（報(bào)告出品方：申萬宏源研究）

預(yù)計(jì)2022半導(dǎo)體市場(chǎng)增速4.4%，增速放緩

2021年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)5559億美元，同比+26%，為近十年最大增幅。2021年，隨著5G移動(dòng)通信、汽車電子（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）、工業(yè)電子、人工智能、云計(jì)算、各類消費(fèi)電 子產(chǎn)品等終端市場(chǎng)需求的快速增長(zhǎng)，行業(yè)“缺芯”的情況進(jìn)一步加??；全球汽車電子芯片供應(yīng)緊繃，部 分車企被迫間歇性停產(chǎn)。 2021年半導(dǎo)體景氣高增形成高基數(shù)，2022年增長(zhǎng)降速是必然。WSTS預(yù)計(jì)，2022年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)5801億美元，同比+4.4%。分區(qū)域看，WSTS預(yù)計(jì)除亞太地區(qū)外，所有地理區(qū)域都將呈現(xiàn)兩位數(shù)的增長(zhǎng)。其中美洲地區(qū)市場(chǎng)增速領(lǐng) 先，預(yù)計(jì)達(dá)17%，歐洲市場(chǎng)增長(zhǎng)12.6%，日本市場(chǎng)增速10%，除日本外的亞太地區(qū)市場(chǎng)增速為-2%。

國產(chǎn)替代仍為主旋律

全球市場(chǎng)主流芯片2022增速情況： WSTS預(yù)計(jì)大部分主要類別的產(chǎn)品銷售將實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)增速，其中邏輯類產(chǎn)品增長(zhǎng)14.5%，模擬 產(chǎn)品增長(zhǎng)20.8%，傳感器產(chǎn)品增長(zhǎng)16.3%，分立器件增長(zhǎng)12.4%，光電類產(chǎn)品預(yù)計(jì)今年市場(chǎng)規(guī) 模與去年大體持平，微漲0.9%。國產(chǎn)替代空間大，2021年中國半導(dǎo)體市場(chǎng)自給率為18%，預(yù)計(jì)2030年有望達(dá)到42%。 低國產(chǎn)化率的半導(dǎo)體產(chǎn)品：CPU、GPU、FPGA，存儲(chǔ)芯片DRAM、NAND，高端模擬芯片以 及IGBT、SiC等功率器件，仍處于國產(chǎn)化初期。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游材料、設(shè)備綜合國產(chǎn)化率不足10%。

下游賽道狀況迥異，汽車電子景氣度引領(lǐng)行業(yè)

半導(dǎo)體下游主要包括數(shù)據(jù)中心，手機(jī)，汽車電子，工控，消費(fèi)電子，通訊等賽道； 不同賽道市場(chǎng)空間迥異。按照下游終端需求來看，半導(dǎo)體數(shù)據(jù)中心、手機(jī)、汽車電子、工業(yè)控制、消費(fèi)電子、通訊 等領(lǐng)域占比分別為35%、30%、10%、10%、9%、6%。 全球半導(dǎo)體市場(chǎng)受下游需求變化影響，行業(yè)呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)性景氣狀態(tài)，汽車電子領(lǐng)域需 求持續(xù)向上，維持持續(xù)增長(zhǎng)。2022年全球新能源汽車銷量達(dá)1050萬量。全球新能源汽車滲透率不斷提升，據(jù) Marklines預(yù)計(jì)，2025年全球新能源汽車銷售量將超過2100萬臺(tái)，2021-2025年CAGR增 長(zhǎng)超過30%。

汽車智能化+電動(dòng)化持續(xù)拉升汽車半導(dǎo)體景氣度

汽車電動(dòng)化+智能化，帶動(dòng)主控芯片、存儲(chǔ)芯片、功率芯片、通信接口芯片、傳感 器芯片等芯片快速發(fā)展，芯片單位價(jià)值不斷提升，整車芯片總價(jià)值不斷提升。根據(jù)電動(dòng)化來看，三電系統(tǒng)對(duì)半導(dǎo)體的需求提升明顯，根據(jù)汽車芯片應(yīng)用牽引創(chuàng)新發(fā)展論 壇統(tǒng)計(jì)顯示，電動(dòng)車半導(dǎo)體含量約為燃油車的2倍； 根據(jù)智能化來看，智能座艙、智能駕駛對(duì)半導(dǎo)體提升需求明顯，智能車半導(dǎo)體含量是傳統(tǒng) 車的數(shù)倍。

