半导体研究报告 半导体研究报告范文

集成电路产业发展现状与未来趋势分析资料

军工航空领域： 用于飞机和舰艇等军事和航空领域的电力系统。

1、“十三五”发展回顾

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这样在后续的刻蚀，离子注入过程中，都能顺利进行。品质越是高端的光刻胶，效果就越好。日本占据全球光刻胶的主要市场，并达到了垄断水准。

——国内市场快速增长、贸易逆扩大

集成电路产业信息产业的核心之一，是新一轮科技革命和产业变革的关键力量。“十三五”以来，我国集成电路产业快速增长，2020年，集成电路产业销售额达8848亿元，平均增长率达到20%，为同期全球产业增速的3倍。但同时，我国集成电路的进出口贸易逆总体扩大，2020年达2334.4亿美元。

——龙头企业涌现、整体实力待提升

在全球集成电路产业的竞争格局中，目前仍以美国“一家独大”，大陆、韩国快速发展，而欧洲、日本、则有所衰退。

在政策和市场需求的驱动下，国内涌现出一批龙头企业，在集成电路设计环节，有海思半导体、豪威、智芯微电子等企业;在集成电路的研发创新方面，2020年，浪潮智能、华虹和长江储存科技的专利公开量排名靠前。

2、“十四五”发展重点解读

——技术、工艺、研发、宽禁带半导体

此外，在2021年全国“两会”期间，代表们围绕金融支持模式、第三代半导体发展、产业资源共享等内容为集成电路产业的发展建言献策：

2014年，为支持集成电路产业的发展，印发了《集成电路产业发展推进纲要》。《纲要》提出了我国集成电路产业在2015-2030年间的发展目标，并从集成电路设计业、制造业、封测业和关键装备、材料四个方面提出了主要任务和发展重点。

3、“十四五”发展目标解读

根据《集成电路产业发展推进纲要》中提出的发展目标，至2015年，集成电路产业销售收入超过3500亿元;至2020年，全行业销售收入年均增速超过20%，截至2021年3月末，这两项目标均已完成。展望2030年，我国集成电路产业链主要环节达到先进水平，一批企业进入梯队，实现跨越发展。

另根据制造强国建设战略咨询委员会发布的《制造2025》重点领域技术路线图，其中针对集成电路产业的市场规模、产能规模等提出了具体的量化发展目标：

——各省市发展目标汇总

此外，全国各省市也围绕集成电路产业的产业规模、龙头企业数量等内容，提出了“十四五”时期的发展目标：

—— 更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

IGBT应用领域

—— 更多数据来请参考前瞻产业研究院《芯片行业市场需求与投资规划分析报告》

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管。

毫无疑问，在3nm这个，目前能一决雌雄的只有台积电和三星，但英特尔显然也在往先进制程方面发力。不过从近日的消息来看，台积电和三星两家企业在量产3nm这件事上进行的都颇为坎坷。Gartner 分析师 Samuel Wang表示，3nm 的斜坡将比之前的花费更长的时间。

应用领域主要有：

1，工业方面：电焊机，工业加热，电镀电源等。

2，电器方面：电磁炉，商用电磁炉，变频空调，变频冰箱等。

3，新能源方面：风力发电，电动汽车等。

总之，IGBT已经应用到生活的各个方面了，以后还会更加广泛！

IGBT（绝缘栅双极晶体管）的应用领域非常广泛，主要包括：

家电领域： IGBT在家用电器中很常见，例如变频空调、洗衣机和冰箱等。

轨道交通： 在高铁、地铁和轻轨等轨道交通领域，IGBT是关键的电力电子成分。

新能源领域： IGBT在新能源汽车、风力发电等新能源领域同样扮演重要角色，新能源汽车的电机驱动系统内，IGBT模块是关键器件，其也被用在该领域的发电机和空调部分。

变频器，光伏逆变器，风电变流器等等，

工控领域，家用电器领域

煜和石墨烯未来的发展趋势有哪些，前景怎么样？

6.烯碳新材

中商情报网讯：石墨烯是一种由单层碳原子构成的片状结构新材料，它是已知的世上最薄、最坚硬、导热性及导电性的纳米材料，被誉为是未来的一种战略性新兴材料。

一、石墨烯的定义及其制备方法

石墨烯是一种以sp杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

石墨烯的制备方法

目前，比较主流的石墨烯制备方法有氧化还原法、化学气相沉积法、液相剥离法和外延生长法，不同制备方法获得的石墨烯在品质和成本上别较大，相应产品的适用领域也有异。决定量产的关键因素首先是技术成熟度，其次3.石墨烯企业分布情况分析是制造成本和产业应用障碍。

资料来源：中商产业研究院整理

二、石墨烯相关政策分析

自2012年以来，、、工信部等多部门都陆续印发了支持、规范石墨烯行业的发展政策，内容涉及石墨烯行业发展路线、石墨烯产业园的建设、石墨烯生产规模化等内容。

工信部发布《2021年工业和信息化标准工作要点》中，要求加强产业基础标准和强制性标准制定。开展高端钢铁材料、航空发动机用高温合金材料、化工新材料、民机铝材、石墨烯、电子专用材料、天然纤维材料、循环再利用化学纤维材料等新材料和关键材料标准制定。在政策大力支持、经济稳定增长以及行业技术进行的情况下，石墨烯行业发展前景十分广阔。

三、行业发展现状分析

1.市场规模

数据显示，我国石墨烯产业市场规模逐年增长。由2017年70亿元增至2020年230亿元，年均复合增长率为48.6%，预计2021年我国石墨烯产业市场规模将达265亿元，2022年达312亿元。

