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【安通工业地产研究中心】半导体产业分析调查

2019-01-22 2967次

新闻

半导体产业分析

半导体行业隶属电子信息产业，属于硬件产业，以半导体为基础而发展起来的一个产业，信息时代的基础。

一、半导体行业做什么的
半导体产业最上游是IC设计公司与硅晶圆制造公司，IC设计公司依客户的需求设计出电路图，硅晶圆制造公司则以多晶硅为原料制造出硅晶圆。中游的IC制造公司主要的任务就是把IC设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司制造好的晶圆上。完成后的晶圆再送往下游的IC封测厂实施封装与测试。

　　1、硅晶圆制造
　　半导体产业的最上游是硅晶圆制造。事实上，上游的硅晶圆产业又是由三个子产业形成的，依序为硅的初步纯化→多晶硅的制造→硅晶圆制造。

　　2、IC设计
　　前面提到硅晶圆制造，投入的是石英砂，产出的是硅晶圆。IC设计的投入则是超强的脑力，产出则是电路图，最后制成光罩送往IC制造公司。

　　3、IC制造：将光罩上的电路图转移到晶圆上
　　IC制造的流程较为复杂，过程与传统相片的制造过程有一定相似主要步骤包括：薄膜→光刻→显影→蚀刻→光阻去除。薄膜制备：在晶圆片表面上生长数层材质不同，厚度不同的薄膜；光刻：将掩膜板上的图形复制到硅片上。光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3，耗费时间约占整个硅片工艺的40～60%。　　

　　4、IC封测：封装和测试
封装的流程大致如下：切割→黏贴→切割焊接→模封。切割：将IC制造公司生产的晶圆切割成长方形的IC；黏贴：把IC黏贴到PCB上；焊接：将IC的接脚焊接到PCB上，使其与PCB相容；模封：将接脚模封起来。

二、半导体发展前景
　　1、2017年全球半导体销售额
　　半导体下游应用需求随宏观经济波动，宏观经济景气，工业制造及居民消费增长推动半导体市场增长，数据显示，全球GDP成长率与半导体市场的成长率关联性十分密切。

2017年上半年全球半导体市场规模为1905亿美元，同比增长21.00%，属2010年以来增长最快、规模最大的半年度市场份额;其中，二季度全球半导体市场规模约为979亿美元，较上季增长5.7%，较2016年第二季同比增长23.0%。

▲图表：2015-2017年全球半导体产业分季度营收规模及增长（单位：亿美元，%）
　　
2、半导体行业发展概况
　　半导体市场分为集成电路、光电器件、传感器和分立元件。集成电路是目前全球半导体市场最主要的产品，占据着80%以上的市场份额，传感器占一成，分立器件占半成，光电器件占3～4%左右；同时，光电器件及传感器正成为带动市场持续增长的热点领域。2016年传感器四场增长率达22%之多。

　　在集成电路领域，微处理器、存储器、逻辑电路及模拟电路是构成市场的四大类主要产品，其中，微处理器及存储器合计占据了一半左右的份额。模拟芯片占18%，逻辑芯片占1/3，2016年模拟芯片增长6%。

　　从市场应用的角度看，通信领域仍为第一大应用市场，占四成市场份额，计算机领域占1/3市场，消费电子占一成，汽车电子、工业和医疗各占7%，政府和军事领域占1%左右。

　　汽车电子开始成为半导体行业企业关注的下一个重要热点，主要原因有，汽车可能成为继电脑、智能手机之后的第三个通用计算平台和互联网入口，汽车自动驾驶技术的发展需要大量芯片支持。

三、半导体产业上下游产业
半导体产业最上游产业是由有色金属冶炼和压延加工业生产加工的硅石，中游设计公司根据下游公司需求设计电路图，半导体产业将设计好的电路图移植到制造好的硅晶圆上。完成后的晶圆再送往下游公司（多为通信和其他电子设备制造业、汽车制造业、电气机械和器材制造业产业）封测厂实施封装与测试。主要生产产品有：IC芯片、液晶屏面板、LED芯片、传感器、电池、手机摄像头、连接器、手机触控等。

四、半导体产业对生产空间的要求
1、生产场地需满足洁净车间要求
1.1洁净车间高度要求
建筑层高是一般为6米，洁净区高度2.4-2.6米，以2.4m为佳，剩余的划归技术夹层。

1.2车间板材多为以下几种材质
EPS彩钢夹芯板
岩棉夹芯彩钢板
机制板夹芯板
纸蜂窝夹芯板
手工企口岩棉板

1.3地面要求为以下几种材质
PVC地板
高架地板
环氧树脂自流平型地流
环氧树脂防静电自流平型

2、洁净车间出入要求
　　2.1半导体洁净车间内部要确保粉尘只出不进，因此洁净车间室内要保持大于大气压的环境，这就需要用大型鼓风机将经净化设备的空气源源输入洁净车间中。

　　2.2为保持恒温恒湿，大型空调设备须搭配前面的鼓风加压系统使用。鼓风机加压多久，空调就得开多久。

　　2.3所有经净化设备的空气流动方向均由上往下为主，因此洁净车间室内空间设计或机台摆放应避免突兀，使尘埃细菌等在洁净车间内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。

　　2.4所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。

　　2.5所有人或事物进出洁净车间，人必须穿配套防尘服，人或事物都要经过风淋室吹淋以将表面粉尘先行除掉。

　　2.6半导体洁净车间内水的使用只限用去离子水。一是防止水中粉粒污染晶圆，二是防止水中重金属离子污染金氧半晶体管结构的带电载子信道，影响半导体组件的工作特性。去离子水是最佳的溶剂与清洁剂，在半导体工业的使用量非常惊人。

　　2.7半导体洁净车间用到的气源，包括吹干晶圆和机台空压所需要的，都需要使用98%氮气，吹干晶圆的氮气甚至要求99.8%以上的高纯氮。