智研产业百科——第三代半导体(附行业现状、发展历程、产业链知识图谱分析).pdf
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1、第三代半导体 智研咨询出品 精 品 研 报 专 题 定 制 产 研 服 务 智研产业百科产业研究第一站智研产业百科产业研究第一站 /第三代半导体第三代半导体 /1 实用的产研百科工具实用的产研百科工具 第三代半导体第三代半导体 一、综述一、综述.1 二、行业政策二、行业政策.2 三、行业壁垒三、行业壁垒.3 1、技术壁垒.3 2、人才壁垒.3 3、资金壁垒.3 4、质量管控壁垒.4 5、客户认证壁垒.4 四、产业链四、产业链.5 五、行业现状五、行业现状.6 六、发展因素六、发展因素.7 1、有利因素.7(1)国家政策大力扶持为中国半导体行业创造良好的发展环境.7(2)半导体产业重心转移带来国
2、产替代巨大机遇.7(3)新兴科技产业的发展孕育新的市场机会.7 2、不利因素.8(1)我国半导体企业的国际竞争力有待提升.8(2)高端人才储备相对不足.8 七、竞争格局七、竞争格局.9 八、发展趋势八、发展趋势.10 1、规模经济化驱使,产线向大尺寸转移.10 2、随技术进步和规模经济影响,衬底价格会进一步下探.10 3、SiC 行业正处于加速成长期,市场规模快速增长.10 智研产业百科产业研究第一站智研产业百科产业研究第一站 /第三代半导体第三代半导体 /1 实用的产研百科工具实用的产研百科工具 一、综述一、综述 第一代半导体材料是指硅、锗元素等单质半导体材料;第二代半导体材料主要是指化合物
3、半导体材料,如砷化镓、锑化铟;第三代半导体材料是宽禁带半导体材料,其中最为重要的就是 SiC 和 GaN。和传统半导体材料相比,更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。SiC 具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点,使得其器件适用于高频高温的应用场景,相较于硅器件,可以显著降低开关损耗。因此,SiC 可以制造高耐压、大功率电力电子器件如MOSFET、IGBT、SBD 等,用于智能电网、新能源汽车等行业。与硅元器件相比,GaN 具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高的电子迁移率的特点,是超高频器件的极佳选择,适用于 5G 通信、微波射频等领域的应用。智研产业
4、百科产业研究第一站智研产业百科产业研究第一站 /第三代半导体第三代半导体 /2 实用的产研百科工具实用的产研百科工具 二、行业政策二、行业政策 近年来,为了推动半导体行业尤其是第三代半导体产业健康快速发展,国家相关部门不断加大扶持力度。2019 年 10 月,备受关注的产业结构调整目录出台,将第三代半导体作为第一类鼓励类的的重点领域之一。纲要提出要突破大功率电力电子器件、高温超导材料等关键元器件和材料的制造及应用技术,形成产业化能力。在“十四五规划”,加强与整机产业的联动,以市场促进器件开发、以设计带动制造;建设国家级半导体功率器件研发中心,实现从“材料-器件-晶圆-封装-应用”全产业链的研究
5、开发促进 SiC 和 GaN 等第三代半导体的应用。智研产业百科产业研究第一站智研产业百科产业研究第一站 /第三代半导体第三代半导体 /3 实用的产研百科工具实用的产研百科工具 三、行业壁垒三、行业壁垒 1、技术壁垒、技术壁垒 第三代半导体的研发生产过程涉及微电子、半导体物理、材料学、电子线路、机械力学、热力学等诸多学科,需多种学科的交叉融合,行业内企业需要综合掌握外延、微细加工、封装测试等多领域技术或工艺,并加以整合集成。因此,第三代半导体行业属于技术密集型行业,技术门槛较高。下游产品呈现多功能化、低能耗、体积轻薄等发展趋势以及新技术、新应用领域的大量涌现,对第三代半导体的研发生产提出了非常
