2022年半导体行业研究报告

1、2022年半导体行业研究报告1. 上游支撑行业之“半导体设备”1.1. 概述：美日设备厂商供应链地位强势，国产设备占比呈上升趋势需求端半导体资本开支保持高增，全球设备市场规模快速增长，中国大陆已成为全球半导体设备第 一大市场。据 SEMI 数据显示，2021 年全球新建 19 座晶圆代工厂，中国大陆地区新建数量 占 26.3%，随着 2022 年晶圆厂增扩产线和资本开支进一步加大投入，半导体设备需求大幅 增长。2021 年全球半导体设备市场规模达 1026.4 亿美元，同比增长 44%。具体结构上看， 据 SEMI 报告显示，晶圆加工设备增长 44%，其他前端销售增长 22%，封装设备整体增长

2、 87%，测试设备增长 30%。测试设备总体销售额增长了 30%。分地区看，2021 年中国大陆 市场 296.5 亿美元，同比增速 58%，超过中国台湾成为全球半导体设备第一大市场。韩国、 台湾分别位列第二、三大设备市场，销售额分别为 259 亿美元、249.4 亿美元。供给端美日设备厂商供应链地位强势，国产设备占比呈上升趋势。半导体设备市场基本呈现美日寡 头垄断格局，据 VLSI Research 数据，2020 年全球前十大半导体设备厂商均为境外企业， 市占率合计达 76.6%。据中国电子专用设备工业协会（CEPEA）数据统计，2020 年国产半 导体设备自给率约 17.5%。当前下游晶

3、圆制造厂商也倾向于更多的采用国产半导体设备，国 产半导体设备占比呈上升趋势。根据设备招标台数计算出当前三座晶圆厂半导体设备国产化 率总体达到19%左右，其中长江存储、华虹无锡、华力集成设备国产化率分别为18.7%、18.1%、 18.8%，各项设备占比相较 2016 年有较大提升，刻蚀、化学机械光、去胶、清洗、氧化环 节的设备国产化率提升较快。1.2. 封装设备 ：封装设备市场高度集中，先进封装设备迎来国产化机遇。封装设备封装主要用于芯片后道加工， 工艺流程在晶圆制造后，具体指对测试的晶圆进行划片、装 片、键合、塑封、电镀、切筋成型等一系列加工工序而得到的具有一定功能的集成电路产品 的过程，可

4、以分为传统封装和先进封装两种。传统封装设备包括减薄机、划片机、贴片机、 引线键合机等；先进封装设备包括清洗机、溅射设备、光刻机、涂覆设备、回熔焊接设备等。 在各类封装设备中，根据 2018 年 VLSI 统计数据，贴片机占比 30%、划片机占比 28%、引 线焊接设备占比 23%、塑封/切筋成型设备占比 18%、其他设备占比 1%。据 VLSI 数据，2021 年全球半导体封装设备市场预计为 45 亿美元，中国半导体封装设备市 场规模为21亿美元，约占全球半导体设备市场规模的5.45%，2016-2021年CAGR达31.6%。封装设备市场高度集中，先进封装设备迎来国产化机遇。全球封装设备市场

5、高度集中，主要 被美国库力索法 Kulicke Soffa 、日本新川 Shinkawa 、荷兰 Besi 、新加坡 ASM Pacific Technology 四家企业占据。技术和加工制造能力是封装设备行业发展的要害和瓶颈，其中 传统封装设备仍需要大量进口，随着摩尔定律临近极限，先进封装已成为提升半导体芯片性 能的重要路径之一，并带来国产化机遇。据 Yole 数据显示，2021 年全球先进封装前七大企 业的资本支出合计达 119 亿美元，英特尔、台积电、日月光分别排名前三，同时中国大陆厂 商长电科技、通富微电也跻身于前七名。1.3. 测试设备 ：国内成为全球最大测试设备市场，高端设备国产化

6、率仍待提高。测试涵盖半导体中游所有环节，从 IC 设计到 IC 封装，都需要经过测试，进一步可分为前 道检测和后道检测。后道检测为电性能的检测，主要于以确保合格产品进入封装环节与市场， 并改进设计、生产、封测工艺。后道检测贯穿于半导体制造始末，可以有效降低封装成本。 从设备分类来看，根据 SEMI 数据，测试机、分选机、探针台的份额分别约为 62.1%、17.4%、 15.2%。在测试机中，2020 年 SoC、存储、模拟、射频测试机占比分别为 58%、22.5%、 15%、4.5%。晶圆厂资本开支保持高增及政策驱动助力，半导体检测设备市场持续受益。据 VSLI 数据， 2020 年全球半导体

7、检测设备市场规模达 76.5 亿美元，同比增长 20.1%；国内半导体检测设 备市场规模达 21 亿美元，同比增长 24.3%，2016-2020 年 CAGR 达 31.5%，已成为全球最 大的半导体测试设备市场。全球主要半导体测试设备市场仍由国外厂商占据，国内半导体测试设备市场呈现产品进口替 代结构分化局面。中国在模拟测试机细分产品赛道较为成功，在 SoC 类测试机、 射频专用测试机等高端领域国产率仍然较低。模拟测试机方面，华峰测控年报披露，经过多年研发和布局，产品不仅在国内大批量安装，且已进入欧美日韩等海外客户的供应链，获得 多家顶级 IDM 公司内采购订单。华兴源创是国内首家拥有自主研

