產(chǎn)業(yè)分析

半導體產(chǎn)業(yè)鏈與應(yīng)用類別

1.半導體分類：按照制造技術(shù)分為分立器件、集成電路、光電子、傳感器等。其中集成電路占比達到80%-90%。

2.集成電路分類：集成電路又分為模擬電路、邏輯電路、微處理器、和存儲器。

3.應(yīng)用領(lǐng)域：半導體下游是通信、計算機、消費電子、汽車電子等具體的應(yīng)用。其中網(wǎng)絡(luò)通信、計算機、消費電子和工業(yè)控制是最大的市場。

半導體應(yīng)用分類

集成電路：1）按照信號處理不同分為：模擬電路、數(shù)字電路；2）按照應(yīng)用復雜程度與廣度分為：專用電路和通用電路。

1.模擬電路：處理模擬信號，包括射頻芯片、指紋識別芯片、圖像芯片、電源管理芯片等，應(yīng)用于圖像，聲音，觸感，溫度，濕度，微波，電信號處理等方面。

2.數(shù)電路：進行邏輯運算，包括CPU等微元件、存儲器、手機基帶等邏輯芯片，應(yīng)用于計算機、電子通信、存儲器以及顯示等系統(tǒng)領(lǐng)域。

3.高端通用集成電路：技術(shù)復雜度高、標準統(tǒng)一、通用性強，量大面廣。主要包括處理器、存儲器，以及FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）、AD/DA（模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換）等。

4.專用集成電路：針對特定系統(tǒng)需求設(shè)計的集成電路。每種專用集成電路都屬于一類細分市場，例如，通信設(shè)備的高頻大容量數(shù)據(jù)交換芯片；汽車輔助駕駛系統(tǒng)芯片、視覺傳感和圖像處理芯片等。

5.DOS器件：分立器件、光電器件和傳感器組成的半導體元件（DOS器件）。廣泛應(yīng)用于傳感器、光電顯示設(shè)備、功率器件（含射頻器件）。

半導體應(yīng)用制程分類

1.40nm階段技術(shù)成熟，擁有25%的產(chǎn)能：據(jù)ICInsight（2017）統(tǒng)計全球代工廠有超過25%的產(chǎn)能都已經(jīng)進入到40nm階段。市場屬于頭部廠商，部分廠商先進制程應(yīng)用包括14/16nm的高性能ASIC/ASSP/FPGA。

2.80-200nm有22%的產(chǎn)能：包括90nm、130nm以及180nm，代工廠全覆蓋該階段制程技術(shù)。市場模擬芯片大范圍應(yīng)用。

3.200nm以上仍保持50%以上的產(chǎn)能：占據(jù)主流的仍然是60nm-80nm之間（尤其是65nm）以及200nm至400nm之間（包括250nm以及350nm）。

4.400-500nm依然廣泛使用：在標準模擬、邏輯器件和高壓IC等領(lǐng)域依然在應(yīng)用。

市場概況一：全球半導體及子類市場份額

1.半導體產(chǎn)業(yè)規(guī)模：2017年已突破4000億美元，2018年預計到4500億美元。

2.集成電路是主要貢獻者：2017年集成電路達到3400億美元以上，占到全球半導體市場總值的83.2%。存儲器占到全球半導體市場總值的30.1%。

3.其他應(yīng)用市場：DOS市場2017年為685.02億美元，同比增長10.1%，占到全球半導體市場總值的16.8%。主要得益于功率器件、MEMS、射頻器件、汽車電子、AI等的推動：傳感器125億美元（年復合增長23%），光電子達到344億美元（年復合增長10.4%），分立器216億美元（年復合增長2.8%）。

市場概況二：物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、服務(wù)器發(fā)展的市場驅(qū)動

1.物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展將激活海量智能終端：物聯(lián)網(wǎng)代表的信息感知及處理推動信息產(chǎn)業(yè)進入第三次浪潮。小到智能手機、汽車，大到智能工廠，未來智能終端將深入滲透：2014年全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有37.5億臺，比2013年增加24%，預計到2020年時，物聯(lián)網(wǎng)安裝基數(shù)將達到250億。

2.物聯(lián)網(wǎng)半導體的細分領(lǐng)域：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用半導體的領(lǐng)域集中在感知層，占據(jù)整個價值量的15-25%，整體市場在2020年有望達到350億美元。物聯(lián)網(wǎng)終端成本主要集中在處理器（MCU/AP）、傳感器以及無線通信芯片，總共占比可能達到60%-70%。MCU、通信芯片和傳感器芯片在未來四年內(nèi)將具有更大的增長彈性。

