2020全球半导体市场复苏 新材料成为技术突破重点

半导体是当今信息技术产业高速发展的基础和原动力，已经高度渗透与融合到经济和社会发展的各个领域，其技术水平和发展规模已经成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。

2019年存储器产品大幅降价以及汽车等主要应用市场纷纷疲软不振，全球半导体市场增长乏力，再加上国际经贸摩擦不断升级，直接影响到以全球产业链合作，加剧了全球半导体市场整体疲软。

世界半导体理事会（WSC）数据显示，2019年全球半导体市场规模达到4123亿美元，同比增下降12.0%，是2010年以来下降最快的年份。逻辑电路、存储器、处理器、模拟电路市场规模分别为1065亿美元、1064亿美元、664亿美元、540亿美元。2019年全球存储器电路市场跌幅最大，下降32.7%；模拟电路市场下降8.2%，逻辑电路市场下降2.6%，处理器市场下降1.2%。

当前，新一轮科技革命和产业变革正加速兴起，5G技术正在快速普及，大数据、云计算、物联网、人工智能等信息产业技术快速发展，将持续为半导体产业提供强劲市场需求，全球集成电路产业将迎来新一轮的发展机遇。2019年全球集成电路市场进入调整期，2020年虽然受到新冠肺炎疫情影响，但是全球市场复苏的趋势已经形成。另外，半导体是高度全球化的产业，进一步推动国际合作，鼓励企业全球配置资源，参与全球市场竞争，既有利于集中行业内企业技术资源推动尖端技术开发，也有利于降低研发不达预期所带来的投资风险，降低企业在新兴应用领域创新的试错成本，更有利于提升人力资源使用效率，实现稀缺智力资源的高效利用。

2019年全球半导体市场规模4121亿美元，同比下滑12.0%。全球半导体市场发展呈现出螺旋式上升的发展模式，在放缓或回落后又会重新经历一次更强劲的复苏。2000年互联网泡沫破裂，导致产业有两年的调整，通过积聚能量以及12寸硅片的导入，半导体市场再次快速发展，直至2008年第四季度全球金融危机的爆发，市场进入短暂的调整期。2010年开始，iPhone、iPad等移动终端的崛起，开启移动互联网时代，半导体市场增速达到历史高位，随着存储器的爆发，2017年全球半导体市场突破了4000亿美元。2018年下半年开始，全球半导体市场再次进入调整期。

2019年由于全球固态存储及智能手机、PC需求增长放缓，产品库存高企，导致全球半导体需求市场下滑，存储器市场价格滑坡；加上全球经贸摩擦带来市场的不确定性增加，2019年全球半导体市场大幅萎缩，跌幅达到12.0%，是全球半导体市场近15年来最大跌幅，市场规模回落至4123亿美元。

存储器市场大幅下滑市场份额跌至第二位。半导体产品分为分立器件（Discrete）、光电器件（Opto）、传感器（Sensors）和集成电路四类。2019年集成电路产品市场规模为3333亿美元，占全球半导体市场的80.8%，集成电路市场规模萎缩，跌幅超过15%。集成电路产品主要分为逻辑电路（Logic）、存储器（Memory）、处理器（Memory）、模拟电路（Analog）四类，2019年市场规模分别为1065亿美元、1064亿美元、664亿美元、540亿美元，分别占集成电路市场份额的32.0%、31.9%、19.9%、16.2%。2019年全球存储器电路市场颓势明显，跌幅达到32.7％；模拟电路市场跌幅8.2%，逻辑电路市场跌幅2.6%，处理器电路市场跌幅1.2%。

2019年，在全球半导体市场萎缩的趋势下，分立器件市场规模小幅回落，跌幅为0.8%；光电器件市场强势增长，增速达到9.5%；传感器市场规模小幅上升，增速仅为0.7%。

从区域结构来看，中国已经连续多年成为全球最大的半导体消费市场，2019年中国占比最高达到35.0%，美国、欧洲、日本和其他亚太地区分别19.1%、9.7%、8.7%和27.5%。其中，美国市场份额较2018年大幅下滑，下降３个百分点，其他地区市场份额都较2018年有所增加。

从增速来看，2019年美国市场规模下降幅度最明显，跌幅高达23.7%，高于全球11.7个百分点；其实是日本，跌幅也达到10.0%；欧洲、中国和其他亚太地区跌幅分别为7.4%、9.3%和8.8%。

