一文看懂半导体家当「附材料/设备/设计及制造/元器件企业名录」

环球半导体行业市场发卖额统计（十亿美元）

资料来源：维基百科、德勤 图表制作：新材料在线

半导体行业各地发卖额及预测(十亿美元)

资料来源：pwc 图表制作：新材料在线

半导体行业的需求常日由颠覆性的新技能推动。
现在，人工智能将有可能成为推动半导体行业又一个长达十年的增长周期的催化剂。
估量到2022年，与人工智能干系的半导体市场将从目前的60亿美元增长到超过300亿美元，复合年增长率（CAGR）将近50％。

基于此，为了让读者更清晰的理解半导体家当链，下面将从5个方面为大家详细剖析。

01 半导体材料

半导体材料是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类固体材料。

半导体材料以质料分类表

资料来源：维基百科、德勤 图表制作：新材料在线

半导体材料紧张运用于晶圆制造与芯片封装环节。
由于半导系统编制造与封测技能的繁芜性，从晶圆裸片到芯片成品，中间须要经由氧化、溅镀、光刻、刻蚀、离子注入、以及封装等上百道分外的工艺步骤，半导体技能的不断进步也带动了上游专用材料与设备家当的快速发展。

半导系统编制造材料和封装材料分类表

资料来源：方正证券 图表制作：新材料在线

总体来看，根据我国半导体材料细分产品竞争力，目前我们把中国半导体材料家当分为三大梯队。

第一梯队：靶材、封装基板、CMP抛光材料、湿电子化学品、引线框等部分封装材料。

第二梯队：电子气体、硅片、化合物半导体、掩模版。

第三梯队：光刻胶。

只管市场和前景都十分具有吸引力，但短期内海内半导体材料企业在技能实力上仍需提高。

半导体部分材料市场占比

资料来源：CSIA、方正证券 图表制作：新材料在线

附部分半导体材料企业名录

......

2 半导体设备

半导体集成电路制造过程及其繁芜，须要用到的设备包括硅片制造设备、晶圆制造设备、封装设备和赞助设备等。
半导体设备核心装备集中于日本、荷兰、美国、韩国四个地区。

Gartner的数据显示，列入统计的、规模以上环球晶圆制造设备商共计58家，个中日本企业最多，达到21 家，占36%；其次是欧洲的13家、北美10家、韩国7家，中国大陆4家（上海盛美、上海中微、 Mattson（亦庄国投收购）和北方华创，仅占不到 7%）。
荷兰ASML险些垄断了高端领域的光刻机，市场份额高达80%。

半导体设备培植示意图

图表制作：新材料在线

在半导体设备中，晶圆加工设备占紧张地位，占比过半。
此外光刻设备、刻蚀设备和薄膜设备占比也处于紧张地位。

半导体生产设备市场份额占比

资料来源：千数网、 图表制作：新材料在线

附部分半导体设备企业名录

......

03 设计及制造

对付一个半导体器件而言，材料晶格的毛病（晶体毛病）常日是影响元件性能的主因。
目前用来发展高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为柴可拉斯基法（钢铁场常见工法）。
这种工艺将一个单晶的晶种（seed）放入溶解的同材质液体中，再以旋转的办法缓缓向上拉起。
在晶种被拉起时，溶质将会沿着固体和液体的接口固化，而旋转则可让溶质的温度均匀。

硅是如今最常用的半导体材料，从一开始的晶圆加工，到芯片封装测试，直到出货，常日须要6到8周，并且是在晶圆厂内完成。

半导体材料工艺流程

图表制作：新材料在线

附部分半导体设计及制造企业名录

......

04 半导体元器件

半导体元器件便是利用硅晶体、PN结、半导体金属氧化物等材料做的元器件，是利用半导体材料的分外电特性来完成特定功能的电子器件。

半导体的导电性介于良导电体与绝缘体之间，这些半导体材料常日是硅、锗或砷化镓，并经由各式特定的渗杂，产生P型或N型半导体，作成整流器、振荡器、发光器、放大器、测光器等元件或设备。
常见的半导体元件有二极管、晶体管等。

附部分半导体元器件名录

......

05 封装与测试

半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。

封装过程为：

来自晶圆前道工艺的晶滑腻调皮过划片工艺后被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金锡铜铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（Bond Pad）连接到基板的相应引脚（Lead）,并构成所哀求的电路。

然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，常日经由入检（Incoming）、测试（Test）和包装（Packing）等工序。

末了入库出货。

封装研究在环球范围的发展是如此迅猛，而它所面临的寻衅和机遇也是自电子产品问世以来所从未碰着过的。
封装所涉及的问题之多之广，也是其它许多领域中少见的，它是从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到打算力学等一门综合性非常强的新型高科技学科。

半导体封装和测试紧张步骤列表

资料来源：维基百科 图表制作：新材料在线

附部分测试与封装企业名录