市場概況三：全球半導體應(yīng)用領(lǐng)域的變化

1.服務(wù)器：服務(wù)器市場增長結(jié)合PC企穩(wěn)，GPU、CPU等計算類芯片以及存儲器將受益：

a.服務(wù)器：下游需求提升，出貨量整體增長，結(jié)構(gòu)上高性能服務(wù)器占比提高，進一步加大了對芯片需求的拉動；

b.PC出貨趨穩(wěn)：2017年以來全球PC出貨量同比止跌，筆記本市場方面，2017年出貨量有所回暖。對CPU、GPU、存儲器市場擾動減少。

2.汽車電子發(fā)展：汽車電子零部件及半導體器件含量提升的核心邏輯在于ECU（電控單元）數(shù)量及單體價值齊升，車用半導體市場規(guī)模有望長期穩(wěn)定增長：

a.汽車市場結(jié)構(gòu)改變：各國政策驅(qū)動新能源汽車出貨占比提升；

b.電控單元數(shù)量提升：電氣化、智能化、新能源化推動車用芯片及DOS數(shù)量提升；

c.安全性、可靠性、實時性：對性能提出更高要求，帶動車用ECU單價提升。

國產(chǎn)化競爭格局：

模擬電路概況

模擬電路概況一：分類與應(yīng)用方向

1.模擬芯片：包括各種放大器、模擬開關(guān)、接口電路、無線及射頻IC、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片、各類電源管理及驅(qū)動芯片。

a.信號鏈類模擬芯片：為各類放大器芯片（包括運算放大器、音頻放大器和視頻驅(qū)動器等）、模擬開關(guān)及接口電路等。

b.電源管理類模擬芯片：LED驅(qū)動電路以及線性穩(wěn)壓器、ADC/DAC轉(zhuǎn)換器、CPU電源監(jiān)測電路、鋰電池充電管理芯片、過壓保護電路及負載開關(guān)等非驅(qū)動類電源管理產(chǎn)品。

2.通用模擬芯片和專用模擬芯片：

a.通用模擬芯片：包括放大器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、比較器、電源管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片等產(chǎn)品。

b.專用模擬芯片：指專門應(yīng)用于特定領(lǐng)域的芯片。

3.應(yīng)用方向：通信、汽車、電腦周邊和消費電子領(lǐng)域，其中消費和通信領(lǐng)域占比最大。

模擬電路概況二：技術(shù)要求

1.產(chǎn)業(yè)鏈中晶元和封裝占成本96%。

2.晶元：基本使用8寸晶元，因出貨量大，可以平滑成本。

3.設(shè)計：一般性電路設(shè)計下，強調(diào)仿真設(shè)計：

a.電路設(shè)計：依據(jù)電路功能完成電路的設(shè)計；

b.前仿真：電路功能的仿真，包括功耗，電流，電壓，溫度，壓擺幅，輸入輸出特性等參數(shù)的仿真；

c.版圖設(shè)計：依據(jù)所設(shè)計的電路畫版圖；

d.后仿真：對所畫的版圖進行仿真，并與前仿真比較；

e.后續(xù)處理。

4.制程：不要求先進工藝，目前0.18um/0.13um使用居多。

5.封裝：封裝集合在其他電路和器件上，如SOC，SIP封裝

模擬電路概況三：應(yīng)用方向及發(fā)展趨勢

1.電源管理芯片：模擬芯片中份額最大的種類，約占53%。用于調(diào)節(jié)電力使用情況，以保持設(shè)備運行溫度較低，延長電池終端系統(tǒng)的電池壽命。

2.信號轉(zhuǎn)換模擬芯片：通信和消費領(lǐng)域是最大的應(yīng)用市場，特別是模數(shù)轉(zhuǎn)換器、混合信號器件等信號轉(zhuǎn)換器。

3.具體產(chǎn)品：大型視頻廣告牌、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、LED展示板、醫(yī)療設(shè)備、交通運輸系統(tǒng)，高清電視等，都涵蓋了包括運算放大器、LED背光驅(qū)動、音視頻驅(qū)動、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器、接口電路等多種模擬芯片。

4.未來趨勢：高性能需求要求產(chǎn)品具備更高的精度、更快的速度、穩(wěn)定清晰的聲音、生動絢麗的圖像、更長的電池使用時間等，以放大器、轉(zhuǎn)換器、電源管理、用戶界面為代表的模擬芯片技術(shù)成為電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的一個新引擎。

