|
半导体材料 |
|
| 按行业筛选 |
|
|
| 按产品筛选 |
|
|
| |
本产品全部新闻
|
|
|
|
|
中国半导体产业或将踏入战略机遇期 |
|
| http://cn.newmaker.com
1/15/2011 4:05:00 PM
中国工业报
|
|
作者： 邱罡 孟昭莉 张沈伟 许李彦
中国半导体产业将迎来产业发展的重大战略机遇期，这是因为全球半导体产业正在进行产业转移，发达国家在向高端产业链转移的同时，开始将芯片制造业向新兴国家转移。目前，中国半导体产业已经具备了迎接全球半导体产业转移的客观条件。那么，中国半导体产业的机遇何在呢？
太阳能电池产业
产量跃居世界第一产品95%出口
中国太阳能电池产业近年来高速发展，承担了全球近一半的产能，产品主要销往欧洲国家。2009年世界太阳电池总产量为9340MW，中国太阳能电池产量为4382MW，占全球产量的46.92%，居世界第一，但95%以上产品出口国外。
太阳能光伏整体产业最近几年发展势头迅猛，产业链各个环节表现都较为突出。2009年，全国的多晶硅产量已达到1.8万～2万吨，2009年，中国太阳能光伏组件产量为2500MW左右，占全球的3成左右。2009年，太阳能光伏发电安装量为160MW，超过过去几十年累计安装量的总和。
多晶硅原料：过度依赖进口瓶颈或将破解
2008年之前，太阳能上游的多晶硅产业的提纯核心技术主要掌握在国外七大厂商手中。美国的Hemlock、挪威的REC、美国的MEMC、德国的Wacker，以及日本的Tokuyama、Mitsubishi鄄Material和SumitomoTitanium，他们垄断了全球的多晶硅料供应，获得了太阳能产业链中最丰厚的利润。
原料依赖进口是制约中国太阳能电池发展的一大瓶颈。中国虽然已经成为太阳能电池生产大国，但是2007年以前多晶硅供给能力却少得可怜。2007年中国多晶硅需求量超过1万吨，但是供给量却只有1130吨。2008年全年多晶硅需求量超过17000吨，供给量也仅有4110吨，缺口较大，太阳能电池产业原料对进口依赖度较高。这一矛盾在2009年得到很大程度的改善，2010年中国多晶硅供需矛盾基本得以解决。随着前期建设的多晶硅生产线的陆续投产，2009年中国多晶硅需求缺口已经降至6000吨，2010年中国多晶硅供需平衡关系发生逆转，全年多晶硅供给量首次超过需求量。
中国《新兴能源产业发展规划》已经上报国务院，该计划指出，2011～2020年，中国将对能源产业累计直接增加投资5万亿元。根据其具体细分，除核电和水电之外，可再生能源投资将达到2万~3万亿元，其中风电将占约1.5万亿元，太阳能投资则达到2000亿~3000亿元。《新兴能源产业发展规划》初步计划到2020年中国的水电装机容量达到3.8亿千瓦，风电装机1.5亿千瓦，核电装机大约7000~8000万千瓦，生物质发电3000万千瓦，太阳能发电装机容量达到约2000万千瓦。相比2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划与核电中长期发展规划》，风电、太阳能光伏及核电产业发展目标分别为原先规划的5倍、11倍和2倍。
太阳能行业发展的关键技术已经列入国家级研发计划中。中国先后提出了针对薄膜电池、敏化电池技术的973计划。针对基础装备和材料，如碲化镉、硒铟铜、薄膜硅电池的技术已经列入863计划。兆瓦级光伏技术应用和关键技术问题已经列入科技攻关计划。
未来：非晶硅电池更具发展潜力
在太阳能光伏产业链中，多晶硅提纯技术的突破将带来近几年的市场热点。在整个太阳能光伏产业链中，中国企业多数进入的是位于后端的太阳能电池和组件的生产环节，多晶硅提纯环节属于中国制造业技术较为薄弱的环节。中国已投和在建的几十家多晶硅厂，多数采用西门子改良工艺，一些关键技术中国还没有掌握。在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。国内一些企业已将开始小规模尝试物理法提纯多晶硅，一旦技术成熟形成规模生产，多晶硅成本和耗能将大大降低，其投资成本约为西门子的十分之一。