2.细分市场分析

（1）导电剂用石墨烯

相对于传统锂电池导电剂，石墨烯无论是在电导率、比表面积、颗粒大小还是分散性能方面，都表现出巨大的优势。数据显示，我国导电剂用石墨烯市场规模由2017年32亿元增至2020年139亿元，预计2021年我国导电剂用石墨烯市场规模可达161亿元，2022年达319亿元。

（2）超级电容用石墨烯

电极材料是制作超级电容器的关键技术，其制作难度较高。随着石墨烯粉体实现规模化生产，成本下降至可接受范围，石墨烯电极在超级电容器领域中的渗透率有望快速提升。预计在2021年我国超级电容用石墨烯市场规模可达4.07亿元，2022年达4.92亿元。

（3）涂料用石墨烯

石墨烯在涂料领域的应用主要集中在六个方向，分别是防腐涂料、导电涂料、建筑隔热涂料、海洋防污涂料、聚合物水泥防水涂料、阻燃涂料。涂料中添加石墨烯后，石墨烯能够形成稳定的导电网格，有效提高锌粉的利用率，预计2021年我国涂料用石墨烯市场规模可达40亿元，2022年达46亿元。

从石墨烯企业分布情况来看，涉及应用方面的企业最多，占比近四成。其次为研发领域，占比19%。技术服务、制备领域的企业数量各占14%。

四、石墨烯应用市场分析

石墨烯产品可以分为薄膜和粉体两类：石墨烯粉体多应用于涂料和锂离子电池领域；石墨烯薄膜则因透明、导电、柔性好等优点，在电子、光子及光电设备领域的应用十分广泛。

数据显示，我国石墨烯应用领域中，新能源电池占比，达71.4%，其次为涂料领域占比达11.4%，医疗健康和复合材料领域占比均达7.1%，节能环保和电子信息领域占比均达1.4%。

五、石墨烯相关上市企业分析

我国生产石墨烯主要上市公司有方大碳素、宝泰隆、碳元科技、彤程新材、东旭光电、烯碳新材等。

1.方大碳素

方大碳素炭素制品综合生产能力达到23万吨，原料生产能力20.4万吨，其中石墨电极19万吨、炭砖3万吨、炭素新材料1万吨、煤系针状焦6万吨、低硫煅后石油焦14.4万吨。产品分为4大系列，主导产品有超高功率、高功率、普通功率石墨电极；高炉用超微孔炭砖、高导热超微孔炭砖等。产品广泛应用于冶金、新能源、化工、机械、医疗等行业和高科技领域，畅销全国30多个省、市、自治区，并远销世界洲60多个和地区。

2.宝泰隆

宝泰隆公司成立于2003年6月，集清洁能源、煤基石油化工生产；石墨深加工、石墨烯及应用、针状焦及锂电原材料等新材料开发；石墨和煤炭开采及洗选；发电及供热民生服务于一体的大型股份制企业。在新材料领域，年产石墨烯150吨、石墨烯导电油墨1000吨、高浓缩石墨烯分散液20吨；在高级碳材料领域，年产针状焦5万吨、中间相炭微球2000吨、高软化点沥青1万吨、石墨纸400吨。

3.碳元科技

碳元科技成立于2010年8月，2017年3月20日在上海证券交易所上市。公司自设立以来主要深耕于高导热石墨散热材料的开发、制造与销售，处于行业前列。产品高导热石墨膜可应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的散热。

4.彤程新材

5.东旭光电

东旭光电科技股份有限公司成立于1992年，1996年在深圳证券交易所挂牌上市。东旭光电是最早进入石墨烯领域的企业之一，目前已发展成为石墨烯产业化应用领军企业。公司已构建了石墨烯基锂离子电池、石墨烯节能照明、石墨烯热管理及石墨烯防腐涂料四大规模化应用序列产品和悬浮石墨烯传感芯片“杀手级”高端应用产品，并在多个领域填补了国内外石墨烯产业化应用的空白。

2013年以来，烯碳新材通过资产置换，主业由地产开发转型为烯碳新材料。公司目前主营业务：石墨类产品、石墨烯及纳米碳、碳素类产品、耐火材料、活性碳类产品、烯碳新材料、稀土碳基复合材料、矿产品、金属和非金属材料销售，烯碳新材料技术开发和技术转让，城市基础设施投资等。

六、石墨烯行业发展前景分析

石墨烯产业目前的细分产品主要是石墨烯粉体和石墨烯薄膜。

其中，石墨烯粉体材料制备工艺类化工属性，以添加剂的形式提升产品性能。从制备工艺来看，石墨烯粉体制备工艺更多表现为类化工生产线的特点。短期内大规模制备石墨烯的工艺有望得到突破。以粉体应用为主的行业包括防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等。未来，石墨烯粉体或将在这些领域以添加剂的形式与传统产品混合，结合石墨烯特殊的物理化学特性生产具备更多功能、更高性能的新产品。

而石墨烯薄膜可以应用在导热膜上，发挥其优异的导热性能，用于智能手机、平板电脑等设备的散热层；或利用石墨烯的导电透光以及高度柔性，可以用来制作柔性显示屏、可穿戴设备等。石墨烯巨大的比表面积以及优异的电子传输性能，使得传感器领域成为石墨烯薄膜的一大目标市场；此外，石墨烯对硅的替代有望带来半导体领域性的革命，成为下一代集成电路、超级计算机的基础材料。

综合来看，未来石墨烯的应用前景将会在光电领域、能源技术领域、功能复合材料领域、微电子器件领域、生物及传感器领域等领域。未来石墨烯的应用领域将会继续拓展，产业发展前景。