市場規(guī)模于競爭格局

1.總體規(guī)模巨大：模擬芯片全球規(guī)模達到527億美元，國內(nèi)規(guī)模達到327億美元，占據(jù)全球份額的62%。國內(nèi)增長速度高于國際市場。

2.市場特點：生命周期可長達10年，有“一年數(shù)字，十年模擬”的說法。不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動影響，市場波動幅度相對較小。

3.細分品類繁多，細分賽道極多：下游應(yīng)用的多元化導致細分賽道極多，但基本在國際巨頭手中，僅德州儀器一家企業(yè)在售產(chǎn)品就達上萬款：

a.亞德諾（ADI）：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號調(diào)理技術(shù)全球領(lǐng)先；

b.英飛凌：功率器件出貨量最大；

c.美信：模擬和混合信號集成產(chǎn)品上全球領(lǐng)導者；

d.意法半導體：傳感器與功率芯片、汽車芯片和嵌入式處理解決方案；

e.德州儀器（TI）：全球模擬集成電路市場的領(lǐng)導地位。

4.國產(chǎn)機會：我國模擬集成電路產(chǎn)品約占世界產(chǎn)量的60%，產(chǎn)量僅占世界份額的10%左右。整個市場不存在單一企業(yè)在所有模擬IC細分市場占優(yōu)的情況，細分賽道仍存在大量國產(chǎn)突破機會。

數(shù)字電路

數(shù)字電路概況一：分類

1.數(shù)字集成電路：又稱為邏輯電路，進行邏輯運算，按照摩爾定律發(fā)展，使用最先進的制程工藝，現(xiàn)階段是16/14nm。

2.應(yīng)用領(lǐng)域包括：包括計算機、電子通信、存儲器以及顯示等系統(tǒng)領(lǐng)域。

3.根據(jù)用途分類：包括微處理器通用型的集成電路（中小規(guī)模集成電路）產(chǎn)品，微處理（如MCU、MPU）產(chǎn)品和中大規(guī)模的集成電路產(chǎn)品（如CPU、GPU。存儲器）等以及特定用途的集成電路產(chǎn)品（如ASIC）等。

數(shù)字電路概況二：技術(shù)要求

產(chǎn)業(yè)鏈主要包括設(shè)計、制造、封裝與測試。成本集中在設(shè)計和制程階段。

1.晶元：使用12寸晶圓片，更大程度攤薄芯片成本。

2.設(shè)計：包含電路設(shè)計、算法和硬件架構(gòu)的設(shè)計，更加綜合的考注重慮功能、性能、尺寸以及工藝等，特別是尺寸與工藝。

3.制程：使用先進制程工藝（從7nm-90nm制程），最先進制程是16/14nm，成熟工藝為28nm，最新先進工藝為7nm。

4.封裝：基于更小的尺寸應(yīng)用，使用先進封裝，包括倒裝、晶圓封裝。

數(shù)字電路概況三：應(yīng)用

1.數(shù)字集成電路：數(shù)字電路是一種離散信號的傳遞和處理，以二進制為原理、實現(xiàn)數(shù)字信號邏輯運算和操作的電路。

2.應(yīng)用領(lǐng)域包括：包括計算機、電子通信、存儲器以及顯示等系統(tǒng)領(lǐng)域。

3.主要應(yīng)用產(chǎn)品：

a.計算機領(lǐng)域包括服務(wù)器端應(yīng)用的MPU、個人電腦上應(yīng)用的CPU、工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的MCU等微元件；

b.通用電子及通信端應(yīng)用的FPGA、DSP、AP、CP、Embedded MPU等；

c.內(nèi)存應(yīng)用：閃存（FLASH）、只讀存儲器（ROM）、動態(tài)隨機讀取存儲器（DRAM）等；

d.顯示應(yīng)用：顯示處理器、顯示驅(qū)動處理器等。

邏輯電路：高性能芯片應(yīng)用

1.CPU（中央處理器）：功能最全的處理芯片，包括控制器、組合邏輯電路基本邏輯單元（ALU）、DRAM即動態(tài)隨機存取存儲器，高速緩沖存儲器（Cache）存儲器。優(yōu)點在于調(diào)度、管理、協(xié)調(diào)能力強，計算能力則位于其次。

2.GPU（視覺處理器）：應(yīng)用在個人電腦、工作站、游戲機、移動設(shè)備（如平板電腦、智能手機等）等芯片內(nèi)部，專門用作圖像運算工作的微處理器。更適合執(zhí)行復雜的數(shù)學和幾何計算，尤其是并行運算。

