晶閘管主要產(chǎn)品類型

晶閘管主要產(chǎn)品類型主要產(chǎn)品類型晶閘管根據(jù)電流的控制方向分類，可以分為單向晶閘管和雙向晶閘管。單向晶閘管可以控制單一方向的電流，主要用于單一方向的電源轉(zhuǎn)換和電路控制，而雙向晶閘管則可以控制兩個方向的電流，在交流電路中有更廣泛的應(yīng)用。晶閘管根據(jù)電壓高低分類，可以分為適用于民用電環(huán)境的600V、800V晶閘管，適用于工業(yè)用電環(huán)境的1200V晶閘管，以及適用于電力電子行業(yè)的1700V、3300V晶閘管。此外，晶閘管根據(jù)適用電流大小分類，可以分為低于55A的中小電流晶閘管，以及大于55A的大電流晶閘管。高壓大功率晶閘管產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)制造和汽車電子領(lǐng)域，對產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性有更高的要求，產(chǎn)品的開發(fā)技術(shù)和制造難度進(jìn)一步增加。日韓廠商高度壟斷，國內(nèi)廠商加速突破前五大制造商格局穩(wěn)定，外資壟斷現(xiàn)象持續(xù)。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球前五大硅片制造商分別為日本信越化學(xué)、環(huán)球晶圓、德國世創(chuàng)、SUMCO和韓國SKSiltron，共占據(jù)86．6%的市場份額。國內(nèi)市場在大尺寸硅片上對外資企業(yè)依然具有依賴性，主要進(jìn)口地區(qū)為日本、中國臺灣和韓國。國產(chǎn)廠商加大研發(fā)投入，加速實現(xiàn)。由于硅片供應(yīng)緊缺，海外大廠會優(yōu)先保障海外晶圓廠硅片供給，給國內(nèi)硅片廠帶來了加速替代的機(jī)遇。國內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品技術(shù)水平快速提升，國內(nèi)晶圓廠對國產(chǎn)半導(dǎo)體材料的驗證及導(dǎo)入正在加快，如滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份等企業(yè)已順利通過驗證。中國大陸硅片整體產(chǎn)能加大投入，加速追趕國際龍頭廠商。半導(dǎo)體政策大基金一期主要投向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中游，包括制造、設(shè)計、封測的行業(yè)龍頭企業(yè)，成效顯著。2015年我國集成電路銷售額為3610億元，同比增19．7%，完成目標(biāo)，2016-2017年也維持了20%以上的增速，發(fā)展勢頭良好。同時我國在晶圓制造、特色工藝、晶圓封裝與關(guān)鍵設(shè)備和材料等領(lǐng)域也取得了累累碩果，第一階段的目標(biāo)基本完成。大基金二期將更多投向上游和下游，瞄準(zhǔn)設(shè)備、材料等薄弱環(huán)節(jié)的細(xì)分龍頭企業(yè)。投資風(fēng)格也更加靈活多變，不僅投資行業(yè)龍頭企業(yè)，還會與龍頭企業(yè)共同投資設(shè)立合資子公司。半導(dǎo)體板塊產(chǎn)業(yè)鏈半導(dǎo)體可以分為四類產(chǎn)品，分別是集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器。其中規(guī)模最大的是集成電路，達(dá)到2753億美元，占半導(dǎo)體市場的81%。由于半導(dǎo)體產(chǎn)品中大部分是集成電路。半導(dǎo)體是一類材料的總稱，集成電路是用半導(dǎo)體材料制成的電路的大型集合，芯片是由不同種類型的集成電路或者單一類型集成電路形成的產(chǎn)品。對應(yīng)成大家好理解的日常用品，半導(dǎo)體各種做紙的纖維，集成電路是一沓子紙，芯片是書或者本子。