
[一]全球范围内主要存在两种服务模式:第一种是IDM(Integrated Device Manufactrue)模式,另一种是晶圆代工(Foundry)模式。 IDM 模式的特点是,企业经营范围涵盖了芯片设计、生产制造、封装测试等各环节,甚至延伸至下游终端。美国和日本半导体产业主要采用这一模式,典型的IDM大厂有:IBM 、三星、东芝、 NEC 等。晶圆代工则是专业化分工的产物。在该模式下,晶圆代工厂只专注于 IC 制造环节,不涉足设计和封测,不推出自己的产品,只为设计公司(Fabless)和 IDM (委外订单)提供代工服务,从而避免了与客户之间直接的利益冲突。
计算机和手机对半导体商务保持了最大的推动作用, MP3音乐播放器受到广大消费者的欢迎,去年闪存芯片制造商的销售收入获得戏剧性增长。去年全球半导体的销售收入为2350亿美元
2005年全球最高前十名半导体制造商依次是:英特尔公司、三星电子公司、德州仪器公司、东芝公司、意法半导体公司、瑞萨科技公司、英飞凌公司、飞利浦公司、现代半导体公司和 NEC公司。
全球半导体的销售继续向亚太地区转移,包括中国、中国台湾、韩国和新加坡在内的亚太地区的半导体销售收入去年增长了11%,在全球半导体销售中所占的比例已经达到44.5%。欧洲、中东和非洲是第二个增长速度最快的地区,同比增长了4%,北美增长了1%,日本仅增长了0.2%。
[二]中国集成电路(IC)产业市场规模达到3420亿元人民币。IC制造方面,目前中国在建的6 英寸线有8 条、5 英寸线有1 条,拟建6 英寸线有8 条。到2006 年底,国内的6 英寸生产线和5 英寸生产线将分别达到21 条和9 条,其中大部分属于外商投资企业。晶圆尺寸方面,从 2004年起200mm的产能增长率就已经比所有其它尺寸的晶圆要快(除300mm之外)。但从晶圆片数来看,一直到2005年末,中国大陆的晶圆产能仍由100mm和150mm主导。2006年,200mm的产能将超过所有其它尺寸的晶圆,真正成为市场的主流。
---SMIC(中芯国际)、HHNEC(华虹日电)及Grace(宏力)等。8英寸圆片,0.18至0.25微米工艺批量生产水平,国外市场为主;
---全球TSMC及UMC(联电)外,尚有新加坡的Chartered(全球代工业第三,月产能力12万片),南韩的东邦/亚南(2003年上半年,全球代工排名第四,营收1.75亿美元),SMIC(全球第五,1.15亿美元)以及马来西亚的First Silicon,Silterra和以色列的Tower等。
---ASMC(先进),华润上华及宁波中伟等,他们多用6英寸圆片,0.35至0.8微米工艺,主要市场也在国外。大多是合资企业。
---杭州士兰是中国第一家上市的民营半导体企业,采用4至6英寸圆片,0.5至2.0微米工艺技术,以国内市场为主。
---沈阳科希-硅技半导体技术第一有限公司(Keysi-STL Semiconductor Manufacturing IstCo.Ltd in Shynyang)是浑南新区注册成立的外商独资企业。该公司由美国科希国际公司(Keysi International,Inc.)和韩国Silicon Tech Limited联合创办,主要从事微电子技术开发,集成电路芯片设计、制造、封装和测试。
科希-硅技的芯片制造一厂主要生产6英寸手机用FBAR通讯芯片和两英寸蓝白光二级管W/B LED。目前,世界上只有美国和韩国能生产FBAR,该项目的建设将使中国成为世界上第三个生产FBAR的国家。
