一文看懂半導體的投資機會

產業分析

半導體產業鏈與應用類別

1.半導體分類：按照製造技術分為分立器件、集成電路、光電子、傳感器等。其中集成電路佔比達到80%-90%。

2.集成電路分類：集成電路又分為模擬電路、邏輯電路、微處理器、和存儲器。

3.應用領域：半導體下遊是通信、計算機、消費電子、汽車電子等具體的應用。其中網絡通信、計算機、消費電子和工業控制是最大的市場。

半導體應用分類

集成電路：1）按照信號處理不同分為：模擬電路、數字電路；2）按照應用複雜程度與廣度分為：專用電路和通用電路。

1.模擬電路：處理模擬信號，包括射頻晶片、指紋識別晶片、圖像晶片、電源管理晶片等，應用於圖像，聲音，觸感，溫度，溼度，微波，電信號處理等方面。

2.數電路：進行邏輯運算，包括CPU等微元件、存儲器、手機基帶等邏輯晶片，應用於計算機、電子通信、存儲器以及顯示等系統領域。

3.高端通用集成電路：技術複雜度高、標準統一、通用性強，量大面廣。主要包括處理器、存儲器，以及FPGA（現場可編程門陣列）、AD/DA（模數/數模轉換）等。

4.專用集成電路：針對特定系統需求設計的集成電路。每種專用集成電路都屬於一類細分市場，例如，通信設備的高頻大容量數據交換晶片；汽車輔助駕駛系統晶片、視覺傳感和圖像處理晶片等。

5.DOS器件：分立器件、光電器件和傳感器組成的半導體元件（DOS器件）。廣泛應用於傳感器、光電顯示設備、功率器件（含射頻器件）。

半導體應用製程分類

1.40nm階段技術成熟，擁有25%的產能：據ICInsight（2017）統計全球代工廠有超過25%的產能都已經進入到40nm階段。市場屬於頭部廠商，部分廠商先進位程應用包括14/16nm的高性能ASIC/ASSP/FPGA。

2.80-200nm有22%的產能：包括90nm、130nm以及180nm，代工廠全覆蓋該階段製程技術。市場模擬晶片大範圍應用。

3.200nm以上仍保持50%以上的產能：佔據主流的仍然是60nm-80nm之間（尤其是65nm）以及200nm至400nm之間（包括250nm以及350nm）。

4.400-500nm依然廣泛使用：在標準模擬、邏輯器件和高壓IC等領域依然在應用。

市場概況一：全球半導體及子類市場份額

1.半導體產業規模：2017年已突破4000億美元，2018年預計到4500億美元。

2.集成電路是主要貢獻者：2017年集成電路達到3400億美元以上，佔到全球半導體市場總值的83.2%。存儲器佔到全球半導體市場總值的30.1%。

3.其他應用市場：DOS市場2017年為685.02億美元，同比增長10.1%，佔到全球半導體市場總值的16.8%。主要得益於功率器件、MEMS、射頻器件、汽車電子、AI等的推動：傳感器125億美元（年複合增長23%），光電子達到344億美元（年複合增長10.4%），分立器216億美元（年複合增長2.8%）。

市場概況二：物聯網、汽車電子、伺服器發展的市場驅動

1.物聯網快速發展將激活海量智能終端：物聯網代表的信息感知及處理推動信息產業進入第三次浪潮。小到智慧型手機、汽車，大到智能工廠，未來智能終端將深入滲透：2014年全球聯網設備有37.5億臺，比2013年增加24%，預計到2020年時，物聯網安裝基數將達到250億。

2.物聯網半導體的細分領域：物聯網應用半導體的領域集中在感知層，佔據整個價值量的15-25%，整體市場在2020年有望達到350億美元。物聯網終端成本主要集中在處理器（MCU/AP）、傳感器以及無線通信晶片，總共佔比可能達到60%-70%。MCU、通信晶片和傳感器晶片在未來四年內將具有更大的增長彈性。