更多资料请参考中商产业研究院发布的《石墨烯行业市场前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提业大数据、产业情报、产业研究报告、产业规划、园区规划、十四五规划、产业招商引资等服务。

专业人士，请问SOC报告是什么？

集成电路产业信息产业的核心之一，是新一轮科技革命和产业变革的关键力量。“十三五”以来，我国集成电路产业快速增长、龙头企业涌现、但产业的整理竞争力有待提升。“十四五”时期我国集成电路产业将如何发展，本文将从发展重点、发展目标两大方面进行分析。

RoHS 正确写法应该是第二个字母小写。SOC是丰田公司制定的一个环保标准。可以通俗理解为汽车板的RoHS。很多能做汽车环保检测的实验室都可以作检测报告。

工业用途： 在工业设备中，IGBT常被用作高效率的变频器。

我不在汽车产业工作，具体那家比较权威不好给你。不过你有RoHs的问题倒是可以尽力为你作答。

SOC是集成电路发展的必然趋势，1. 技术发展的必然2. IC 产业未来的发展。

SoC基本概念

SoC的定义多种多样,由于其内涵丰富、应用范围广,很难给出准确定义。一般说来, SoC称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。从狭义角度讲,它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上;从广义角度讲, SoC是一个微小型系统,如果说处理器(CPU)是大脑,那么SoC就是包括大脑、心、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SoC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上,它通常是客户定制的,或是面向特定用途的标准产品。

1) 基于单片集成系统的软硬件协同设计和验证;

2) 再利用逻辑面积技术使用和产能占有比例有效提高即开发和研究IP核生成及复用技术,特别是大容量的存储模块嵌入的重复应用等;

3) 超深亚微米(UDSM) 、纳米集成电路的设计理论和技术。

欧盟议会和欧盟理事会于2003年1月通过了RoHS指令，全称是The Restriction of the use of certain Hazardous substances in Electnical and Electronic Equipment,即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，也称2002/95/EC指令，2005年欧盟又以2005/618/EC决议的形式对2002/95/EC进行了补充，明确规定了六种有害物质的值。

专业人士，请问SOC报告是什么？

功率半导体器件又称电力电子器件，主要用于电力设备的电能变换和电路控制，是进行电能（功率）处理的核心器件，弱电控制与强电运行间的桥梁。功率半导体有两大作用，一是电源开关，二是电源转换。

RoHS 正确写法应该是第二个字母小写。SOC是丰田公司制定的一个环保标准。可以通俗理解为汽车板的RoHS。很多能做汽车环保检测的实验室都可以作检测报告。

我不在汽车产业工作，具体那家比较权威不好给你。不过你有RoHs的问题倒是可以尽力为你作答。

SOC是集成电路发展的必然趋势，1. 技术发展的必然2. IC 产业未来的发展。

SoC基本概念

SoC的定义多种多样,由于其内涵丰富、应用范围广,很难给出准确定义。一般说来, SoC称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。从狭义角度讲,它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上;从广义角度讲, SoC是一个微小型系统,如果说处理器(CPU)是大脑,那么SoC就是包括大脑、心、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SoC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上,它通常是客户定制的,或是面向特定用途的标准产品。

1) 基于单片集成系统的软硬件协同近日，一份引用半导体行业消息来源的报告表明，据，台积电在其 3nm 工艺良率方面存在困难。消息来源报告的关键传言是台积电发现其 3nm FinFET 工艺很难达到令人满意的良率。但到目前为止，台积电尚未公开承认任何 N3 延迟，相反其声称“正在取得良好进展”。设计和验证;

2) 再利用逻辑面积技术使用和产能占有比例有效提高即开发和研究IP核生成及复用技术,特别是大容量的存储模块嵌入的重复应用等;

3) 超深亚微米(UDSM) 、纳米集成电路的设计理论和技术。

欧盟议会和欧盟理事会于2003年1月通过了RoHS指令，全称是The Restriction of the use of certain Hazardous substances in Electnical and Electronic Equipment,即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，也称2002/95/EC指令，2005年欧盟又以2005/618/EC决议的形式对2002/95/EC进行了补充，明确规定了六种有害物质的值。

的集成电路产业现状怎么样

光刻胶企业不负众望，以光电为代表，成功实现Arf光刻胶产品的客户验证。并实现小批量出售。

近年来电子工业持续高速增长，产业链日渐成熟。伴随着2014、2015年《集成电路产业发展推进纲要》和《制造2025》的发布，集成电路产业进入了快速发展阶段。

据《集成电路行业市场需求预测与投资分析报告前瞻》统计，2016年我国集成电路行业销售额为4335.5亿元，同比增长20.1%。不过我国集成电路产品以进口为主，国产集成电路自给率较低，集成电路产值不足全球7%，而市场需求却接近全球1/3。通用CPU、存储器等关键核心产品基本均依赖进口。

未来10年，我国集成电路产业面临的长期矛盾将是需求旺盛10、华润微、供给不足。集成电路行业还需要顶层设计出台，才能有序行业有序健康的发展。

全球3nm芯片将量产，三星造？

与5nm制造工艺相比，三星的3nm GAA技术的逻辑面积效率提高了35%以上，功耗降低了50%，性能提高了约30%。三星在去年6月正式宣布3nm工艺制程技术已经成功流片。此外，三星还曾宣布将在 2022 年推出 3nm GAA 的早期版本，而其“性能版本”将在 2023 年出货。

三星在财报说明中写道：“通过世界上首次大规模生产 GAA 3 纳米工艺来增强技术领先地位 。”（Exceed market growth by sustaining leadership in GAA process technology,adopt pricing strategies to ensure future investments, and raise the yield and portion of our aanced processe）

