2018年我國半導體行業(yè)市場運行現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢預測【圖】

    全球范圍來看，2015年至今半導體產(chǎn)業(yè)進入了新一輪的擴產(chǎn)周期，根據(jù)數(shù)據(jù)，集成電路設備投資保持著穩(wěn)定增長的勢頭，整體規(guī)模由360億美元增長至2018年預計的600億美元左右。

2011-2018年全球集成電路設備市場規(guī)模及增長（左軸：億美元，右軸：百分比）

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    相關報告：智研咨詢發(fā)布的《2018-2024年中國半導體行業(yè)市場現(xiàn)狀分析及投資前景預測報告》

    隨著我國不斷推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，改革進入攻堅階段，發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義愈發(fā)凸顯。2014年至今，國家在政策層面針對產(chǎn)業(yè)制定了多項重大支持政策，自頂向下推動半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

    我們認為，未來三年，全球集成電路產(chǎn)能向中國大陸轉(zhuǎn)移的趨勢會加速進行，根據(jù)數(shù)據(jù)，預計2017-2020年間全球投產(chǎn)的半導體晶圓廠有62座，其中26座位于中國，占全球總數(shù)的42%。

2010年全球集成電路設備投資占比

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2017年全球集成電路設備投資占比

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    我們認為，半導體設備企業(yè)將是這一輪中國“建廠潮”的直接受益對象。根據(jù)數(shù)據(jù)，預計2017年中國大陸晶圓廠設備投資支出金額為67億美元，而2018年這一數(shù)字將達到100億美元，增長率約50%。

    從細分角度看，全球集成電路設備市場主要由光刻機、沉積設備和刻蝕清洗設備組成，根據(jù)數(shù)據(jù)，三部分占據(jù)了約70%的市場份額。

2016年全球集成電路設備市場細分結構

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    在每一個細分方向中，又出現(xiàn)了典型的“贏家通吃”局面，根據(jù)統(tǒng)計的全球半導體設備細分領域企業(yè)占比，除化學沉積設備以外，其他領域中排名前三的廠商占比均在85%-95%之間，國產(chǎn)設備打破壟斷的難度非常巨大。

    我們認為，國產(chǎn)半導體設備對國際龍頭企業(yè)產(chǎn)品的替代將是一個在未來5-10年內(nèi)持續(xù)性的過程。根據(jù)數(shù)據(jù)，2016年，中國大陸的集成電路設備供貨僅占全球市場的0.54%。國內(nèi)方面，根據(jù)報道，本土半導體設備在中國大陸晶圓廠中的占比僅有5%左右，而根據(jù)《中國制造2025》的要求，在2020年之前，90-32nm工藝設備國產(chǎn)化率要達到50%，實現(xiàn)90納米光刻機國產(chǎn)化，封測關鍵設備國產(chǎn)化率達到50%。在2025年之前，20-14nm工藝設備國產(chǎn)化率達到30%，實現(xiàn)浸沒式光刻機國產(chǎn)化。到2030年，實現(xiàn)18英寸工藝設備、EUV光刻機、封測設備的國產(chǎn)化。

2016年全球集成電路設備供貨區(qū)域分布

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    LED行業(yè)的核心在于芯片產(chǎn)業(yè)，我們重點研究芯片行業(yè)需求的變化情況。回顧LED芯片行業(yè)的發(fā)展歷程，移動終端、DVD播放器、筆記本電腦、電視與照明依次成為行業(yè)主要推進因素。當前階段，正是下游照明應用的快速滲透驅(qū)動行業(yè)快速增長，未來將出現(xiàn)新的應用需求成為行業(yè)發(fā)展新的驅(qū)動因素。

    LED行業(yè)各階段驅(qū)動因素一覽

    2016年國內(nèi)LED照明滲透率提升至42%，全球LED照明滲透率也到了31.3%。LED照明產(chǎn)品具備節(jié)能、環(huán)保、性價比高等優(yōu)勢，未來在行業(yè)標準逐步提升的背景下將成為繼白熾燈、節(jié)能燈后的市場主流產(chǎn)品。目前，LED照明行業(yè)受室內(nèi)照明、植物照明、車用照明的需求驅(qū)動，增速變快，將支撐行業(yè)的中短期發(fā)展。

全球LED照明滲透率趨勢

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    歐盟和美國是國內(nèi)LED出口的前兩大地區(qū)，根據(jù)前面的判斷，歐美政策疊加出口類目吻合，國內(nèi)主流芯片商，尤其是給海外代工的廠商會深度受益于此趨勢。