市場概況三：全球半導體應用領域的變化

1.伺服器：伺服器市場增長結合PC企穩，GPU、CPU等計算類晶片以及存儲器將受益：

a.伺服器：下遊需求提升，出貨量整體增長，結構上高性能伺服器佔比提高，進一步加大了對晶片需求的拉動；

b.PC出貨趨穩：2017年以來全球PC出貨量同比止跌，筆記本市場方面，2017年出貨量有所回暖。對CPU、GPU、存儲器市場擾動減少。

2.汽車電子發展：汽車電子零部件及半導體器件含量提升的核心邏輯在於ECU（電控單元）數量及單體價值齊升，車用半導體市場規模有望長期穩定增長：

a.汽車市場結構改變：各國政策驅動新能源汽車出貨佔比提升；

b.電控單元數量提升：電氣化、智能化、新能源化推動車用晶片及DOS數量提升；

c.安全性、可靠性、實時性：對性能提出更高要求，帶動車用ECU單價提升。

國產化競爭格局：

模擬電路概況

模擬電路概況一：分類與應用方向

1.模擬晶片：包括各种放大器、模擬開關、接口電路、無線及射頻IC、數據轉換晶片、各類電源管理及驅動晶片。

a.信號鏈類模擬晶片：為各類放大器晶片（包括運算放大器、音頻放大器和視頻驅動器等）、模擬開關及接口電路等。

b.電源管理類模擬晶片：LED驅動電路以及線性穩壓器、ADC/DAC轉換器、CPU電源監測電路、鋰電池充電管理晶片、過壓保護電路及負載開關等非驅動類電源管理產品。

2.通用模擬晶片和專用模擬晶片：

a.通用模擬晶片：包括放大器、數據轉換、比較器、電源管理、數據轉換晶片等產品。

b.專用模擬晶片：指專門應用於特定領域的晶片。

3.應用方向：通信、汽車、電腦周邊和消費電子領域，其中消費和通信領域佔比最大。

模擬電路概況二：技術要求

1.產業鏈中晶元和封裝佔成本96%。

2.晶元：基本使用8寸晶元，因出貨量大，可以平滑成本。

3.設計：一般性電路設計下，強調仿真設計：

a.電路設計：依據電路功能完成電路的設計；

b.前仿真：電路功能的仿真，包括功耗，電流，電壓，溫度，壓擺幅，輸入輸出特性等參數的仿真；

c.版圖設計：依據所設計的電路畫版圖；

d.後仿真：對所畫的版圖進行仿真，並與前仿真比較；

e.後續處理。

4.製程：不要求先進工藝，目前0.18um/0.13um使用居多。

5.封裝：封裝集合在其他電路和器件上，如SOC，SIP封裝

模擬電路概況三：應用方向及發展趨勢

1.電源管理晶片：模擬晶片中份額最大的種類，約佔53%。用於調節電力使用情況，以保持設備運行溫度較低，延長電池終端系統的電池壽命。

2.信號轉換模擬晶片：通信和消費領域是最大的應用市場，特別是模數轉換器、混合信號器件等信號轉換器。

3.具體產品：大型視頻廣告牌、視頻監控系統、LED展示板、醫療設備、交通運輸系統，高畫質電視等，都涵蓋了包括運算放大器、LED背光碟機動、音視頻驅動、模數/數模轉換器、接口電路等多種模擬晶片。

4.未來趨勢：高性能需求要求產品具備更高的精度、更快的速度、穩定清晰的聲音、生動絢麗的圖像、更長的電池使用時間等，以放大器、轉換器、電源管理、用戶界面為代表的模擬晶片技術成為電子產業創新的一個新引擎。

市場規模於競爭格局

1.總體規模巨大：模擬晶片全球規模達到527億美元，國內規模達到327億美元，佔據全球份額的62%。國內增長速度高於國際市場。

2.市場特點：生命周期可長達10年，有「一年數字，十年模擬」的說法。不易受單一產業景氣變動影響，市場波動幅度相對較小。

3.細分品類繁多，細分賽道極多：下遊應用的多元化導致細分賽道極多，但基本在國際巨頭手中，僅德州儀器一家企業在售產品就達上萬款：

a.亞德諾（ADI）：數據轉換和信號調理技術全球領先；

b.英飛凌：功率器件出貨量最大；

c.美信：模擬和混合信號集成產品上全球領導者；

d.意法半導體：傳感器與功率晶片、汽車晶片和嵌入式處理解決方案；

e.德州儀器（TI）：全球模擬集成電路市場的領導地位。

4.國產機會：我國模擬集成電路產品約佔世界產量的60%，產量僅佔世界份額的10%左右。整個市場不存在單一企業在所有模擬IC細分市場佔優的情況，細分賽道仍存在大量國產突破機會。

