2018年我国半导体行业市场运行现状及发展趋势预测【图】

    全球范围来看，2015年至今半导体产业进入了新一轮的扩产周期，根据数据，集成电路设备投资保持着稳定增长的势头，整体规模由360亿美元增长至2018年预计的600亿美元左右。

2011-2018年全球集成电路设备市场规模及增长（左轴：亿美元，右轴：百分比）

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    相关报告：智研咨询发布的《2018-2024年中国半导体行业市场现状分析及投资前景预测报告》

    随着我国不断推动经济转型，改革进入攻坚阶段，发展半导体产业的战略意义愈发凸显。2014年至今，国家在政策层面针对产业制定了多项重大支持政策，自顶向下推动半导体产业发展。

    我们认为，未来三年，全球集成电路产能向中国大陆转移的趋势会加速进行，根据数据，预计2017-2020年间全球投产的半导体晶圆厂有62座，其中26座位于中国，占全球总数的42%。

2010年全球集成电路设备投资占比

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2017年全球集成电路设备投资占比

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    我们认为，半导体设备企业将是这一轮中国“建厂潮”的直接受益对象。根据数据，预计2017年中国大陆晶圆厂设备投资支出金额为67亿美元，而2018年这一数字将达到100亿美元，增长率约50%。

    从细分角度看，全球集成电路设备市场主要由光刻机、沉积设备和刻蚀清洗设备组成，根据数据，三部分占据了约70%的市场份额。

2016年全球集成电路设备市场细分结构

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    在每一个细分方向中，又出现了典型的“赢家通吃”局面，根据统计的全球半导体设备细分领域企业占比，除化学沉积设备以外，其他领域中排名前三的厂商占比均在85%-95%之间，国产设备打破垄断的难度非常巨大。

    我们认为，国产半导体设备对国际龙头企业产品的替代将是一个在未来5-10年内持续性的过程。根据数据，2016年，中国大陆的集成电路设备供货仅占全球市场的0.54%。国内方面，根据报道，本土半导体设备在中国大陆晶圆厂中的占比仅有5%左右，而根据《中国制造2025》的要求，在2020年之前，90-32nm工艺设备国产化率要达到50%，实现90纳米光刻机国产化，封测关键设备国产化率达到50%。在2025年之前，20-14nm工艺设备国产化率达到30%，实现浸没式光刻机国产化。到2030年，实现18英寸工艺设备、EUV光刻机、封测设备的国产化。

2016年全球集成电路设备供货区域分布

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    LED行业的核心在于芯片产业，我们重点研究芯片行业需求的变化情况。回顾LED芯片行业的发展历程，移动终端、DVD播放器、笔记本电脑、电视与照明依次成为行业主要推进因素。当前阶段，正是下游照明应用的快速渗透驱动行业快速增长，未来将出现新的应用需求成为行业发展新的驱动因素。

    LED行业各阶段驱动因素一览

    2016年国内LED照明渗透率提升至42%，全球LED照明渗透率也到了31.3%。LED照明产品具备节能、环保、性价比高等优势，未来在行业标准逐步提升的背景下将成为继白炽灯、节能灯后的市场主流产品。目前，LED照明行业受室内照明、植物照明、车用照明的需求驱动，增速变快，将支撑行业的中短期发展。

全球LED照明渗透率趋势

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    欧盟和美国是国内LED出口的前两大地区，根据前面的判断，欧美政策叠加出口类目吻合，国内主流芯片商，尤其是给海外代工的厂商会深度受益于此趋势。

中国出口LED照明产品占比情况

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    MiniLED能够利用既有的LCD技术基础、结合同样成熟的RGBLED技术，开发出新一代背光设计的面板。从性能上讲，无论是省电、画质、厚度、成本还是异形切割、曲面显示，都可跟AMOLED相媲美，有望成为OLED的潜在竞争方案。一旦MiniLED背光技术规模化应用，将极大提升对LED芯片的消耗。

    过去LCD采用侧光式背光，虽然降低了成本和功耗，但是这种方式最大的弱点是无法对画面某区域进行亮度调节。由于液晶的扭转效应始终无法实现全开关的0，1控制，因此，通常侧光式液晶面板的对比度即使应用调光技术也就不过在几千左右。

    MiniLED把侧光式背光源几十颗的LED灯珠，变成了直下背光源数万颗，采用局部调光设计，其HDR精细度达到前所未有水平。目前MiniLED设计方案分为全彩RGB混光或白光，前者可达到100%NTSC高色域显示，而透过蓝光LED搭配荧光粉的白光MiniLED，则能达到80~90%NTSC显示效果。群创光电在2018年CES展中首度以实机展出10.1寸AMMiniLED，并认为AMminiLED搭配软性基板是作为异型/曲面LCD所需背光源的最佳解决方案。

