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5G網絡迅速發展成為推動半導體行業快速增長的重要動力

作者:普華有策咨詢

5G網絡迅速發展成為推動半導體行業快速增長的重要動力

1、半導體産業鍊概況

通常來說,半導體産業鍊可以分為上遊半導體原材料與裝置供應、中遊半導體産品生産制造和下遊應用。其中,上遊環節為整個産業鍊的支撐性環節,為中遊半導體産品生産提供原材料,而下遊應用場景則包括了網絡通信、計算機、消費電子、工業控制、汽車電子等多個領域,這些應用場景引領的需求增長為半導體産業的快速發展提供了核心驅動力。

5G網絡迅速發展成為推動半導體行業快速增長的重要動力

就半導體中遊産業,即半導體産品生産制造環節來說,又可以粗略分為半導體産品設計、制造、封測三大環節,每一環節均細分複雜,且環環相扣,有着緊密的前後工藝順序聯系。

具體如下圖所示:

5G網絡迅速發展成為推動半導體行業快速增長的重要動力

以最常見的內建電路(IC)生産過程為例,晶片設計環節是指內建電路(IC)進行功能和電路結構設計的過程,通常包括需求分析、電路設計、邏輯設計、實體設計、驗證和測試等多個階段,設計工程師使用各種工具和方法,從抽象的功能描述開始,逐漸轉化為實際的電路和實體結構,這一環節決定了最終晶片的性能、功耗、面積和可制造性等方面的特性。待晶片具體版圖設計完成後,便進入了下一步制造環節,即晶圓加工環節,這一環節指将原始的矽片(晶圓)經過一系列的工藝步驟轉變為成品晶片,包括晶圓選材、清潔處理、化學機械抛光(CMP)、光刻、蝕刻、離子注入及WAT測試等。晶圓生産制造完畢後,便進入了封測環節。通常情況下,晶片在進入封裝階段前,會預先對封裝前的各類電子元器件進行晶圓測試(ChipProbing,CP測試),預先篩選出不合格産品并剔除,封裝結束後再次進行一輪成品測試(FinalTest,FT測試),以驗證晶片在實際使用中的可靠性。正常晶片封裝後成品須通過環境試驗、電性試驗、實體性能試驗等測試,射頻(RF)器件還需增加射頻性能測試,相關測試均通過後方可用于下遊應用領域生産。

綜上,半導體器件測試是半導體設計、生産、封裝、測試流程中的重要步驟,它作為半導體産品生産環節的最後一環,能夠差別缺陷、驗證器件是否符合設計目标、分離好品與壞品,能否通過相關測試決定了該産品能否進入下遊領域,參與下遊應用産品的開發。半導體器件測試是保證半導體産品品質、性能和可靠性的關鍵步驟,對于制造商和最終使用者都具有重要的意義。對半導體産品進行有效的可靠性檢測,可以最大程度地減少缺陷産品的傳遞,提高産品品質,并確定半導體産品在市場上取得成功。

元器件可靠性檢測系統的可靠性、有效性、安全性對半導體産業鍊條的平穩運作起到關鍵作用,具有顯著的經濟效益及社會效益。

2、細分半導體器件可靠性測試方法

半導體器件的生産過程複雜且精密,涵蓋了多個制造環節。為了確定最終器件的品質與性能,必須在不同階段進行嚴格的品質控制和性能測試。按照半導體制造流程中的使用環節及檢測項目的不同,半導體器件測試主要分為前道檢測(Front-End-of-Line,FEOL)與後道檢測(Back-End-of-Line,BEOL),兩者分别對應半導體制造的不同階段,各有側重,共同構成了完整的半導體器件品質控制體系。

(1)前道檢測(FEOL)

前道檢測主要針對半導體制造的前端工藝階段,即晶圓制造過程中的薄膜沉積、光刻、離子注入、蝕刻等步驟。這一階段的主要任務是形成具有特定電學特性的微納結構(如半導體、電容、互連等)在矽基片(晶圓)上。前道檢測的主要特點和内容如下:

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(2)後道檢測(BEOL)

後道檢測主要針對半導體制造的後端工藝階段,即晶圓經過切割、封裝後的晶片成品階段。這一階段的主要任務是将獨立的裸晶片通過封裝技術連接配接到外部電路闆上,形成完整的電子系統。後道檢測的主要特點和内容如下:

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綜上所述,前道檢測與後道檢測分别對應半導體制造的前端和後端工藝階段,前者側重于晶圓制造過程中的工藝控制、微觀缺陷檢測和器件特性評估,後者則關注封裝後的晶片功能驗證、電性能測試、環境适應性以及系統內建測試。兩者互相配合,共同構成嚴密的半導體器件品質管理體系,確定最終産品的高性能與高可靠性。

3、全球半導體行業發展情況分析

(1)半導體行業發展曆程:産業鍊逐漸向大陸轉移

半導體産業起源于20世紀50年代,随着技術的快速進步和資本的迅速投入,半導體行業取得了快速的發展,逐漸建立了健全的産業鍊。然而,由于該行業具有涵蓋了多個生産技術工序、技術不斷更新換代、投資風險較大等特點,且伴随着下遊消費市場的快速發展,半導體産業鍊從內建化向垂直化分工的方向不斷明确。迄今為止,該行業共經曆了3次空間上的産業鍊轉移,具體如下表所示:

5G網絡迅速發展成為推動半導體行業快速增長的重要動力

綜上,自半導體行業發展以來,全球半導體産業格局在不斷發生變化。目前,全球半導體産業正在經曆第三次産業鍊轉移,行業需求中心和産能中心逐漸向中國大陸轉移。

(2)全球半導體行業正處在快速增長階段

整體來說,伴随着技術的快速增長,數字化轉型的加快、半導體産品應用場景的迅速增加及5G、物聯網的迅速發展,目前全球半導體行業處在快速增長的階段。首先,伴随着先進制程技術、三維內建、人工智能等創新技術的快速發展,半導體産品性能的不斷提升,半導體行業在各個領域的應用愈發廣泛。其次,随着各行業數字化、雲計算、大資料等技術的廣泛應用,半導體作為支撐這些領域發展的基礎設施建設的重要原材料,對其需求快速增加。再次,随着新興市場中智能手機、物聯網裝置、電動汽車等的快速普及,半導體産品的應用場景快速增加,對半導體産品的需求也大幅上升。最後,伴随着5G網絡的商用和物聯網的迅速發展,高速、低延遲的通信需求推動了先進的通信晶片研發和生産,成為推動行業快速增長的重要動力。

(3)全球半導體市場規模巨大

2022年全球半導體銷售總額為5,740.80億美元,對比2010年增長幅度達92.44%,半導體産品市場規模巨大且增速極快。半導體市場在規模巨大的基礎上,有着明顯的周期性波動,受宏觀經濟影響較大。

從半導體産品銷售規模來看,半導體産品主要可以分為內建電路、分立器件、光電子器件、傳感器四大類,其中,內建電路曆來都是半導體行業的主要産品。2010年至2022年期間,內建電路類産品銷售額占所有半導體産品銷售額的比重均高于80%。2022年,全球內建電路總銷售額為4,744.02億美元,全球內建電路行業銷售額達到5735億美元市場規模巨大。

從半導體行業全球分布來看,自2010年起,亞太地區半導體銷售額占全球銷售額比重已超50%,自2016年起穩定在60%以上,是全球半導體的發展重心。其中,亞太地區是第一大市場,北美、歐盟及日本緊随其後。

(4)核心技術及人才資源成為産業的可持續發展力

半導體産業可持續發展的關鍵之一在于核心技術創新和人才資源的充足供應。先進的制程、材料和設計是半導體行業的支柱,技術創新決定了企業在市場上的競争力。保護核心技術的知識産權,提升企業研發能力,對産業的長遠發展至關重要。

3、大陸半導體行業發展現狀分析

(1)快速發展階段,市場規模不斷擴大

目前随着第三次半導體産業鍊空間位置的轉移、政府對半導體行業的重視程度不斷提高,大陸的半導體産業處于快速發展階段。從市場整體規模角度來看,2022年大陸半導體行業銷售總額達1,863.00億美元,相比2019年1,432.40億美元增長30.06%,三年内年複合增長率達9.16%。此外,2017年至2022年期間,中國半導體市場銷售額占全球市場銷售額的比重均達30%以上,呈現穩中有增的态勢。