數字電路

數字電路概況一：分類

1.數字集成電路：又稱為邏輯電路，進行邏輯運算，按照摩爾定律發展，使用最先進的製程工藝，現階段是16/14nm。

2.應用領域包括：包括計算機、電子通信、存儲器以及顯示等系統領域。

3.根據用途分類：包括微處理器通用型的集成電路（中小規模集成電路）產品，微處理（如MCU、MPU）產品和中大規模的集成電路產品（如CPU、GPU。存儲器）等以及特定用途的集成電路產品（如ASIC）等。

數字電路概況二：技術要求

產業鏈主要包括設計、製造、封裝與測試。成本集中在設計和製程階段。

1.晶元：使用12寸晶圓片，更大程度攤薄晶片成本。

2.設計：包含電路設計、算法和硬體架構的設計，更加綜合的考注重慮功能、性能、尺寸以及工藝等，特別是尺寸與工藝。

3.製程：使用先進位程工藝（從7nm-90nm製程），最先進位程是16/14nm，成熟工藝為28nm，最新先進工藝為7nm。

4.封裝：基於更小的尺寸應用，使用先進封裝，包括倒裝、晶圓封裝。

數字電路概況三：應用

1.數字集成電路：數字電路是一種離散信號的傳遞和處理，以二進位為原理、實現數位訊號邏輯運算和操作的電路。

2.應用領域包括：包括計算機、電子通信、存儲器以及顯示等系統領域。

3.主要應用產品：

a.計算機領域包括伺服器端應用的MPU、個人電腦上應用的CPU、工業領域應用的MCU等微元件；

b.通用電子及通信端應用的FPGA、DSP、AP、CP、Embedded MPU等；

c.內存應用：快閃記憶體（FLASH）、只讀存儲器（ROM）、動態隨機讀取存儲器（DRAM）等；

d.顯示應用：顯示處理器、顯示驅動處理器等。

邏輯電路：高性能晶片應用

1.CPU（中央處理器）：功能最全的處理晶片，包括控制器、組合邏輯電路基本邏輯單元（ALU）、DRAM即動態隨機存取存儲器，高速緩衝存儲器（Cache）存儲器。優點在於調度、管理、協調能力強，計算能力則位於其次。

2.GPU（視覺處理器）：應用在個人電腦、工作站、遊戲機、行動裝置（如平板電腦、智慧型手機等）等晶片內部，專門用作圖像運算工作的微處理器。更適合執行複雜的數學和幾何計算，尤其是並行運算。

3.FPGA（現場可編程門陣列）：可根據自身需求進行重複編程的「萬能晶片」。具備效率高、功耗低的特點，但電路上會有大量冗餘，成本較ASIC高。常年來被用作專用晶片（ASIC）的小批量替代品，近年來在微軟、百度等公司的數據中心大規模部署，以同時提供強大的計算能力和足夠的靈活性。

4.ASIC（專用集成電路）：特定領域轉向開發應用的晶片，如TPU、NPU、VPU、BPU等本質上都屬於ASIC。ASIC性能、面積、功耗等各方面都優於GPU和FPGA，未來雲端和終端的應用晶片。ASIC存在開發周期較長、需要底層硬體編程、靈活性較低等劣勢，因此發展速度不及GPU和FPGA。

微處理器概況一：類別

1.微處理器含義：CPU可以集成在一個半導體晶片上，這種具有中央處理器功能的大規模集成電路器件，被統稱為「微處理器」。

2.主要類別：微處理器大致可以分為三類：

a.通用高性能微處理器：通用處理器追求高性能，它們用於運行通用軟體，配備完備、複雜的作業系統。如MPU、AP等；

b.嵌入式微處理器：強調處理特定應用問題的高性能，主要用於運行面向特定領域的專用程序，配備輕量級作業系統，如消費級SOC，EMPU和EDSP等，應用在如蜂窩電話、CD播放機等消費類家電；

c.數位訊號處理器、微控制器：微控制器價位相對較低，在微處理器市場上需求量最大，主要用於汽車、空調、自動機械等領域的自控設備。

微處理器概況二：技術要求

1.微處理器特點：微處理器由一片或少數幾片大規模集成電路組成的中央處理器，執行控制部件和算術邏輯部件的功能。能完成取指令、執行指令，以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作，是微型計算機的運算控制部分。它可與存儲器和外圍電路晶片組成微型計算機。

