BBIN BBIN宝盈半导体行业梳理（一）

　　电流几乎不能通过的材料，当施加光照、加热或掺杂后，能导电且其电流可以控制，这类材料成为半导体。

　　我们常说“导电”、“不导电”，其实，更精确地说是“有电流”、“没有电流”。通常，我们将能导电的材料称为“导体”，不能导电的材料称为绝缘体。

　　物理学上，我们常以材料的“电阻率”来衡量是否是导体。绝缘体的电阻率很高，电流不能通过，如塑料、橡胶、玻璃、干木棒、空气等；导体的电阻率很小，电流可以很方便地通过，各类金属、电解溶液都是导体。

　　电阻率介于导体、绝缘体之间的材料就是半导体。事实上，纯净的半导体材料是不导电的，但与绝缘体无法导电、导体可以导电但无法控制电流相比，半导体一旦进行人工处理后（光照、加热或掺杂），它就可以像导体一样导电，并且具有对电流可控制的优点。

　　正是因为半导体兼有导体和绝缘体的优点，导电性的简易控制性展示了半导体的广泛用途。用半导体材料制成的部件、集成电路等是电子工业的重要基础产品，在电子技术的各个方面已大量使用。

　　元素半导体是由单一元素制成的半导体材料，主要有硅、锗、硒等，以硅、锗应用最广。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族（如砷化镓、磷化镓、磷化铟等）、Ⅱ-Ⅵ族（如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等）、Ⅳ-Ⅵ族（如硫化铅、硒化铅等）、Ⅳ-Ⅳ族（如碳化硅）化合物。三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体，如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等。有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等，还处于研究阶段。

　　目前广泛应用的半导体材料有锗、硅、硒、砷化镓、磷化镓、锑化铟等．其中以锗、硅材料的生产技术较成熟，用的也较多。

　　1）热敏特性：半导体的电阻率随温度变化会发生明显地改变。例如纯锗，湿度每升高10度，它的电阻率就要减小到原来的1／2。温度的细微变化，能从半导体电阻率的明显变化上反映出来。利用半导体的热敏特性，可以制作感温元件——热敏电阻，用于温度测量和控制系统中。值得注意的是，各种半导体器件都因存在着热敏特性，在环境温度变化时影响其工作的稳定性。

　　2）光敏特性：半导体的电阻率对光的变化十分敏感。有光照时、电阻率很小；无光照时，电阻率很大。例如，常用的硫化镉光敏电阻，在没有光照时，电阻高达几十兆欧姆，受到光照时．电阻一下子降到几十千欧姆，电阻值改变了上千倍。利用半导体的光敏特性，制作出多种类型的光电器件，如光电二极管、光电三极管及硅光电池等．广泛应用在自动控制和无线）掺杂特性：在纯净的半导体中，掺人极微量的杂质元素，就会使它的电阻率发生极大的变化。

　　例如．在纯硅中掺人。百万分之—的硼元素，其电阻率就会从214000Ω·cm一下于减小到0.4Ω·cm．也就是硅的导电能为提高了50多万倍。人们正是通过掺入某些特定的杂质元素，人为地精确地控制半导体的导电能力，制造成不同类型的半导体器件。可以毫不夸张地说，几乎所有的半导体器件，都是用掺有特定杂质的半导体材料制成的。

　　半导体的发展与通讯及计算机技术的发展紧密相关。“我们能否与远方的人交谈”推动了通讯技术的发展，这一过程采用了电信号，但是电信号长距离传输后，信号太弱，因此信号必须放大，具有放大电信号功能的真空管应运而生，并发展至今天的超大规模集成电路。

　　半导体行业的产业链分为三大块：上游为半导体支撑业，包括半导体材料和半导体设备；中游按照制造技术分为分立器件和集成电路，集成电路包括IC设计、制造、封测三大环节，属于核心环节；下游是各类市场需求，包括终端电子产品，包括手机、汽车、通讯设备等。