科希-硅技沈阳芯片制造二厂将生产8英寸晶圆项目(美中日韩合作)。主要产品为LCD Module(液晶显示模块),广泛应用于电脑和手机。
---英特尔预计投资20亿美元的12英寸厂已经选址大连
[三]整体而言,我国半导体硅材料行业规模还很小,自给能力严重不足,生产单晶硅所需要的多晶硅90%尚需从国外进口单晶硅产量虽然呈逐年稳步上升趋势,但跟国内巨大的市场需求相比,市场缺口仍然很大。IC制造所需要的抛光片和外延片则绝大部分需要进口。我国生产的单晶硅58%是太阳能级。目前国内企业主要以生产4~6英寸硅片为主,还不能批量供应8英寸以上硅抛光片。研发实力较强的研硅股也只能少量生产8英寸陪片,12英寸抛光片处于研制阶段。多晶硅产品则仅有峨嵋半导体厂和洛阳中硅能少量供应,还远不能满足国内需求。
我从大学毕业后就就职于一家半导体生产企业,岗位是工程师。在这家单位我一直工作了将近8年时间。在第8年的时候我换了一份工作,背井离乡去了另一个城市,新单位所属的行业是光伏行业,也就是太阳能发电。一年后,因为个人的原因,我重新回到了家乡,又一次投入到了集成电路行业。作为一个在半导体行业和光伏行业都曾有过涉猎的人,我乐于比较两个行业之间的优劣势,也希冀以这两大高新技术行业为缩影,折射出中国高新技术产业整体的发展现状。
严格上来说光伏技术可以算得上是半导体学科的一个分支,所以如果你是从半导体行业转到光伏行业,适应的时间比从其他行业转过来的要短的多的多。但是光伏行业又独立于半导体行业之外,因为它首先是新能源行业的一个分支,无论从最终的产品外形,用途还是其服务的终端领域都与半导体行业有着天壤之别。人们谈起光伏行业,更愿意强调的是太阳能发电是一种清洁可靠的新型发电方式,而不会有多少人在意其实太阳能发电的原理只是运用到了半导体物理中最基础的光电转换理论。在我看来,这更像是科学家在研究半导体物理时,突发奇想地,或者是不经意间地,想出来的点子。因此其技术复杂度还远不能与半导体行业相媲美。当然术业有专攻,近些年光伏行业也在不断挑战更高的技术壁垒,研究的方向也涉及到从上游晶硅到下游组件生产乃至最终的发电成套。所以单纯地讨论光伏行业和半导体行业孰优孰劣并没有太大意义。
单从发展前景来看,光伏行业可以算得上是现在为数不多的几个“朝阳产业”之一。当今世界,能源紧缺是所有国家共同面临的严峻问题,光伏行业可谓是顺应形势而生,太阳能“取之不竭,用之不尽”,可谓是大自然赐予人类最好的馈赠之一,没有理由不好好利用,况且光伏产品符合人们对于新能源的几大要求:低碳环保,可持续发展等,因此它能取得广泛的关注也在情理之中,在过去的20年间,光伏行业得到了突飞猛进的发展,这其中以中国大陆的光伏行业发展最为引人注目。
事物都有两面性,在光伏行业发展过程中,也出现了很多违背规律的现象和全球性的不平衡,主 要表现在:
1,人们在谈及太阳能发电时,往往夸大了最终的光伏产品组件的清洁无污染性,但有意无意地却都选择性忽视了以下事实:在整个产品生产链中,从上游的多晶硅生产到中游的电池片,都是一个高污染高能耗的生产过程,由于工艺的不成熟和法律法规的不完善,违规排放污染源的现象屡见不鲜。和半导体产业相比,虽然光伏行业生产使用到的气体、酸、碱等化学品种类要少一些,但是其对于污染源排放前的处理还很不规范。这一切都使得这个头顶着“清洁能源”光环的行业显得严重名不符实。明知污染严重,然而中国各地的光伏产业园仍然“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,最高峰时全国单生产电池片的厂家就有1000多家。究其原因,众所周知就是背后的经济利益在推动。因为在光伏行业曾经的巅峰时期,由于欧洲国家政府对光伏发电的大力支持,使得中国国内生产商的订单源源不断,厂商的利润率高的令人咋舌。高利润带来了高税收收入,因此各地政府在招商引资时也几乎完全忽视了背后的污染,这也埋下了一定的隐患。2011年晶科新能源的污染事件终于让人们开始警醒,也让普通民众开始关注这个行业背后存在的污染真相。