中國半導體市場銷售額統計情況

5G網絡迅速發展成為推動半導體行業快速增長的重要動力

(2)産業增長速度快,産業結構逐漸優化

以半導體産品中占比最大的內建電路為例,2015年至2021年期間,大陸內建電路産業總産值從3,609.80億元增長至10,458.30億元,合計增長189.72%,年複合增長率達19.40%,産業增長速度極快。從具體的産業分工來說,2021年大陸內建電路設計業銷售額為4,519.00億元,同比增長19.60%;內建制造業銷售額為3,176.30億元,同比增長24.07%;內建電路封裝測試業銷售額2,763.00億元,同比增長10.10%。

(3)法規政策相繼出台,行業發展速度較快

近年來,大陸政府陸續推出了《國家內建電路産業發展推進綱要》《國務院關于印發新時期促進內建電路産業和軟體産業高品質發展若幹政策的通知》《品質強國建設綱要》等多項檔案,均明确指出要加強技術研發、提高産業鍊水準、加強大陸半導體行業的國際競争力,并提出了一系列支援政策,包括财政支援、稅收優惠、土地政策等,推動了半導體産業的快速發展。

更多行業資料請參考普華有策咨詢《2024-2030年半導體行業産業鍊細分産品調研及前景研究預測報告》,同時普華有策咨詢還提供市場專項調研項目、産業研究報告、産業鍊咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規劃、項目後評價報告、BP商業計劃書、産業圖譜、産業規劃、藍白皮書、國家級制造業單項冠軍企業認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。(PHPOLICY:MJ)

報告目錄:

第一章2018-2023年中國半導體行業産業鍊調研情況

第一節中國半導體行業上下遊産業鍊分析

一、産業鍊模型原理介紹

二、半導體行業産業鍊結構圖分析

第二節中國半導體行業上遊産業發展及前景預測

一、上遊主要産品介紹

二、上遊主要産業供給情況分析

三、2024-2030年上遊主要産業供給預測分析

四、上遊主要産業價格分析

五、2024-2030年主要上遊産業價格預測分析

第三節中國半導體行業下遊産業發展及前景預測

一、下遊應用領域結構圖

二、下遊細分市場應用領域分析

1、A用半導體市場分析

(1)行業發展現狀

(2)需求規模

(3)需求前景預測

2、B行業用半導體市場分析

(1)行業發展現狀

(2)需求規模

(3)需求前景預測

3、C行業用半導體市場分析

(1)行業發展現狀

(2)需求規模

(3)需求前景預測

4、D行業用半導體市場分析

(1)行業發展現狀

(2)需求規模

(3)需求前景預測

5、其他領域用半導體市場分析

(1)行業發展現狀

(2)需求規模

(3)需求前景預測

第二章全球半導體行業市場發展現狀分析

第一節全球半導體行業發展規模及現狀分析

第二節全球半導體行業市場競争及區域分布情況

第三節亞洲半導體行業地區市場分析

一、亞洲半導體行業市場現狀分析

二、亞洲半導體行業市場規模分析

三、2024-2030年亞洲半導體行業前景預測分析

第四節北美半導體行業地區市場分析

一、北美半導體行業市場現狀分析

二、北美半導體行業市場規模分析

三、2024-2030年北美半導體行業前景預測分析

第五節歐洲半導體行業地區市場分析

一、歐洲半導體行業市場現狀分析

二、歐洲半導體行業市場規模分析

三、2024-2030年歐洲半導體行業前景預測分析

第六節其他地區分析

第七節2024-2030年全球半導體行業規模及趨勢預測

第三章中國半導體産業發展環境分析

第一節中國宏觀經濟環境分析及預測

一、國内經濟發展分析

二、經濟走勢預測

第二節中國半導體行業政策環境分析

一、行業監管體制分析

二、主要法律法規、政策及發展規劃情況

三、國家政策對本行業發展影響分析

第三節中國半導體産業社會環境發展分析

一、所屬行業發展現狀分析

二、半導體産業社會環境發展分析

三、社會環境對行業的影響

第四節中國半導體産業技術環境分析

一、行業技術現狀及特點分析

二、行業技術發展趨勢預測

第四章2018-2023年中國半導體行業運作情況

第一節中國半導體行業發展因素分析

一、半導體行業有利因素分析

二、半導體行業不利因素分析

第二節中國半導體行業市場規模分析

第三節中國半導體行業供應情況分析

第四節中國半導體行業需求情況分析

第五節中國半導體行業供需平衡分析

第六節中國半導體行業發展趨勢分析

第七節中國半導體行業主要進入壁壘分析

第八節中國半導體行業細分市場發展現狀及前景

第五章中國半導體行業運作資料監測

第一節中國半導體行業總體規模分析

第二節中國半導體行業産銷與費用分析

一、行業産成品分析

二、行業銷售收入分析

三、行業總資産負債率分析

四、行業利潤規模分析

五、行業總産值分析

六、行業銷售成本分析

七、行業銷售費用分析

八、行業管理費用分析

九、行業财務費用分析

第三節中國半導體行業财務名額分析

一、行業盈利能力分析

二、行業償債能力分析

三、行業營運能力分析

四、行業發展能力分析

第六章2018-2023年中國半導體市場格局分析

第一節中國半導體行業集中度分析

一、中國半導體行業市場集中度分析

二、中國半導體行業區域集中度分析

第三節中國半導體行業存在的問題及對策

第四節中外半導體行業市場競争力分析

第五節半導體行業競争格局分析

第七章中國半導體行業價格走勢分析

第一節半導體行業價格影響因素分析

第二節2018-2023年中國半導體行業價格現狀分析

第三節2024-2030年中國半導體行業價格走勢預測

第八章2018-2023年中國半導體行業區域市場現狀分析

第一節中國半導體行業區域市場規模分布

第二節中國華東地半導體市場分析

一、華東地區概述

二、華東地區半導體市場供需情況及規模分析

三、2024-2030年華東地區半導體市場前景預測

第三節華中地區市場分析

一、華中地區概述

二、華中地區半導體市場供需情況及規模分析

三、2024-2030年華中地區半導體市場前景預測

第四節華南地區市場分析

一、華南地區概述

二、華南地區半導體市場供需情況及規模分析

三、2024-2030年華南地區半導體市場前景預測

第五節華北地區市場分析

一、華北地區概述

二、華北地區半導體市場供需情況及規模分析

三、2024-2030年華北地區半導體市場前景預測

第六節東北地區市場分析

一、東北地區概述

二、東北地區半導體市場供需情況及規模分析

三、2024-2030年東北地區半導體市場前景預測

第七節西北地區市場分析

一、西北地區概述

二、西北地區半導體市場供需情況及規模分析

三、2024-2030年西北地區半導體市場前景預測

第八節西南地區市場分析

一、西南地區概述

二、西南地區半導體市場供需情況及規模分析

三、2024-2030年西南地區半導體市場前景預測

第九章2018-2023年中國半導體行業競争情況

第一節中國半導體行業競争結構分析

一、現有企業間競争

二、潛在進入者分析

三、替代品威脅分析

四、供應商議價能力

五、客戶議價能力

第二節中國半導體行業SWOT分析

一、行業優勢分析

二、行業劣勢分析

三、行業機會分析

四、行業威脅分析

第十章2018-2023年半導體行業重點企業分析

第一節企業A

一、企業概況

二、企業主營産品

三、企業主要經濟名額情況

四、企業競争優勢分析

第二節企業B

一、企業概況

二、企業主營産品

三、企業主要經濟名額情況

四、企業競争優勢分析

第三節企業C

一、企業概況

二、企業主營産品

三、企業主要經濟名額情況

四、企業競争優勢分析

第四節企業D

一、企業概況

二、企業主營産品

三、企業主要經濟名額情況

四、企業競争優勢分析

第五節企業E

一、企業概況

二、企業主營産品

三、企業主要經濟名額情況

四、企業競争優勢分析

第十一章2024-2030年中國半導體行業發展前景預測

第一節中國半導體行業市場發展預測

一、中國半導體行業市場規模預測

二、中國半導體行業産值規模預測

三、中國半導體行業供需情況預測

四、中國半導體行業銷售收入預測

五、中國半導體行業投資增速預測

第二節中國半導體行業盈利走勢預測

一、中國半導體行業毛利潤預測

二、中國半導體行業利潤總額預測

第十二章2024-2030年中國半導體行業投資建議

第一節、中國半導體行業重點投資方向分析

第二節、中國半導體行業重點投資區域分析

第三節、中國半導體行業投資注意事項

第十三章2024-2030年半導體行業投資機會與風險分析

第一節投資環境的分析與對策

第二節投資挑戰及機遇分析

第三節行業投資風險分析

一、政策風險

二、經營風險

三、技術風險

四、競争風險

五、其他風險

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