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半導(dǎo)體七大細(xì)分行業(yè)概況分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 燕東微    2022-12-13

（1）分立器件

分立器件是指具有單一功能的電路基本元件，如二極管、晶體管等，主要實(shí)現(xiàn)電能的處理與變換，是半導(dǎo)體市場(chǎng)重要的細(xì)分領(lǐng)域。

受益于國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策對(duì)新興產(chǎn)業(yè)的大力支持和對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的升級(jí)改造，我國(guó)半導(dǎo)體分立器件行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。2018 年度至 2020 年度，我國(guó)半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng)銷售規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。

根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020 年度我國(guó)半導(dǎo)體分立器件銷售額達(dá) 2,966.3 億元，同比增長(zhǎng) 7.0%。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，我國(guó)半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng)銷售規(guī)模將在 2021 年至 2023 年度繼續(xù)保持增長(zhǎng)，2021 年度、2022 年度和 2023 年度預(yù)測(cè)銷售額分別為 3,371.5 億元、3,879.6 億元和 4,427.7 億元，分別較上年同期增加 13.7%、15.1%和 14.1%。

數(shù)據(jù)來(lái)源：全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織（WSTS）

（2）功率半導(dǎo)體

能夠進(jìn)行功率處理的半導(dǎo)體器件為功率半導(dǎo)體器件，功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，典型的功率處理功能包括變頻、變壓、變流、功率放大和功率管理等。功率半導(dǎo)體器件主要用于電力設(shè)備的電能變換和電路控制，是弱電控制與強(qiáng)電運(yùn)行間的橋梁。除保證設(shè)備正常運(yùn)行以外，功率半導(dǎo)體器件還起到有效的節(jié)能作用。功率半導(dǎo)體可以分為功率 IC 和功率分立器件兩大類，其中功率分立器件主要包括二極管、晶閘管、晶體管等產(chǎn)品。

根據(jù) Mordor Intelligence 統(tǒng)計(jì)，2020 年度，全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為379.0 億美元，并且預(yù)計(jì)到 2026 年度，全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 460.2億美元，2020 年度至 2026年度，全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模年華增長(zhǎng)率為 3.17%。

數(shù)據(jù)來(lái)源：Mordor Intelligence

MOSFET 全稱金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，是一種可以廣泛使用在模擬與數(shù)字電路的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。MOSFET 具有高頻、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、抗擊穿性好等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍涵蓋電源管理、計(jì)算機(jī)及外設(shè)設(shè)備、通信、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制等多個(gè)領(lǐng)域。

根據(jù) Yole Developpement 統(tǒng)計(jì)，2020 年度，全球 MOSFET 市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到75 億美元，并且預(yù)測(cè) 2020 年度至 2026 年，全球 MOSFET 市場(chǎng)將會(huì)達(dá)到年化3.8%的增長(zhǎng)。2020 年度，用于消費(fèi)品市場(chǎng)的 MOSFET 占據(jù) 37%的市場(chǎng)份額，是目前占比最高的應(yīng)用領(lǐng)域，但汽車應(yīng)用市場(chǎng)，特別是電動(dòng)汽車應(yīng)用市場(chǎng)的爆發(fā)將會(huì)極大帶動(dòng) MOSFET 的應(yīng)用，預(yù)計(jì)截至 2026 年，用于包括電動(dòng)汽車在內(nèi)的汽車市場(chǎng)的 MOSFET 占比將達(dá)到 32%。

IGBT 全稱絕緣柵雙極晶體管，是由雙極型三極管 BJT 和 MOSFET 組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率器件。IGBT 具有電導(dǎo)調(diào)制能力，相對(duì)于 MOSFET和雙極晶體管具有較強(qiáng)的正向電流傳導(dǎo)密度和低通態(tài)壓降。IGBT 的開關(guān)特性可以實(shí)現(xiàn)直流電和交流電之間的轉(zhuǎn)化或者改變電流的頻率，有逆變和變頻的作用，可以應(yīng)用于逆變器、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。

根據(jù) Yole Developpement 統(tǒng)計(jì)，2020 年度，全球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 54 億美元，并且預(yù)測(cè) 2020 年度至 2026 年，全球 IGBT 市場(chǎng)將會(huì)達(dá)到年化 7.5%的增長(zhǎng)。2020 年度，IGBT 最大的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)和家用領(lǐng)域。預(yù)計(jì)受益于碳減排等政府政策帶來(lái)的電動(dòng)汽車對(duì)內(nèi)燃機(jī)汽車的替代趨勢(shì)，應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域的IGBT 市場(chǎng)規(guī)模在 2020 年度至 2026 年度的年化增幅將達(dá)到 23%，截至 2026 年，用于電動(dòng)汽車的 IGBT 市場(chǎng)份額占比將超過(guò) 2020 年度市場(chǎng)規(guī)模占比的一倍占據(jù)37%的市場(chǎng)份額市場(chǎng)規(guī)模電動(dòng)汽車，占比在 2026 年將超過(guò) 2020 年度占比的一倍。