3.FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）：可根據(jù)自身需求進行重復編程的“萬能芯片”。具備效率高、功耗低的特點，但電路上會有大量冗余，成本較ASIC高。常年來被用作專用芯片（ASIC）的小批量替代品，近年來在微軟、百度等公司的數(shù)據(jù)中心大規(guī)模部署，以同時提供強大的計算能力和足夠的靈活性。

4.ASIC（專用集成電路）：特定領(lǐng)域轉(zhuǎn)向開發(fā)應(yīng)用的芯片，如TPU、NPU、VPU、BPU等本質(zhì)上都屬于ASIC。ASIC性能、面積、功耗等各方面都優(yōu)于GPU和FPGA，未來云端和終端的應(yīng)用芯片。ASIC存在開發(fā)周期較長、需要底層硬件編程、靈活性較低等劣勢，因此發(fā)展速度不及GPU和FPGA。

微處理器概況一：類別

1.微處理器含義：CPU可以集成在一個半導體芯片上，這種具有中央處理器功能的大規(guī)模集成電路器件，被統(tǒng)稱為“微處理器”。

2.主要類別：微處理器大致可以分為三類：

a.通用高性能微處理器：通用處理器追求高性能，它們用于運行通用軟件，配備完備、復雜的操作系統(tǒng)。如MPU、AP等；

b.嵌入式微處理器：強調(diào)處理特定應(yīng)用問題的高性能，主要用于運行面向特定領(lǐng)域的專用程序，配備輕量級操作系統(tǒng)，如消費級SOC，EMPU和EDSP等，應(yīng)用在如蜂窩電話、CD播放機等消費類家電；

c.數(shù)字信號處理器、微控制器：微控制器價位相對較低，在微處理器市場上需求量最大，主要用于汽車、空調(diào)、自動機械等領(lǐng)域的自控設(shè)備。

微處理器概況二：技術(shù)要求

1.微處理器特點：微處理器由一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器，執(zhí)行控制部件和算術(shù)邏輯部件的功能。能完成取指令、執(zhí)行指令，以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作，是微型計算機的運算控制部分。它可與存儲器和外圍電路芯片組成微型計算機。

2.技術(shù)特點：使用先進制程，最新制程7nm。使用先進封裝。如：第九代智能英特爾?酷睿?i9處理器（制程14nm）；高通驍龍845移動芯片（制程10nm）。

微處理器應(yīng)用一：DSP（數(shù)字信號處理）

1.CPU（中央處理器）發(fā)展出來三個分支：

a.DSP（Digital Signal Processing/Processor，數(shù)字信號處理）；

b.MCU（Micro Control Unit，微控制器單元）；

c.MPU（Micro Processor Unit，微處理器單元）；

2.DSP：運算能力強，擅長很多的重復數(shù)據(jù)運算，在嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，具有很高的編譯效率和指令的執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。

3.應(yīng)用方向：廣泛應(yīng)用于各種帶有智能邏輯的消費類產(chǎn)品、生物信息識別終端、帶有加解密算法的鍵盤、ADSL接入、實時語音壓解系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實顯示等具有運算量大的領(lǐng)域。

微處理器應(yīng)用二：MCU（微控制單元）

1.MCU：稱單片微型計算機，簡稱“單片機”，將計算機的CPU、RAM、ROM、定時數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機。MCU則擅長處理不同來源的數(shù)據(jù)及運算，速度遠不及DSP。

2.應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于消費級終端、汽車、工業(yè)領(lǐng)域，8位為市場主流：

a.4位MCU：大部份應(yīng)用在計算器、車用儀表、車用防盜裝置、呼叫器、無線電話、CD播放器、LCD驅(qū)動控制器、LCD游戲機、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計、溫濕度計、遙控器及傻瓜相機等；

b.8位MCU：大部份應(yīng)用在電表、馬達控制器、電動玩具機、變頻式冷氣機、呼叫器、傳真機、來電辨識器（Caller ID）、電話錄音機、CRT顯示器、鍵盤及USB等；

c.16位MCU：大部份應(yīng)用在行動電話、數(shù)字相機及攝錄放影機等；

d.32位MCU：大部份應(yīng)用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN電話、激光打印機與彩色傳真機；

e.64位MCU：應(yīng)用在高階工作站、多媒體互動系統(tǒng)、高級電視游樂器及高級終端機。

微處理器應(yīng)用三：MPU（微處理器單元）

1.MPU：在計算機中起到轉(zhuǎn)接橋的作用，轉(zhuǎn)接數(shù)據(jù)。CPU的指令調(diào)用、數(shù)據(jù)傳輸、各個設(shè)備的工作狀態(tài)都需要MPU轉(zhuǎn)接控制才能完成，可以看成是把很多CPU集成在一起并行處理數(shù)據(jù)的芯片，性能更高，價格更昂貴。