2.技術特點：使用先進位程，最新製程7nm。使用先進封裝。如：第九代智能英特爾®酷睿™i9處理器（製程14nm）；高通驍龍845移動晶片（製程10nm）。

微處理器應用一：DSP（數位訊號處理）

1.CPU（中央處理器）發展出來三個分支：

a.DSP（Digital Signal Processing/Processor，數位訊號處理）；

b.MCU（Micro Control Unit，微控制器單元）；

c.MPU（Micro Processor Unit，微處理器單元）；

2.DSP：運算能力強，擅長很多的重複數據運算，在嵌入式系統中廣泛應用，具有很高的編譯效率和指令的執行速度。在數字濾波、FFT、譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規模的應用。

3.應用方向：廣泛應用於各種帶有智能邏輯的消費類產品、生物信息識別終端、帶有加解密算法的鍵盤、ADSL接入、實時語音壓解系統和虛擬實境顯示等具有運算量大的領域。

微處理器應用二：MCU（微控制單元）

1.MCU：稱單片微型計算機，簡稱「單片機」，將計算機的CPU、RAM、ROM、定時數器和多種I/O接口集成在一片晶片上，形成晶片級的計算機。MCU則擅長處理不同來源的數據及運算，速度遠不及DSP。

2.應用範圍：廣泛應用於消費級終端、汽車、工業領域，8位為市場主流：

a.4位MCU：大部份應用在計算器、車用儀表、車用防盜裝置、呼叫器、無線電話、CD播放器、LCD驅動控制器、LCD遊戲機、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計、溫溼度計、遙控器及傻瓜相機等；

b.8位MCU：大部份應用在電錶、馬達控制器、電動玩具機、變頻式冷氣機、呼叫器、傳真機、來電辨識器（Caller ID）、電話錄音機、CRT顯示器、鍵盤及USB等；

c.16位MCU：大部份應用在行動電話、數字相機及攝錄放影機等；

d.32位MCU：大部份應用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN電話、雷射印表機與彩色傳真機；

e.64位MCU：應用在高階工作站、多媒體互動系統、高級電視遊樂器及高級終端機。

微處理器應用三：MPU（微處理器單元）

1.MPU：在計算機中起到轉接橋的作用，轉接數據。CPU的指令調用、數據傳輸、各個設備的工作狀態都需要MPU轉接控制才能完成，可以看成是把很多CPU集成在一起並行處理數據的晶片，性能更高，價格更昂貴。

2.MPU是PC、服務型和大型架構的「大腦」：被應用到類似網絡配件、電腦周邊設備，醫療和工業設備，汽車，電視，機頂盒，視頻遊戲主機，可穿戴設備和物聯網設備等系統中。

3.SOC集成方式：以SOC形式集成，被包含到擁有CPU和視頻、音頻、圖像和AI等功能模塊的60bit多核SoC中，擁有高集成度。

4.應用市場規模：2018年銷售的MPU中，52%的增長來自於應用在普通PC、伺服器和大型電腦中的CPU，只有16%的MPU增長來自於嵌入式應用。其他都是來自於應用在平板（4%）和手機（28%）的移動應用處理器。

微處理器應用四：AP/BP（應用處理器/基帶）

1.AP（Application Processor，應用處理器）：移動終端上，作業系統、用戶界面和應用程式都在AP上執行，AP一般採用ARM晶片的CPU。

2.BP（Baseband Processor，基帶晶片）：可分為五個子塊：CPU處理器、信道編碼器、數位訊號處理器、數據機和接口模塊。基帶晶片主要處理音頻信號和基帶碼的轉換，同時也負責地址信息（手機號、網站地址）、文字信息（短訊文字、網站文字）、圖片信息的編譯。基帶晶片是手機等移動終端的核心。BP運行在AP之外的一個CPU中，使用BP主要在於保持射頻信號處理的獨立性，保持因手機作業系統和應用軟體變化不影響正確的執行功能（通訊功能）。作業系統和驅動的bug也不會導致設備發送災難性的數據到行動網路中。

MCU市場規模和競爭格局

1.市場特點：廣泛應用於消費電子、汽車電子、計算機與網絡、工業控制等領域，伴隨物聯網的逐步落地和汽車電子的發展，MCU的市場需求增長顯著。

2.市場規模：MCU的出貨量將持續上升，2018年全球MCU的出貨量將增長18%達306億顆，五年內全球MCU銷售額年複合增速將達到7.2%，至2020年將突破200億美元。國內MCU市場2016年已達360億元，未來年複合增速將達到11.7%，至2020年市場將超過500億元。