（3）數(shù)字三極管

與普通三極管相比，數(shù)字三極管是將三極管和一個(gè)或兩個(gè)偏置電阻 R1 和R2 集成在同一款芯片上，類同于小規(guī)模集成電路。數(shù)字三極管的 R1 電阻主要用來(lái)穩(wěn)定三極管的工作狀態(tài)，R2 電阻主要用來(lái)吸收降低輸入端的漏電流和噪聲，電阻 R1 和 R2 有不同的阻值搭配，形成了豐富的產(chǎn)品組合。

數(shù)字三極管以中小功率為主，當(dāng)前市場(chǎng)上主流數(shù)字三極管產(chǎn)品的最大輸出電流為 500mA。數(shù)字三極管技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是芯片尺寸向小型化方向發(fā)展，產(chǎn)品的輸出電流不斷增大，電阻要求更加精準(zhǔn)，同時(shí)增加 R1 和 R2 的電阻組合，以滿足客戶使用時(shí)不同輸入電壓和電流的要求。

數(shù)字三極管使用方便，同時(shí)可以節(jié)省外圍使用電路的空間，在手機(jī)等對(duì)內(nèi)部空間要求比較嚴(yán)格的電子產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。

手機(jī)等移動(dòng)終端對(duì)空間要求較高，為了節(jié)省空間，在電路設(shè)計(jì)時(shí)將更多選擇將電阻集成在三極管內(nèi)部，因此，隨著手機(jī)等移動(dòng)終端的發(fā)展，數(shù)字三極管的市場(chǎng)需求將越來(lái)越大。據(jù)公開資料顯示，2019 年全球包括三極管、MOSFET和 IGBT 在內(nèi)整個(gè)晶體管市場(chǎng)規(guī)模約為 138.27 億美元，2020 年則為 147.88 億美元，同比增長(zhǎng) 6.95%。從競(jìng)爭(zhēng)格局看，數(shù)字三極管國(guó)內(nèi)市場(chǎng)參與者主要包括燕東微、日本 Phenitec公司、杭州友旺電子有限公司等，市場(chǎng)格局相對(duì)固定。

（4）ECM 前置放大器

ECM（Electret Condenser Microphone，駐極體電容傳聲器）麥克風(fēng)是一種將聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的電子器件，因外圍電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活、靈敏度高、指向性好和性價(jià)比高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類智能終端上，如耳機(jī)、音箱、遙控器和電視機(jī)等。

ECM 麥克風(fēng)主要由駐極體（可振動(dòng)的帶固定電荷的薄膜）、ECM 前置放大器、PCB 板和相應(yīng)的殼體等組成，圖示如下：

外界的聲波信號(hào)使駐極體薄膜發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)使駐極體與另一極板的距離發(fā)生變化，進(jìn)而使由駐極體振膜和另一極板組成的電容器兩端的電壓放生變化，ECM 前置放大器將這一電壓信號(hào)采集放大后輸出。ECM 前置放大器具有工作電壓范圍廣、功耗低和外圍配置簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是 ECM 麥克風(fēng)的核心組成部分，其參數(shù)優(yōu)劣決定了 ECM 麥克風(fēng)的性能高低。

目前麥克風(fēng)領(lǐng)域主要有兩條技術(shù)路線，分別為 ECM 麥克風(fēng)和 MEMS（微型機(jī)電系統(tǒng)）麥克風(fēng)。其中 MEMS 麥克風(fēng)為新興路線，其基于 MEMS 技術(shù)將電容器集成制造在硅芯片上，與 ECM 麥克風(fēng)相比，具有體積小、一致性好、抗干擾能力強(qiáng)和可使用回流焊技術(shù)進(jìn)行表面貼裝等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在智能手機(jī)和平板電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