放眼未来十年市场，非晶硅薄膜电池技术将成为业界中的主流技术。对于不同薄膜电池的发展，虽然CIS（铜铟硒）和CIGS（铜铟硒镓）电池转换效率更高，但是工艺的不稳定性和原材料的稀缺性都限制了其发展。CdTe电池已经逐渐被市场所认可，生产也进入了大规模量产阶段，成本仍有下降空间，未来几年市场规模也将继续扩大。不过从长期看，镉的毒性限制了CdTe电池的发展，市场潜力不如非晶硅薄膜电池。镉、砷元素有毒，而铟则是微量元素，地壳中含量相对较少。相比而言，非晶硅电池在原料和工艺稳定性上都更具发展潜力，但非晶薄膜电池的转换效率不高，衰退性能成为限制非晶薄膜电池发展的技术瓶颈。
高亮LED产业
高亮和超高亮LED将以21%的速度递增
目前高亮和超高亮LED已经占到中国LED市场的85%，是中国LED市场的成长动力。2009年，高亮度LED占中国LED市场的72.5%，超高亮LED占比约14%，同比增长18.7%和29.8%，而普通亮度LED市场缩小了6.5%。2012年，中国LED市场将达到402亿元的规模，而其中高亮LED和超高亮LED市场为261.4亿元和88.5亿元，2010~2012年间的平均增长率为21%和38%。
LED照明是高亮和超高亮LED的重要应用市场。LED照明包括景观照明、路灯、汽车照明、室内照明、室内装饰、交通指示灯等。2009年按亮度分，中国LED照明市场中，有20.4%使用了超高亮LED，有68.4%使用了中高亮度LED，而普通LED仅占11.2%。2009~2012年间，中国LED照明市场将保持22%左右的增长速度，2012年市场规模将从2009年的80.5亿元提高到146亿元。
显示背光将成为高亮LED主要的增长市场。中国液晶背光显示市场将强劲增长，2014年销售额将从2010年的4.68亿美元上升到12亿美元，复合年度增长率为25.7%。快速成长的中国电视机市场将给高亮LED带来市场机会，2013年，大陆液晶电视出货量将达到4860万台，LED背光的渗透率约为50%，需要LED97.2亿颗。
技术：自主创新任重道远
中国希望通过开发Si和GaN衬底的功率型GaN基LED，以减少国外专利的限制。蓝宝石和SiC是最常用的两种GaN基LED衬底，但前者的专利技术被日本日亚公司垄断，而后者则被美国CREE公司垄断。
南昌大学与厦门华联电子有限公司合作承担的国家863计划项目“基于Si衬底的功率型GaN基LED制造技术”，已于2010年通过科技部项目验收。
跨国厂商早期在中国建立了LED封装厂，现在正逐渐把外延、芯片等前段制程也转移到中国来，其中以台湾企业最为积极。2009年底，CREE开始在惠州建设
LED芯片厂，这是CREE在北美以外的第一个芯片生产基地，CREE计划将LED外延片加工部分的技术引进中国。2010年5月，力晶半导体产业园LED晶片项目在徐州开工，总投资42亿美元，将建设100条MOCVD蓝光LED晶片生产线，以及8英寸、12英寸晶圆生产线。2010年4月，台湾晶元光电在常州的LED外延和芯片生产基地开始建设，总投资6亿美元，一期总投资3.6亿美元，将投入30台MOCVD外延炉。
展望与建议：大集团可通过并购实现规模扩张
中国LED市场迎来整合，大企业可通过收购中小型LED企业扩大生产规模。CREE自2007年正式并购惠州华刚之后，便延续使用华刚的封装生产线，目前CREE的LED有85%都在惠州作封装。进入LED市场的企业，可以通过收购或参股的方式，扩大产品线，分散生产，降低风险。
芯片企业大规模扩产使得衬底供不应求，LED衬底将是下一个投资热点。2010年4月，晶元光电的蓝宝石衬底项目在常州开工，总投资2亿元，计划1~2年内达到年产120万片蓝宝石衬底的产能，3~5年达到年产300~400万片。2009年9月成立的嘉星晶电总投资1.2亿元，第一期生产线的规模为年产50万片蓝宝石衬底，三年内将扩大到年产180万片。2010年10月，水晶光电宣布拟投资建设年产360万片高亮度LED用蓝宝石衬底项目，投资额为1.09亿元。
高亮和超高亮LED向通用照明、汽车照明等新行业渗透，LED企业需要与下游的灯具、汽车等企业展开合作。这些传统企业拥有资金优势，并且十分关注LED领域，但却缺乏LED方面的技术和经验，为它们提供完善的服务和产品解决方案是关键。2010年8月，佛山照明与美国Bridgelux（普瑞）光电股份有限公司达成初步合作意向，普瑞将为佛山照明提供LED光源模组及照明解决方案。
IGBT产业
车在马前中国企业有望实现技术追赶
IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)是功率器件技术演变的最新产品，是未来功率器件的主流发展方向。预计未来几年IGBT市场增速将达到20%~30%。
国内市场所需的高端电力电子器件90%主要依赖进口，技术上长期受制于人。IGBT供应主要控制在英飞凌、三菱、ABB、富士等外资巨头手中。高铁、智能电网、新能源与高压变频器领域所需的IGBT基本上完全依赖进口。
2010年发改委高技614号文加大了对IGBT等电力电子器件的支持。文件明确支持MOSFET、IGBT等量大面广的新型电力电子芯片和器件的产业化。强调重点解决芯片设计,制造和封装等技术进步问题。2009年《电子信息产业调整和振兴规划》也明确了IGBT等相关产业的发展方向，《规划》提出要提高新型电力电子器件的研发能力，以形成完整配套、相互支撑的产业体系。
技术：国内已具备生产大功率IGBT模块能力
目前国内多晶硅产能上万吨，生产厂商超过10家，多晶硅生产技术也取得长足进步。新光硅业通过改良西门子工艺技术，已具备了多项世界先进技术。新光硅业投资11.21亿元的1000吨多晶硅高技术产业化示范工程项目于2009年5月通过验收，其三氯氢硅精馏、大型节能还原炉、四氯化硅氢化、还原尾气干法回收等具有世界先进水平的关键性技术得以应用。重庆万州大全1500吨多晶硅项目于2008年7月18日在重庆万州正式投产，公司已陆续向无锡尚德、镇江辉煌、浙江昱辉、天威英利等客户提供产品。宁夏阳光2009年全年供应海润科技太阳能级原生多晶硅1000~1200吨，总金额约为27亿元。
国内已具备生产大功率IGBT模块的能力。嘉兴斯达半导体有限公司针对工业应用中的中压大功率驱动市场，推出了1700V、2500V中大功率模块产品，其电流最高可达3600A。通过与国外企业合作，部分企业掌握了先进技术。科达股份由于有美方的强力技术支持，直接利用世界最先进的技术，能够生产出国内同类厂商无法生产的高端产品。南车时代于2008年并购了加拿大Dynex公司，通过此次并购，南车时代集团拥有了生产大功率IG鄄BT、高压电力电子组件等产品的技术和能力。
多晶硅技术创新获突破。江西赛维LDK多晶硅锭生产工艺与设备研究等技术成果达到国际领先水平，生产出世界上第一个800kg多晶硅锭，也是世界上最大的多晶硅锭。新光硅业在四氯化硅热氢化技术上取得突破，成为国内第一个掌握该核心技术的多晶硅企业。
利用外部资源发展大功率器件，并取得技术突破。2008年，南车时代并购加拿大Dynex公司，实现了在功率半导体领域技术和产业的跨越式发展，拥有了生产大功率IGBT、高压电力电子组件等产品的技术和能力，其为高速铁路生产的IGBT，已经通过7MW变流器机组试验，为特高压直流输电工程生产的6英寸高压晶闸管也已投入使用。
引进国外技术，在高端封装技术上实现突破。长电科技通过引进国外专利技术、自主创新以及收购国外集成电路封装技术研发机构，已进入了FCBGA、TSV、MIS等先进的封装技术领域的研发。同时实现了WLCSP、SiP等封装技术成果的产业化。在高密度、系统集成、微小体积封装技术领域已达到国际先进水平。
展望：中国企业或将跻身强手之林
随着中国工业化进程的加快，未来对IGBT等半导体器件的需求将保持快速增长，并成为全球主要市场。预计全球大功率电力电子市场增长的40%～50%会在中国，另外30%在欧洲，20%在美国，以IGBT为代表的大功率半导体器件的销售将大幅增长。
IGBT模块在中国的迅速发展，必将加剧国外产品在中国市场的争夺。随着家电产品对IGBT产品的需求增大，外国企业产品纷纷进入中国市场。变频家电对IGBT需求增大，飞兆、三菱、富士、三洋等IGBT智能模块产品纷纷打入中国市场。相机闪光灯充电器对于IGBT的需求量也很大，东芝、瑞萨等公司都推出了其相机闪光灯用IGBT。
中国企业跻身于世界级功率半导体器件供应商之列，指日可待。IGBT模块在中国的迅速发展，将提升国产IGBT模块的国际地位。随着南车时代、华微电子等中国企业在IGBT领域的突破，国内企业有望借助于国内市场的火爆而实现快速成长。