中國出口LED照明產(chǎn)品占比情況

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    MiniLED能夠利用既有的LCD技術基礎、結合同樣成熟的RGBLED技術，開發(fā)出新一代背光設計的面板。從性能上講，無論是省電、畫質(zhì)、厚度、成本還是異形切割、曲面顯示，都可跟AMOLED相媲美，有望成為OLED的潛在競爭方案。一旦MiniLED背光技術規(guī)?；瘧?，將極大提升對LED芯片的消耗。

    過去LCD采用側光式背光，雖然降低了成本和功耗，但是這種方式最大的弱點是無法對畫面某區(qū)域進行亮度調(diào)節(jié)。由于液晶的扭轉(zhuǎn)效應始終無法實現(xiàn)全開關的0，1控制，因此，通常側光式液晶面板的對比度即使應用調(diào)光技術也就不過在幾千左右。

    MiniLED把側光式背光源幾十顆的LED燈珠，變成了直下背光源數(shù)萬顆，采用局部調(diào)光設計，其HDR精細度達到前所未有水平。目前MiniLED設計方案分為全彩RGB混光或白光，前者可達到100%NTSC高色域顯示，而透過藍光LED搭配熒光粉的白光MiniLED，則能達到80~90%NTSC顯示效果。群創(chuàng)光電在2018年CES展中首度以實機展出10.1寸AMMiniLED，并認為AMminiLED搭配軟性基板是作為異型/曲面LCD所需背光源的最佳解決方案。

    根據(jù)測算，假設MiniLED在2018年的滲透率為1%，有1500萬部手機使用MiniLED背光的屏幕，對MiniLED芯片的需求將達到600億顆，對應約120萬片2寸片的需求。假設2018年有4%的TV面板采用MiniLED背光，對于MiniLED芯片的需求量將達到1000億顆，對應約200萬片2寸片的需求。根據(jù)預測，MiniLED的市場空間將在2023年超過10億美金。

MiniLED在各應用領域的市場規(guī)模預測（百萬美金）

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    三星在2018年CES展上展出其MicroLED產(chǎn)品“TheWall”，再度將MicroLED這一技術推到風口浪尖。MicroLED可視為微小化的LED，可單獨點亮，畫質(zhì)、亮度、反應速度與省電方面表現(xiàn)極佳，被稱為是能與OLED抗衡的新型顯示技術。在MicroLED顯示產(chǎn)品中，每一個像素點都是一顆LED芯片，會成倍放大需求端空間，讓眾多LED芯片廠商產(chǎn)能迅速消化。

MicroLED與其他顯示技術對比

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    MicroLED產(chǎn)業(yè)鏈可以大致分為LED芯片、轉(zhuǎn)移、面板與終端應用四大環(huán)節(jié)，目前以芯片與應用端推動力度最大，中端環(huán)節(jié)較為薄弱。從技術方面看，MicroLED受制于巨量轉(zhuǎn)移問題，其產(chǎn)業(yè)化還尚未成熟；從經(jīng)濟效益看，主流面板大廠還在大幅籌建OLED產(chǎn)線，尚未對外公開MicroLED的配套計劃。對于MicroLED技術，我們認為不排除已有面板廠商布局，加速產(chǎn)業(yè)成型。

MicroLED產(chǎn)業(yè)鏈配套分析

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MicroLED巨量轉(zhuǎn)移示意圖

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    從終端應用看，MicroLED主要有兩大發(fā)展趨勢，一是由蘋果領導的小型可穿戴設備應用，充分發(fā)揮其低功耗、高亮度的特性；二是由三星、索尼推出的微距高清晰度大尺寸顯示屏。

MicroLED兩大發(fā)展方向

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    隨著未來高世代OLED產(chǎn)線成型、MicroLED技術成熟，大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)設備、智能設備需求涌入，MicroLED在能耗上的優(yōu)勢會逐步凸顯。根據(jù)預估，MicroLED一旦成型將可能會取代現(xiàn)有顯示器零組件，廣泛應用于汽車、AR/VR顯示屏與戶外顯示，最終可達300-400億美元市場規(guī)模。

