晶閘管行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)查及投資策略

晶閘管行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)查及投資策略中國為全球最大半導(dǎo)體市場，國產(chǎn)化提升大勢所趨復(fù)盤半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展歷史，共經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)移。第一次轉(zhuǎn)移：1973年爆發(fā)石油危機(jī)，歐美經(jīng)濟(jì)停滯，日本趁機(jī)大力發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)，實(shí)施超大規(guī)模集成電路計(jì)劃。1986年，日本半導(dǎo)體產(chǎn)品已經(jīng)超越美國，成為全球第一大半導(dǎo)體生產(chǎn)大國；第二次轉(zhuǎn)移：20世紀(jì)90年度，日本經(jīng)濟(jì)泡沫破滅，韓國通過技術(shù)引進(jìn)實(shí)現(xiàn)DRAM量產(chǎn)。與此同時(shí)，半導(dǎo)體廠商從IDM模式向設(shè)計(jì)+制造+封裝模式轉(zhuǎn)變，催生代工廠商大量興起，以臺(tái)積電為首的中國臺(tái)灣廠商抓住了半導(dǎo)體行業(yè)垂直分工轉(zhuǎn)型機(jī)遇；第三次轉(zhuǎn)移：2010年后，伴隨國內(nèi)手機(jī)廠商崛起、貿(mào)易摩擦背景下國家將集成電路的發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈逐漸向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。中國為全球最大半導(dǎo)體市場，占比約1/3。隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在手機(jī)、PC、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子，以及新能源、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域的快速推動(dòng)下，中國半導(dǎo)體市場快速增長。據(jù)WSTS數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導(dǎo)體銷售達(dá)到5559億美元，而中國仍然為全球最大的半導(dǎo)體市場，2021年銷售額為1925億美元，占比34．6%。國產(chǎn)化率極低，提升自主能力日益緊迫。近年來，隨著產(chǎn)業(yè)分工更加精細(xì)化，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)以市場為導(dǎo)向的發(fā)展態(tài)勢愈發(fā)明顯。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，制造基地逐步靠近需求市場，以減少運(yùn)輸成本；從產(chǎn)品研發(fā)來看，廠商可以及時(shí)響應(yīng)用戶需求，加快技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品迭代。我國作為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場，半導(dǎo)體封測經(jīng)過多年發(fā)展在國際市場已經(jīng)具備較強(qiáng)市場競爭力，而在集成電路設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)與全球領(lǐng)先廠商仍有較大差距，特別是半導(dǎo)體設(shè)備和材料。SIA數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)廠商在封測、設(shè)計(jì)、晶圓制造、材料、設(shè)備的全球市占率分別為38%、16%、16%、13%、2%，半導(dǎo)體材料與設(shè)備的重要性日益凸顯。晶閘管介紹及行業(yè)情況（一）晶閘管介紹晶閘管誕生于上世紀(jì)五十年代，是一種基礎(chǔ)型功率半導(dǎo)體分立器件，主要用于電力變換與控制，可以用微小的信號(hào)功率對(duì)大功率的電流進(jìn)行控制和變換，具有體積小、重量輕、耐壓高、容量大、效率高、控制靈敏、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。晶閘管的功能包括整流、無觸點(diǎn)開關(guān)、快速接通、切斷電流、交流調(diào)壓、逆變變頻等，實(shí)際應(yīng)用中既可以用于單次開關(guān)，也可以通過調(diào)整開關(guān)的時(shí)間，控制電路的輸出功率，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。晶閘管推動(dòng)了半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、交通運(yùn)輸、科研以至商業(yè)、民用電器等方面廣泛采用的電子元器件。晶閘管的設(shè)計(jì)技術(shù)與生產(chǎn)工藝至今仍在繼續(xù)完善，產(chǎn)品性能日益提升。由于晶閘管具有技術(shù)成熟、電壓電流容量較高、可靠性高、性價(jià)比高等優(yōu)勢，有利于提高終端產(chǎn)品的良品率、減少維修費(fèi)用，在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電的各個(gè)應(yīng)用場合占有重要地位，并被廣泛應(yīng)用于家用電器、汽車電子等領(lǐng)域，應(yīng)用上具有廣泛性和不可替代性。（二）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(gè)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(duì)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。（三）晶閘管行業(yè)概況晶閘管作為一種技術(shù)相對(duì)成熟的產(chǎn)品，其市場成長性趨于穩(wěn)定。此外，晶閘管作為唯一可用于控制交流電的半導(dǎo)體開關(guān)器件，相比于機(jī)械繼電器具有開關(guān)不打火、工作無噪音、壽命長、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，被廣泛的使用于比如馬達(dá)控制、加熱控制、交流直流變換、電路保護(hù)等應(yīng)用場景，在交流電控制的應(yīng)用中將會(huì)長期被使用。相比于碳化硅功率器件，二者在應(yīng)用領(lǐng)域方面有所不同，晶閘管主要應(yīng)用于低頻領(lǐng)域，碳化硅功率器件主要應(yīng)用于高頻領(lǐng)域。中國高端晶閘管的性價(jià)比優(yōu)勢凸顯。在產(chǎn)品性能方面，雖然高端晶閘管市場長期被境外企業(yè)占領(lǐng)，但以瑞能半導(dǎo)為代表的中國高端晶閘管性能已具備與國際同類產(chǎn)品競爭的實(shí)力，并在美的、海爾等終端用戶的產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代；在生產(chǎn)成本方面，國內(nèi)晶閘管生產(chǎn)企業(yè)擁有有效的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化機(jī)制，配合新材料應(yīng)用、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、先進(jìn)設(shè)備投入、人員操作技能提高等積極因素，生產(chǎn)成本得到有效控制，單位芯片和器件的成本降低，銷售價(jià)格也相對(duì)偏低，與國際同類晶閘管產(chǎn)品相比，在國內(nèi)和國際市場上具有更加突出的性價(jià)比優(yōu)勢。