集成電路（integratedcircuit）是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)；其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母IC表示。芯片（chip）、或稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）在電子學(xué)中是一種把電路（主要包括半導(dǎo)體設(shè)備，也包括被動組件等）小型化的方式，并通常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。半導(dǎo)體處于整個電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，是各種電子終端產(chǎn)品得以運(yùn)行的基礎(chǔ)。被廣泛的應(yīng)用于PC，手機(jī)及平板電腦，消費電子，工業(yè)和汽車等終端市場。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈從上至下大致可以分為三個環(huán)節(jié)：IC設(shè)計、晶圓制造和封裝測試，另外還有相關(guān)配套行業(yè)，設(shè)備和材料。根據(jù)電路功能和性能要求，正確的選擇系統(tǒng)配置、電路形式、器件結(jié)構(gòu)、工藝方案等。專業(yè)從事IC設(shè)計的公司也被稱為DesignHouse，如Qualcomm（高通）、MTK（聯(lián)發(fā)科）、AMD等，它們沒有自己的晶圓廠。設(shè)計公司最終輸出的是電路版圖，交給制造廠商，通常把這類公司稱為Fabless。光刻膠：半導(dǎo)體工藝核心材料，道阻且長光刻膠是光刻工藝最重要的耗材。光刻膠是一種通過特定光源照射下發(fā)生局部溶解度變化的光敏材料，主要作用于光刻環(huán)節(jié)，承擔(dān)著將掩模上的圖案轉(zhuǎn)化到晶圓的重要功能。進(jìn)行光刻時，硅片上的金屬層涂抹光刻膠，掩膜上印有預(yù)先設(shè)計好的電路圖案，光線透過掩膜照射光刻膠。如果曝光在紫外線下的光刻膠變?yōu)槿軇?，清除后留下掩膜上的圖案，此為正性膠，反之為負(fù)性膠。（一）先進(jìn)制程推動產(chǎn)品迭代，半導(dǎo)體光刻膠壁壘最高光刻膠可以根據(jù)曝光光源波長、顯示效果和化學(xué)結(jié)構(gòu)三種方式進(jìn)行分類。根據(jù)曝光波長的不同，目前市場上應(yīng)用較多的光刻膠可分為g線、i線、KrF、ArF和EUV5種類型。光刻膠波長越短，加工分辨率越高，不同的集成電路工藝在光刻中對應(yīng)使用不同波長的光源。隨著芯片制程的不斷進(jìn)步，每一代新的光刻工藝都需要新一代的光刻膠技術(shù)與之相匹配。g/i線光刻膠誕生于20世紀(jì)80年代，當(dāng)時主流制程工藝在0．8-1．2μm，適用于波長436nm的光刻光源。到了90年代，制程進(jìn)步到0．35-0．5μm，對應(yīng)波長更短的365nm光源。當(dāng)制程發(fā)展到0．35μm以下時，g/i線光刻膠已經(jīng)無法制程工藝的需求，于是出現(xiàn)了適用于248納米波長光源的KrF光刻膠，和193納米波長光源的ArF光刻膠，兩者均是深紫外光刻膠。EUV（極紫外光）是目前最先進(jìn)的光刻膠技術(shù)，適用波長為13．5nm的紫外光，可用于10nm以下的先進(jìn)制程，目前僅有ASML集團(tuán)掌握EUV光刻膠所對應(yīng)的光刻機(jī)技術(shù)。根據(jù)顯示效果的不同，光刻膠可分為正性和負(fù)性。如果光刻膠是正性的，在特定光線照射下光刻膠會發(fā)生反應(yīng)并變成溶劑，曝光部分的光刻膠可以被清除。如果為負(fù)性光刻膠，曝光的光刻膠反應(yīng)不再是溶劑，未曝光的光刻膠被清除。光分解型光刻膠采用含有重氮醌類化合物材料作為感光劑，光線照射后發(fā)生光分解反應(yīng)，由油性變?yōu)樗匀軇芍圃煺怨饪棠z。