IC強(qiáng)勢(shì)應(yīng)用之MCU

MCU市場(chǎng)空間廣闊，行業(yè)增速穩(wěn)定，據(jù)IC Insight數(shù)據(jù)，2020年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模 約為207億美元，到2023年可達(dá)248億美元； 2020年國內(nèi)MCU芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)269億元，隨著汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展，預(yù)計(jì) 2025年中國MCU芯片市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到483億元。

行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，國產(chǎn)MCU廠商市占率較低，長(zhǎng)期受益于提升空間充足。 全球MCU市場(chǎng)格局較為集中，根據(jù)IC Insights，2021年全球MCU市場(chǎng)份額中，恩智浦（NXP）、 微芯科技（Microchip）、瑞薩電子（Renesas）、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、英飛凌 （Infineon）五大廠商占據(jù)了82%的市占份額；根據(jù)IC Insights，國產(chǎn)MCU廠商合計(jì)市占率不足12%，主要集中在消費(fèi)類市場(chǎng)，可拓展空間充足；缺貨導(dǎo)致國產(chǎn)MCU廠商導(dǎo)入節(jié)奏加速，在汽車、工業(yè)乃至消費(fèi)類賽道，國產(chǎn)MCU認(rèn)證節(jié)奏持續(xù)加快。

強(qiáng)勢(shì)國產(chǎn)替代芯片F(xiàn)PGA

FPGA行業(yè)快速成長(zhǎng)+國產(chǎn)替代進(jìn)入快車道。國內(nèi)市場(chǎng)，F(xiàn)rost&Sullivan數(shù)據(jù)顯示，以出貨量統(tǒng)計(jì)，2019年國產(chǎn)廠商份額占比不足15%。以營收 計(jì)，2019年Xilinx、Altera、Lattice、安路科技四者在中國市場(chǎng)的收入比為56.69%：37.04%： 5.35%：0.93%。測(cè)算得2021年安路科技在四者中國市場(chǎng)收入總和的占比已經(jīng)由0.93%提升至 5.29%，國產(chǎn)替代進(jìn)入快車道，且遠(yuǎn)未觸及替代空間上限。據(jù)Frost&Sullivan預(yù)測(cè)2022、2023年的國內(nèi)行業(yè)增速將達(dá)到18.10%、19.68%，行業(yè)增長(zhǎng)迅猛，帶 動(dòng)國產(chǎn)廠商收入提升。 FPGA國產(chǎn)化領(lǐng)軍：安路科技、復(fù)旦微等。統(tǒng)計(jì)國內(nèi)3家FPGA相關(guān)上市公司，相關(guān)板塊的營收從2018 年的7.98億元增長(zhǎng)至2021年的44.34億元，3年CAGR為77.14%。

中國FPGA行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模分布如何？國產(chǎn)替代有多大市場(chǎng)空間？ 1）市場(chǎng)規(guī)模分布：2022年，28nm以上制程、500K LUT以下 民用FPGA國產(chǎn)替代空間：109.62億元。國內(nèi)民用FPGA廠商安路科技的產(chǎn) 品系列替代空間極為廣闊。包括安 路科技的ELF系列、EG系列、PH系 列。其中40nm-65nm系列產(chǎn)品已 從2019年開始逐步放量。 28nm系列產(chǎn)品為下一重要發(fā)力 點(diǎn)。PH系列、LOGO2系列均于 2020年開始量產(chǎn)，并于2021年初步 放量，二者市場(chǎng)規(guī)模尤為廣闊，將 與同類型產(chǎn)品在36.54億元的市場(chǎng)中 競(jìng)爭(zhēng)，伴隨著國產(chǎn)FPGA軟件生態(tài)不 斷完善，預(yù)計(jì)28nm系列后續(xù)放量將 成為國產(chǎn)替代的下一重要發(fā)力點(diǎn)。 此外，隨著高研發(fā)投入下的產(chǎn)品線 快速擴(kuò)張，預(yù)計(jì)下一代FPGA推出 后國產(chǎn)替代空間將會(huì)增加至150億 元以上。

