碳化硅行业报告：SiC材料特性优异（33页）

行业报告下载 2022年11月29日 07:58 管理员

半导体材料分为晶圆制造材料和封装材料。半导体材料（semiconductor material）是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在 1mΩ·cm～1GΩ·cm 范围内），在集成电路、分立器件等半导体产品生产制造中起到关键性的作用。半导体材料具有热敏性、光敏性和掺杂性等特点，一般情况下其导电率随着温度的升高而升高。按照半导体的制造过程进行划分，半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料。其中，晶圆制造材料主要是制造硅晶圆半导体、砷化镓、SiC 等化合物半导体的芯片过程中所需的各类材料，封装材料则是将制得的芯片封装切割过程中所用到的材料。半导体材料细分种类众多，其中晶圆制造材料占据主要份额。半导体材料是半导体产业链中细分领域最多的环节，细分子行业多达上百个。其中，晶圆制造材料主要包括硅片、光刻胶、光刻胶配套试剂、电子气体、纯净高纯试剂、CMP 抛光液和溅射靶材等；封装材料则包括引线框架、芯片粘贴结膜、键合金丝、缝合胶、环氧膜塑料、封装基板、陶瓷封装材料和环氧膜塑料等。据 SEMI 数据，2021 年全球半导体材料销售额约为 643 亿美元，其中晶圆制造材料销售额为 404 亿美元，占比 63%，多年来始终占据半导体材料的主要份额，封装材料 2021 年销售额为 239 亿元，占比 37%。全球半导体材料市场规模稳健增长，未来晶圆制造材料占比有望继续提升。近年来，全球半导体材料市场规模稳健增长，总销售额从 2010 年的 449 亿美元增长至 2021 年的 643 亿美元，2010-2021 年复合增长率为 3.33%。其中，全球晶圆制造材料销售规模从 2010 年的 231 亿美元增长至 2021 年的 404 亿美元，2010-2021 年复合增速达 5.23%；封装材料市场则维持相对平稳，2021 年市场规模为 239 亿美元，2010-2021 年复合增速为 0.84%。

大陆市场方面，2021 年半导体材料销售额达到 119 亿美元，同比大幅增长 21.89%， 2010-2021 年复合增速达到 9.67%，增速高于全球平均水平。未来，随着半导体芯片工艺升级、芯片尺寸持续小型化，以及全球硅材料、化合物半导体材料的品种和性能不断迭代升级的影响下，晶圆制造材料占比有望继续提升。半导体材料发展至今已经历三个阶段。常见的半导体材料包括硅（Si）、锗（Ge）等元素半导体及砷化镓（GaAs）、碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等化合物半导体材料，从被研究和规模化应用的时间先后顺序来看，上述半导体材料被业内通俗地划分为三代。第一代半导体材料从 20 世纪 50 年代开始大规模应用，以硅（Si）、锗（Ge）为代表。该类材料产业链较为成熟，技术储备完善且制作成本较低，目前主要应用于大规模集成电路中，主要产品包括低压、低频、低功率的晶体管和探测器。硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料，90%以上的半导体产品是用硅基材料制作。第二代半导体材料从 20 世纪 90 年代开始大规模应用，以砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）为代表。随着半导体产业的发展，硅材料的物理瓶颈日益显现，其物理性质限制了在光电子和高频高功率器件上的应用。第二代半导体材料在物理结构上具备直接带隙的特点，相对于硅基材料具有光电性能佳、工作频率高，抗高温、抗辐射等优势，适用于制作高速高频、大功率及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料，广泛运用于移动通讯、卫星通讯、光通讯和 GPS 导航等领域。第三代半导体是以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为代表的化合物半导体，该类半导体材料禁带宽度大于或等于 2.3eV，因此也被称为宽禁带半导体材料。第三代半导体在禁带宽度、击穿电场、热导率、电子饱和速率、抗辐射能力等关键参数方面具有显著优势，满足了现代工业对高功率、高电压、高频率的需求。因此，第三代半导体主要被用于制作高速、高频、大功率及发光电子元器件，下游应用领域包括智能电网、新能源汽车、光伏风电、5G 通信等。