但由于二者各具特點(diǎn)，將在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)共存。ECM 麥克風(fēng)由于其指向性強(qiáng)、工作電壓范圍廣和性價(jià)比高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于專業(yè)音頻、語(yǔ)音聲控等領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，ECM 前置放大器業(yè)內(nèi)已圍繞放大器外形尺寸和電流大小等參數(shù)開發(fā)出一系列產(chǎn)品。ECM 前置放大器今后將向更高的增益、更高的信噪比和更高的參數(shù)一致性等方向發(fā)展，以獲得更高的拾音能力。同時(shí)，ECM 前置放大器在技術(shù)上還呈現(xiàn)小型化趨勢(shì)，以適應(yīng)更小更薄的封裝。

根據(jù) Yole Developpement 預(yù)測(cè)，ECM 麥克風(fēng)、MEMS 麥克風(fēng)、微型揚(yáng)聲器和音頻 IC市場(chǎng)規(guī)模 2017年-2022年復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到 6%，到 2022年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 200 億美元。新興的 MEMS 麥克風(fēng)和 ECM 麥克風(fēng)由于各具特點(diǎn)，將在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)共存。由于 ECM 麥克風(fēng)在專業(yè)音頻和語(yǔ)音聲控等領(lǐng)域具有的獨(dú)特應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，以及 TWS 耳機(jī)、語(yǔ)音識(shí)別組件等下游市場(chǎng)發(fā)展帶來(lái)的麥克風(fēng)總體市場(chǎng)需求量的上升，根據(jù)公司取得的來(lái)自用戶端的反饋，近年來(lái)ECM 麥克風(fēng)的需求量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。

此外，ECM 前置放大器市場(chǎng)集中度較高，主要供應(yīng)商包括燕東微、韓國(guó) RFsemi 等，隨著行業(yè)成熟度的提高，市場(chǎng)集中度可能進(jìn)一步提升，對(duì)于出貨量較大，已形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的廠商，將占據(jù)越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。

（5）浪涌保護(hù)器件

浪涌保護(hù)器件，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護(hù)的半導(dǎo)體器件。TVS 是一種二極管形式的高效能浪涌保護(hù)器件。當(dāng) TVS 的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能在極短的時(shí)間內(nèi)將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓鉗位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件，使其免受各種浪涌脈沖的損壞。

普通的 TVS 在 20 世紀(jì) 80 年代開始出現(xiàn)，由單個(gè) PN 結(jié)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)單一，工藝簡(jiǎn)單。與大多數(shù)二極管正向?qū)ǖ奶匦圆煌浠诜聪驌舸┨匦?，通過(guò)對(duì)浪涌的快速泄放，可以起到對(duì)電子產(chǎn)品的保護(hù)作用，對(duì)初級(jí)浪涌防護(hù)效果較好。普通 TVS 主要采用臺(tái)面結(jié)構(gòu)技術(shù)。

21 世紀(jì)初期以來(lái)，普通的 TVS 因性能、精度、靈敏度等方面的限制已無(wú)法滿足集成電路芯片發(fā)展中不斷提高的防靜電和浪涌沖擊保護(hù)要求，于是兼具漏電小、鉗位電壓低、響應(yīng)時(shí)間快、抗靜電能力強(qiáng)且能夠防浪涌等特點(diǎn)的新型TVS 在近十幾年開始出現(xiàn)并不斷創(chuàng)新與升級(jí)。新型 TVS 對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝要求更高，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，一般設(shè)計(jì)成多路 PN 結(jié)集成結(jié)構(gòu)，采用多次外延、雙面擴(kuò)結(jié)或溝槽設(shè)計(jì)。新型 TVS 能夠確保小型化的集成電路芯片得到有效保護(hù)，代表著 TVS 小型化、更強(qiáng)的浪涌保護(hù)能力、更低的電容、多路集成的技術(shù)發(fā)展方向。

隨著半導(dǎo)體芯片制程的發(fā)展，集成電路芯片呈現(xiàn)出小型化趨勢(shì)，線寬變窄，同時(shí)追求更高的集成度和更低的工作電壓，致使集成電路芯片變得更加敏感，極易受到靜電和浪涌沖擊，造成損壞。TVS 通常具有響應(yīng)時(shí)間短、靜電防護(hù)和浪涌吸收能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可用于保護(hù)設(shè)備電路免受各類靜電及浪涌的損傷，順應(yīng)了集成電路芯片發(fā)展的趨勢(shì)和需要，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、個(gè)人電腦、工業(yè)電子、汽車電子等。隨著下游市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，TVS 市場(chǎng)前景廣闊。

