半导体材料行业百科:产业链、行业特征及影响因素分析「图」

 一、半导体材料行业概况

        半导体行业的产业链有上游支撑产业、中游制造产业以及下游应用产业构成,其中上游支撑产业主要有半导体材料和设备构成,中游制造产业核心为集成电路的制造,半导体硅材料下游应用领域为半导体分立器件和集成电路制造,最终应用领域为消费电子、汽车电子、家用电器、通讯安防、绿色照明、新能源等。

半导体材料行业产业链示意图

半导体材料行业产业链示意图

资料来源:公开资料整理

二、半导体材料行业的主要特征

1、行业周期性

本行业的周期性特点主要受到宏观经济及上下游供需状况的影响,终端应用领域如消费电子、汽车电子、工业电子等行业与宏观经济形势紧密相关,因此半导体单晶硅制造业会随着整体经济状况和上下游行业的变化呈现出一定的周期性。

2、行业区域性

半导体硅片行业区域性特征体现为国内半导体硅片企业相对集中地分布于长三角、环渤海等地区。

3、行业季节性

由于半导体单晶硅在下游行业的应用呈现出多样化的特点,因此该行业不存

在明显的季节性特征。

三、半导体材料行业的主要壁垒

1、技术及人才壁垒

半导体硅材料制造业是高度技术密集型行业,研发生产过程较为复杂,涉及微电子学、半导体物理学、材料学等诸多学科,在晶体生长、硅片研磨加工以及应用领域等方面对硅片的电学参数等性能提出了越来越高的要求,因此需要具备综合专业知识和丰富生产经验的复合型人才。如果新进企业不具备相当的技术积累、技术支持力度和高素质的技术团队,将很难跟上消费电子、汽车电子、家用电器、通讯安防、新能源等终端市场的发展需求。而打造一支高技术水平团队,则需要大量的人力资源投入和时间积累。

2、客户认证壁垒

半导体硅材料主要用于电子信息产业的电子元器件制造,对电子元器件性能有重要影响,属于核心材料。而电子元器件又主要服务于规模化的下游厂商,因此厂商都对于硅片供应商的选择相当谨慎。供应商除了需具备在行业内领先的技术、产品、服务以及稳定的量产能力外,新进企业要进入合格供应商体系,还需要经过体系认证、供应商认证、新产品可靠性测试与认证等过程。例如汽车电子产品应用领域,受汽车电子元器件一致性、可靠性的严格要求,从而对半导体硅片提出了更加苛求的产品质量管控,整个认证过程通常需要1-2年时间。供应商一旦通过采购认证体系,通常能与客户建立起长期、稳定的合作关系。因此,行业新进入者较难进入下游客户的供应商梯队。3、资金壁垒

半导体硅材料的生产流程主要包括晶体生长、滚圆、切片、研磨、抛光等工序,为确保产品质量的可靠性与稳定性,关键生产设备及测试设备需要专用设备,多数需依赖进口,设备价格昂贵。为提升企业竞争优势,满足近年来新能源汽车/充电桩、智能装备制造、物联网、光伏新能源等新兴应用领域对电子元器件的产品需求,作为分立器件的上游行业,半导体硅材料制造企业在技术、人才、环保等方面的投入也将持续加大。企业若要在该行业形成规模化、商业化生产,所需投资规模较大,因此进入该行业要有雄厚的资金实力。

4、规模化供应能力壁垒

半导体硅片作为电子信息的基础材料,具有应用范围广、市场容量大等特点。消费电子、新能源应用(如新能源汽车、风电、光伏)、家用电器等领域对半导体硅片产品的规格、品种提出了多元化及定制化需求,而行业新进入者面临着产品技术研发、客户积累、产品质量可靠性以及大规模资金投入等多重进入障碍,在短期内难以形成规模化的多品种产品供应能力。因此,本行业存在较高的规模化供应能力壁垒。

四、影响半导体材料行业发展的有利因素

1、国家政策大力支持

半导体产业是对信息安全、国民经济极其重要的战略性产业,近几十年来,中国在半导体领域实现了飞速发展,并成为中国信息产业的核心。近年来国家高度重视半导体产业的发展并出台了一系列政策,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划(2016-2020年)》、《“十三五”国家信息化规划》等产业政策均将半导体产业列为重点发展领域;《国家集成电路产业发展推进纲要》的出台,为中国集成电路产业实现跨越式发展注入了强大动力。《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(2016版)》、《战略性新兴产业分类(2018)》的发布,明确了关键电子材料之一的半导体硅材料作为战略性新兴产业重点产品,同时提出要重点发展快恢复二极管(FRD)、发光二极管(LED)、功率肖特基二极管等电子元器件,此外还新增了半导体晶体制造,明确将电子级单晶硅片作为战略性新兴产业。国家政策的支持为半导体硅材料行业的发展奠定了坚实的基础,创造了良好的政策环境。

2、下游行业需求旺盛

半导体硅材料的下游需求为集成电路和分立器件领域,最终应用于消费电子、汽车电子、家用电器、通讯安防、绿色照明、新能源等终端产品中。随着电子信息产品的逐步普及,终端产品的持续更新和升级,智能手机、平板电脑、数字电视、汽车电子、个人医疗电子、物联网、三网合一等成为半导体产业发展的动力,并带动相关的材料、设备产业的发展。在下游市场强劲需求的带动下,全球现有的半导体硅片产能无法满足下游半导体芯片的需求,因此国内外各大厂商均加大投资,扩大产能。在国家政策的支持、全球半导体产业转移的大趋势、电子信息化的不断深化发展背景下,半导体分立器件和集成电路行业有望持续发展,保持增长,这为核心材料半导体硅片市场的发展提供了广阔的前景。

五、影响半导体材料行业发展的不利因素

1、半导体硅片市场竞争激烈

国际市场上8-12英寸等大尺寸半导体硅片主要应用于逻辑电路、存储器等集成电路产品,这类尺寸的半导体硅片依旧由国际大型厂商垄断,国内有能力大规模生产8-12英寸以上半导体硅片的企业较少。伴随着下游行业的旺盛需求、国家政策的大力支持和半导体产业向国内的转移,国内外厂商均加大了在大尺寸半导体硅片方面的投资布局,加剧了市场竞争。由于大型厂商在技术实力、资金实力、成本控制等方面领先,因此行业内中小型企业面临着更为严峻的竞争环境,需要与大型厂商在技术研发、产品质量、资金投入等方面展开全方位竞争。

2、技术研发能力不足

国际厂商如日本信越(Shin-Etsu)、日本胜高(Sumco)等在大尺寸晶体生长技术上都有严格的技术封锁,包括晶体生长炉、配套热场、磁场和长晶控制系统、抛光设备、测试设备都有自己的独特核心技术。中国半导体产业由于起步较晚,发展历史较短,技术研发水平相对落后,高素质的专业技术人才较为缺乏,特别是在高端产品的研发方面,与国际先进水平还存在一定的差距,这在一定程度上制约了中国半导体硅材料行业的发展。 

本文采编:CY343

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