略

2023年12月19日


本期,我们将聚焦大会主题——“半导体行业创新发展”,讨论半导体行业技术路径与发展现状?


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PART.01


半导体行业发展概况


2022年中国第三代半导体市场规模达到111.79亿元,同比增长39.2%,2018年到2022年复合增长率为43%,增长速度惊人。其中2022年氮化镓(GaN)半导体市场规模达到62.58亿元,碳化硅(SiC)半导体市场规模达到43.45亿元,其他化合物半导体为5.76亿元。


中国集成电路制造企业的工艺技术水平与全球先进水平的差距正在逐渐缩小。例如,中芯国际已经成功推出28纳米工艺,并且为国内外多家企业提供了稳定的代工服务。同时,16纳米工艺的研发也在稳步推进中。目前已经建立了一批芯片制造企业和研发中心,积极推动半导体产业的发展。根据国际半导体设备与材料产业协会(SEMI)的统计,全球在2017~2020年间将投产的半导体晶圆厂中,有26个位于中国大陆境内,占比高达42%,其中多数为晶圆代工厂。


在市场规模方面,中国半导体材料行业市场规模的增长速度高于全球。2016-2022年国内半导体材料市场规模由68亿美元提升至129.8亿美元,CAGR达到9.7%。特别是在半导体硅片方面,随着通信、汽车电子、人工智能等新兴终端市场的发展,其市场需求量迅速增长。根据SEMI数据显示,2021年我国半导体硅片市场规模达119.14亿元,同比增长24.04%,在全球市场中所占比重提升至13.2%。


PART.02


中国半导体行业发展政策概况


在中国国民经济发展规划中,与半导体硅片行业相关的政策主要在电子元器件关键材料研发领域,经历了从“八五”计划加强电子工业专用材料研制和生产至“十四五”规划集中优势资源攻关关键元器件零部件和基础材料的转变。“八五”计划(1991-1995年)与“九五”计划(1996-2000年)提出加强电子工业专用材料的研制和生产,“十五”计划(2001年-2005年)至“十二五”计划(2011-2015年)时期,主要发展目标为大力发展集成电路制造技术及集成电路产业;“十三五”规划(2016-2020年)与“十四五”规划提出重点突破集成电路元器件零部件及基础材料关键核心技术,有助于加快包括半导体硅片在内的集成电路关键材料的研发与产业化进程。


2010年以来,工信部、科技部等部门陆续发布了半导体硅片研发、税收优惠与产业化系列政策,内容涉及在集成电路半导体硅片领域实现突破、加速12英寸硅片等关键材料的产业化进程等内容。


PART.03


中国半导体行业科研动态


光计算在AI领域呈现高速的发展,具有广阔的应用前景。2023年,中国科学院半导体研究团队研制出一款超高集成度光学卷积处理器。这标志着我国在光计算方面有了重大突破。中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室微波光电子课题组李明研究员-祝宁华院士团队研制出一款超高集成度光学卷积处理器。相关研究成果以Compact optical convolution processing unit based on multimode interference为题,发表在《自然-通讯》上。据了解,光计算是一种利用光波作为载体进行信息处理的技术,具有大带宽、低延时、低功耗等优点,提供了一种“传输即计算,结构即功能”的计算架构,有望避免冯·诺依曼计算范式中存在的数据潮汐传输问题。近年来光计算在AI领域呈现高速的发展,具有广阔的应用前景。以Lightmatter和Lightelligence为代表的公司,推出了新型的硅光计算芯片,性能远超目前的AI算力芯片,据Lightmatter的数据,他们推出的Envise芯片的运行速度比英伟达的A100芯片快1.5到10倍。


中国电子科技集团有限公司是中央直接管理的国有重要骨干企业,是我国军工电子主力军、网信事业国家队、国家战略科技力量。中国电科拥有电子信息领域相对完备的科技创新体系,在军工电子和网信领域占据技术主导地位。2023年9月6日,由南京市人民政府、中国电子科技集团有限公司指导、国家第三代半导体技术创新中心主办的第三代半导体产业创新发展大会在江宁开发区举行。一期项目依托五十五所原有11#厂房区域,“以存量带增量”的方式,打造6英寸SiC电力电子器件研发与中试平台。


在本次“FET中国企业家创新年会暨海南自贸港国际技术转移与产业创新论坛”中,中国科学院软件所、中国科学院微电子研究所、中国科学院自动化研究所专家将与中国电子科技集团代表,共同与行业内企业家代表共同探讨半导体行业技术发展趋势


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PART.04


共话半导体行业未来投资趋势


业界人士认为,中国半导体行业的发展趋势主要体现在两方面,一是目前本土厂商在部分半导体材料细分领域已经取得了较高的市场份额,如8英寸及以下半导体硅片的产能可基本满足国内晶圆代工产业的需求,二是高端半导体材料国产替代仍有较大空间,例如12英寸硅片、ArF光刻胶等半导体材料对产品的性能要求更为严苛、技术要求更高,本土厂商正在突破这些高端产品的技术和市场壁垒,像彤程新材、南大光电、上海新阳等厂商在ArF光刻胶领域已经稳步推进产品研发。


然而,在技术方面,中国半导体行业仍存在一些“卡脖子”情况。一些关键技术和设备仍依赖进口,包括如高纯度硅、光刻胶等这些关键材料,目前仍被国际大企业所垄断。另外,国内高端师资、工程技术人才稀缺,国外一流人才引进困难也造成了目前产业尚未形成分工精细、产学研协同创新的健全产业生态,与国际方面仍存在较大的差距。


*参考文献及资料:

[1]2023年中国第三代半导体行业全景速览及投资前景分析》2023-12-07 智研咨询

[2]《达泰资本叶卫刚:高筑墙广积粮,隼瞻科技一砖一瓦构筑中国处理器的高边疆》2023-11-02 财报网

[3]《达泰资本叶卫刚:未来十年是中国半导体行业创业和投资的十年|甲子引力X》2023-08-29 搜狐

[4]《科创板助推半导体设备龙头加快发展 行业回暖信号显现》2023-10-16

[5]《十大军工集团之中国电子科技集团》2023-11-01 军密通

[6]《中国科学院微电子所在半导体器件物理领域获进展》2023-05-18中科院半导体所

[7]《重大突破,中科院宣布!比英伟达快1.5倍到10倍,AI芯片要变天?》2023-06-04 每日经济新闻

[8] 《2023年全球及中国半导体材料行业现状及发展趋势分析》刘潘 华经情报网

[9]《重磅!2023年中国及31省市半导体硅片行业政策汇总及解读(全)加快大尺寸硅片研究突破》2023年09月26日 新浪财经 前瞻网

[10]《国家政策推进半导体行业发展》2018-05-21立鼎产业研究网

*本文部分图片来源如下:

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