半導(dǎo)體材料行業(yè)市場未來發(fā)展空間及趨勢預(yù)測2023

• 黃文玉 2023年10月17日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 878 54
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半導(dǎo)體材料是一類具有半導(dǎo)體性能(導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍內(nèi))、可用來制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。

一、半導(dǎo)體材料行業(yè)概況

半導(dǎo)體材料是一類具有半導(dǎo)體性能(導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍內(nèi))、可用來制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。自然界的物質(zhì)、材料按導(dǎo)電能力大小可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類。半導(dǎo)體的電阻率在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍(上限按謝嘉奎《電子線路》取值，還有取其1/10或10倍的;因角標(biāo)不可用，暫用當(dāng)前描述)。在一般情況下，半導(dǎo)體電導(dǎo)率隨溫度的升高而升高。半導(dǎo)體材料可按化學(xué)組成來分，再將結(jié)構(gòu)與性能比較特殊的非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體單獨列為一類。按照這樣分類方法可將半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體、無機化合物半導(dǎo)體、有機化合物半導(dǎo)體和非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體。

科學(xué)家們表示，最新研究有望讓人造皮膚、智能繃帶、柔性顯示屏、智能擋風(fēng)玻璃、可穿戴的電子設(shè)備和電子墻紙等變成現(xiàn)實。昂貴的原因主要因為電視機、電腦和手機等電子產(chǎn)品都由硅制成，制造成本很高;而碳基(塑料)有機電子產(chǎn)品不僅制造方便、成本低廉，而且輕便柔韌可彎曲，代表了“電子設(shè)備無處不在”這一未來趨勢。

從半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游為原材料，包括金屬、合金、碳化硅、氮化鎵等。中游為基體材料、制造材料和封裝材料，基體材料主要用于制造硅晶圓或化合物半導(dǎo)體;制造材料主要是將硅晶圓或化合物半導(dǎo)體加工成芯片所需的各種材料;封裝材料是包裝和切割芯片時使用的材料。下游為集成電路、半導(dǎo)體分立器件、光電子器件和傳感器等。

二、半導(dǎo)體材料市場發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查

以前的研究表明，碳結(jié)構(gòu)越大，其性能越優(yōu)異。但科學(xué)家們一直未曾研究出有效的方法來制造更大的、穩(wěn)定的、可溶解的碳結(jié)構(gòu)以進(jìn)行研究，直到此次祖切斯庫團(tuán)隊研制出這種新的用于制造晶體管的有機半導(dǎo)體材料。有機半導(dǎo)體是一種塑料材料，其擁有的特殊結(jié)構(gòu)讓其具有導(dǎo)電性。在現(xiàn)代電子設(shè)備中，電路使用晶體管控制不同區(qū)域之間的電流?？茖W(xué)家們對新的有機半導(dǎo)體材料進(jìn)行了研究并探索了其結(jié)構(gòu)與電學(xué)屬性之間的關(guān)系。制備不同的半導(dǎo)體器件對半導(dǎo)體材料有不同的形態(tài)要求，包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等。半導(dǎo)體材料的不同形態(tài)要求對應(yīng)不同的加工工藝。常用的半導(dǎo)體材料制備工藝有提純、單晶的制備和薄膜外延生長。

在單晶襯底上生長單晶薄膜稱為外延。外延的方法有氣相、液相、固相、分子束外延等。工業(yè)生產(chǎn)使用的主要是化學(xué)氣相外延，其次是液相外延。金屬有機化合物氣相外延和分子束外延則用于制備量子阱及超晶格等微結(jié)構(gòu)。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金屬等襯底上用不同類型的化學(xué)氣相沉積、磁控濺射等方法制成。

根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2016-2018年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模逐年增長，2019年市場規(guī)模下降至521.4億美元，同比下降1.1%。隨著半導(dǎo)體需求持續(xù)增長，2020-2022年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)?？焖偕仙?，2022年達(dá)到727億美元，同比增長8.9%。受益于5G、人工智能、消費電子、汽車電子等領(lǐng)域的需求拉動，全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模呈現(xiàn)波動向上的態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，2022年CMP拋光材料占半導(dǎo)體材料市場比重達(dá)到7%。在2022年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模占比中，半導(dǎo)體硅片占比達(dá)到33%，在所有半導(dǎo)體材料中占比最高。此外，氣體占比14%，光刻膠及其輔助材料占比13%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年半導(dǎo)體材料市場發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查及供需格局分析預(yù)測報告》顯示：

20世紀(jì)中葉，單晶硅和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，導(dǎo)致了電子工業(yè)革命;20世紀(jì)70年代初石英光導(dǎo)纖維材料和GaAs激光器的發(fā)明，促進(jìn)了光纖通信技術(shù)迅速發(fā)展并逐步形成了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，使人類進(jìn)入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導(dǎo)體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設(shè)計思想，使半導(dǎo)體器件的設(shè)計與制造從“雜質(zhì)工程”發(fā)展到“能帶工程”。納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，深刻地影響著世界的政治、經(jīng)濟(jì)格局和軍事對抗的形式，徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

從區(qū)域分布情況來看，在全球的半導(dǎo)體材料市場中，中國臺灣和中國大陸分別位列前二，分別占比23%和19%，主要是由于部分材料國產(chǎn)化替代率的提高和半導(dǎo)體材料隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)同步向中國轉(zhuǎn)移。但中國大陸整體產(chǎn)品仍集中在中低端半導(dǎo)體材料上，在高端半導(dǎo)體材料方面仍然有很大的發(fā)展空間，國產(chǎn)替代任重道遠(yuǎn)。

伴隨著國內(nèi)半導(dǎo)體材料廠商技術(shù)水平和研發(fā)能力的提升，中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模提升速度高于全球。2016-2022年國內(nèi)半導(dǎo)體材料市場規(guī)模由68億美元提升至129.8億美元，CAGR達(dá)到9.7%。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示，2021年我國半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模達(dá)119.14億元，同比增長24.04%，在全球市場中所占比重提升至13.2%。中國大陸的市場規(guī)模有望達(dá)到138.28億元，市占率將進(jìn)一步提升。

南大光電是一種微型電子器件或部件，是典型的知識密集型、技術(shù)密集型、資本密集和人才密集型的高科技產(chǎn)業(yè)。一季度公司整體業(yè)績較去年同期有所下跌，但與2022年四季度相比均有所上升，分別環(huán)比增長23.64%、406.50%。這主要是得益于公司及時調(diào)整策略，在一季度扭轉(zhuǎn)去年四季度下降的趨勢。

隨著人工智能、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興市場的發(fā)展，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)張。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2019-2022年，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額保持逐年增長的趨勢，從4123億美元增長到5741億美元。2023年第一季度，受市場周期和宏觀經(jīng)濟(jì)逆風(fēng)影響，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到1195億美元，較上年同期減少21.3%，這是自2019年一季度以來同比下降的最大降幅。

三、半導(dǎo)體材料行業(yè)市場未來發(fā)展空間及趨勢預(yù)測

未來在國家政策的推動、集成電路領(lǐng)域國產(chǎn)替代加速、行業(yè)技術(shù)升級等多重利好加持下，半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化進(jìn)程將進(jìn)一步加速，國內(nèi)半導(dǎo)體材料企業(yè)有望受益，未來行業(yè)發(fā)展空間巨大。

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