2019年通信和计算机两大细分市场规模占比最高。2019年通信和计算机依旧保持占据全球半导体最大用量，市场份额分别达到33.0%和28.5%。受益于4G通信技术的普及和5G的应用，通信用芯片的占比从2010年的22.2%增加至2019年的33.0%。PC市场占有率不断被智能手机、平板电脑等新兴电子产品取代，电脑用芯片的市场占有率从2010年的40.9%下跌至2019年的28.5%。

近年来，随着汽车电子化程度普及的增加，汽车半导体发展一直保持着较高的增速，市场份额也逐年提升，市场占比从2010年的7.7%增加至2019年的12.2%。此外，随着物联网和人工智能进程的加速，消费电子市场有回暖趋势，市场份额由2018年的12.3%增加至2019年的13.3%。

2019年中国成为全球产能最高的地区。从2014年前后，中国成为全球最大的消费电子生产国

和消费国，中国半导体产业进入快速发展阶段，现已成为全球最大的半导体市场。全球产能逐步向中国转移，越来越多的企业在中国设厂，国内代工规模也迅速提升。2020年全球有10座新的12英寸晶圆厂进入量产，主要来自三星、SK海力士、长江存储、武汉新芯、华虹宏力等。

全球前五中有四家是从事存储器制造的，约占全球总产能的35%。三星拥有最多的晶圆产能，占全球总容量的15.3％，最主要用于制造存储器，三星正在建设韩国华城和平泽以及中国西安的大型新工厂。SK海力士2019年新建两条产线。全球纯晶圆代工产能较少，约占全球晶圆厂总产能的27％，台积电是世界上最大的纯晶圆代工厂，占全球总产能的12.6％，有两条产线正在建设。

2019年存储器厂商营收大幅下滑，其中SK 海力士下滑幅度最大，跌幅为38%，其次是美光和三星，跌幅分别为32.6%和29.1%。受内存市场下降的冲击，2019年三星电子半导体事业营收骤减，将蝉联2017至2018两年的龙头位置拱手让给英特尔。英特尔凭借AI对数据中心的CPU需求激增，迅速抢占市场，超过了三星，拿到了半导体行业收入的头把交椅。

2019年全球前十大企业中，美国占5家，欧洲占3家，韩国占2家，其中韩国2家分别在第二、三位，欧洲3家企业在最后三位。从营收总值来看，美国5家企业占前十大企业总值的56.2%，韩国2家企业占前十大企业总值的32.1%，欧洲3家企业占前十大企业总值的11.7%。

2019年全球前十大企业中，设计企业2家，总销售收入289.4亿美元，占到前十大企业销售总额的12.5%；IDM企业8家，总销售收入2030.6亿美元，占到前十大企业销售总额的87.5%。前十大企业中营收排名前5的都是IDM企业。

2019年全球研发支出前十大半导体企业研发投入总额较2018年增长了8%，研发投入占比由2018年的57.3%提升至63.1%。这表明头部企业市场集中度进一步提升，市场竞争更加激烈。进入前十的门槛提升到20亿美元。

2015年全球半导体并购达到顶峰之后，并购额连续３年下降，直到2019年开始回暖。并购主要还是在汽车半导体、5G、AI等领域部署，龙头企业通过并购增强实力，为下波半导体市场回暖做准备。

2019年我国集成电路市场规模15093亿元，同比下滑5.9%。

2019年，由于全球存储器价格走低，致使全球半导体行业景气度降低，中国市场也表现疲软，中国集成电路市场规模首次下滑，同比下降5.9%，下降幅度远低于全球的12.0%，表明中国市场需求仍是高于全球其他地区。

2019年，中国集成电路进口额连续３年的快速增长后开始下滑，进口额为3055.5亿美元，同比下降2.1%。集成电路出口额连续３年激增，2019年首次突破1000亿美元，同比增长20%。2019年中国集成电路进出口逆差2039.7亿美元，同比下降9%，为历史上首次收窄。表明国内集成电路企业水平不断提高，市场份额在提升。

2019年集成电路市场产品结构，标准/专用产品占据主要市场份额。2019年，中国集成电路市场中标准/专用产品超越存储器，占据主要市场份额，占比达到31.3%，较2018年提升了5个百分点，市场规模也达到了4720.2亿元，同比增长7.0%。这主要还是得益于消费电子和通信市场需求的增加。

存储器市场大幅下跌，处理器市场保持正增长。2019年，存储器价格走低导致国内存储器市场大幅下滑，同比下降了27.2%，市场份额下降至26.1%，同比下降了7.5个百分点。MPU市场得益于处理器价格提升以及数据中心建设回暖等因素获得正增长，市场增速达到了10.1%。