2.MPU是PC、服務(wù)型和大型架構(gòu)的“大腦”：被應(yīng)用到類似網(wǎng)絡(luò)配件、電腦周邊設(shè)備，醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備，汽車，電視，機頂盒，視頻游戲主機，可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等系統(tǒng)中。

3.SOC集成方式：以SOC形式集成，被包含到擁有CPU和視頻、音頻、圖像和AI等功能模塊的60bit多核SoC中，擁有高集成度。

4.應(yīng)用市場規(guī)模：2018年銷售的MPU中，52%的增長來自于應(yīng)用在普通PC、服務(wù)器和大型電腦中的CPU，只有16%的MPU增長來自于嵌入式應(yīng)用。其他都是來自于應(yīng)用在平板（4%）和手機（28%）的移動應(yīng)用處理器。

微處理器應(yīng)用四：AP/BP（應(yīng)用處理器/基帶）

1.AP（Application Processor，應(yīng)用處理器）：移動終端上，操作系統(tǒng)、用戶界面和應(yīng)用程序都在AP上執(zhí)行，AP一般采用ARM芯片的CPU。

2.BP（Baseband Processor，基帶芯片）：可分為五個子塊：CPU處理器、信道編碼器、數(shù)字信號處理器、調(diào)制解調(diào)器和接口模塊。基帶芯片主要處理音頻信號和基帶碼的轉(zhuǎn)換，同時也負責地址信息（手機號、網(wǎng)站地址）、文字信息（短訊文字、網(wǎng)站文字）、圖片信息的編譯。基帶芯片是手機等移動終端的核心。BP運行在AP之外的一個CPU中，使用BP主要在于保持射頻信號處理的獨立性，保持因手機操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件變化不影響正確的執(zhí)行功能（通訊功能）。操作系統(tǒng)和驅(qū)動的bug也不會導致設(shè)備發(fā)送災(zāi)難性的數(shù)據(jù)到移動網(wǎng)絡(luò)中。

MCU市場規(guī)模和競爭格局

1.市場特點：廣泛應(yīng)用于消費電子、汽車電子、計算機與網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制等領(lǐng)域，伴隨物聯(lián)網(wǎng)的逐步落地和汽車電子的發(fā)展，MCU的市場需求增長顯著。

2.市場規(guī)模：MCU的出貨量將持續(xù)上升，2018年全球MCU的出貨量將增長18%達306億顆，五年內(nèi)全球MCU銷售額年復合增速將達到7.2%，至2020年將突破200億美元。國內(nèi)MCU市場2016年已達360億元，未來年復合增速將達到11.7%，至2020年市場將超過500億元。

3.競爭格局：恩智浦（MCU龍頭）、瑞薩等全球前八大MCU廠商市場份額達到88%，頭部集中效應(yīng)明顯。國內(nèi)以MCU為主業(yè)的上市公司僅有中穎電子和兆易創(chuàng)新，營收規(guī)模都不超過4億元，與國外巨頭差距明顯。

4.國產(chǎn)化：國內(nèi)目前在4、8位中低端MCU領(lǐng)域應(yīng)用在消費電子、智能儀表等中低端產(chǎn)品。兆易創(chuàng)新等國內(nèi)MCU廠商積極布局32位中高端芯片市場。工業(yè)控制、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)都被國外的MCU廠商壟斷，國內(nèi)公司通過努力可爭取的空間還很巨大。

存儲器概況

存儲器概況一：分類

1.存儲器功能：存儲程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。

2.存儲器適用區(qū)域分類：按照相對于CPU的位置，分為寄存器、內(nèi)存、外存。寄存器（Ma，觸發(fā)器）是在CPU之內(nèi)的存儲器，內(nèi)存和外存都是CPU之外的存儲器。CPU直接訪問的存儲器是內(nèi)存，外存必須通過接口與CPU通信。