    根據(jù)波長的不同，可以將光分為可見光和不可見光，不可見光由紅外與紫外組成。紫外光的波長較短，在400nm以下，可細分為UVC、UVB與UVA。尤其是與深紫外線相關的UVC是目前應用最為廣泛的領域。深紫外線是指波長小于320nm的光波，在LED領域，主要釋放的是UVC范圍，多用于殺菌凈化、食品保鮮等領域。

    區(qū)別于傳統(tǒng)可見光LED，深紫外LED在材料與工藝方面均有明顯區(qū)別，尤其是UVCLED的C波段光線，能有極強的殺菌作用，是醫(yī)療健康領域的幫手。有別于汞燈，LED環(huán)保安全的優(yōu)勢明顯，未來市場有望彈性增長，有望三年突破60億元。

UV燈主要市場分布

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全球紅外LED應用市場規(guī)模（百萬美元）

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    紅外LED（IRLED）除了應用于安全監(jiān)控之外，其新興應用包括臉部與虹膜辨識、心跳血氧感測、虛擬實境(AR)、車用感測等，有望帶來巨大商機。根據(jù)預測，紅外LED市場規(guī)模也有望在2020年突破7億美元大關。

各廠商在IRLED領域的布局

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    汽車照明系統(tǒng)按照功能劃分可以分為汽車照明燈和汽車信號燈，汽車照明燈包括前照燈、霧燈、牌照燈、儀表燈等，汽車信號燈包括轉(zhuǎn)向信號燈、危險報警燈、尾燈等。我們重點關注汽車前照燈的發(fā)展對LED行業(yè)的影響，汽車前照燈的演變經(jīng)歷了一個多世紀的技術沉淀，由最初的煤油燈開始，到電氣時代的鹵素燈泡，到氙氣大燈，演變到LED光源。

汽車前照燈的發(fā)展歷程

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    最初，受制于LED產(chǎn)品亮度與成本的因素，推廣并不是太順利。歷時十載，目前LED車燈憑借壽命長、耗能低、光源體積小、成本相對經(jīng)濟等優(yōu)勢將逐步成為汽車照明的主流。

各種汽車前照燈的對比

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    在供需雙方共同推動下，LED汽車前照燈的市場規(guī)模不斷擴大。2016年我國LED車燈市場規(guī)模達到53億元，占汽車照明的15%，預計未來五年復合增速接近60%；全球車用LED市場預計2017年達到28.17億美元，同比增長14.8%。

國內(nèi)LED車燈市場規(guī)模（億元）

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2016年國內(nèi)LED車燈與其他車燈市場規(guī)模（億元）

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    從LED車燈滲透率來看，目前儀表盤的市場滲透率最高，其次是剎車燈、日行燈的滲透率也已經(jīng)超過30%。LED車燈后續(xù)的增長看點主要集中于車外轉(zhuǎn)向燈、前照燈的普及。

原裝市場LED車燈的滲透率情況

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    2017年行業(yè)內(nèi)有較多大動作，LED企業(yè)紛紛通過設立新廠、收購、增資、企業(yè)戰(zhàn)略合作等方式加速爭奪車用LED照明市場份額。

2017年LED車燈行業(yè)重要事件

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    LED發(fā)出光的波長可從UVC(約250nm)到紅外線(約1000nm)，并且每個LED發(fā)出光的波長范圍可以很窄，因此LED是一種真正具有頻譜控制能力的且非常有效的植物照明光源。在通用照明市場競爭日益劇烈，環(huán)保健康問題日益突出的客觀環(huán)境下，植物照明應用逐漸成為LED發(fā)展的方向之一，各照明巨頭已紛紛著手布局LED植物照明業(yè)務。

    根據(jù)研究，預計到2020年，全球植物生長燈市場將超過30億美元，2016年至2020年年復合增速為12%。

預計2020年各種植物生長燈的市場規(guī)模及占比（億美元）

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LED各子領域的市場空間情況

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    我國LED芯片行業(yè)在前兩年價格波動中小廠逐步退出，大廠發(fā)揮議價能力拉開差距。因此，我們認為未來的市場機遇主要由行業(yè)大廠把控，其中代工機遇更是緊握在行業(yè)龍頭手中。

國內(nèi)LED芯片行業(yè)集中度提升

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    2017年以來，國內(nèi)LED芯片大廠、封裝企業(yè)紛紛加碼擴產(chǎn)，力求提前釋放產(chǎn)能，享受行業(yè)紅利。相較于海外，國內(nèi)廠商積極的擴產(chǎn)計劃為我國承接LED新增訂單提供保障，并且也昭示著業(yè)內(nèi)第二輪比拼正悄然展開。