　　半导体设备是产业发展的基础，国内半导体设备是薄弱环节。有一种半导体设备叫做光刻机，目前被荷兰ASML公司垄断，在EUV光刻机领域更是处于绝对垄断地位，市占率为100%，基本呈现独家供货的状态。

　　半导体下游应用需求随宏观经济波动，宏观经济景气，工业制造及居民消费增长推动半导体市场增长，数据显示，全球GDP成长率与半导体市场的成长率关联性十分密切。

　　美洲、欧洲、日本及亚太地区是目前全球半导体市场的主要分布地区。其中，以中国为核心的亚太市场已成为市场中心，占据着六成（60.36%）的市场份额，美国占两成（21.47%），欧洲（9.29%）、日本（8.88%）各占一成。从趋势来看，市场进一步向美洲、亚太地区集中。2009-2017年美洲、欧洲、日本及亚太地区的复合增速分别为10.96%、8.56%、-0.57%、9.59%。

　　半导体市场分为集成电路、光电器件、传感器和分立器件。集成电路（83.25%）是目前全球半导体市场最主要的产品，占据着80%以上的市场份额，光电器件（8.45%）占一成，分立器件（5.25%）占半成，传感器（3.05%）占3～4%左右；同时，光电器件及传感器正成为带动市场持续增长的热点领域。2009-2017年传感器、光电子、分立器件、集成电路的复合增速分别为12.93%、9.34%、5.44%、7.65%。

　　在集成电路领域，微处理器、存储器、逻辑电路及模拟电路是构成市场的四大类主要产品。

　　中国半导体市场占全球的1/3，2017年中国集成电路产业销售额达5411.3亿元，同比增长24.8%；中国为全球需求增长最快的地区，2009-2017年复合增速达21.91%，远超全球平均增速7.78%。

　　在2014及2015年的统计中芯片进口就超过了2000亿美元，超过了原油，成为中国进口量最大的商品。根据ICinsights数据，2015国内半导体自给率还没超过10%，16年自给率刚达到10.4%。预计15年到20年，国内的半导体自给产值CAGR能达到28.5%，从而达到2020年国产化比例15%的水平。

　　近年来，国内半导体一直保持两位数增速，制造、设计与封测三业发展日趋均衡，但我国集成电路产业结构依然不均衡，制造业比重过低。2017年前三季度，我国IC设计、制造、封测的产业比重分别为38.31%、26.76%和34.9%，但世界集成电路产业设计、制造和封测三业占比惯例为3∶4∶3。

　　半导体是需求推进的市场，从市场应用的角度看，通信领域仍为第一大应用市场，占四成市场份额，计算机领域占1/3市场，消费电子占一成，汽车电子、工业和医疗各占7%，政府和军事领域占1%左右。

　　目前推动半导体产业增长的主因之一，智能手机已陷入颓势，其数量在2014年增长28%之后，2015年、2016年仅增长7%和1%，2017年开始出现下滑，市场己达饱和，而预期的下一波推手，如AR/VR、汽车电子及物联网等尚未达到预期，尚处孕育之中。

　　汽车电子开始成为半导体行业企业关注的下一个重要热点，主要原因有，汽车可能成为继电脑、智能手机之后的第三个通用计算平台和互联网入口，汽车自动驾驶技术的发展需要大量芯片支持。目前各大半导体厂商都在积极布局。如，高通公司通过并购恩智浦半导体进军汽车电子市场；安森美并购了Fairchild，以补足其在中、高压功率器件上的短版；瑞萨则通过收购Intersil，巩固其在汽车电子市场的地位等。

　　2018年半导体产值年增率约5%至8%，有望再创新高，2019年可望续增，产值将首度站上5,000亿美元大关。研究机构Gartner预期半导体市场2018年仍持续是个好年，但相较于2017年成长将会趋缓，2018年预测约达到7.5%，而在往后2019-2020年成长将呈现持平的状态。