3.競爭格局：恩智浦（MCU龍頭）、瑞薩等全球前八大MCU廠商市場份額達到88%，頭部集中效應明顯。國內以MCU為主業的上市公司僅有中穎電子和兆易創新，營收規模都不超過4億元，與國外巨頭差距明顯。

4.國產化：國內目前在4、8位中低端MCU領域應用在消費電子、智能儀表等中低端產品。兆易創新等國內MCU廠商積極布局32位中高端晶片市場。工業控制、汽車電子、物聯網都被國外的MCU廠商壟斷，國內公司通過努力可爭取的空間還很巨大。

存儲器概況

存儲器概況一：分類

1.存儲器功能：存儲程序和各種數據，並能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數據的存取。

2.存儲器適用區域分類：按照相對於CPU的位置，分為寄存器、內存、外存。寄存器（Ma，觸發器）是在CPU之內的存儲器，內存和外存都是CPU之外的存儲器。CPU直接訪問的存儲器是內存，外存必須通過接口與CPU通信。

3.存儲器易失性分類：分為易失性和非易失性：

a.易失性存儲器：主要應用為DRAM，如常見的內存條；

b.非易失性存儲器：包括ROM（可編程存儲器），FLASH（快閃記憶體），以及常見的軟盤、硬碟和光碟等。特點是存儲容量大，斷電後依然可保存數據等特點。

c.FLASH（快閃記憶體）：分為Nor flash和Nand flash，存儲容量大，讀取（相對於機械硬碟）速度快。

存儲器概況二：技術要求

1.設計：沒有特定的控制與運算，設計難度低。要求密集度高，依賴於製程工藝。

2.製程：存儲器製成迭代趨勢：

a.DRAM技術節點（迭代點）：20nm（2014-2016）、1x（19-16）nm（2016-2018）、1y（16-14）nm（2018-2020）、1z（12-14）nm（2020-2022）;

b.DRAM的製程工藝在進入20nm以下後速度明顯放緩；

c.三星DRAM目前仍處於絕對領先地位：主力製程18nm良率已經超過85%，17年12月份，三星宣布正式量產第二代10nm級別1Y nm 8Gb DDR4晶片。

d.3D NAND技術節點（快閃記憶體層）：2D、3D G1（32P）（2014-2015）、3D G2（48P）（2015-2016）、3D G3（64P）（2016-2018）、3D G4（96P）（2018-2020）、3D G5（128P）（2020-2022）。NAND由於處2D向3D遷移過程中。

3.封裝：3D封裝。

存儲器概況三：應用方向

1.主要應用品種：DRAM存儲器、Flash快閃記憶體晶片。

a.DRAM：不適合做容量大的內存，一般是用在處理器的緩存裡面；主要應用於智慧型手機、PC、伺服器和消費電子領域。

b.FLASH：分為NAND FLASH和NOR FLASH。讀取速度不及DRAM，成本低。

c.NOR Flash：比NAND成本高，且寫入速度慢，主要佔據小容量市場，如功能手機、DVD、TV、USB Key、機頂盒、物聯網設備等小容量代碼快閃記憶體領域，其佔據容量為0~16MB Flash市場的大部分份額。

d.NAND Flash：成本較NOR低，寫入與讀取速度快，主要用在大容量存儲領域，如嵌入式系統（非PC系統）的DOC（晶片磁碟）和常用的閃盤，如手機、平板電腦、U盤、固態硬碟等。

2.未來發展：5G支持下的支持下的AI、物聯網、智能駕駛大幅催生內存性能與存儲需求。

市場規模與競爭格局

1.市場規模：2017年銷售額為1229.18億美元，同比增長60.1%，佔到全球半導體市場總值的30.1%，其中DRAM銷售總值達720億美元，同比增長74%；NAND Flash銷售總額達498億美元。NORFlash為43億美元。