2,各地一拥而上的过度投资显然已经违背了经济发展规律。客观上来看,各地的投入和支持使得中国涌现了一大批在世界上都位列前茅的大型光伏企业如英利、赛维、尚德、天合光能等等,这也使得中国在光伏领域取得了在其他行业少有的世界领先的行业地位。但是大部分的投资显得功利性太强,目的性单一,缺乏高瞻远瞩的目光。由于不像半导体那样动辄十几二十亿的投资,投资一条小型的光伏电池片生产线往往只要上千万,但其收益率以及资金回收周期远优于半导体行业,极好的迎合了资本逐利的本性,这就导致很多资金从其他领域纷纷涌入,甚至连很多江浙一带原本是从事传统行业的私营业主也打破脑袋想要进入。但是这些人都忽视了一个问题:光伏市场的面还不够广,在国内市场没有充分打开的前提下,只有过度依赖欧美市场,这样带来的后果就是,所有中国企业都在分食同一块大蛋糕,由于选择面越来越广,欧美国家有了更多的底气与中国企业谈判,定价的话语权完全掌握在别人手里,而中国的企业能做的只是内耗。当然这还不是最严重的问题,更严重的是,由于对欧洲市场的严重依赖,所以当欧洲出现了百年一遇的金融危机时,我们的企业似乎完全没有了招架能力。2011年年中开始,德国西班牙意大利等一些欧洲国家就纷纷宣布将不再对光伏上网提供补贴,这也使得欧洲的订单锐减,美国却在这时候落井下石地提出了针对中国光伏企业的“反倾销反补贴”的所谓“双反”诉讼(另据了解近期欧洲国家也仿效美国提出了双反诉讼),反观国内市场却迟迟未能打开,这一切都使得整个光伏行业彻底陷入了有史以来最深的谷底。在这样的背景下,之前过度投入所导致的产能过剩效应很快显现,一些本来就是投机大于投资的小企业,因为没有技术上的优势,很快就面临了没有订单的困境,光浙江就有三分之二的小企业早早倒闭。大企业的日子同样不好过,在景气时期盲目的产能扩充竞赛,终于到了秋后算账的时候了。据悉目前排名靠前的几大光伏巨头的资本负债率最少的也在50%以上,赛维LDK的负债率甚至已经超过100%,到了崩盘的边缘。这一切的恶果,很大一部分原因都归咎于当初热昏了头的投资。
3,光伏产业的发展还存在着全球不平衡性。之所以说是全球不平衡,是因为高污染高能耗的产业链上中游都集中在以中国为代表的发展中国家,而真正最终的无污染的清洁应用大部分都在欧美等发达国家,所以虽然中国的光伏企业在这一轮光伏大潮中收获了一定的经济利益,但是从长远的眼光来看,真正获益的无疑是欧美国家,因为他们巧妙地将污染的源头转移到了中国,而将真正的清洁能源带到了自己国家,在未来的几十年里,这些静静地躺在山坡上或是屋顶的光伏组件将为这些国家带来源源不断的电力,而他们为此付出的仅是一张支票。而作为产品输出国的中国,他们的居民很长一段时间内仍然不得不面对火力发电厂里冒出的浓烟。这种不平衡在很长一段时间内都不会被打破,因此需要我们去深思如何去转换思路打破这种不平衡。