光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯作為光敏材料，光線照射后形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶物，可起到抗蝕作用，適用于制成負(fù)性光刻膠?；瘜W(xué)放大型光刻膠使用光致酸劑作為光引發(fā)劑，光線照射后，曝光區(qū)域的光致酸劑會產(chǎn)生一種酸，并在后熱烘培工序期間作為催化劑移除樹脂的保護(hù)基團(tuán)，使樹脂變得可溶。化學(xué)放大光刻膠對深紫外光源具有良好的光敏性，具有高對比度、分辨率等優(yōu)點。（二）光刻膠市場穩(wěn)定增長，ArFi占比最高半導(dǎo)體光刻膠市場增速穩(wěn)定。伴隨芯片制程工藝的升級，光刻膠市場需求量也隨之增加。根據(jù)TECHECT數(shù)據(jù)，2021年全球光刻膠市場規(guī)模約為19億美元，同比增長11%，預(yù)計2022年將達(dá)到21．34億美元，同比增長12．32%。具體來看，在7nm制程的EUV技術(shù)成熟之前，ArFi光刻膠仍是市場主流，占比高達(dá)36．8%，KrF和g/i光刻膠分別占比為35．8%和14．7%。（三）多重因素構(gòu)筑壁壘，日企壟斷高端市場1、工藝壁壘光刻膠多用于微米和納米級別的圖形加工，因此產(chǎn)品品質(zhì)要求極高，微粒子及金屬離子含量極低，制造工藝復(fù)雜，研發(fā)和生產(chǎn)都有較高的技術(shù)壁壘。此外，因為應(yīng)用需求眾多，光刻膠品類也很多，因此需要通過調(diào)整光刻膠的配方以滿足對應(yīng)的需求。2、配套光刻機(jī)光刻膠需要通過相應(yīng)的光刻機(jī)進(jìn)行測試和調(diào)整，目前僅有荷蘭ASML集團(tuán)有能力制造光刻機(jī)，但對我國實施技術(shù)封鎖。國內(nèi)僅有一家企業(yè)可制造光刻機(jī)，且技術(shù)水準(zhǔn)與ASML集團(tuán)仍有較大差距。3、原材料壁壘光刻膠是主要由光引發(fā)劑、光刻膠樹脂、單體、溶劑及其他助劑形成的溶液。其中樹脂和光引發(fā)劑是光刻膠最核心的部分，樹脂決定光刻膠的硬度、柔韌性、附著力等基本屬性，光引發(fā)劑則決定了光刻膠的感光度、分辨率。目前上游原材料主要被陶氏杜邦、富士膠片等日韓美企業(yè)壟斷。4、客戶認(rèn)證壁壘由于光刻膠的品質(zhì)會直接影響芯片性能、良率等，試錯成本高，客戶驗證需要經(jīng)過PRS（基礎(chǔ)工藝考核）、STR（小批量試產(chǎn)）、MSTR（中批量試產(chǎn)）、RELEASE（量產(chǎn)）四個階段，驗證周期在兩年以上。日本企業(yè)龍頭地位穩(wěn)固，CR5高達(dá)80%。全球半導(dǎo)體光刻膠2021年行業(yè)前六家企業(yè)占比約為88%，市場集中度高。日本東京應(yīng)化、日本JSR、日本住友化學(xué)、日本富士膠片四大日本企業(yè)分別占據(jù)27%、13%、12%、8%市場份額，美國陶氏杜邦占據(jù)17%的市場份額，韓國東進(jìn)占據(jù)11%的市場份額。市場規(guī)模快速增長，本土廠商進(jìn)展順利（一）半導(dǎo)體材料量價齊升，硅片為單一最大品類1、先進(jìn)制程持續(xù)升級，半導(dǎo)體材料同步提升進(jìn)入21世紀(jì)以來，5G、人工智能、自動駕駛等新應(yīng)用的興起，對芯片性能提出了更高的要求，同時也推動了半導(dǎo)體制造工藝和新材料不斷創(chuàng)新，國內(nèi)外晶圓廠加緊對于半導(dǎo)體新制程的研發(fā)，臺積電已于2020年開啟了5nm工藝的量產(chǎn)，并于2021年年底實現(xiàn)3nm制程的試產(chǎn)，預(yù)計2022年開啟量產(chǎn)。此外臺積電表示已于2021年攻克2nm制程的技術(shù)節(jié)點的工藝技術(shù)難題，并預(yù)計于2023年開始風(fēng)險試產(chǎn)，2024年逐步實現(xiàn)量產(chǎn)。