以通信、工業(yè)、宇航等市場(chǎng)加速FPGA國產(chǎn)替代 。Frost&Sullivan數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)PGA國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模從2018年的115.6億元增長(zhǎng)到2021年的176.8 億元，3年CAGR為15.21%。2022年-2025年，F(xiàn)PGA國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模有望從208.8億元增長(zhǎng)到 332.2億元，3年CAGR為16.74%。 未來隨著通信市場(chǎng)的擴(kuò)張，以及工業(yè)控制等領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)力，國內(nèi)市場(chǎng)占比可持續(xù)保持30%以上，其 中工業(yè)領(lǐng)域及通信市場(chǎng)規(guī)模未來3年CAGR分別為15.63%及17.43%。

強(qiáng)勢(shì)國產(chǎn)替代芯片模擬芯片

市場(chǎng)空間廣闊，歐美廠商占主導(dǎo)，國產(chǎn)替換機(jī)會(huì)充足。全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定增長(zhǎng)。根據(jù)IC Insight顯示，2018年-2023年全球模擬芯片銷售額 預(yù)計(jì)從588億美元提升至779億美元，占全部集成電路銷量的16%左右，保持穩(wěn)定。不同于整 個(gè)集成電路行業(yè)周期波動(dòng)性較強(qiáng)特點(diǎn)，模擬芯片行業(yè)因下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，單機(jī)模擬芯片用量 提升等波動(dòng)性小，呈現(xiàn)弱周期性穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。中國模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模巨大且穩(wěn)定增長(zhǎng)，但自給率較低，替代成長(zhǎng)空間大。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究 院的數(shù)據(jù)，2021年中國模擬集成電路市場(chǎng)規(guī)模為2731億元，同比增長(zhǎng)9.1%，2021年國產(chǎn)化 率為15%。

格局方面，全球模擬芯片市場(chǎng)份額主要由海外歐美企業(yè)占據(jù)，國產(chǎn)替代空間巨大。 根據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)，2021年全球第一大模擬芯片廠商德州儀器市場(chǎng)占有率為19%， CR10 68%，整體競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散。絕大部分國內(nèi)模擬集成電路廠商起步較晚，研發(fā) 投入相對(duì)較低，產(chǎn)品以中低端芯片為主，而且在價(jià)格上競(jìng)爭(zhēng)激烈。近年來，隨著技術(shù)的 積累和政策的支持，部分國內(nèi)公司在高端產(chǎn)品方面取得一定的突破，逐步打破國外廠商 壟斷，面臨著廣闊的國產(chǎn)替代空間。

半導(dǎo)體設(shè)備核心環(huán)節(jié)

半導(dǎo)體設(shè)備，即在芯片制造和封測(cè)流程中應(yīng)用到的設(shè)備。在整個(gè)芯片制造和封測(cè)過程中，會(huì)經(jīng)過上 千道加工工序，涉及的設(shè)備種類大體有九大類，細(xì)分又可以劃出百種不同的機(jī)臺(tái)，占比較大的主要 有：光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、離子注入機(jī)、測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)等。光刻的本質(zhì)是把臨時(shí)電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到硅片上，這些結(jié)構(gòu)首先以圖形形式制作在掩膜版上；光源透過掩膜 版將圖形轉(zhuǎn)移到硅片表面的光敏薄膜上。 刻蝕是利用化學(xué)或者物理的方法將晶圓表面附著的不必要的材質(zhì)進(jìn)行去除的過程。 薄膜的沉積，是一連串涉及原子的吸附、吸附原子在表面擴(kuò)散及在適當(dāng)?shù)奈恢孟戮劢Y(jié)，以漸漸形成薄膜 并成長(zhǎng)的過程。 半導(dǎo)體清洗設(shè)備針對(duì)不同的工藝需求，對(duì)晶圓表面進(jìn)行無損傷清洗以去除半導(dǎo)體制造過程中的顆粒、自 然氧化層、金屬污染、有機(jī)物、犧牲層、 拋光殘留物等雜質(zhì)。