尽管中国的光伏行业面临了前所未有的危机,但危机也何尝不是机遇。有人认为,光伏行业危机反而给了整个行业反思和洗牌的机会,淘汰落后产能,整合优质资源是当务之急。此外危机也催生了光伏巨头们对于新技术研发的更大关注和投入,这在以前是不可想象的,光伏企业们逐渐意识到,只有研发出更高发电效率的电池组件,才能占领市场的制高点,才能存活下去。这种技术上的竞争是政府乐于看到的,这也更符合这个行业的发展规律。国家也注意到了光伏行业存在的困境,尽管在光伏行业的最高峰时,国家已经发出过了警惕光伏行业投资过热产能过剩的警告,但是当时没有多少人响应,现在这个时候光伏企业确实需要国家的帮助了。在国务院发布的十二五规划中,明确提出了光伏发电装机容量的目标,这也算是给飘摇中的光伏行业送去了一丝希望。所有光伏企业都在期待着。我也一直在关注着这个行业的新动向。不管怎样,光伏行业始终是一个前景光明的行业,现在经历的一个阵痛期只是它必然会经历的一个阶段,只要度过了这个艰难的时期,必将重新焕发生机。
说完了光伏产业,我再来说说我更为了解的半导体行业,也叫集成电路产业。这个行业也分上中下游,所不同的是上游是集成电路设计,这一点是光伏行业所没有的,光伏行业的所谓上中下游,纯粹是针对于生产而言。中游是芯片生产,下游是封装测试,中下游都偏向于生产制造,所不同的是芯片生产的技术含量更高。本人不才,没有能力进入要求更高,待遇更好的设计类企业,而是从事的是中游芯片生产相关的工作。
半导体芯片的生产过程与光伏产业中电池片的生产颇为类似,都是在硅基片上(也有一些光伏电池片不是以硅片为基础的,但不是主流)掺入一些杂质,然后对硅片进行一些处理,利用硅这种半导体的特性,实现各种电学表现。所不同的是,光伏电池片的处理工艺较为简单,往往10几个步骤就可以完成整套流程的生产,而半导体芯片的生产工艺要复杂的多得多,往往一颗芯片的生产步骤要多达几百上千步,可以说两者不是在一个数量级上的。而且半导体工艺的复杂程度之高,对产品和环境要求之苛刻,对于工作人员的要求之严格,涉及到的相关学科之多是光伏行业远远不能比拟的。这里面的细节无法用一片短短的文章就可以细说,感兴趣的同学可以自己去了解。
正是因为有了以上特点,半导体行业的软硬件投入是十分惊人的,需要大量的资金,因此它也可以算得上是“有钱人玩的游戏”。当下投资一个8英寸芯片厂所需要的资金在10亿美元左右,而投资一个12英寸芯片厂所需要的资金则将高达30亿美金。这远远不是一般投资人可以承受的。半导体行业对于电子工业来说是源头,因此历来各个国家都非常重视,针对其投入大的特点,一般各国政府都会以各种形式的补贴来表示支持。
虽然投资巨大,但是半导体行业的利润率却远远不及巅峰时期的光伏行业。事实上,半导体行业也曾有过辉煌的年代。在20世纪70年代,当台湾张仲谋创立了世界上第一家以纯晶圆代工模式为主的半导体工厂台湾积体电路有限公司(台积电)时,半导体工业迎来了一个发展的高峰,这种全新的模式解放了设计公司,因为他们无需再烦心于要投入巨资建立生产线,却又没有足够的量而导致机台利用率低的窘境,因此受到了极大的欢迎,订单源源不断。当时台积电的利润率大概与光伏行业相似,员工的待遇也是惊人的好,曾有年终晚会抽奖送出一亿元股票的故事。当年台湾年轻人都以进台积电赚大钱为目标。在台积电取得了巨大成功后,半导体代工厂如雨后春笋般在台湾地区出现,继而也发展到了世界其他国家,这也必然使得市场被分摊,各家的竞争也愈加激烈,因此利润率的下降也是情理之中的事情。从这点上来说,半导体行业也曾经历过和光伏行业目前所面临的一样的历史阶段。但两者在相似中又有一些本质上的区别。