（四）晶閘管行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及未來發(fā)展趨勢晶閘管的發(fā)展時(shí)間較長，其技術(shù)已相對(duì)成熟，技術(shù)重點(diǎn)主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)和制造工藝，兩者相輔相成，共同決定了產(chǎn)品的性能。晶閘管的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)主要根據(jù)行業(yè)應(yīng)用需求，配合產(chǎn)品的制造工藝，實(shí)現(xiàn)晶閘管芯片和器件的設(shè)計(jì)開發(fā)。晶閘管的制造工藝主要體現(xiàn)在應(yīng)用各類型的工藝，提高產(chǎn)品可靠性、降低漏電電流等。目前，行業(yè)內(nèi)主要使用的制造工藝包括雙面玻璃臺(tái)面制造技術(shù)、單面玻璃臺(tái)面制造技術(shù)和平面制造技術(shù)，行業(yè)內(nèi)頭部企業(yè)主要采用平面制造技術(shù)，而國內(nèi)主要廠商仍以使用玻璃臺(tái)面制造技術(shù)為主。相較于玻璃臺(tái)面制造技術(shù)，平面制造技術(shù)生產(chǎn)的晶閘管在阻斷耐壓、通流能力、抗誤觸發(fā)、抗瞬態(tài)電壓或電流干擾的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)定性、可靠性方面表現(xiàn)更好。隨著下游工業(yè)制造、新能源及汽車電子領(lǐng)域的快速發(fā)展，未來晶閘管行業(yè)的發(fā)展趨勢將主要是進(jìn)一步提升產(chǎn)品的可靠性和性價(jià)比，同時(shí)高電壓大功率的晶閘管需求將實(shí)現(xiàn)快速增長，行業(yè)市場規(guī)模將呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的態(tài)勢。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(jià)齊升，硅片為單一最大品類1、先進(jìn)制程持續(xù)升級(jí)，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(dòng)駕駛等新應(yīng)用的興起，對(duì)芯片性能提出了更高的要求，同時(shí)也推動(dòng)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(duì)于半導(dǎo)體新制程的研發(fā)，臺(tái)積電已于2020年開啟了5nm工藝的量產(chǎn)，并于2021年年底實(shí)現(xiàn)3nm制程的試產(chǎn)，預(yù)計(jì)2022年開啟量產(chǎn)。此外臺(tái)積電表示已于2021年攻克2nm制程的技術(shù)節(jié)點(diǎn)的工藝技術(shù)難題，并預(yù)計(jì)于2023年開始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，2024年逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。隨著芯片工藝升級(jí)，晶圓廠商對(duì)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(jì)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(bào)告，全球用于前道設(shè)施的晶圓廠設(shè)備支出預(yù)計(jì)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(diǎn)，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(bào)告，2022年全球有75個(gè)正在進(jìn)行的晶圓廠建設(shè)項(xiàng)目，計(jì)劃在2023年建設(shè)62個(gè)。2022年有28個(gè)新的量產(chǎn)晶圓廠開始建設(shè)，其中包括23個(gè)12英寸晶圓廠和5個(gè)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(jì)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(jí)+積極擴(kuò)產(chǎn)，半導(dǎo)體材料市場規(guī)模快速增長隨著下游電子設(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(jí)+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(bào)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(diǎn)，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(diǎn)，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(jí)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(dòng)汽車的功率器件、模擬IC、指紋識(shí)別和顯示驅(qū)動(dòng)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(chǔ)存器和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。大尺寸為硅片主流趨勢。硅片越大，單個(gè)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(duì)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(dú)使用于電動(dòng)汽車功率器件和儲(chǔ)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(dòng)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(diǎn)。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(dòng)下游硅片市場需求量上升。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模為126億美元，同比增長12．5%。3、半導(dǎo)體硅片要求高，多重因素構(gòu)筑行業(yè)壁壘（1）技術(shù)壁壘半導(dǎo)體硅片行業(yè)是一個(gè)技術(shù)高度密集型行業(yè)，主要體現(xiàn)在：①硅片尺寸越大，拉單晶難度越高，對(duì)溫度控制和旋轉(zhuǎn)速度要求越高；②減少半導(dǎo)體硅片晶體缺陷、表面顆粒和雜質(zhì)；③提高半導(dǎo)體硅片表面平整度、應(yīng)力和機(jī)械強(qiáng)度等方面。（2）資金壁壘半導(dǎo)體硅片行業(yè)是一個(gè)資金密集型行業(yè)，要形成規(guī)?；?、商業(yè)化生產(chǎn)，所需投資規(guī)模巨大，如一臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備價(jià)值達(dá)數(shù)千萬元。（3）人才壁壘半導(dǎo)體硅片的研發(fā)和生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，涉及固體物理、量子力學(xué)、熱力學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域交叉。（4）認(rèn)證壁壘鑒于半導(dǎo)體芯片的高精密性和高技術(shù)性，芯片生產(chǎn)企業(yè)對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體硅片的質(zhì)量要求極高，因此對(duì)于半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商的選擇相當(dāng)謹(jǐn)慎，并設(shè)有嚴(yán)格的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和程序。半導(dǎo)體材料為芯片之基，覆蓋工藝全流程半導(dǎo)體材料包括晶圓制造材料和封裝材料。其中晶圓制造材料包括硅片、掩模版、電子氣