國內(nèi)晶圓廠投產(chǎn)拉動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備需求

晶圓廠資本開支整體呈上升趨勢(shì)，并且北美半導(dǎo)體設(shè)備支出2021年已創(chuàng)新高，行業(yè)景 氣度持續(xù)向好。 根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2021-2022年全球?qū)⑿略?9座晶圓廠陸續(xù)進(jìn)入建設(shè)階段，其中中國大陸8座。 到2024年，全球12英寸晶圓廠數(shù)量將達(dá)到161座，產(chǎn)能達(dá)700萬片/月，其中中國大陸12英寸 晶圓廠2024年產(chǎn)量將達(dá)150萬片/月，占全球約21%。

隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國大陸轉(zhuǎn)移，中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。 中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)其在全球市場(chǎng)的份額的不斷提升，2020年中國大陸半 導(dǎo)體設(shè)備銷售額占全球市場(chǎng)比例達(dá)26%，同比提升3個(gè)百分點(diǎn)。 新增晶圓廠建設(shè)快速拉動(dòng)了對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備的需求，目前設(shè)備供應(yīng)主要由海外企業(yè)壟斷，但國內(nèi) 企業(yè)已在部分細(xì)分領(lǐng)域陸續(xù)取得突破，加速國產(chǎn)設(shè)備的驗(yàn)證及供應(yīng)鏈導(dǎo)入是必然趨勢(shì)，在行業(yè) 景氣周期上行及國產(chǎn)化的推動(dòng)下，我們認(rèn)為，國內(nèi)設(shè)備企業(yè)將迎來快速發(fā)展階段。 部分國內(nèi)企業(yè)是在國家政策及資金支持下，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備的研發(fā)，并已經(jīng)逐步取得階段性成果， 并且訂單快速增長(zhǎng)，各細(xì)分領(lǐng)域逐個(gè)擊破的策略已初見成效，涂膠顯影、CMP、清洗等領(lǐng)域相 繼發(fā)展出優(yōu)秀的國內(nèi)供應(yīng)商，并未因?qū)?yīng)市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小而放緩研發(fā)進(jìn)度，2020年部分環(huán)節(jié) 的國產(chǎn)化比例較2016年已有顯著提升，適合我國行業(yè)發(fā)展的階段及其規(guī)律，進(jìn)一步提升整體設(shè) 備國產(chǎn)化水平。

第三代半導(dǎo)體特點(diǎn)卓越，發(fā)展迅速

第三代半導(dǎo)體材料以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等為代表，因具有寬禁帶、高電 導(dǎo)率、高熱導(dǎo)率、高抗輻射能力等優(yōu)點(diǎn)，更適合在高壓、高頻、高功率、高溫等領(lǐng)域中 應(yīng)用，例如射頻通信、雷達(dá)、電源管理、汽車電子、電力電子等 。與第一代半導(dǎo)體材料Si相比，碳化硅具備更高的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、飽和電子漂移速率、熱導(dǎo)性和 熱穩(wěn)定性 。碳化硅器件更高效節(jié)能、更能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化：1）碳化硅更低的導(dǎo)通電阻阻值有利于模塊的 小型化；2）碳化硅高頻的特點(diǎn)有利于周邊部品的更小型化；3）碳化硅更耐高溫的特點(diǎn)使得器 件冷卻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔化。

縱觀碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈：襯底與外延占據(jù)70%的生產(chǎn)成本