LED芯片企業(yè)擴產(chǎn)計劃

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    在國內(nèi)廠商擴產(chǎn)帶動下，我國成為全球LED芯片市場的主要推動區(qū)域。結合不同時期LED應用端特性，我國芯片制造實力厚積薄發(fā)，從中低端向高端市場邁進，逐步成為LED制造大國。根據(jù)高工產(chǎn)研LED研究所的預測，全球LED芯片產(chǎn)值將在2020年達600億元以上，廣闊市場空間將是中國廠商的天下。

全球LED芯片產(chǎn)值及預測（億元）

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    從原材料成本降低角度看，襯底材料、熒光粉等原材料近幾年價格持續(xù)降低，外延片的價格則隨著MOCVD機器效率的提升而降低，芯片制造成本隨著生產(chǎn)效率的提升（2英寸片到4英寸片的升級）也有所降低。

近年來，LED價格隨成本下降趨勢明顯（美元）

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    化合物半導體跟硅半導體有很類似的產(chǎn)業(yè)結構，也有芯片設計、晶圓制造、封裝測試等角色分工。與硅材料大規(guī)模集成電路制造不同，化合物半導體多為分立器件，制造工藝相對簡單；另外，由于材料性能差異大，晶圓制造的工藝也有極大的不同，因此化合物半導體有相對獨立的產(chǎn)業(yè)鏈。

    無線通訊的普及催生砷化鎵代工經(jīng)營模式。在無線通訊的拉動下砷化鎵微波功率半導體需求量快速增長，考慮到半導體制造需要巨額的研發(fā)和設備投入，產(chǎn)品價格下降快等因素。而砷化鎵專業(yè)代工具有較短的設計周期，成本較低且能夠快速導入市場，未來在砷化鎵整體產(chǎn)業(yè)擁有競爭力，砷化鎵半導體垂直分工的經(jīng)營模式出現(xiàn)。

2016年全球砷化鎵元件（含IDM）產(chǎn)值分布

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    化合物半導體相比硅材料具有高頻率、大功率等優(yōu)異性能，是未來5G通信不可替代的核心技術，將在5G通信中大量使用。

    根據(jù)預測，2020年化合物半導體的市場規(guī)模將達440億美元，復合年增率達12.9%，增速大幅超過整個半導體產(chǎn)業(yè)。需要指出的是，除開LED領域外，化合物半導體市場的成長主要歸功于數(shù)據(jù)通訊流量增長，與5G關聯(lián)的移動互聯(lián)、無線基站、數(shù)據(jù)中心需求是主要力量。

    在無線通信領域，射頻前端模塊是鏈接收發(fā)芯片和天線的必經(jīng)之路，是無線終端產(chǎn)品（手機、平板電腦等）通信系統(tǒng)和無線連接系統(tǒng)（Wi-Fi、GPS、Bluetooth、NFC、FM）的核心組件。射頻前端模塊的核心器件包括功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器、射頻開關。

射頻前端的結構圖

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   根據(jù)統(tǒng)計和預測，智能手機射頻前端的市場規(guī)模在2016年達到101億美元，預計2022年市場規(guī)模將超過227億美元，復合增長率達到14%。

射頻前端各細分零部件市場規(guī)模（億美元）和復合增速

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    射頻信號需要被放大到足夠的射頻功率后才能饋送到天線上輻射出去，射頻功率放大器的功能就是在特定頻段將信號高效地、線性地放大。三安是國內(nèi)領先的功率放大器代工平臺，目前已經(jīng)處于微量產(chǎn)階段，同時其也在重點開發(fā)海外高端客戶。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈上游也有一批RFPA的設計廠商，包括唯捷創(chuàng)芯、漢天下、銳迪科、中普微、國民飛驤、智慧微電子、宜確半導體等，其產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于中低端的2G/3G/4G手機及其它智能移動終端，要想進入高端品牌還需要進一步技術和產(chǎn)品升級。我們認為國內(nèi)企業(yè)將從設計至制造，從低端到高端逐步替代海外廠商。目前功率放大器主要有三類，Si基PA、GaAsPA和GaNPA。

