市场占有率证明:2024年我国半导体掩模版行业发展分析及上下游市场全景调研-中金企信发布
报告发布方:中金企信国际咨询《销量认证:半导体掩模版全球及中国企业市场占有率证明报告(2024版)-中金企信发布》
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(1)半导体掩模版逻辑工艺路线和特色工艺路线是半导体发展的两大方向逻辑工艺路线和特色工艺路线是当今半导体工艺两大方向,代表了两种产品性能提升的方式(线宽缩小与功能集成)。先进逻辑工艺按照摩尔定律的规律,不断追求工艺节点的缩小,从而满足对于算力和速度提高的需求,以及功耗降低的需求;特色工艺路线是指以“超越摩尔定律(MorethanMoore)”为指导,不完全依赖缩小晶体管特征尺寸,而是通过聚焦新材料、新结构、新器件的研发创新与运用,强调定制化和技术品类多元性的半导体晶圆制造工艺。
特色工艺通过持续优化器件结构与制造工艺,最大化发挥不同器件的物理特性来提升产品性能及可靠性。
先进逻辑工艺与特色工艺并非是相互割裂、非此即彼的关系,随着对半导体性能需求的不断提升,先进逻辑芯片也会采用优化器件结构或集成其他工艺模块的特色工艺技术来提升性能,如应用于高性能CPU领域的3D封装技术;特色工艺芯片也会通过适当地缩小晶体管线宽来实现更高的单位性能和能耗比。以功率半导体为例,为了提高开关频率和功率密度、降低功耗,功率半导体的制程工艺不断进步,从最初的10μm逐步缩小至目前主流的0.5μm-130nm左右;同时,在器件结构改进方面,功率器件经历了平面、沟槽、超级结等器件结构的变化,进一步提高了器件的功率密度和工作频率;而在材料方面,新兴的第三代半导体功率器件采用了碳化硅、氮化镓材料,进一步提升了器件的开关特性、降低了功耗,也优化了其耐高温、耐高压特性。功率半导体在多年的发展中,将线宽缩小与结构、材料优化相结合,实现了性能的飞跃。
由于摩尔定律不可避免地趋向物理极限,IC制造成本的不断飙升使工艺尺寸的缩小变得愈发艰难。与开支大、折旧多、功能较为单一的逻辑工艺相比,特色工艺有着更强的盈利稳定性和功能多样性。因此,特色工艺路线是未来半导体制造发展的重要方向之一。
以台积电为代表的先进制程巨头也在加快特色工艺布局,根据台积电2022年技术论坛,台积电特色工艺产能占台积电成熟制程产能的比重将会从2018年的45%提升至2022年的63%,与2021年相比,2022年12寸晶圆的特色工艺产能会增长14%;中芯国际也大力布局特色工艺,2018年中芯国际和绍兴国资委等资本共同成立绍兴中芯集成电路制造股份有限公司,专门面向MEMS、MOSFET和IGBT等特色工艺领域,致力于打造综合性特色工艺基地。
(2)半导体受下游新兴产业推动,产线持续扩张,带来半导体掩模版的大量需求:作为半导体行业可重复使用的光刻模板,掩模版产品直接需求与半导体产品的更新迭代与产线扩充息息相关。当半导体产品持续推出新工艺、新结构、新材料等新的芯片设计或者需要产线扩充时,晶圆制造厂商需要使用新的掩模版来进行半导体的大规模生产,此时就会产生开版需求。因此,掩模版的市场需求与半导体更新换代、产线扩充直接相关。
近年来受新能源汽车、光伏发电、工业自动化、物联网等下游新兴产业推动,以功率器件为代表的特色工艺半导体发展迅速,不断进行产品迭代,为半导体掩模版创造了大量的市场需求。以新能源汽车、光伏行业中的关键元件功率器件为例,根据中金企信统计数据,2021年中国功率器件市场规模约为711亿元,预计2025年市场规模将增长至1,102亿元,年平均复合增长率为11.58%。国内主要特色工艺晶圆厂均在积极扩充产线,带来国内半导体掩模版的配套需求大幅增加。
上述终端行业的繁荣发展推动了半导体产线的持续扩张,相应持续带来对配套掩模版的大量需求,未来半导体掩模版市场空间广阔。
(3)特色工艺半导体受下游功能需求驱动,不断进行产品更新迭代,带来半导体掩模版的大量需求:特色工艺半导体产品随着下游应用的功能需求不断进行更新迭代。以新能源汽车为例,随着电动汽车的续航不断提升,动力电池能量密度、充电模组的功率越来越高,而单个车辆对半导体的数量、体积等因素有一定的约束,因此功率半导体的功率密度、单位性能也要求越来越高。功率半导体必须通过结构、制程、技术、工艺、集成度、材料等方面的不断进步,来实现功率密度及单位性能的提升。
半导体的结构、制程、技术、工艺、集成度、材料每发生一次迭代,就需要更换一套新的半导体掩模版。因此,在当前新兴行业的不断驱动下,功率半导体等半导体产品持续进行更新迭代,带来了大量的特色工艺半导体掩模版需求。
(4)半导体掩模版迎来国产替代机遇:半导体产业是信息技术产业的核心,也是经济发展的支柱性产业,在实现制造业升级、保障国家安全等方面发挥着重要的作用,在当前贸易摩擦、半导体产业逆全球化的背景下,加速进口替代已上升到国家战略高度。我国政府从财政、税收、技术、人才、知识产权等多个方面对半导体产业及其关键材料给予了政策支持,为半导体行业创造了良好的经营环境,有力地推动了我国半导体行业的发展。
掩模版作为半导体产业的上游核心材料,技术壁垒高,国内自产率低,长期依赖国外进口,第三方半导体掩模版市场主要被美国Photronics、日本Toppan、日本DNP等国际掩模版巨头所控制。随着新能源汽车、光伏发电、自动驾驶、物联网等新一轮科技逐渐走向产业化,未来十年中国半导体行业尤其是特色工艺半导体有望迎来进口替代与成长的黄金时期。在贸易摩擦等宏观环境不确定性增加的背景下,作为半导体核心原材料的国内半导体掩模版行业发展迎来了历史性的机遇。