2.壟斷競爭格局：存儲器行業的資金和技術門檻高，目前呈壟斷競爭格局。

a.DRAM領域：三星、SK海力士和美光三足鼎立，CR3超95%；

b.NAND領域：除了DRAM三巨頭外還有東芝和威騰電子，CR5達97%；

c.NOR領域：美光、Cypress、旺宏、華邦電和兆易創新壟斷，CR5超90%。

3.國產化方面：目前來看，除了NOR Flash有國內廠商身影，其他領域大陸企業行業內格局均缺席，與國外的技術，規模等差距較大，自主產品亟待突破。

DOS器件概況

DOS器件一：功率器件

1.功率器件（又稱為功率半導體）：如二極體、三極體、晶閘管以及其他分立器件，包括電阻、電容器等。

2.技術要求：普遍使用4寸、6寸和8寸晶圓代工線，跟隨製程發展和成熟度，生產工藝製程從早期的10微米製程迭代至0.15-0.35微米製程。電晶體器件獨立使用，不要求先進封裝。

3.應用方向：汽車是最主要的應用，佔比達到40%，工業與消費電子分別佔27%與13%。

4.未來發展：

a.金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）：目前主流的功率器件，以高速、低開關損耗、低驅動損耗在各種功率間轉換，用於放大電路或開關電路。

b.絕緣柵雙極電晶體（IGBT）：第三代功率器件的代表性產品，被廣泛應用於軌道交通、航空航天、船舶驅動、智能電網、新能源、交流變頻等需要強電控制的產業領域，未來功率器件有望沿IGBT技術方向進一步發展。

5.市場情況：2017年全球市場規模215億美元，中國佔據一半，其中MOSFET、二極體及整流橋、IGBT三者佔功率半導體八成。

DOS器件二：光電子器件

1.基本原理：利用半導體光-電子（或電-光子）轉換效應製成的各種功能器件。

2.工藝要求：光電子半導體屬於化合物半導體範疇，工藝要求上主要依靠襯底等基礎原材料，如碳化矽（SiC）、氮化鎵等。對於製程和設計領域的技術要求不會太苛刻。

3.主要應用：

a.發光二極體（LED）和雷射二極體（LD）：將電能轉換成光輻射的電致發光器件。廣泛用於大容量、長距離的光纖通信系統以及光電集成電路。當前普遍應用於LED領域，晶片主要有砷化鎵（紅黃光）、氮化鎵（藍綠光）和氮化鎵（PSS）等。同時應用於LCD、OLED、Micro LED顯示技術，廣泛應用於手機等終端上；

b.光電探測器或光電接收器：通過電子過程探測光信號的器件，如PIN光電二極體和雪崩光電二極體（APD）等，現代廣泛用於光纖通信系統，雷射探測器等；

c.太陽能電池：將光輻射能轉換成電能的器件。把陽光以高效率直接轉換成電能，以低運行成本提供永久性的電力，並且沒有汙染，為最清潔的能源。根據其結構不同，其效率可達5%～20%；

d.砷化鎵半導體零組件：廣泛應用於行動裝置的射頻模組，包括射頻功率放大器（HBT工藝）和射頻開關器（pHEMT）；

e.GaN和SiC功率器件：將是未來HEV/EV動力系統所依賴的基礎，特別是碳化矽技術在在汽車領域的應用備受國內外汽車廠商的關注，未來碳化矽功率器件會成為汽車領域的主要應用。

DOS器件三：傳感器

1.主要類別：常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬：光敏傳感器—視覺、聲敏傳感器—聽覺、氣敏傳感器—嗅覺、化學傳感器—味覺、壓敏、溫敏、流體傳感器—觸覺。

2.應用發展：指紋識別、語音識別、人臉識別、虹膜識別等生物識別傳感技術得到廣泛應用，特別是手機等設備應用量大。同時自動駕駛帶來的攝像頭和毫米波雷達、紅外線等應用上升。物聯網時代來臨，MEMS是傳感器的主流技術，將迎來傳感器與晶片融合的革新。

3.MEMS傳感器：（Microelectromechanical Systems，微機電系統）是將微電子技術與精密機械技術結合傳感器發展出來的工程技術，尺寸在1微米到100微米量級，具有微型化、重量低、功耗低、成本低、多功能等競爭優勢，可通過微納加工工藝進行批量製造、封裝、測試。

4.工藝要求：代工製造以6英寸和8英寸晶圓產線為主，封裝約佔30%~40%，IC約佔40%~50%。封裝環節支撐著MEMS技術的發展，也是成本佔比較大的環節。

5.MEMS的挑戰來自於多種電子組件的集成：MEMS與IC、射頻器件、電源等集成需要先進封裝技術或SOC技術。系統級封裝（SiP）或片上系統（SoC）再將MCU與MEMS傳感器一體化集成，形成智能傳感器節點。

