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第三代半导体:“弯道超车论”(四)

2021-02-18 11:341870370

三、集成电路产业2021年展望

如前所述,我国集成电路与海外大厂差距最小的就是第三代半导体,因为关于第三代半导体的研发普遍处于萌芽期,各国差距并不大,我国在某种程度上还具有先发优势。

而且第三代半导体还有希望突破摩尔定律,即使用第三代半导体材料的芯片即便采用成熟工艺制造,也有望达到先进工艺水平,而既有半导体产线中,我国先进工艺水平一直受制于人,故此第三代半导体有望助推我国芯片产业绕开光刻机限制,助推我国科技产业实现弯道超车。

(一)、既有半导体市场

据WSTS统计数据,细分统计数据中,2019年集成电路、光电器件、分立器件、传感器四类产品市场规模分别为3334亿美元、416亿美元、239亿美元和135亿美元,占比分别为81%、10%、6%和3%。

具体而言,集成电路又可分为逻辑芯片、存储芯片、处理器芯片和模拟芯片四种,其中逻辑芯片、存储芯片和处理器芯片为数字芯片。根据WSTS数据,上述四种品类2019年市场规模分别为1065亿美元、1064亿美元、664亿美元和539亿美元,占比分别为32%、32%、20%和16%。

从进出口额方面来看,据中国海关数据统计,2019年我国芯片的进口金额为3040亿美元,出口额1017亿美元,贸易逆差超过2000亿美元,自给率较低。据2020年8月4日国务院发布的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,目标到2025年芯片自给率由目前的30%提高至70%,国产替代空间广阔。

据SEMI预测,2020年全球半导体生产设备的出货金额受到新冠肺炎的影响,同比下滑4%,但预计2021年同比增长24%,增至677亿美元(约人民币4,739亿元)。

另据Gartner预计,半导体专用设备市场规模2024年将增长至602.14亿美元。2020年-2024年年均复合增长率为6.27%。

未来随着下游应用端5G通信、计算机、消费电子、网络通信等行业需求的稳步增长,以及物联网、人工智能、汽车电子、智能手机、智能穿戴、云计算、大数据和安防电子等新兴领域的快速发展,集成电路产业面临着新型芯片或先进工艺的产能扩张需求,为半导体专用设备行业带来广阔的市场空间。

(二)、第三代半导体市场空间广阔

第三代半导体下游应用切中“新基建”中5G基站、特高压、新能源充电桩、城际高铁交主要领域。

以GaN、SiC为代表的第三代半导体材料与第一、二代半导体材料Si、GaAs不同,具有高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射等特性,可以实现更好的电子浓度和运动控制,在5G、新能源汽车、消费电子、新一代显示、航空航天等领域有重要应用。

由于成本较高,SiC的应用主要集中在工业和汽车领域,如高端电源、太阳能逆变器和UPS,SiC在高功率领域具备较好的表现,因此在电动汽车将是主要发展领域。GaN由于其优异的高频性能,未来在射频领域具备良好的发展空间。

据Omdia测算,全球SiC和GaN功率半导体销售收入预计将从2018年的5.71亿美元增至2020年底的8.54亿美元,至2029年底或超50亿美元,未来十年将保持年均两位数增速。

而且如前文所述,第三代半导体主要使用成熟制程工艺,我国在成熟制程领域有以中芯国际(688981)为代表的晶圆代工厂,以长电科技600584华天科技002185通富微电002156深科技000021)为代表的封测厂商,上游设计领域,我国也具有以华为麒麟,韦尔股份603501)等为代表的优质企业。

尤其是TC成立之后,我国芯片产业链继续高度整合,上述企业合作更为密切的背景下,研发效率会空前提升,我国科技产业极有可能借助第三代半导体实现弯道超车。

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