根據(jù) OMDIA 發(fā)布的研究報(bào)告《TVS-ESD Components Market Analysis2021》，2020 年全球 TVS 市場(chǎng)規(guī)模約為 16.21 億美元，2021 年全球 TVS 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)約為 18.19 億美元。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，TVS 主要廠商包括安世半導(dǎo)體、英飛凌（Infineon）、安森美（ONSemiconductor）、商升特半導(dǎo)體（Semtech）、韋爾股份、樂(lè)山無(wú)線電、燕東微等。

（6）射頻功率器件

射頻（RF）是 Radio Frequency的縮寫，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍在 300kHz-300GHz 之間，射頻功率器件即工作在該頻率范圍內(nèi)的電子器件。目前成熟的硅基射頻功率器件主要有射頻 LDMOS、射頻 VDMOS 和高頻三極管（雙極型晶體管）三種，特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景比較如下：

由于工作頻率高，射頻功率器件的關(guān)鍵尺寸達(dá)到微米或亞微米，同時(shí)芯片設(shè)計(jì)必須解決射頻功率性能設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、寬帶內(nèi)匹配電路設(shè)計(jì)問(wèn)題；工藝必須解決精細(xì)線條加工、大面積橫向分布均勻的淺摻雜和一致性封裝等關(guān)鍵技術(shù)，才能得到符合要求的產(chǎn)品。射頻功率器件的技術(shù)發(fā)展方向主要是更大功率、更高效率、更高的頻率以及定制化的內(nèi)匹配方案，以滿足用戶在各種射頻應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

射頻功率器件廣泛應(yīng)用于通訊系統(tǒng)、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)射頻功率器件市場(chǎng)主要由國(guó)外廠商占據(jù)，包括美高森美、意法半導(dǎo)體、恩智浦、日本 NEC、日本瑞薩、美國(guó) Polyfet 等，國(guó)內(nèi)廠商在產(chǎn)品開發(fā)上逐漸取得突破并開始向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供貨，國(guó)內(nèi)廠商包括燕東微、蘇州華太電子技術(shù)有限公司等。

對(duì)講機(jī)市場(chǎng)是射頻 LDMOS 的細(xì)分市場(chǎng)之一，中研網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)對(duì)講機(jī)行業(yè)產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，2020 年，我國(guó)對(duì)講機(jī)產(chǎn)量規(guī)模已經(jīng)達(dá)到約6,700 萬(wàn)臺(tái)。一般每臺(tái)對(duì)講機(jī)需 2-3 顆 LDMOS，按照 2.5 顆/臺(tái)推算，對(duì)講機(jī)用射頻 LDMOS 的市場(chǎng)規(guī)模約為 1.68億顆。

（7）特種集成電路及器件

特種集成電路及器件是指在高溫、低溫、腐蝕、機(jī)械沖擊等特殊使用環(huán)境下仍具有較高的安全性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性及穩(wěn)定性的集成電路及器件。長(zhǎng)期以來(lái)，特種集成電路及器件領(lǐng)域除了關(guān)注技術(shù)指標(biāo)以外，更加關(guān)注產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量一致性，風(fēng)險(xiǎn)控制嚴(yán)格，行業(yè)壁壘較高。近年來(lái)，特種集成電路及器件呈現(xiàn)向更高集成度、更低功耗、小型化、高冗余度、高適應(yīng)性等方向發(fā)展的趨勢(shì)。

特種集成電路及器件市場(chǎng)通常更關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)定供貨能力，且具有定制化程度較高、多品種小批量等特點(diǎn)，只有能夠穩(wěn)定提供可靠定制產(chǎn)品的廠商才能贏得特種集成電路及器件領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，行業(yè)參與門檻較高。此外，因特種集成電路及器件產(chǎn)品門類繁多，各家廠商各有側(cè)重，因此，特種集成電路及器件整體市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)者呈現(xiàn)較為分散的局面，市場(chǎng)集中度不高，各大廠商往往僅在某個(gè)或某些細(xì)分品類市場(chǎng)占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

一方面，特種集成電路及器件在儀器儀表、通信傳輸、遙感遙測(cè)、水路運(yùn)輸、陸路運(yùn)輸?shù)忍胤N領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)空間較大；另一方面，伴隨著國(guó)際形勢(shì)不確定性的加劇以及貿(mào)易爭(zhēng)端的頻繁發(fā)生，我國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈?zhǔn)艿搅艘欢ǔ潭鹊南拗?，為維護(hù)供應(yīng)安全，半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)產(chǎn)化成為大勢(shì)所趨，特種電子行業(yè)的國(guó)產(chǎn)化率會(huì)進(jìn)一步提高。因此，特種集成電路及器件作為特種電子行業(yè)的重要支撐，具有廣闊的市場(chǎng)空間。