DOS器件四：MEMS應用

1.MEMS應用領域：廣泛應用於汽車、消費電子、工業、醫療、航空航天、通信等領域。特別在智慧型手機終端、智能汽車和物聯網中大量使用。

a.第一波浪潮是汽車領域：從1990年到2000年，汽車電子化趨勢帶動了加速度計、角速度傳感器、壓力傳感器、質量流量傳感器的崛起。

b.第二波浪潮是消費電子：從2000年到2010年，手機的快速發展帶動運動類、聲學類、光學類、環境類MEMS快速崛起。智慧型手機的傳感器數量一般在9~13個左右，比如iPhone中包含近距離傳感器、麥克風、加速度計、陀螺儀、溫溼度傳感器、環境光傳感器等9種MEMS器件。

c.第三波浪潮是物聯網：從2010年到2020年，物聯網的核心是傳感、互連和計算，MEMS在物聯網中的重要應用場景包括智能家居、工業網際網路、車聯網、環境監測、智慧城市等領域。

2.中國市場：全球MEMS傳感器最大的市場，重點產品包括運動類、聲學類、射頻類、紅外成像等領域。

市場規模與競爭格局

1.全球市場：2018年DOS器件出貨量佔整個半導體器件的比重由30年前的22%上升到70%，而集成電路為30%。同時商用分立器件受到下遊電子系統中的廣泛應用驅動，佔比已經達到44%。DOS產品市場總體規模在2018年達到823.96億美元，較2017年753億美元同比增長9.4%。前十大企業合計銷售319億美元，同比增長9.4%，佔整個市場的38%。

2.競爭格局：世界半導體DOS前十大中有九家生產光電子產品，六家生產傳感器和，有五家生產分立器件。企業主要集中在日本、歐洲和美國，其中韓國和中國各一家。索尼以71億美元

DOS器件市場情況

1.主要應用方向：分立器件下遊涉及汽車、消費電子及工業應用，從全球市場來看，汽車是最主要的應用，佔比達到40%。國內分立器件的終端應用結構偏向低端化，汽車電子產業的應用僅佔下遊應用的15%。

2.國內市場：中國成為全球分立器件最大市場，2015年中國分立器件消費市場達到2218億元，2015-2020年呈現快速增長態勢，年化增速預計在10%以上，隨著下遊領域的新興應用場景的拓展，我國分立器件市場規模持續擴大。

3.來發展：IGBT器件受到下遊新能源汽車帶動，年複合增長率為25%，由大約8億美元提高到30億美元，預計2020年IGBT市場規模將達到60億美元，其中有50%將來源於新能源汽車的功率器件。

MEMS傳感器市場

1.全球市場：2015年市場規模為995億元，其中智能傳感器達到約698億元，市場佔比超過70%，2016年全球智能傳感器市場再度擴大至1700億元左右，年複合增長率達到兩位數以上，預計2019年市場規模將突破3000億元。

2.應用領域與產品類別：MEMS市場的主要應用領域集中在消費電子、醫療、汽車、工業等領域。按照應用領域來看，主要在消費電子（111美元）和汽車（48億美元）領域佔比較大。CAGR增速上醫療（11.1%）和消費電子（11.8%）表現最佳。

3.國內市場：2015年智能傳感器企業產值約為14億美元，預計2019年國將達到37億美元，複合年均增長率超過30%。2019年還將擴大到137億美元，本土化率將從2015年的13%提升到27%。

4.競爭格局：2017年全球前10大MEMS供應商佔有60%以上的市場份額，主要有博世、意法半導體、德州儀器、安華高以及普惠等企業。其中博世集團佔12.8%，意法半導體佔7.9%；德州儀器佔7.9%；安華高科技公司佔6.8%；惠普佔5.3%；Qorvo佔4.7%；樓氏電子佔4.7%；invensense佔4.6%；日本電裝佔4%，松下佔3.6%。國內市場依舊競爭力微弱。

總結

1.半導體應用市場巨大，核心應用的壟斷格局十分明顯，國產化產業格局初具雛形。

2.模擬電路涉及面廣，數模結合的領域越來愈多。

3.數字電路領域微處理器發展迅速，MCU在物聯網、汽車電子領域廣泛應用。

4.DOS領域逐漸在微型結構上發展，MEMS成為智能傳感器的發展方向。

5.應用方向上依然是國外龍頭，國內企業市場份額狹小，應用中低端市場，高端市場難以進入。
       責任編輯:tzh

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