隨著芯片工藝升級，晶圓廠商對半導(dǎo)體材料要求越來越高。2、半導(dǎo)體景氣度超預(yù)期，晶圓廠商積極擴(kuò)產(chǎn)目前部分終端需求仍然強(qiáng)勁，晶圓代工廠產(chǎn)能利用率維持歷史高位，預(yù)計全年來看結(jié)構(gòu)性缺貨狀態(tài)依舊嚴(yán)峻。據(jù)SEMI于2022年3月23日發(fā)布的最新一季全球晶圓廠預(yù)測報告，全球用于前道設(shè)施的晶圓廠設(shè)備支出預(yù)計將同比增長18%，并在2022年達(dá)到1070億美元的歷史新高。由于半導(dǎo)體材料與下游晶圓廠具有伴生性特點，本土材料廠商將直接受益于中國大陸晶圓制造產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張。成熟制程供需持續(xù)緊張，國內(nèi)晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模維持高位。受益于成熟制程旺盛需求及大陸地區(qū)穩(wěn)定的供應(yīng)鏈，大陸晶圓廠快速擴(kuò)產(chǎn)。根據(jù)SEMI報告，2022年全球有75個正在進(jìn)行的晶圓廠建設(shè)項目，計劃在2023年建設(shè)62個。2022年有28個新的量產(chǎn)晶圓廠開始建設(shè)，其中包括23個12英寸晶圓廠和5個8英寸及以下晶圓廠。分區(qū)域來看，中國晶圓產(chǎn)能增速全球最快，預(yù)計22年8寸及以下晶圓產(chǎn)能增加9%，12寸晶圓產(chǎn)能增加17%。3、工藝升級+積極擴(kuò)產(chǎn)，半導(dǎo)體材料市場規(guī)?？焖僭鲩L隨著下游電子設(shè)備硅含量增長，半導(dǎo)體需求快速增長。在半導(dǎo)體工藝升級+積極擴(kuò)產(chǎn)催化下，半導(dǎo)體材料市場快速增長。據(jù)SEMI報告數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體材料市場收入達(dá)到643億美元，超過了此前2020年555億美元的市場規(guī)模最高點，同比增長15．9%。晶圓制造材料和封裝材料收入總額分別為404億美元和239億美元，同比增長15．5%和16．5%。此外，受益于產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移趨勢，2021年國內(nèi)半導(dǎo)體材料銷售額高達(dá)119．3億美元，同比增長22%，增速遠(yuǎn)高于其他國家和地區(qū)。4、半導(dǎo)體材料市場較為分散，硅片為單一最大品類半導(dǎo)體材料種類繁多，包括硅片、電子特氣、掩模版、光刻膠、濕電子化學(xué)品、拋光液、拋光墊、靶材等。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示，硅片為半導(dǎo)體材料領(lǐng)域規(guī)模最大的品類之一，市場份額占比達(dá)32．9%，排名第一，其次為氣體，占比約14．1%，光掩模排名第三，占比為12．6%。此外，拋光液和拋光墊、光刻膠配套試劑、光刻膠、濕化學(xué)品、濺射靶材的占比分別為7．2%、6．9%、6．1%、4%和3%。（二）硅片：供需持續(xù)緊張，加速硅片是半導(dǎo)體上游產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的基底材料之一。硅片是以高純結(jié)晶硅為材料所制成的圓片，一般可作為集成電路和半導(dǎo)體器件的載體。與其他材料相比，結(jié)晶硅的分子結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，導(dǎo)電性極低。此外，硅大量存在于沙子、巖石、礦物中，更容易獲取。因此，硅具有穩(wěn)定性高、易獲取、產(chǎn)量大等特點，廣泛應(yīng)用于IC和光伏領(lǐng)域。