3.存儲器易失性分類：分為易失性和非易失性：

a.易失性存儲器：主要應(yīng)用為DRAM，如常見的內(nèi)存條；

b.非易失性存儲器：包括ROM（可編程存儲器），F(xiàn)LASH（閃存），以及常見的軟盤、硬盤和光盤等。特點是存儲容量大，斷電后依然可保存數(shù)據(jù)等特點。

c.FLASH（閃存）：分為Nor flash和Nand flash，存儲容量大，讀取（相對于機械硬盤）速度快。

存儲器概況二：技術(shù)要求

1.設(shè)計：沒有特定的控制與運算，設(shè)計難度低。要求密集度高，依賴于制程工藝。

2.制程：存儲器制成迭代趨勢：

a.DRAM技術(shù)節(jié)點（迭代點）：20nm（2014-2016）、1x（19-16）nm（2016-2018）、1y（16-14）nm（2018-2020）、1z（12-14）nm（2020-2022）;

b.DRAM的制程工藝在進入20nm以下后速度明顯放緩；

c.三星DRAM目前仍處于絕對領(lǐng)先地位：主力制程18nm良率已經(jīng)超過85%，17年12月份，三星宣布正式量產(chǎn)第二代10nm級別1Y nm 8Gb DDR4芯片。

d.3D NAND技術(shù)節(jié)點（閃存層）：2D、3D G1（32P）（2014-2015）、3D G2（48P）（2015-2016）、3D G3（64P）（2016-2018）、3D G4（96P）（2018-2020）、3D G5（128P）（2020-2022）。NAND由于處2D向3D遷移過程中。

3.封裝：3D封裝。

存儲器概況三：應(yīng)用方向

1.主要應(yīng)用品種：DRAM存儲器、Flash閃存芯片。

a.DRAM：不適合做容量大的內(nèi)存，一般是用在處理器的緩存里面；主要應(yīng)用于智能手機、PC、服務(wù)器和消費電子領(lǐng)域。

b.FLASH：分為NAND FLASH和NOR FLASH。讀取速度不及DRAM，成本低。

c.NOR Flash：比NAND成本高，且寫入速度慢，主要占據(jù)小容量市場，如功能手機、DVD、TV、USB Key、機頂盒、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等小容量代碼閃存領(lǐng)域，其占據(jù)容量為0~16MB Flash市場的大部分份額。

d.NAND Flash：成本較NOR低，寫入與讀取速度快，主要用在大容量存儲領(lǐng)域，如嵌入式系統(tǒng)（非PC系統(tǒng)）的DOC（芯片磁盤）和常用的閃盤，如手機、平板電腦、U盤、固態(tài)硬盤等。

2.未來發(fā)展：5G支持下的支持下的AI、物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛大幅催生內(nèi)存性能與存儲需求。

市場規(guī)模與競爭格局

1.市場規(guī)模：2017年銷售額為1229.18億美元，同比增長60.1%，占到全球半導體市場總值的30.1%，其中DRAM銷售總值達720億美元，同比增長74%；NAND Flash銷售總額達498億美元。NORFlash為43億美元。

2.壟斷競爭格局：存儲器行業(yè)的資金和技術(shù)門檻高，目前呈壟斷競爭格局。

a.DRAM領(lǐng)域：三星、SK海力士和美光三足鼎立，CR3超95%；

b.NAND領(lǐng)域：除了DRAM三巨頭外還有東芝和西部數(shù)據(jù)，CR5達97%；

c.NOR領(lǐng)域：美光、Cypress、旺宏、華邦電和兆易創(chuàng)新壟斷，CR5超90%。

3.國產(chǎn)化方面：目前來看，除了NOR Flash有國內(nèi)廠商身影，其他領(lǐng)域大陸企業(yè)行業(yè)內(nèi)格局均缺席，與國外的技術(shù)，規(guī)模等差距較大，自主產(chǎn)品亟待突破。

DOS器件概況

DOS器件一：功率器件

1.功率器件（又稱為功率半導體）：如二極管、三極管、晶閘管以及其他分立器件，包括電阻、電容器等。

2.技術(shù)要求：普遍使用4寸、6寸和8寸晶圓代工線，跟隨制程發(fā)展和成熟度，生產(chǎn)工藝制程從早期的10微米制程迭代至0.15-0.35微米制程。晶體管器件獨立使用，不要求先進封裝。

3.應(yīng)用方向：汽車是最主要的應(yīng)用，占比達到40%，工業(yè)與消費電子分別占27%與13%。

4.未來發(fā)展：

a.金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）：目前主流的功率器件，以高速、低開關(guān)損耗、低驅(qū)動損耗在各種功率間轉(zhuǎn)換，用于放大電路或開關(guān)電路。

b.絕緣柵雙極晶體管（IGBT）：第三代功率器件的代表性產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于軌道交通、航空航天、船舶驅(qū)動、智能電網(wǎng)、新能源、交流變頻等需要強電控制的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，未來功率器件有望沿IGBT技術(shù)方向進一步發(fā)展。