6、高的技术要求。行业内企业需要拥有丰厚的技术、工艺经验储备并持续技术革新和创新,而且能够在短期内成功开发出多品类、适宜量产的产品,才能在市场上站稳脚步。新进企业很难在短时间内掌握先进技术,亦难以持续保持技术的先进性,这些均构成了较高的技术壁垒。2、人才壁垒、人才壁垒 第三代半导体行业是技术密集型行业,行业的高技术门槛同时也造就了该行业的高人才门槛,企业的高素质的经营管理团队和具备持续创新力的研发团队的实力决定了企业的核心竞争力。虽然国内半导体的研究人员较多,但相当一部分人员往往缺乏对半第三代半导体尤其是先进产品的长期实践和经验积累,缺乏成功的实战开发经验,从理论研究到实践操作仍有很大的跨度。而且
7、,行业内企业在产品技术升级、新产品推出、产品的售后服务上,对生产技术工人、研发技术人才和专业的营销人才有一定的依赖性,新进入企业很难在短时间内招募到足够的上述人才,这会对公司的生产效率、产品成本、交货期等产生重大不利影响。因此,第三代半导体行业需要既懂芯片设计同时又懂生产制造工艺、器件可靠性及应用的高素质人才,这在很大程度上也提高了该行业企业的准入门槛。3、资金壁垒、资金壁垒 第三代半导体行业亦属于资本密集型行业。从行业投入设备看,外延、光刻、蚀刻、离子注入、扩散等工序所必须的高技术研发、生产加工和测试设备主要依靠向欧美、日韩等进口,价格昂贵。从研发设计看,行业内企业从购买仿真软件和版图绘制软
8、件到光刻版制作、成品封装测试、应用评估、可靠性考核都需要大量资金支持。从日常运营看,行业内企业一方面需要庞大的流动资金来用于芯片代工及芯片封装测试;另一方面,需要有非常齐全的产品品类来满足下游各领域的需求,保持足够的市场占有率和品牌影响力,这就要求企业保持较高的营运资金水平。另外,行业技术更新换代快,产品竞争激烈,对企业的研发投入和人才投入等也有较高的要求。综上,如果行业内新进企业没有持续性高水平的资金投入,将很难与第三代半导体行业内的现有企业进行竞争。智研产业百科产业研究第一站智研产业百科产业研究第一站 /第三代半导体第三代半导体 /4 实用的产研百科工具实用的产研百科工具 4、质量管控壁垒
9、、质量管控壁垒 第三代半导体作为内嵌于电子整机产品中的关键零部件之一,在电流、电场、湿度以及温度等外界应力激活的影响下,存在潜在的失效风险,进而影响电子整机产品的质量和性能。如果电子整机产品质量和性能未达到要求,将直接影响下游应用领域中高价值产品的质量和性能,从而造成大量损失。因此,在第三代半导体大批量生产过程当中,对产品良率、失效率及一致性水平等方面提出了较高要求。实现精益化生产、拥有先进的生产设备、精细的现场管理以及长期的技术经验沉积是行业内企业确保产品质量、性能和可靠性的基本保障。行业新进入者由于缺少长期的生产实践经验积累以及成熟的质量管理体系,短期内较难达到相关质量控制要求。5、客户认
10、证壁垒、客户认证壁垒 第三代半导体很大程度上影响下游产品的质量和性能,因此通过客户严格的认证是进入本行业开展竞争的必要条件。第三代半导体作为电子信息产业中的一种基础性元器件,最终应用于规模化的下游厂商,包括消费电子、汽车电子、工业电子等。为了保证产品品质及性能的稳定性,下游客户通常对供应商有较严格的认证条件,要求供应商除了具备行业内较领先的技术、产品、服务以及稳定的量产能力外,还须通过行业内质量管理体系认证或下游客户严格的采购认证程序,一旦通过则能与客户建立起长期、稳定的合作关系。行业新进入者通过下游客户的认证需要一定的周期以及较高的条件,这对新进入者形成了较高的壁垒。智研产业百科产业研究第一
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