首先半导体行业由于前文所讲到的原因,从一开始就注定它是一个高投入的产业,因此投资这个产业必然是慎之又慎的,必然是做了大量前期准备后的决定,而生产工艺的复杂性使得客户,也就是设计企业,不会轻易地转换供应商,因为这对于他们来说也是一个巨大的风险。这里再稍稍补充介绍一下,其实对于上游的相关设计企业来说,如何尽快将产品推向市场,占据市场先机是他们一直要考虑的问题,否则就很难在市场上立足。因此选择一个好的晶圆厂作为合作伙伴是一件非常重要的事情,而一旦这种合作关系稳固下来,就说明晶圆厂已经根据设计企业的要求做了从投片到最终出产品中间几百乃至上千道工艺的调试,保证了每一道工序都符合要求,这个过程需要花费漫长的时间,有的甚至要花几年的时间。因此如果突然中途更换合作伙伴,则意味着所以一切都要从头再来,而且还要背负着结果存在很大不确定性的风险。这对于以市场时机为导向的设计企业来说,将是灾难性的。而光伏行业的门槛低,除了几家光伏巨头之外,其他各家公司的背景可谓鱼龙混杂,产品技术相对简单,几乎每家的产品都没有太大的差异,工艺调整起来也没有那么复杂,因此客户更换供应商也更容易,这也是为什么光伏企业容易倒闭,而很少听到半导体企业特别是半导体晶圆制造厂倒闭的案例。
其次从市场需求的角度来说,半导体行业作为电子工业的源头,目前为止还没有其他可替代品,因此它的地位是稳固的,半导体产业通常都是一个国家的支柱产业,中国大陆在这方面的起步较晚,但是政府的重视程度却不亚于世界上任何一个国家,虽然和半导体发达国家还存在很大的差距,但在国家的强力支持下这种差距正在逐步缩小,也涌现出了像中芯国际这样世界级的大公司。当今正是各类电子产品层出不穷的年代,全球各大厂商如苹果,三星等公司推出的各类新潮产品不断这吸引着消费者的眼球,各种新技术推层出新,这也推动了半导体工业的发展,因为电子产品中最核心的各类芯片就是源自于半导体工业,这其中最著名的代表之一就是著名的半导体大厂英特尔。个人认为如果没有英特尔生产的CPU,世界的发展速度将至少减慢30年。半导体工业的发展也始终遵循着著名的摩尔定律,从当初的4英寸、6英寸,8英寸发展到现在的12英寸,18英寸,工艺节点也从0.25微米,0.13微米发展到了90纳米,45纳米,22纳米,并且还在向更高的原子级别迈进,除此之外,一些新技术如石墨烯等也如小荷初露角,因此可以预见的是,半导体仍将持续发展很长一段时间,直到更新的技术出现。而反观光伏行业,虽然从本质上来说,这是一种很有前景的行业,但是它并不具备半导体行业那种舍我其谁的行业地位,换句话说,光伏行业并不是新能源替代旧能源的唯一选择。除了太阳能,风能,生物能,核能以及近来比较热门的页岩气等都是比较有前景的能源。因此光伏行业如果想要脱颖而出,必须体现出技术优势,成本优势,环保优势,效率优势。而这些恰恰确实光伏行业目前所缺乏的。因此,如果不是欧美国家的巨大市场需求,以及日本地震对于核能的打击等一系列原因,光伏行业在中国的发展绝不会这么迅猛。高速发展掩盖了原本应该作为行业基石的技术的薄弱性,因此当受到猛烈冲击时,光伏行业外表光鲜亮丽的大厦崩塌离析也是必然的。
半导体分立器件制造行业主要上市公司:目前国内半导体分立器件制造行业的上市公司主要有华润微(688396)、士兰微(600460)、扬杰科技(300373)、华微电子(600360)、新洁能(605111)、苏州固锝(002079)、银河微电(688689)、立昂微(605358)、捷捷微电(300623)、台基股份(300046)等。
本文核心数据:半导体分立器件出货量、市场规模、区域分布
1、英飞凌推动全球分立器件性能提升