    根据测算，假设MiniLED在2018年的渗透率为1%，有1500万部手机使用MiniLED背光的屏幕，对MiniLED芯片的需求将达到600亿颗，对应约120万片2寸片的需求。假设2018年有4%的TV面板采用MiniLED背光，对于MiniLED芯片的需求量将达到1000亿颗，对应约200万片2寸片的需求。根据预测，MiniLED的市场空间将在2023年超过10亿美金。

MiniLED在各应用领域的市场规模预测（百万美金）

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    三星在2018年CES展上展出其MicroLED产品“TheWall”，再度将MicroLED这一技术推到风口浪尖。MicroLED可视为微小化的LED，可单独点亮，画质、亮度、反应速度与省电方面表现极佳，被称为是能与OLED抗衡的新型显示技术。在MicroLED显示产品中，每一个像素点都是一颗LED芯片，会成倍放大需求端空间，让众多LED芯片厂商产能迅速消化。

MicroLED与其他显示技术对比

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    MicroLED产业链可以大致分为LED芯片、转移、面板与终端应用四大环节，目前以芯片与应用端推动力度最大，中端环节较为薄弱。从技术方面看，MicroLED受制于巨量转移问题，其产业化还尚未成熟；从经济效益看，主流面板大厂还在大幅筹建OLED产线，尚未对外公开MicroLED的配套计划。对于MicroLED技术，我们认为不排除已有面板厂商布局，加速产业成型。

MicroLED产业链配套分析

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MicroLED巨量转移示意图

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    从终端应用看，MicroLED主要有两大发展趋势，一是由苹果领导的小型可穿戴设备应用，充分发挥其低功耗、高亮度的特性；二是由三星、索尼推出的微距高清晰度大尺寸显示屏。

MicroLED两大发展方向

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    随着未来高世代OLED产线成型、MicroLED技术成熟，大规模物联网设备、智能设备需求涌入，MicroLED在能耗上的优势会逐步凸显。根据预估，MicroLED一旦成型将可能会取代现有显示器零组件，广泛应用于汽车、AR/VR显示屏与户外显示，最终可达300-400亿美元市场规模。

    根据波长的不同，可以将光分为可见光和不可见光，不可见光由红外与紫外组成。紫外光的波长较短，在400nm以下，可细分为UVC、UVB与UVA。尤其是与深紫外线相关的UVC是目前应用最为广泛的领域。深紫外线是指波长小于320nm的光波，在LED领域，主要释放的是UVC范围，多用于杀菌净化、食品保鲜等领域。

    区别于传统可见光LED，深紫外LED在材料与工艺方面均有明显区别，尤其是UVCLED的C波段光线，能有极强的杀菌作用，是医疗健康领域的帮手。有别于汞灯，LED环保安全的优势明显，未来市场有望弹性增长，有望三年突破60亿元。

UV灯主要市场分布

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全球红外LED应用市场规模（百万美元）

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    红外LED（IRLED）除了应用于安全监控之外，其新兴应用包括脸部与虹膜辨识、心跳血氧感测、虚拟实境(AR)、车用感测等，有望带来巨大商机。根据预测，红外LED市场规模也有望在2020年突破7亿美元大关。

各厂商在IRLED领域的布局

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    汽车照明系统按照功能划分可以分为汽车照明灯和汽车信号灯，汽车照明灯包括前照灯、雾灯、牌照灯、仪表灯等，汽车信号灯包括转向信号灯、危险报警灯、尾灯等。我们重点关注汽车前照灯的发展对LED行业的影响，汽车前照灯的演变经历了一个多世纪的技术沉淀，由最初的煤油灯开始，到电气时代的卤素灯泡，到氙气大灯，演变到LED光源。

汽车前照灯的发展历程

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    最初，受制于LED产品亮度与成本的因素，推广并不是太顺利。历时十载，目前LED车灯凭借寿命长、耗能低、光源体积小、成本相对经济等优势将逐步成为汽车照明的主流。

各种汽车前照灯的对比

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    在供需双方共同推动下，LED汽车前照灯的市场规模不断扩大。2016年我国LED车灯市场规模达到53亿元，占汽车照明的15%，预计未来五年复合增速接近60%；全球车用LED市场预计2017年达到28.17亿美元，同比增长14.8%。