各種PA產(chǎn)品對比

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    綜合考慮工藝成熟度、成本、性能之后，GaAs為當前最優(yōu)選擇，被廣泛應用于手機等消費電子領域。Si基PA與硅集成電路工藝兼容可以將成本做低，主要用于2G手機等中低端消費電子領域。GaNPA性能最好但同時價格也最高，目前主要應用于遠距離信號傳送或高功率級別（雷達、基站收發(fā)臺等）領域。從趨勢上看，GaAs和GaN將逐步成為主流。

GaAs和GaN將逐步成為主流

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    目前，單個4G手機使用5-7顆PA芯片，其滲透率尚未飽和，滲透率提升將持續(xù)驅(qū)動行業(yè)空間擴大。據(jù)預測，5G時代手機內(nèi)的PA或多達16顆之多，5G通訊將為砷化鎵PA芯片應用需求帶來更大的增長空間。

    濾波器是一種移除信號中不需要的頻率分量，同時保留需要的頻率分量的電子元器件。三安光電在濾波器領域也有布局，當前公司已經(jīng)在香港成立子公司從事濾波器的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，未來在南安投資的項目中將進一步實現(xiàn)濾波器的研發(fā)和制造產(chǎn)業(yè)化。

    濾波器類型很多，包括多層陶瓷濾波器、單體式陶瓷濾波器、聲學濾波器、空腔濾波器等。在智能手機射頻前端領域，主要用SAW（聲表面波）濾波器和BAW（體聲波）濾波器。濾波器市場的驅(qū)動力來自于新型天線對額外濾波的需求，以及多載波聚合（CA）對更多的體聲波（BAW）濾波器的需求。濾波器的市場空間將從2016年的52.08億美金快速成長至在2022年的163.11億美金，復合增速達到21%。

    SAW濾波器具有設計靈活性大、頻率選擇性優(yōu)良（10MHz～3GHz）、輸入輸出阻抗誤差小、可靠性高、制作的器件體小量輕等特點，非常符合手機終端輕薄化、高性能和高可靠等方面的要求。SAW濾波器最大的問題在于處理頻率高于1GHz時其選擇度下降，在頻率達到2.5GHz時，性能會迅速惡化。所以SAW濾波器只能用于2.5GHz以下的GSM、CDMA和3G等標準頻帶，以及部分4G頻帶，更高的頻段需要使用BAW濾波器。BAW濾波器還有另一個優(yōu)秀的特性，那就是其邊緣斜率極高和抑制能力優(yōu)秀，這使得它非常適用于上行和下行鏈路隔離極小以及相鄰頻帶高度擁擠但又需要衰減的情況，所以在載波聚合領域應用廣泛。

    先進的通信網(wǎng)絡采用MIMO和CA（載波聚合：CarrierAggregation）技術來實現(xiàn)，通過更多的收發(fā)通道數(shù)以及匯聚更多的頻段數(shù)來提升系統(tǒng)的速率，而這些技術將顯著增加射頻濾波器的用量。

單部手機濾波器價值量演變（美元）

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    從濾波器的全球競爭格局上看，美國和日本基本壟斷了整個行業(yè)。在SAW濾波器領域，日本企業(yè)Murata、TDK和TaiyoYuden占據(jù)市場80%以上的份額；在BAW濾波器領域，Broadcom和Qorvo兩家廠商占據(jù)市場90%以上的份額。在國內(nèi)，SAW濾波器廠商有麥捷科技、中電二十六所、中電德清華瑩、華遠微電和無錫好達電子，BAW濾波器領域暫時只有部分研究所處于研發(fā)階段。

    未來數(shù)據(jù)中心市場對于光模塊市場空間的拓展在量和價上都有體現(xiàn)。從量上來看，全球數(shù)據(jù)中心仍處于建設高潮，特別是國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廠商相對于北美互聯(lián)網(wǎng)廠商仍有很大建設空間，到2020年，數(shù)據(jù)中心建設量有望持續(xù)保持高位。從價上來看，由于規(guī)模效應在數(shù)據(jù)中心建設過程中的效果顯著，超大型數(shù)據(jù)中心逐漸成為數(shù)據(jù)中心建設的主流，整體看可以有效降低成本。超大數(shù)據(jù)中心所需的高帶寬對于光模塊速率的需求提升，100G光模塊需求有望從北美數(shù)據(jù)中心向國內(nèi)數(shù)據(jù)中心滲透。與電信市場仍然以1.25G/4.25G/6G/10G等中低速光模塊需求為主不同，數(shù)據(jù)中心市場已經(jīng)在向40G/100G光模塊需求大規(guī)模升級。

通信應用各子領域的市場空間情況

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