1、半導(dǎo)體硅片純度極高，大尺寸為大勢所趨硅片可以根據(jù)晶胞排列是否有序、尺寸、加工工序和摻雜程度的不同等方式進(jìn)行分類。根據(jù)晶胞排列方式的不同，硅片可分為單晶硅和多晶硅。硅片是硅單質(zhì)材料的片狀結(jié)構(gòu)，有單晶和多晶之分。單晶是具有固定晶向的結(jié)晶體材料，一般用作集成電路的襯底材料和制作太陽能電池片。多晶是沒有固定晶向的晶體材料，一般用于光伏發(fā)電，或者用于拉制單晶硅的原材料。單晶硅用作半導(dǎo)體材料有極高的純度要求，IC級別的純度要求達(dá)9N以上（99．9999999%），區(qū)熔單晶硅片純度要求在11N（99．999999999%）以上。根據(jù)尺寸大小的不同，硅片可分為50mm（2英寸）、75mm（3英寸）、100mm（4英寸）、150mm（6英寸）、200mm（8英寸）及300mm（12英寸）。英寸為硅片的直徑，目前8英寸和12英寸硅片為市場最主流的產(chǎn)品。8英寸硅片主要應(yīng)用在90nm-0．25μm制程中，多用于傳感、安防領(lǐng)域和電動汽車的功率器件、模擬IC、指紋識別和顯示驅(qū)動等。12英寸硅片主要應(yīng)用在90nm以下的制程中，主要用于邏輯芯片、儲存器和自動駕駛領(lǐng)域。大尺寸為硅片主流趨勢。硅片越大，單個產(chǎn)出的芯片數(shù)量越多，制造成本越低，因此硅片廠商不斷向大尺寸硅片進(jìn)發(fā)。1980年4英寸占主流，1990年發(fā)展為6英寸，2000年開始8英寸被廣泛應(yīng)用。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2008年以前，全球大尺寸硅片以8英寸為主，2008年后，12英寸硅片市場份額逐步提升，趕超8英寸硅片。2020年，12英寸硅片市場份額已提升至68．1%，為目前半導(dǎo)體硅片市場最主流的產(chǎn)品。后續(xù)18英寸硅片將成為市場下一階段的目標(biāo)，但設(shè)備研發(fā)難度大，生產(chǎn)成本較高，且下游需求量不足，18英寸硅片尚未成熟。根據(jù)加工工序的不同，硅片可分為拋光片、外延片、SOI硅片等高端硅片。其中拋光片應(yīng)用范圍最為廣泛，是拋光環(huán)節(jié)的終產(chǎn)物。拋光片是從單晶硅柱上直接切出厚度約1mm的原硅片，切出后對其進(jìn)行拋光鏡面加工，去除部分損傷層后得到的表面光潔平整的硅片。拋光片可單獨使用于電動汽車功率器件和儲存芯片中，也可用作其他硅片的襯底，成為其他硅片加工的基礎(chǔ)。外延片是一種將拋光片在外延爐中加熱后，通過氣相沉淀的方式使其表面外延生長符合特定要求的多晶硅的硅片。該技術(shù)可有效減少硅片中的單晶缺陷，使硅片具有更低的缺陷密度和氧含量，從而提升終端產(chǎn)品的可靠性，常用于制造CMOS芯片。根據(jù)摻雜程度的不同，半導(dǎo)體硅片可分為輕摻和重?fù)?。重?fù)焦杵脑負(fù)诫s濃度高，電阻率低，一般應(yīng)用于功率器件。輕摻硅片摻雜濃度低，技術(shù)難度和產(chǎn)品質(zhì)量要求更高，一般用于集成電路領(lǐng)域。由于集成電路在全球半導(dǎo)體市場中占比超過80%，目前全球?qū)p摻硅片需求更大。2、受益晶圓廠積極擴(kuò)產(chǎn)，硅片市場快速增長含硅量提升驅(qū)動行業(yè)快速增長。伴隨5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車、人工智能等新興領(lǐng)域的高速成長，汽車電子行業(yè)成為半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域新的需求增長點。據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)，2021年全球汽車行業(yè)的芯片出貨量同比增長了30%，達(dá)524億顆。但全球汽車缺芯情況在2020年短暫緩解后，于2022年再度加劇，帶動下游硅片市場需