逻辑电路成为增速最快的产品门类。2019年TWS耳机等IOT产品的爆款，对逻辑电路的需求快速增长。同时中国工业从自动化向智能化的发展进一步深化。智能仪表、智能监控、工业机器人等产品与领域的发展及应用推广等都将极大促进工业控制类集成电路市场的发展，带动了逻辑电路的出货。2019年逻辑电路规模982.2亿元，同比增10.1%。

2019年集成电路市场应用结构，存储器价格下跌导致计算机市场大幅下降。2019年，中国计算机产量为3.4亿台，同比增长8.2%。但受存储器价格下跌等因素影响，中国计算机类集成电路市场销售额同比下滑16.6%，市场份额降至23.9%。厂商方面，虽然Intel依然占据垄断地位，但是AMD凭借其Ryzen系列产品的成功，市场份额获得了快速的提升。韩国厂商Samsung、SK Hynix由于存储器的价格下滑而份额明显下降。

5G正式商用开启通信市场新机遇。2019年，5G牌照正式发放，5G终端开始出货。2019全年中国5G商用2个月、发牌6个月的时间里，中国销售将近1400万部的5G手机，三大运营商年内建设的15万座5G基站也奠定了中国是最大的5G市场。但是手机整体产量以及存储器价格下降，通信市场依旧出现了下滑，同比下降了4.6%。

TWS耳机爆发，消费电子市场增长。2019年，TWS耳机成为消费电子市场的爆款，中国全年出货量约为1.2亿副。以蓝牙耳机为首的IoT设备在2019年持续火热，成为带动消费电子市场发展的主要动力。2019年中国消费电子市场同比增长1.1%。

公共卫生事件在2020全年对半导体行业的影响有限，并未给半导体行业带来重创。2020年全年全球半导体结束低迷迎来复苏，预计2020年销售额将增长3.3%，其中美国和亚太地区的销售额将逐年增长。预计2020年增长率分别达到12.8%和2.6%；而欧洲和日本的销售额将继续下降，分别下降4.1%和4.4%。全球半导体市场增长预计将在2021年加速，欧洲、美国、日本和亚太地区都出现增长，预计全球市场将增长6.2%。

在经历价格大幅下跌之后，2020年存储器价格回升，预计销售额将增长15%，再次成为市场份额最大的半导体产品，也成为全球半导体市场增长的主要动力。相反2019年表现良好的分立器件、光电子器件和传感器产品规模，预计在2020年都出现不同程度的下滑，下降幅度分别达到6.6%，5.1%和2.1%。

异质集成与芯粒技术（Chiplet）成为行业龙头发展热点领域。随着芯片尺寸和制程工艺不断缩小，半导体制造也正面临越来越严峻的挑战，除了研究线宽进一步缩小之外的技术外，其它技术的发展成为延续摩尔定律的关键。众多厂商选择了异质集成技术延续摩尔定律，芯粒（Chiplet）技术即是异质集成技术的一种。Chiplet是将复杂功能进行分解，然后开发出多种具有单一特定功能，可互相进行的模块化组装的“小芯片颗粒”，这些“小芯片颗粒”一般都具备特定的完整功能。目前行业龙头企业都已经积极布局芯粒技术，如台积电的无凸起的系统整合单晶片（System on Integrated Chip，SoICTM）技术，英特尔的Foveros技术等。

摩尔定律将在未来5年内依旧能持续下去。如台积电5nm制程将量产，3nm甚至2nm也都在龙头代工的规划中，说明摩尔定律在未来5年里仍将延续，通过EUV图案化方面的进展以及通过引入能够实现逻辑标准单元缩放的新型设备架构来实现CMOS晶体管的密度遵循摩尔定律，高数值孔径（high-NA） EUV光刻技术将可用于构图该行业1nm节点的最关键层。采用垂直堆叠的纳米片结构可以更有效地利用器件尺寸；利用埋入式电源轨（BPR）技术，释放互连资源以进行路由。

新材料成为未来半导体技术突破的重点。在新材料的应用上，SiGe和III-V族半导体的应用是最有前景的技术，SiGe是FinFET结构一个主要技术领域，尤其在7nm技术平台上SiGe FIN技术能显著提高器件性能。然而SiGe的defect的控制、纳米尺度的电荷输运机制等问题还需要解决。另外碳纳米管材料在未来计算芯片上也有广泛的应用前景，对于5nm节点的器件，碳纳米管晶体管相对于FinFET晶体管更有优势，但是需要解决其生长制造的波动性。还有二维（2D）材料也有非常好的应用前景，当前对二维材料研究还处在材料性质的研究上，比如说二维晶体材料（MoS2，WSe2，BN，石墨烯）的性质。