会掌握更多的芯片制造技术，光刻机、芯片制程等等，都难不住半导体。相信只要有足够的时间，再大的困难都能一一克服。

三星代工的 3GAE 工艺技术 是该公司使用 GAA 晶体管的工艺，三星将其称为多桥沟道场效应晶体管 (MBCFET)。

三星大约在三年前正式推出了其 3GAE 和 3GAP 。三星表示，该工艺将实现 30% 的性能提升、50% 的功耗降低以及高达 80% 的晶体管密度（包括逻辑和 SRAM 晶体管的混合）。不过，三星的性能和功耗的实际组合将如何发挥作用还有待观察。

理论上，与目前使用的 FinFET 相比，GAAFET 具有许多优势。在 GAA 晶体管中，沟道是水平的并且被栅极包围。GAA 沟道是使用外延和选择性材料去除形成的，这允许设计人员通过调整晶体管通道的宽度来调整它们。通过更宽的沟道获得高性能，通过更窄的沟道获得低功耗。这种精度大大降低了晶体管泄漏电流（即降低功耗）以及晶体管性能可变性（设一切正常），这意味着更快的产品交付时间、上市时间和更高的产量。此外，根据应用材料公司最近的一份报告，GAAFET 有望将cell面积减少 20% 至 30% 。

说到应用，它最近推出的用于形成栅极氧化物叠层的高真空系统 IMS（集成材料解决方案）系统旨在解决 GAA 晶体管制造的主要挑战，即沟道之间的空间非常薄以及沉积多晶硅的必要性。在很短的时间内在沟道周围形成层栅氧化层和金属栅叠层。应用材料公司的新型 AMS 工具可以使用原子层沉积 (ALD)、热步骤和等离子体处理步骤沉积仅 1.5 埃厚的栅极氧化物。高度集成的机器还执行所有必要的计量步骤。

三星的 3GAE 是一种“早期”的 3nm 级制造技术，3GAE 将主要由三星 LSI（三星的芯片开发部门）以及可能一两个 SF 的其他 alpha 客户使用。请记住，三星的 LSI 和 SF 的其他早期客户倾向于大批量制造芯片，预计 3GAE 技术将得到相当广泛的应用，前提是这些产品的产量和性能符合预期。

过渡到全新的晶体管结构通常是一种风险，因为它涉及全新的制造工艺以及全新的工具。其他挑战是所有新引入并由新的电子设计自动化 (EDA) 软件解决的新布局方法、布局规划规则和布线规则。，芯片设计人员需要开发全新的 IP，价格昂贵。

外媒：三星3nm良率20%

据外媒Phonearena，三星代工厂是仅次于巨头台积电的全球第二大代工厂。换句话说，除了制造自己设计的 Exynos 芯片外，三星还根据高通等代工厂客户的第三方公司提交的设计来制造芯片。

Snapdragon 865 应用处理器 (AP) 由台积电使用其 7nm 工艺构建。到了5nm Snapdragon 888 芯片组，高通回到了三星，并继续依靠韩国代工厂生产 4nm Snapdragon 8 Gen 1。这是目前为三星、小米、摩托罗拉制造的高端 Android 手机提供动力的 AP。

但在 2 月份，有称三星 Foundry 在其 4nm 工艺上的良率仅为 35%。这意味着只有 35% 的从晶圆上切割下来的芯片片可以通过质量控制。相比之下，台积电在生产 4nm Snapdragon 8 Gen 1 Plus 时实现了 70% 的良率。换句话说，在所有条件相同的情况下，台积电在同一时期制造的芯片数量是三星代工的两倍。

这就导致台积电最终收到高通的订单，以构建其剩余的 Snapdragon 8 Gen1 芯片组以及 Snapdragon 8 Gen 1 Plus SoC。我们还设台积电将获得制造 3nm Snapdragon 8 Gen 2 的许可，即使高通需要向台积电支付溢价以让该芯片组的制造商在短时间内制造足够的芯片。

尽管三星最近表示其产量一直在提高，但《商业邮报》的一份报告称，三星 3nm 工艺的产量仍远低于公司的目标。虽然三星代工厂的全环栅极 (GAA) 晶体管架构首次推出其 3 纳米，使其在台积电（台积电将推出其 2 纳米的 GAA 架构）上处于领先地位，但三星代工厂在其早期 3 纳米生产中的良率一直处于10% 至 20%的范围 。

这不仅是三星需要改进的极低良率，而且比 Sammy 在 4nm Snapdragon 8 Gen 1 中所经历的上述 35% 良率还要糟糕。

Wccftech 表示，据消息人士称，三星将从明年开始向客户发货的 3nm GAA 芯片组的个“性能版本”实际上可能是新的内部 Exynos 芯片。据，三星一直在为其智能手机开发新的 Exynos 芯片系列，但现阶段尚不清楚它们是否会使用 3nm GAA 工艺制造。

台积电和三星很快就会有新的挑战者，因为英特尔曾表示，其目标是在 2024 年底之前接管行业的制程地位。它还率先获得了更先进的极紫外 (EUV) 光刻机。

第二代 EUV 机器被称为High NA 或高数值孔径。当前的 EUV 机器的 NA 为 0.33，但新机器的 NA 为 0.55。NA 越高，蚀刻在晶圆上的电路图案的分辨率就越高。这将帮助芯片设计人员和代工厂制造出新的芯片组，其中包含的晶体管数量甚至超过了当前集成电路上使用的数十亿个晶体管。