8、发 Sub-6G 射频矢量信号收 发板卡的厂商，捷捷微电已推出 13 款同时 SoC 类测试机已于 2021 年上半年完成了客户端 的批量装机。2. 中游制造之功率半导体市场2.1. 概述 : IDM 模式下，新能源电动化智能化带来新需求供给端 功率半导体厂商多为 IDM 模式，代工提供产能补充和工艺技术支持。IDM 模式能够较好控 制成本，提高产品毛利率，积累技术经验，有利于形成技术壁垒。在 2020 年半导体行业代 工环节产能紧缺的时候，IDM 模式优势凸显，其交付周期相较于代工模式则更短。国内的晶 闸管等中低端产品技术发展成熟，高端产品技术与国外产商仍有差距。需求端 汽车、光伏等行业带动

9、功率半导体需求持续增长，MOSFET 和 IGBT 市场规模占比较高。根 据 Omdia 的统计及预测，在受到疫情影响较大的 2020 年之后，2021 年汽车、消费类电 子等抑制性需求释放带动功率半导体市场整体迎来复苏，整体收入将反弹至 460 亿美元。 在新能源汽车、AIoT 及光伏等领域的需求带动下，预计到 2023 年功率半导体全球市场规 模有望达到 500 亿美元左右，20202024 年 CAGR 约为 5%。功率半导体分立器件和模 块在功率半导体市场中合计占比约 45%，份额长期保持稳定，其中 MOSFET 和 IGBT 又在 功率半导体分立器件和模块市场中合计占比近 50%。新

10、能源领域应用广泛 ，国内政策支持力度大，MOSFET 与 IGBT 模块预计增长强劲。由于 功率半导体能够提高能源转换效率、降低低能耗，从而对降低二氧化碳排放量，功率半导体有助于“碳中和”目标达成。 近年来国家先后出台了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、国家集成电路产业发展推进纲要等，支持高端功率半导体的 ，为功率半导体市场的稳步发展提供了良好的政策环境。根据 IC Insights 的相关 市场研究表明，在各类半导体功率器件组件中，未来增长最强劲的产品将是MOSFET 与 IGBT 模块。2.2. 功率器件之 MOSFET : 功率器件中最大品类，进入黄金期金属-氧化物

11、半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路 的场效晶体管，具有导通电阻小，损耗低，驱动电路简单，热阻特性好等优点，特别适合用 于电脑、手机、移动电源、车载导航等电源控制领域。MOSFET 一般再细分为中低电压产品 和高电压产品，中低电压产品一般以分立器件的形式出售，而高电压一般以模块的形式出售。 根据 Yole 统计，MOSFET 已经是功率器件中最大品类，约占到整个功率器件市场的 45%。需求方面，下游行业景气上行带动终端需求，MOSFET 市场持续扩容。据 Yole 数据显示， 2020 年全球 MOSFET 市场需求规模达 75 亿美元，预计 2026 年增

12、至 94 亿美元，CAGR 达2.83%。中国是世界上最大的 MOSFET 市场，据Omdia数据显示，2020年我国 MOSFET 市场规模为 35.19 亿美元，2017 年至 2020 年复合年均增长率为 7.02%。汽车及电动车领域未来将贡献全球 MOSFET 市场的主要增量。2020 年消费电子、汽车及电 动车、工业领域应用广泛分别占比 MOSFET 市场份额的 37.3%、20%和 12.3%。2021 年全 球新能源汽车出货 650.14 万台，较 2020 年增长了 108%，渗透率攀升至 10.2%，随着新能 源汽车的加速渗透以及电动化、智能化加速发展，未来将拉动车规级 MO

13、SFET 和充电桩中 MOFEST 的需求激增。Yole 预计 2026 年汽车及电动车将超越消费跃升为第一大 MOSFET 应用市场，合计占比约 31.9%。同时 5G 基站的扩建进一步为 MOSFET 带来了高速发展机 遇，主要驱动力来自于 5G 基站对密集度和功率要求的提高以及 Massive MIMO 射频天线、 雾运算和云计算的需求升温。市场竞争格局来看，中国功率半导体市场在全球市场占据重要位臵，但在高端 MOSFET 器 件中依旧主要依赖进口。2020 年 MOSFET 器件国产化率约 4050%。进入黄金期， 国内厂商加速产品升级。着眼于车规级 MOSFET 领域，目前闻泰科技收

14、购的安世半导体是 我国的主要供应商，其他本土企业也呈此次缺货机遇迅速布局汽车电子领域。据公司披露的 调研公告显示，捷捷微电已推出 13 款车规级 MOSFET，士兰微也在年报中披露研发的车规 级 SiC-MOSFET 也即将送予客户评价并开始量产。2.3. 功率器件之 IGBT : 国内起步较晚，空间大绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是由双极型三极管（BJT）和 MOSFET 组成的复合全控型电 压驱动式半导体功率器件，驱动功率小而饱和压降低。它可以实现直流电和交流电之间的转 化，或者改变电流的频率，由逆变和变频的作用。同作为功率器件，与 MOSFET 相比， MOSFET 主要应用在高频领域，IGBT 多应用与高压领域，是工业控制及自动化领域的核心 元器件。IGBT 主要用在工业控制与电机节能、新能源及变频白色家电等领域，其中新能源 和光伏领域驱动 IGBT 快速增长。国内起步较晚，空间大。根据 GIR (Global Info Research)调研， 2