襯底與外延占據(jù)70%的碳化硅器件成本。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，碳化硅器件的成本 構(gòu)成中，襯底、外延、前段、研發(fā)費(fèi)用和其他分別占比為47%，23%，19%，6%， 5%，襯底+外延合計(jì)約70%，是碳化硅器件制造產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。受制于材料端的制備難度大，良率低，產(chǎn)能小，目前碳化硅襯底及外延層的價(jià)值量明顯高于硅 材料（12英寸硅晶圓襯底+外延的價(jià)值量占比約11%） 。襯底和外延層的缺陷水平的降低、摻雜的精準(zhǔn)控制及摻雜的均勻性對(duì)碳化硅器件的應(yīng)用至關(guān)重 要。

襯底：海外廠商壟斷，但國產(chǎn)替代空間大

海外廠商壟斷碳化硅襯底市場(chǎng)，但國產(chǎn)替代空間大 。 2020年全球?qū)щ娦吞蓟枰r底市場(chǎng)中，Wolfspeed獨(dú)占62%的市場(chǎng)份額，CR3約89%，國內(nèi) 份額最大的天科合達(dá)僅占4%。2020年全球半絕緣型碳化硅襯底市場(chǎng)中，Wolfspeed、II-VI分 別占33%、35%的市場(chǎng)份額，CR2約68%，國內(nèi)山東天岳占30%。未來幾年，我們認(rèn)為隨著國內(nèi)外新能源車和光伏發(fā)電等下游需求不斷增長(zhǎng)，碳化硅襯底的市場(chǎng) 規(guī)模有望快速增長(zhǎng)。Wolfspeed預(yù)測(cè)，2026年碳化硅襯底市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到17億美元， 2022-2026年復(fù)合增速達(dá)到25%。

外延：質(zhì)量對(duì)器件影響大，中國企業(yè)相繼布局

外延設(shè)備國外壟斷，國內(nèi)以外延晶片為切入點(diǎn) 。 外延設(shè)備被行業(yè)四大龍頭企業(yè)德國的Aixtron、意大利的LPE、日本的TEL和Nuflare所壟斷，主 流SiC高溫外延設(shè)備交付周期已拉長(zhǎng)至1.5-2年左右，中國難以進(jìn)入技術(shù)壁壘較高的外延設(shè)備領(lǐng)域， 以外延晶片生產(chǎn)為主要切入方向。外延是指在碳化硅襯底上，經(jīng)過外延工藝生長(zhǎng)出特定單晶薄膜。 外延層對(duì)器件性能影響大，處產(chǎn)業(yè)鏈中間環(huán)節(jié)；碳化硅外延晶片市場(chǎng)呈現(xiàn)出雙寡頭壟斷 格局，海外廠商占據(jù)主要市場(chǎng) 。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年全球碳化硅外延晶片市場(chǎng)中，Wolfspeed占52%，Showa Denko占43%， CR2共占95%。中國廠商相較于海外廠商在外延晶片生產(chǎn)技術(shù)上稍有落后，目前中國SiC外延晶 片主要產(chǎn)線均為4英寸和6英寸,而美國、日本已開始試產(chǎn)8英寸的SiC外延晶片。

碳化硅器件：下游應(yīng)用廣泛，新能源拉動(dòng)需求提升

碳化硅功率器件在新能源汽車、光伏新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、家電等領(lǐng)域均有廣 泛應(yīng)用前景。2021年碳化硅功率器件分別在新能源汽車、電源、光伏等領(lǐng)域應(yīng)用占比 為30%、22%和15%。 根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2021年10.9億美元增長(zhǎng)至2027年62.97 億美元，CAGR達(dá)34%，其中新能源車（主逆變器和充電機(jī)）、光伏及儲(chǔ)能系統(tǒng)貢獻(xiàn)了主要增 量。新能源車將由從2021年6.85億美元增長(zhǎng)至2027年49.86億美元，為最大增量領(lǐng)域；光伏及 儲(chǔ)能預(yù)計(jì)2027年增長(zhǎng)至4.58億美元；此外軌道交通領(lǐng)域預(yù)計(jì)也會(huì)為功率器件市場(chǎng)貢獻(xiàn)超過1億 美元的增量空間。

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