它还将阻止代工厂再次通过 EUV 机器运行晶圆以向芯片添加额外的功能。ASML 表示，第二代 EUV 机器产生的更高分辨率图案将提供更高的分辨率将使芯片特征小 1.7 倍，芯片密度增加 2.9 倍。

通过首先获得这台机器，英特尔将能够朝着从台积电和三星手中夺回制程地位的目标迈出一大步。

台积电3nm投产时间曝光

据台媒联合报，在晶圆代工三强争霸中，台积电和三星在3纳米争战，始终吸引全球半导体产业的目光。据调查，一度因开发时程延误，导致苹果新一代处理器今年仍采用5纳米加强版N4P的台积电3纳米，近期获得重大突破。台积电决定今年率先以第二版3纳米制程N3B，今年8月于今年南北两地，即新竹12厂研发中心第八期工厂及南科18厂P5厂同步投片，正式以鳍式场效电晶体（FinFET）架构，对决三星的环绕闸极（GAA）制程。

据台积电介绍，公司的3纳米（N3）制程技术将是5纳米（N5）制程技术之后的另一个全世代制程，在N3制程技术推出时将会是业界的制程技术，具备的PPA及电晶体技术。相较于N5制程技术，N3制程技术的逻辑密度将增加约70%，在相同功耗下速度提升10-15%，或者在相同速度下功耗降低25-30%。N3制程技术的开发进度符合预期且进展良好，未来将提供完整的平台来支援行动通讯及高效能运算应用，预期2021年将接获多个客户产品投片。此外，预计于2022下半年开始量产。

而如上所述，晶圆18厂将是台积电3nm的主要生产工厂。资料系那是，台积电南科的Fab 18是现下的扩产重心，旗下有P1 P4共4座5纳米及4奈厂，以及P5 P8共4座3纳米厂，而P1 P3的Fab 18A均处于量产状态，至于P4 P6的Fab 18B厂生产线则已建置完成，而Fab 18B厂，即3纳米制程产线，早在去年年年底就已开始进行测试芯片的下线投片。

在芯片设计企业还在为产能“明争暗斗”的时候，晶圆制造领域又是另外一番景象。对晶圆制造厂来说，眼下更重要的是3nm的突破。谁率先量产了3nm，谁就将占领未来晶圆制造产业的制高点，甚至还会影响AMD、英伟达等芯片巨头的产品路线图。

众所周知，台积电3nm在晶体管方面采用鳍式场效应晶体管（FinFET）结构，FinFET运用立体的结构，增加了电路闸极的接触面积，进而让电路更加稳定，同时也达成了半导体制程持续微缩的目标。其实，FinFET晶体管走在3nm多多少少已是极限了，再向下将会遇到制程微缩而产生的电流控制漏电等物理极限问题，而台积电之所以仍选择其很大部分原因是不用变动太多的生产工具，也能有较具优势的成本结构。特别对于客户来说，既不用有太多设计变化还能降低生产成本，可以说是双赢局面。

从此前公开数据显示，与5nm芯片相比，台积电3nm芯片的逻辑密度将提高75%，效率提高15%，功耗降低30%。据悉，台积电 3nm 制程已于2021年3 月开始风险性试产并小量交货，预计将在2022年下半年开始商业化生产。

从工厂方面来看，南科18厂四至六期是台积电3nm量产基地。客户方面，从上文可以看出，英特尔、苹果、高通等都选择了台积电。大摩分析师Charlie Chan日前发表报告称，台积电在2023年的3nm芯片代工市场上几乎是垄断性的，市场份额接近。

不同于台积电在良率方面的问题，三星在3nm的困难是3 纳米GAA 制程建立专利IP 数量方面落后。据南韩媒体，三星缺乏3 纳米GAA 制程相关专利，令三星感到不安。

三星在晶体管方面采用的是栅极环绕型 (Gate-all-around，GAA) 晶体管架构。相比台积电的FinFET晶体管，基于GAA的3nm技术成本肯定较高，但从性能表现上来看，基于GAA架构的晶体管可以提供比FinFET更好的静电特性，满足一定的珊极宽度要求，可以表现为同样工艺下，使用GAA架构可以将芯片尺寸做的更小。

平面晶体管、FinFET与GAA FET

目前，在工厂方面，此前有消息称三星可能会在美国投资170亿美元建设3nm芯片生产线。在客户方面，三星未有具体透露，但曾有消息称高通、AMD 等台积电重量级客户都有意导入三星 3nm 制程，但介于上述提到的韩媒高通已将其3nm AP处理器的代工订单交给台积电，三星3nm客户仍成谜。

在Pat Gelsinger于去年担任英特尔CEO之后，这家曾经在代工领域试水的IDM巨头又重新回到了这个市场。同时，他们还提出了很雄壮的野心。

在本月18日投资人会议上，英特尔CEO Pat Gelsinger再次强调，英特尔2nm制程将在2024年上半年可量产，这个量产时间早于台积电，意味2年后晶圆代工业务与台积争态势会更白热化。

虽然在3nm工艺方面，英特尔没有过多的透露，但是Digitimes去年的研究报告分析了台积电、三星、In及IBM四家厂商在相同命名的半导体制程工艺上的晶体管密度问题，并对比了各家在10nm、7nm、5nm、3nm及2nm的晶体管密度情况。

在工厂方面，英特尔曾强调将斥资800亿欧元在欧洲设厂，英特尔德国负责人Christin Eisenschmid受访时透露，将在欧洲生产2nm或推进更小的芯片。英特尔将2nm作为扩大欧洲生产能力的重要关键，以避免未来在先进技术竞争中落后。