未来化合物半导体等新材料的应用将把IGBT产业引入一个新的竞争平台，中国企业将与外国企业处于同一起跑线上，前景看好。在传统硅基IGBT产品领域，欧美和日本的公司已经在过去20多年中产生了很多专利，从而形成了技术壁垒。以化合物半导体等新材料为基础的IGBT将产业，将引入一个新的技术平台。采用碳化硅等新材料的半导体器件，具有无需冷却装置的优势，正逐渐引起业界关注，中国企业在新材料形成大规模应用前夕，将有望实现技术追赶。
光通信芯片产业
3G网络总投资将达到2400亿元
光通信是指通过光纤网络传输通信数据信息的通信方式，包括从器件到系统制造等多个环节。光通信产业包括：光器件、光网络系统设备、光纤光缆。
我国已将下一代互联网、数字电视网与第三代移动通信网络并列作为扩大内需的重大投资方向，预期总投资将超过6000亿元。2010年4月，七部委发布《关于推进光纤宽带网络建设的意见》，将在3年内向光纤宽带网络建设投资超过1500亿元，计划到2011年，FTTx用户超过8000万。2010年7月，三网融合试点启动，到2012年，试点地区宽带接入能力超过每秒100Mb/S，城镇新建区域将直接部署光纤宽带，已建区域加快“光进铜退”改造。2010年4月，工信部等部门发布《关于推进第三代移动通信网络建设的意见》，2010~2011年，3G网络建设的总投资将达到2400亿元。
由于全球光通信设备和器件产业在加速向中国转移，中国光通信芯片市场还将受到全球光通信市场需求增长的拉动。根据Ovum－RHK公司估计，2010年全球光传输设备市场超过135亿美元，未来五年里，将保持5%左右的年复合增长率。
竞争：跨国公司与中国企业各显神通
中国市场的光通信芯片主要依赖于外国供应商。Phyworks是全球最大的无源光网络用户端光模块的芯片供应商，对中国出口的各类芯片每月在200万片左右。中国PLC芯片同样主要来自进口。在光有源器件芯片方面，2.5Gb/s及以下速率的LD芯片、APD芯片大部分也依赖进口。
在GPON芯片领域，华为、中兴等设备厂商开始涉足芯片的设计。国内一些在光器件方面领先的企业也开始向上游拓展，在芯片领域取得了一定的突破。武汉电信器件公司（WTD）主要生产光有源器件，也是国内惟一一家完全采用自制DFB激光器、APD探测器管芯生产光有源器件，并且已经实现了规模化生产，其生产的光通信芯片，不但能满足自身需要的90%，而且正在扩大产能，准备对外销售。专门从事芯片研发设计的厦门优迅是国内第一家专业从事光收发芯片研发的公司，芯片出货总量已经超过1000万片。
资金限制以及激烈的市场竞争导致中国芯片制造业难以实现产业化。光器件芯片制造成本主要由人工工资和设备折旧构成，中国劳动力成本相对较低，因此中国从事芯片制造具有成本优势。中国光通信芯片的实验室研究水平和国际先进水平相当，而且也具备相应的人才储备，但主要问题在于难以实现芯片技术的产业化。由于行业总体规模不大，从事芯片研发和生产的主要是民营企业，往往无力筹措上亿元的资金来购买机器设备并建设高标准的超净厂房，以及应对快速变化的技术环境。对于中国企业来说，从事芯片制造往往意味着要面临国外厂商的激烈竞争，而一旦下游需求不能保证，则企业往往难以生存下去。目前国外的PLC芯片提供商一般都还有其他主营业务，并非只有芯片业务，因而可以通过其它业务为芯片业务提供支持。
未来发展：来自于下游企业向上游产业的延伸
全球和中国光通信市场的快速增长带动了对光通信芯片的需求。光通信市场的发展给中国光器件产业带来了发展机遇，而全球光器件产业也在加速向中国的转移。光器件的生产具有劳动密集的特征，中国企业拥有成本优势，主要从事光器件的封装工作。由于在光通信芯片方面主要依赖进口，因此中国光器件企业在市场需求高涨的同时利润空间并不大，芯片成为下游企业竞争力的一个制约因素。
中国光通信芯片产业未来发展可能会主要来自下游光器件和系统设备领域企业向上游的延伸。光器件厂商有较强的动力向上游拓展，国内一些实力较强的光器件厂商有着向上游产业——芯片拓展的强烈的愿望与动力，并将在上游取得突破性进展。对于上游芯片厂商来说，为了应对来自下游的竞争威胁，将会发生更多的并购活动。2010年2月，全球有线和无线通信半导体市场的领导者Broadcom（博通）就收购了领先的以太网无源光网络（EPON）芯片组和软件供应商Teknovus。2010年7月，通信芯片提供商Atheros（创锐讯）支付7200万美元收购了中国PON芯片设计开发商Opulan（普然）。
（作者单位为中国三星经济研究院）
|
对 半导体材料 有何见解？请到 半导体材料论坛 畅所欲言吧！
|