5.市場情況：2017年全球市場規(guī)模215億美元，中國占據(jù)一半，其中MOSFET、二極管及整流橋、IGBT三者占功率半導體八成。

DOS器件二：光電子器件

1.基本原理：利用半導體光-電子（或電-光子）轉(zhuǎn)換效應(yīng)制成的各種功能器件。

2.工藝要求：光電子半導體屬于化合物半導體范疇，工藝要求上主要依靠襯底等基礎(chǔ)原材料，如碳化硅（SiC）、氮化鎵等。對于制程和設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)要求不會太苛刻。

3.主要應(yīng)用：

a.發(fā)光二極管（LED）和激光二極管（LD）：將電能轉(zhuǎn)換成光輻射的電致發(fā)光器件。廣泛用于大容量、長距離的光纖通信系統(tǒng)以及光電集成電路。當前普遍應(yīng)用于LED領(lǐng)域，芯片主要有砷化鎵（紅黃光）、氮化鎵（藍綠光）和氮化鎵（PSS）等。同時應(yīng)用于LCD、OLED、Micro LED顯示技術(shù)，廣泛應(yīng)用于手機等終端上；

b.光電探測器或光電接收器：通過電子過程探測光信號的器件，如PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）等，現(xiàn)代廣泛用于光纖通信系統(tǒng)，激光探測器等；

c.太陽能電池：將光輻射能轉(zhuǎn)換成電能的器件。把陽光以高效率直接轉(zhuǎn)換成電能，以低運行成本提供永久性的電力，并且沒有污染，為最清潔的能源。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，其效率可達5%～20%；

d.砷化鎵半導體零組件：廣泛應(yīng)用于移動設(shè)備的射頻模組，包括射頻功率放大器（HBT工藝）和射頻開關(guān)器（pHEMT）；

e.GaN和SiC功率器件：將是未來HEV/EV動力系統(tǒng)所依賴的基礎(chǔ)，特別是碳化硅技術(shù)在在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用備受國內(nèi)外汽車廠商的關(guān)注，未來碳化硅功率器件會成為汽車領(lǐng)域的主要應(yīng)用。

DOS器件三：傳感器

1.主要類別：常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬：光敏傳感器—視覺、聲敏傳感器—聽覺、氣敏傳感器—嗅覺、化學傳感器—味覺、壓敏、溫敏、流體傳感器—觸覺。

2.應(yīng)用發(fā)展：指紋識別、語音識別、人臉識別、虹膜識別等生物識別傳感技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，特別是手機等設(shè)備應(yīng)用量大。同時自動駕駛帶來的攝像頭和毫米波雷達、紅外線等應(yīng)用上升。物聯(lián)網(wǎng)時代來臨，MEMS是傳感器的主流技術(shù)，將迎來傳感器與芯片融合的革新。

3.MEMS傳感器：（Microelectromechanical Systems，微機電系統(tǒng)）是將微電子技術(shù)與精密機械技術(shù)結(jié)合傳感器發(fā)展出來的工程技術(shù)，尺寸在1微米到100微米量級，具有微型化、重量低、功耗低、成本低、多功能等競爭優(yōu)勢，可通過微納加工工藝進行批量制造、封裝、測試。

4.工藝要求：代工制造以6英寸和8英寸晶圓產(chǎn)線為主，封裝約占30%~40%，IC約占40%~50%。封裝環(huán)節(jié)支撐著MEMS技術(shù)的發(fā)展，也是成本占比較大的環(huán)節(jié)。

5.MEMS的挑戰(zhàn)來自于多種電子組件的集成：MEMS與IC、射頻器件、電源等集成需要先進封裝技術(shù)或SOC技術(shù)。系統(tǒng)級封裝（SiP）或片上系統(tǒng)（SoC）再將MCU與MEMS傳感器一體化集成，形成智能傳感器節(jié)點。

DOS器件四：MEMS應(yīng)用

1.MEMS應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛應(yīng)用于汽車、消費電子、工業(yè)、醫(yī)療、航空航天、通信等領(lǐng)域。特別在智能手機終端、智能汽車和物聯(lián)網(wǎng)中大量使用。

a.第一波浪潮是汽車領(lǐng)域：從1990年到2000年，汽車電子化趨勢帶動了加速度計、角速度傳感器、壓力傳感器、質(zhì)量流量傳感器的崛起。

b.第二波浪潮是消費電子：從2000年到2010年，手機的快速發(fā)展帶動運動類、聲學類、光學類、環(huán)境類MEMS快速崛起。智能手機的傳感器數(shù)量一般在9~13個左右，比如iPhone中包含近距離傳感器、麥克風、加速度計、陀螺儀、溫濕度傳感器、環(huán)境光傳感器等9種MEMS器件。

c.第三波浪潮是物聯(lián)網(wǎng)：從2010年到2020年，物聯(lián)網(wǎng)的核心是傳感、互連和計算，MEMS在物聯(lián)網(wǎng)中的重要應(yīng)用場景包括智能家居、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測、智慧城市等領(lǐng)域。