总的来说，在3nm，台积电、三星和英特尔谁会是的赢家可能只有交给时间来判定，但从目前情势来看，台积电或略胜一筹。

3nm已经到了摩尔定律的物理极限，往后又该如何发展？这已经成为全球科研人员亟待寻求的解法。目前，研究人员大多试图在晶体管技术、材料方面寻求之法。

上述三星在3nm制程中使用的GAA晶体管就是3nm后很好的选择，GAA设计通道的四个面周围有栅极，可减少漏电压并改善对通道的控制，这是缩小工艺时的关键。据，台积电在2nm工艺上也将采用GAA晶体管。

纳米线是直径在纳米量级的纳米结构。纳米线技术的基本吸引力之一是它们表现出强大的电学特性，包括由于其有效的一维结构而产生的高电子迁移率。

最近，来自 HZDR 的研究人员宣布，他们已经通过实验证明了长期以来关于张力下纳米线的理论预测。在实验中，研究人员制造了由 GaAs 核心和砷化铟铝壳组成的纳米线。，结果表明，研究人员确实可以通过对纳米线施加拉伸应变来提高纳米线的电子迁移率。测量到未应变纳米线和块状 GaAs 的相对迁移率增加约为 30%。研究人员认为，他们可以在具有更大晶格失配的材料中实现更显着的增加。

最近，英特尔一项关于“堆叠叉片式晶体管（stacked forksheet transistors）”的技术专利引起了人们的注意。

英特尔表示，新的晶体管设计最终可以实现3D和垂直堆叠的CMOS架构，与目前的三栅极晶体管相比，该架构允许增加晶体管的数量。在专利里，英特尔描述了纳米带晶体管和锗薄膜的使用，后者将充当电介质隔离墙，在每个垂直堆叠的晶体管层中重复，最终取决于有多少个晶体管被相互堆叠在一起。

据了解，英特尔并不是家引用这种制造方法的公司，比利时研究小组Imec在2019年就曾提出这个方法，根据 Imec 的个标准单元模拟结果，当应用于 2nm 技术时，与传统的纳米片方法相比，该技术可以显着提高晶体管密度。

垂直传输场效应晶体管（VTFET）由IBM和三星共同公布，旨在取代当前用于当今一些芯片的FinFET技术。新技术将垂直堆叠晶体管，允许电流在晶体管堆叠中上下流动，而不是目前大多数芯片上使用的将晶体管平放在硅表面上，然后电流从一侧流向另一侧。

据 IBM 和三星称，这种设计有两个优点。首先，它将允许绕过许多性能限制，将摩尔定律扩展到 1 纳米阈值之外。同时还可以影响它们之间的接触点，以提高电流并节约能源。他们表示，该设计可能会使性能翻倍，或者减少85%的能源消耗。

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华微电子的功率半导体市场前景你们觉得怎么样？

彤程新材料股份有限公司于2008年6月成立，是全球领先的新材料综合服务商。的石墨烯研究院目前在石墨烯电极超级电容器、超级石墨烯玻璃、石墨烯单晶晶圆、石墨烯基深紫外LED器件、海水淡化石墨烯泡沫等应用领域均公司的有研发布局。

电源开关的原理是用小电流控制大电流，小电流部分PMIC和DriverIC为功率IC，而大电流部分开关为MOSFET、IGBT等功率分立器件或模块。

公司是芯片晶圆代工企业之一，在国内，基本代表了国产芯片的前沿技术，将以亿计的晶体管、三极管、二极管等与电阻、电容基础电子元件连接并集成在小块基板上，成为复杂电路功能的一种电子器件或部件，通常称为芯片。

功率半导体产品形态多种多样，几乎所有与电力能源相关的产品都需要用到功率半导体器件。一般来说，功率半导体可分为分立器件和功率IC，功率IC相当于SOC，功率模块相当于SIP。

全球功率半导体行业现状

近年，来由于工业控制、家电产品、充电设备等终端应用不断追求更高能源效率，功率器件下游产品范围的稳步扩张、产量的大幅增长以及功率器件技术的快速更新，功率器件市场在全球范围尤其是地区都保持稳步增长。

据Yole数据显示，2017年，全球功率半导体市场规模超300亿美元，其中功率分立器件和模块市场规模约为150亿美元，功率IC约为200亿美元。预计功率分立器件2016-2021复合年增长率为3.1%，功率IC2016-2021复合年增长率为3.4%，功率模块2016-2021复合年增长率为7.0%。

具体产品来看，2017年，全球功率分立器件和模块市场规模约为150亿美元，其中二极管约占20%，MOSFET约占40%，IGBT及功率模块约占30%。

应用方面，功率半导体的应用范围已从传统的工业控制和4C产业（计算机、通信、消费类电子产品和汽车），扩展到新能源、轨道交通、智能电网等新领域。HIS数据显示，2017年，全球功率半导体市场中工业应用市场占比为34%，汽车应用市场占比23%，消费电子应用占比为20%，通讯应用占比为23%。

竞争格局方面，功率分立器件（模块）市场竞争格局总体上较为分散，英飞凌为全球龙头，2016年市场份额达到18.5%；其他企业市场份额均在10%以下。

功率半导体行业现状

功率半导体是半导体产业中的重要板块，是关系着高铁动力系统、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域能否实现自主可控的核心零部件。功率半导体战略地位突出，多领域应用持续支撑我国功率半导体行业发展。

不过，尽管大陆、地区厂商已在二极管、晶闸管、低压MOSFET等低端功率器件领域已开始进口替代，但国外厂商占据着大部分市场份额。2017年，功率半导体一线厂商中：NXP有45%的收入来自大陆，英飞凌有25%的收入来自大陆，意法半导体有61%收入来自大陆。