全球半导体分立器件诞生于上世纪中期。20世纪50年代,功率二极管、功率三极管的面世并应用于工业和电力系统20世纪60-70年代,晶闸管等分立器件快速发展20世纪70年代末,平面型功率MOSFET发展起来20世纪80年代后期,沟槽型功率MOSFET和IGBT逐步面世,分立器件正式进入了电子应用时代20世纪90年代,超结MOSFET逐步出现,打破传统“硅限”以满足大功率和高频化的应用需求2008年,英飞凌(Infineon)率先推出屏蔽栅功率MOSFET,分立器件的性能得到进一步提升。
2、全球分立器件供需受疫情影响明显
——全球供给受疫情影响增长乏力
COVID-19疫情对全球经济产生了巨大影响,包括半导体分立器件在内的众多行业均受到负面影响。据Statista预测数据,2020年全球半导体分立器件出货量约达到4630亿个。
随着病毒在世界范围内传播,全球供应链中断,隔离期仍存在不确定性。为了遏制新冠病毒的传播,世界各地的许多制造工厂均采取停工管制措施。例如,安森美半导体的大部分制造设施因马来西亚、中国和菲律宾等国家的政府命令而关闭,这影响了其向客户供应产品的能力。
注:不包括光电器件和传感器件。
——2020年全球市场规模有所下降
根据WSTS的统计数据,2017-2020年,全球半导体分立器件市场规模呈现波动变化。2020年,市场规模为238.04亿美元,较2019年下降0.32个百分点。据WSTS预测,2021年全球半导体分立器件市场规模有望迎来反d,预计达到261.89亿美元,增长超过10%。
注:不包括光电器件和传感器件。
3、全球分立器件供需区域分布错配
——欧洲为全球第一大供给区域
从全球市场供给区域分布情况来看,根据半导体行业协会(SIA)的数据,2020年,欧洲半导体分立器件厂商市场销售额占比最大,达到42%日本位于第二,占比25%其次是美国,占比23%中国和韩国的半导体分立器件厂商市场销售额占比均为5%。
注:不包括光电器件和传感器件。
——亚太地区需求增长潜力最大
从市场需求区域分布情况来看,根据Statista的预测数据,2020年中国分立半导体在全球的市场份额预计超过36%,而2016年这一数值为33.5%,中国市场份额逐渐提升。与此同时,北美也是半导体分立器件的主要市场之一,因为该地区的大型汽车和其他行业对分立半导体的消费需求较大。On Semiconductor Corporation、Diodes Incorporated 和D3 Semiconductor LLC等供应商的总部均设在该地区。
注:不包括光电器件和传感器件。
根据Modor Intelligence的预测,2020-2025年亚太地区的半导体分立器件制造行业的市场规模增长将呈现快速增长趋势而西方地区像是北美地区、欧洲地区则呈现相对缓慢的增长趋势南美及非洲地区的市场规模增长率将是最低。
4、2026年全球市场规模有望超320亿美元
半导体分立器件的市场驱动力是对跨电子产品和小型化的电源管理的需求日益增长。据WSTS预测,2021年全球半导体分立器件市场规模有望迎来反d,预计达到261.89亿美元,增长超过10%。与此同时,根据Mordor Intelligence的预测数据,全球分立半导体市场规模2021-2026年复合年增长率约为4.2%。初步测算,2026年,全球半导体分立器件制造行业市场规模将超过320亿美元。
注:不包括光电子器件和传感器。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国半导体分立器件制造行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
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