2.中國市場：全球MEMS傳感器最大的市場，重點產(chǎn)品包括運動類、聲學類、射頻類、紅外成像等領(lǐng)域。

市場規(guī)模與競爭格局

1.全球市場：2018年DOS器件出貨量占整個半導體器件的比重由30年前的22%上升到70%，而集成電路為30%。同時商用分立器件受到下游電子系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用驅(qū)動，占比已經(jīng)達到44%。DOS產(chǎn)品市場總體規(guī)模在2018年達到823.96億美元，較2017年753億美元同比增長9.4%。前十大企業(yè)合計銷售319億美元，同比增長9.4%，占整個市場的38%。

2.競爭格局：世界半導體DOS前十大中有九家生產(chǎn)光電子產(chǎn)品，六家生產(chǎn)傳感器和，有五家生產(chǎn)分立器件。企業(yè)主要集中在日本、歐洲和美國，其中韓國和中國各一家。索尼以71億美元

DOS器件市場情況

1.主要應(yīng)用方向：分立器件下游涉及汽車、消費電子及工業(yè)應(yīng)用，從全球市場來看，汽車是最主要的應(yīng)用，占比達到40%。國內(nèi)分立器件的終端應(yīng)用結(jié)構(gòu)偏向低端化，汽車電子產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用僅占下游應(yīng)用的15%。

2.國內(nèi)市場：中國成為全球分立器件最大市場，2015年中國分立器件消費市場達到2218億元，2015-2020年呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，年化增速預計在10%以上，隨著下游領(lǐng)域的新興應(yīng)用場景的拓展，我國分立器件市場規(guī)模持續(xù)擴大。

3.來發(fā)展：IGBT器件受到下游新能源汽車帶動，年復合增長率為25%，由大約8億美元提高到30億美元，預計2020年IGBT市場規(guī)模將達到60億美元，其中有50%將來源于新能源汽車的功率器件。

MEMS傳感器市場

1.全球市場：2015年市場規(guī)模為995億元，其中智能傳感器達到約698億元，市場占比超過70%，2016年全球智能傳感器市場再度擴大至1700億元左右，年復合增長率達到兩位數(shù)以上，預計2019年市場規(guī)模將突破3000億元。

2.應(yīng)用領(lǐng)域與產(chǎn)品類別：MEMS市場的主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在消費電子、醫(yī)療、汽車、工業(yè)等領(lǐng)域。按照應(yīng)用領(lǐng)域來看，主要在消費電子（111美元）和汽車（48億美元）領(lǐng)域占比較大。CAGR增速上醫(yī)療（11.1%）和消費電子（11.8%）表現(xiàn)最佳。

3.國內(nèi)市場：2015年智能傳感器企業(yè)產(chǎn)值約為14億美元，預計2019年國將達到37億美元，復合年均增長率超過30%。2019年還將擴大到137億美元，本土化率將從2015年的13%提升到27%。

4.競爭格局：2017年全球前10大MEMS供應(yīng)商占有60%以上的市場份額，主要有博世、意法半導體、德州儀器、安華高以及普惠等企業(yè)。其中博世集團占12.8%，意法半導體占7.9%；德州儀器占7.9%；安華高科技公司占6.8%；惠普占5.3%；Qorvo占4.7%；樓氏電子占4.7%；invensense占4.6%；日本電裝占4%，松下占3.6%。國內(nèi)市場依舊競爭力微弱。

總結(jié)

1.半導體應(yīng)用市場巨大，核心應(yīng)用的壟斷格局十分明顯，國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)格局初具雛形。

2.模擬電路涉及面廣，數(shù)模結(jié)合的領(lǐng)域越來愈多。

3.數(shù)字電路領(lǐng)域微處理器發(fā)展迅速，MCU在物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

4.DOS領(lǐng)域逐漸在微型結(jié)構(gòu)上發(fā)展，MEMS成為智能傳感器的發(fā)展方向。

5.應(yīng)用方向上依然是國外龍頭，國內(nèi)企業(yè)市場份額狹小，應(yīng)用中低端市場，高端市場難以進入。
責任編輯:tzh