国内LED车灯市场规模（亿元）

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2016年国内LED车灯与其他车灯市场规模（亿元）

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    从LED车灯渗透率来看，目前仪表盘的市场渗透率最高，其次是刹车灯、日行灯的渗透率也已经超过30%。LED车灯后续的增长看点主要集中于车外转向灯、前照灯的普及。

原装市场LED车灯的渗透率情况

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    2017年行业内有较多大动作，LED企业纷纷通过设立新厂、收购、增资、企业战略合作等方式加速争夺车用LED照明市场份额。

2017年LED车灯行业重要事件

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    LED发出光的波长可从UVC(约250nm)到红外线(约1000nm)，并且每个LED发出光的波长范围可以很窄，因此LED是一种真正具有频谱控制能力的且非常有效的植物照明光源。在通用照明市场竞争日益剧烈，环保健康问题日益突出的客观环境下，植物照明应用逐渐成为LED发展的方向之一，各照明巨头已纷纷着手布局LED植物照明业务。

    根据研究，预计到2020年，全球植物生长灯市场将超过30亿美元，2016年至2020年年复合增速为12%。

预计2020年各种植物生长灯的市场规模及占比（亿美元）

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LED各子领域的市场空间情况

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    我国LED芯片行业在前两年价格波动中小厂逐步退出，大厂发挥议价能力拉开差距。因此，我们认为未来的市场机遇主要由行业大厂把控，其中代工机遇更是紧握在行业龙头手中。

国内LED芯片行业集中度提升

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    2017年以来，国内LED芯片大厂、封装企业纷纷加码扩产，力求提前释放产能，享受行业红利。相较于海外，国内厂商积极的扩产计划为我国承接LED新增订单提供保障，并且也昭示着业内第二轮比拼正悄然展开。

LED芯片企业扩产计划

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    在国内厂商扩产带动下，我国成为全球LED芯片市场的主要推动区域。结合不同时期LED应用端特性，我国芯片制造实力厚积薄发，从中低端向高端市场迈进，逐步成为LED制造大国。根据高工产研LED研究所的预测，全球LED芯片产值将在2020年达600亿元以上，广阔市场空间将是中国厂商的天下。

全球LED芯片产值及预测（亿元）

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    从原材料成本降低角度看，衬底材料、荧光粉等原材料近几年价格持续降低，外延片的价格则随着MOCVD机器效率的提升而降低，芯片制造成本随着生产效率的提升（2英寸片到4英寸片的升级）也有所降低。

近年来，LED价格随成本下降趋势明显（美元）

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    化合物半导体跟硅半导体有很类似的产业结构，也有芯片设计、晶圆制造、封装测试等角色分工。与硅材料大规模集成电路制造不同，化合物半导体多为分立器件，制造工艺相对简单；另外，由于材料性能差异大，晶圆制造的工艺也有极大的不同，因此化合物半导体有相对独立的产业链。

    无线通讯的普及催生砷化镓代工经营模式。在无线通讯的拉动下砷化镓微波功率半导体需求量快速增长，考虑到半导体制造需要巨额的研发和设备投入，产品价格下降快等因素。而砷化镓专业代工具有较短的设计周期，成本较低且能够快速导入市场，未来在砷化镓整体产业拥有竞争力，砷化镓半导体垂直分工的经营模式出现。

2016年全球砷化镓元件（含IDM）产值分布

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    化合物半导体相比硅材料具有高频率、大功率等优异性能，是未来5G通信不可替代的核心技术，将在5G通信中大量使用。

    根据预测，2020年化合物半导体的市场规模将达440亿美元，复合年增率达12.9%，增速大幅超过整个半导体产业。需要指出的是，除开LED领域外，化合物半导体市场的成长主要归功于数据通讯流量增长，与5G关联的移动互联、无线基站、数据中心需求是主要力量。

    在无线通信领域，射频前端模块是链接收发芯片和天线的必经之路，是无线终端产品（手机、平板电脑等）通信系统和无线连接系统（Wi-Fi、GPS、Bluetooth、NFC、FM）的核心组件。射频前端模块的核心器件包括功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、滤波器、射频开关。

射频前端的结构图

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   根据统计和预测，智能手机射频前端的市场规模在2016年达到101亿美元，预计2022年市场规模将超过227亿美元，复合增长率达到14%。