大陆以扬杰科技、华微电子、士兰微为代表的功率半导体龙头企业市场占有率非常低，进口替代的空间巨大。以MOSFET市场为例，国内主要依赖进口，基本被国外日企业垄断。2016年，大陆市场份额前五均为外资企业，合计占比达到65.0%。其中，市场份额占比的是英飞凌，达到28.5%；安森美其次，占比为17.1%。

长远来说，当前乃至全球范围内环境资源问题面临严峻考验，各国相继颁布节能减排政策，作为各种工业设施、消费电子、家用电器等设备电能控制欲转换的核心器件，功率半导体产业将面临新的技术挑战与发展机遇。

作为半导体产业与节能减排政策落地实施的契合点，功率半导体产业受益于重点支持，有望在十三五期间实现从“材料-晶圆-封装-器件-应用”的全产业链自主技术突破，尤其是在新能源领域广泛应用的MOS器件及IGBT模组，以及SiC/GaN等新型材料器件的应用方面。

—— 更多数据参考前瞻产业研究院发布的《2018-2023年半导体分立器件制造行业发展前景与投资预测分析报告》。

华微电子的功率半导体市场前景你们觉得怎么样？

三星周四表示，它有望在本季度（即未来几周内）使用其 3GAE （早期 3 纳米级栅极全能）制造工艺开始大批量生产。该公告不仅标志着业界3nm级制造技术，也是个使用环栅场效应晶体管（GAAFET）的。

电源开关的原理是用小电流控制大电流，小电流部分PMIC和DriverIC为功率IC，而大电流部分开关为MOSFET、IGBT等功率分立器件或模块。

功率半导体产品形态多种多样，几乎所有与电力能源相关的产品都需要用到功率半导体器件。一般来说，功率半导体可分为分立器件和功率IC，功率IC相当于SOC，功率模块相当于SIP。

全球功率半导体行业现状

近年，来由于工业控制、家电产品、充电设备等终端应用不断追求更高能源效率，功率器件下游产品范围的稳步扩张、产量的大幅增长以及功率器件技术的快速更新，功率器件市场在全球范围尤其是地区都保持稳步增长。

据Yole数据显示，2017年，全球功率半导体市场规模超300亿美元，其中功率分立器件和模块市场规模约为150亿美元，功率IC约为200亿美元。预计功率分立器件2016-2021复合年增长率为3.1%，功率IC2016-2021复合年增长率为3.4%，功率模块2016-2021复合年增长率为7.0%。

具体产品来看，2017年，全球功率分立器件和模块市场规模约为150亿美元，其中二极管约占20%，MOSFET约占40%，IGBT及功率模块约占30%。

应用方面，功率半导体的应用范围已从传统的工业控制和4C产业（计算机、通信、消费类电子产品和汽车），扩展到新能源、轨道交通、智能电网等新领域。HIS数据显示，2017年，全球功率半导体市场中工业应用市场占比为34%，汽车应用市场占比23%，消费电子应用占比为20%，通讯应用占比为23%。

竞争格局方面，功率分立器件（模块）市场竞争格局总体上较为分散，英飞凌为全球龙头，2016年市场份额达到18.5%；其他企业市场份额均在10%以下。

功率半导体行业现状

功率半导体是半导体产业中的重要板块，是关系着高铁动力系统、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域能否实现自主可控的核心零部件。功率半导体战略地位突出，多领域应用持续支撑我国功率半导体行业发展。

不过，尽管大陆、地区厂商已在二极管、晶闸管、低压MOSFET等低端功率器件领域已开始进口替代，但国外厂商占据着大部分市场份额。2017年，功率半导体一线厂商中：NXP有45%的收入来自大陆，英飞凌有25%的收入来自大陆，意法半导体有61%收入来自大陆。

大陆以扬杰科技、华微电子、士兰微为代表的功率半导体龙头企业市场占有率非常低，进口替代的空间巨大。以MOSFET市场为例，国内主要依赖进口，基本被国外日企业垄断。2016年，大陆市场份额前五均为外资企业，合计占比达到65.0%。其中，市场份额占比的是英飞凌，达到28.5%；安森美其次，占比为17.1%。

长远来说，当前乃至全球范围内环境资源问题面临严峻考验，各国相继颁布节能减排政策，作为各种工业设施、消费电子、家用电器等设备电能控制欲转换的核心器件，功率半导体产业将面临新的技术挑战与发展机遇。

作为半导体产业与节能减排政策落地实施的契合点，功率半导体产业受益于重点支持，有望在十三五期间实现从“材料-晶圆-封装-器件-应用”的全产业链自主技术突破，尤其是在新能源领域广泛应用的MSoC定义的基本内容主要表现在两方面:其一是它的构成,其二是它形成过程。系统级芯片的构成可以是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微CPU 内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC /DAC 的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块,对于一个SoC还有射频前端模块、用户定义逻辑(它可以由FPGA 或ASIC实现)以及微电子机械模块,更重要的是一个SoC 芯片内嵌有基本软件(RDOS或COS以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。系统级芯片形成或产生过程包含以下三个方面:OS器件及IGBT模组，以及SiC/GaN等新型材料器件的应用方面。

—— 更多数据参考前瞻产业研究院发布的《2018-2023年半导体分立器件制造行业发展前景与投资预测分析报告》。

全球十大芯片制造商

全球十大芯片制造商包括中芯、韦尔股份、北方华创、中微公司、兆易创新、闻泰科技、沪硅产业、紫光国微、纳芯微、华润微。

1、中芯

2、韦尔股份

韦尔股份是数字成像解决方案的芯片设计公司，广泛应用于消费电子和工业应用领域，包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、网络摄像头、安全设备、数码相机、汽车和医疗成像等。

