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半导体行业2023年发展现状与趋势研究报告

第一章行业概况

半导体，一种具备电子流动可控性的电子材料。其独特特性在于

其禁带宽度内，仅有少数电子能被激发，从而呈现导电性。这使得半

导体成为电子学及计算机科学领域至关重要的元素之一。

半导体产业指的是那些从事半导体产品研发、制造和销售的企业

和组织。这一产业兴起于20世纪中叶，伴随着计算机、通信和消费

电子市场的崛起，已成为全球范围内的关键产业之一。半导体生态系

统的上游主要包括半导体材料和设备，而中游则按制造技术可划分为

分立器件和集成电路。

半导体产业的主要成果涵盖集成电路、处理器、存储器、传感器

及光电子设备等领域。这些产品在个人电脑、智能手机、平板电脑、

汽车电子、医疗设备、工业控制等领域广泛应用。

亚洲是半导体产业的主要市场，拥有大量半导体制造工厂和研发

机构，并在生产成本、技术创新和市场需求方面具备竞争优势。

半导体产业发展面临多重挑战和机遇。随着人工智能、物联网和

5G等新兴技术的迅速普及，对更高性能、低功耗半导体产品的需求

不断增加。同时，产业也积极应对环保和可持续发展问题，致力于研

发更环保、高效的生产技术与产品。

图全球半导体发展趋势

制程越来越小，投资额越来越高。例如一条16nm先进制程的半

导体代工厂投资额高达120-150亿美元，全球将只有Intel、台积电、

三星这三家企业可以承担如此巨大的资本开支，其他企业已无力跟进，

先进制造产能将快速集中。

图全球半导体销售额

在半导体产业中，半导体材料作为支撑产业发挥着重要作用。半

导体材料是介于金属和绝缘体之间的导电性材料，其电阻率介于1m

Ω•cm至1GΩ•cm之间，在通常情况下，其电导率随温度升高而增加。

半导体材料被广泛应用于晶体管、集成电路以及光电子器件的制造。

根据化学组成的不同，半导体材料可分为元素半导体与化合物半

导体两大类。硅和锗等元素半导体被称为第一代半导体材料，而砷化

镓（GaAs）、锑化铟（InSb）等化合物半导体则被归为第二代半导体。

第三代半导体材料以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、

金刚石以及氮化铝（AlN）等宽禁带半导体材料为代表。

禁带宽度决定发射光的波长，禁带宽度越大发射光波长越短；禁

带宽度越小发射光波长越长。其它参数数值越高，半导体性能越好。

电子迁移速率决定半导体低压条件下的高频工作性能，饱和速率决定

半导体高条件下的高频工作性能。从表中可以看出，以GaN为代表的

宽禁代半导体在大功率、高温、高频、高速和光电子应用方面远比

Si和GaAs等第一、二代半导体表现出色。与制造技术非常成熟和成

本相对较低的硅材料相比。目前第三代半导体面临的主要挑战是发展

适合GaN薄膜声场的低成本衬底材料和大尺寸的氮化镓体单晶生长

工艺。

由于生产工艺成熟及生产成本低，硅仍然是半导体材料的主体。

95%以上半导体的半导体器件和99%以上的集成电路是用硅材料制作

的。以硅材料为主体，GaAs半导体材料及新一代宽禁带半导体材料

共同发展将成为未来半导体材料业发展的主流。

分立器件产业是半导体行业的一个分支，但也极其重要。半导体

分立器件是指具有固定单一特性和功能，并且其本身在功能上不能再

细分的半导体器件，如晶体管、二极管、电阻、电容、电感等。

集成电路是利用半导体工艺或厚膜、薄膜工艺，将电阻、电容、

二极管、双极型三极管等电子元器件按照设计要求连接起来，制作在

同一硅片上，成为具有特定功能的电路。它实现了材料、元器件、电

路的三位一体，与分立器件组成的电路相比，具有体积小，功耗低、

性能好、可靠性高及成本低等优点。

第二章商业模式和技术发展

2.1半导体产业链

半导体行业受行业本身供需以及新产品周期的影响。历次的金融

危机和泡沫破裂都会使得半导体行业在短期内下降，但是从长期来看，

新产品的推出才是半导体行业持续发展繁荣的内在动力。半导体行业

受行业本身供需以及新产品周期的影响。历次的金融危机和泡沫破裂

都会使得半导体行业在短期内下降，但是从长期来看，新产品的推出

才是半导体行业持续发展繁荣的内在动力。