射频前端各细分零部件市场规模（亿美元）和复合增速

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    射频信号需要被放大到足够的射频功率后才能馈送到天线上辐射出去，射频功率放大器的功能就是在特定频段将信号高效地、线性地放大。三安是国内领先的功率放大器代工平台，目前已经处于微量产阶段，同时其也在重点开发海外高端客户。国内产业链上游也有一批RFPA的设计厂商，包括唯捷创芯、汉天下、锐迪科、中普微、国民飞骧、智慧微电子、宜确半导体等，其产品已经广泛应用于中低端的2G/3G/4G手机及其它智能移动终端，要想进入高端品牌还需要进一步技术和产品升级。我们认为国内企业将从设计至制造，从低端到高端逐步替代海外厂商。目前功率放大器主要有三类，Si基PA、GaAsPA和GaNPA。

各种PA产品对比

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    综合考虑工艺成熟度、成本、性能之后，GaAs为当前最优选择，被广泛应用于手机等消费电子领域。Si基PA与硅集成电路工艺兼容可以将成本做低，主要用于2G手机等中低端消费电子领域。GaNPA性能最好但同时价格也最高，目前主要应用于远距离信号传送或高功率级别（雷达、基站收发台等）领域。从趋势上看，GaAs和GaN将逐步成为主流。

GaAs和GaN将逐步成为主流

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    目前，单个4G手机使用5-7颗PA芯片，其渗透率尚未饱和，渗透率提升将持续驱动行业空间扩大。据预测，5G时代手机内的PA或多达16颗之多，5G通讯将为砷化镓PA芯片应用需求带来更大的增长空间。

    滤波器是一种移除信号中不需要的频率分量，同时保留需要的频率分量的电子元器件。三安光电在滤波器领域也有布局，当前公司已经在香港成立子公司从事滤波器的研发、生产和销售，未来在南安投资的项目中将进一步实现滤波器的研发和制造产业化。

    滤波器类型很多，包括多层陶瓷滤波器、单体式陶瓷滤波器、声学滤波器、空腔滤波器等。在智能手机射频前端领域，主要用SAW（声表面波）滤波器和BAW（体声波）滤波器。滤波器市场的驱动力来自于新型天线对额外滤波的需求，以及多载波聚合（CA）对更多的体声波（BAW）滤波器的需求。滤波器的市场空间将从2016年的52.08亿美金快速成长至在2022年的163.11亿美金，复合增速达到21%。

    SAW滤波器具有设计灵活性大、频率选择性优良（10MHz～3GHz）、输入输出阻抗误差小、可靠性高、制作的器件体小量轻等特点，非常符合手机终端轻薄化、高性能和高可靠等方面的要求。SAW滤波器最大的问题在于处理频率高于1GHz时其选择度下降，在频率达到2.5GHz时，性能会迅速恶化。所以SAW滤波器只能用于2.5GHz以下的GSM、CDMA和3G等标准频带，以及部分4G频带，更高的频段需要使用BAW滤波器。BAW滤波器还有另一个优秀的特性，那就是其边缘斜率极高和抑制能力优秀，这使得它非常适用于上行和下行链路隔离极小以及相邻频带高度拥挤但又需要衰减的情况，所以在载波聚合领域应用广泛。

    先进的通信网络采用MIMO和CA（载波聚合：CarrierAggregation）技术来实现，通过更多的收发通道数以及汇聚更多的频段数来提升系统的速率，而这些技术将显著增加射频滤波器的用量。

单部手机滤波器价值量演变（美元）

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    从滤波器的全球竞争格局上看，美国和日本基本垄断了整个行业。在SAW滤波器领域，日本企业Murata、TDK和TaiyoYuden占据市场80%以上的份额；在BAW滤波器领域，Broadcom和Qorvo两家厂商占据市场90%以上的份额。在国内，SAW滤波器厂商有麦捷科技、中电二十六所、中电德清华莹、华远微电和无锡好达电子，BAW滤波器领域暂时只有部分研究所处于研发阶段。

    未来数据中心市场对于光模块市场空间的拓展在量和价上都有体现。从量上来看，全球数据中心仍处于建设高潮，特别是国内互联网厂商相对于北美互联网厂商仍有很大建设空间，到2020年，数据中心建设量有望持续保持高位。从价上来看，由于规模效应在数据中心建设过程中的效果显著，超大型数据中心逐渐成为数据中心建设的主流，整体看可以有效降低成本。超大数据中心所需的高带宽对于光模块速率的需求提升，100G光模块需求有望从北美数据中心向国内数据中心渗透。与电信市场仍然以1.25G/4.25G/6G/10G等中低速光模块需求为主不同，数据中心市场已经在向40G/100G光模块需求大规模升级。

通信应用各子领域的市场空间情况

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