电源转换是指充电用电过程中交流电、直流电的相互转换。在小功率设备中，比如智能手机中的升压器、降压器、稳压器可集成在PMIC中，或做成单独功率IC；而在大功率设备中，比如电动汽车中的整流器、逆变器等一般则是由功率分立器件组成的功率模块。3、北方华创

公司从事基础电子产品的研发、生产与销售，主要产品为大规模集成电路制造设备，具有8英寸立式扩散炉和清洗设备生产能力，以集成电路制造工艺技术为核心，向集成电路、太阳能电池、TFT-LCD和新型电子元器件等领域作产品拓展。

4、中微公司

公司的芯片刻蚀设备从65纳米到14纳米、7纳米和5纳米的集成电路加工制造，及芯片封装中有具体应用。

5、兆易创新

公司是国内闪存芯片设计企业，根据行业研究报告，兆易创新在全球NORFlash的市场占有率为6％。

6、闻泰科技

子公司安世持有安世半导体全部股份，安世半导体是目前拥有完整芯片设计、晶圆制造、封装测试的大型垂直半导体企业。

7、沪硅产业

公司主营产品涵盖300mm抛光片及外延片、200mm及以下抛光片、外延片及SOI硅片，沪硅产业已成为我国少数具有一定竞争力的半导体硅片企业，其实，对于3nm以后先进制程如何演进，晶体管制造只是解决方案的一部分，芯片设计也至关重要，需要片上互连、组装和封装等对器件和系统性能的影响降至。半导体硅片是生产芯片不可缺少的材料。

8、紫光国微

公司核心业务包括智能卡芯片设计和特种集成电路两部分，自主研制的微处理器、可编程器件、存储器、总线等核心特种集成电路产品技术水平居于国内靠前地位。

9、纳芯微

纳芯微是一家聚焦高性能模拟集成电路研发和销售的集成电路设计企业，覆盖模拟及混合信号芯片，广泛应用于信息通讯、工业控制、汽车电子和消费电子等领域。

公司是芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营的半导体企业，聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域，提供丰富的芯片产品与系统解决方案。

国产芯片再传好消息，打破西方垄断，已掌握3个关键制造环节

根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，“十四五”期间，我国集成电路产业将围绕技术升级、工艺突破、产业发展和设备材料研发四个方面重点发展：

国外掌握大量的芯片制造技术，在芯片制造领域，很多的设备，材料都需要从国外进口。因为对国外有非常大的芯片依赖，导致我国每年的芯片进口额都在3000亿美元以上。

数据来源：中商产业研究院整理

去年美国对企业实施芯片规则，导致企业失去了采购芯片，代工芯片的渠道。被芯片卡脖子以后，也在加紧自研，尽全力攻克一系列的技术。

有众多的半导体企业参与其中，国产芯片也再传好消息，成功掌握3个关键制造环节技术，打破西方垄断。

项技术：离子注入机

和光刻机一样，离子注入机也是芯片制造过程中必不可少的核心设备之一。通过离子注入机可以实现对半导体材料，集成电路的离子注入，从而完成对半导体金属材料的改性及制膜等等。

而在离子注入机就取得了相应的突破，由电科旗下的附属装备，成功打造出离子注入机的全谱系产品国产化，可实现对28nm工艺的覆盖。

对应的芯片制造环节缺陷，也被弥补。

第二项技术：刻蚀机

刻蚀机巨头中微半导体取得了关键突破。在过去的几十年中，中微公司从默默无闻的小企业，成为全球刻蚀机设备供应商之一。

在台积电的5nm生产线中，就采用了中微半导体的12英寸高端刻蚀机设备。另外中微半导体取得的关键突破在于3nm刻蚀机Alpha 原型机，这一设备已经实现从设计到测试一系列的开发，评估。

刻蚀机的作用在于，通过纳米级别的技术，在集成电路硅片上实现晶体管线路图的雕刻。到了高端刻蚀机级别，能够在上千层的集成电路中完成刻蚀任务。

如果把芯片比作大楼，那么刻蚀机的任务就是在几百，几千层的大楼中，完成每一个楼层的精装修。

程度要实现每一楼层的微小复刻，把设计图纸上的所有细节，都完美刻蚀出来。如此复杂的刻蚀机设备，对芯片制造的作用性不亚于光刻机。

第三项技术：光刻胶

芯片制造涉及到非常多的工艺，步骤。在正式进入到芯片制造之前，需要在硅片上涂抹光刻胶。通过光刻胶的作用，让硅片保持完整，并确保每一个晶体管，集成电路都能得到保护。

不只是光电，此前晶瑞股份曾花费七千多万购买了一台ASML光刻机，虽然是二手的，但是对研发28nm高端光刻胶也有重大意义。

另外上海新阳采购的ASML光刻机也有多台进入到生产线，对参与国产高端光刻胶的研发都是有巨大帮助的。

芯片在离子注入机、刻蚀机、光刻胶这三大芯片制造环节技术中，都取得了相应的突破进展。有研究报告显示，将在近两年内实现28nm芯片的自给自足。有能力应对中低端成熟工艺芯片的自主研发，生产。

国产芯片正在逐步打破西方的垄断，在实现技术自主可控这一方面，企业持之以恒，势必能助力芯片的崛起。3个关键芯片制造环节或许只是冰山一角，还有更多的技术，产品及设备都在研制当中。

对此，你有什么看法呢？