后摩尔时代

国产替代,弯道超车。

加速实现产业链的国产替代,是我国半导体产业升级的必经之路。国产替代的发展机会:从模拟到数字,从设计到生产,设备,材料,EDA,同时在新兴产业领域能够实现弯道超车。摩尔定律 (Moore’s Law):集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍换。然而近些年,随着芯片工艺不断演 进,硅的工艺发展趋近于其物理瓶颈,晶体管再变小变得愈加困难,成本也愈加 高昂,因此摩尔定律逐渐放缓。同时,随着 5G 及物联网的进一步发展,接入网 络的设备越来越多,对于算力及存储的需求迅速提升,以硅为主体的经典晶体管 很难维持集成电路产业的持续发展,后摩尔时代到来。后摩尔时代的创新,关注新封装、新材料、新架构

新封装:提高效率、降低成本,先进封装前景广阔。随着节点缩小,工艺变得越来越复杂且昂贵,在经典平面缩放耗尽了现有技术资源、应用又要求集成更加灵活和多样化的今天,若在芯片中还想“塞进更多元件”,就必须扩展到立体三维,从异构集成(HI)中找出路。SiP 技术集成度高,研发周期短,可实现 3D 堆叠,且能解决异质集成问题,前景广阔。Chiplett(小芯片/芯片粒/裸芯片)模式能满足现今高效能运算处理器的需求,具备设计弹性、成本节省、加速上市三大优势,SiP 等先进封装技术是 Chiplet 模式的重要实现基础,Chiplet 模式的兴起有望驱动先进封装市场快速发展。

新材料:化合物半导体助力半导体器件实现更高性能,迎来发展契机。目前9 成半导体器件由硅制造,硅材料具有集成度高、稳定性好、功耗低、成本低等优点。但在后摩尔时代,除了更高集成度的发展方向之外,通过不同材料在集成电路上实现更优质的性能是发展方向之一。同时随着 5G、新能源汽车等产业的发展,对高频、高功率、高压的半导体需求,硅基半导体由于材料特性难以完全满足,以 GaAs、GaN、SiC 为代表的第二代和第三代半导体迎来发展契机。

新架构:架构创新迎来黄金时代。以 RISC-V 为代表的开放指令集将取代传统芯片设计模式,更高效应对快速迭代、定制化与碎片化的芯片需求。为应对大数据、人工智能等高算力的应用要求,AI NPU 兴起。存内计算架构将数据存储单元和计算单元融合为一体,能显著减少数据搬运,极大地提高计算并行度和能效。长期来看,量子、光子、类脑计算也有望取得突破。

概念股
公司依托 SiP 等核心电子制造技术,切入苹果等世界知名厂商供应链
SIP封装构建技术壁垒,深度绑定中芯国际形成共振增长
自主研发不断创新,SiP、WLP、2.5D/3D 等封装技术实现量产化
公司封装技术发展路线清晰,强化 WLCSP 封装技术在大尺寸的技术优势,持续推进WLCSP、3D TSV 等先进封装技术研发,加固公司先进封装技术护城河。
与AMD密切合作,现已具备Chiplet先进封装技术大规模生产能力。
公司是整个LED行业的龙头,公司的主要业务包括高端氮化镓LED衬底、外延、芯片;高端砷化镓LED外延、芯片;大功率氮化镓激光器;特别是封装产品应用四个产品方向的研发
SiC
致力打造碳化硅“设备——衬底——外延”的完整产业链,中国顶尖团队致力打造碳化硅的国之重器。(1)在碳化硅长晶炉方面,公司曾与伯恩合作共同布局苹果用蓝宝石业务,依托于历史的蓝宝石业务积累,公司目前战略转型布局碳化硅业务。(2)在碳化硅晶片方面,公司储备国内最早和最顶尖的从事碳化硅晶体生长研究的技术团队——陈之战博士研究团队。与合肥市长丰县人民政府共同投资100亿元建设第三代功率半导体(碳化硅)产业园
华润微 688396
国内首条6英寸商SiC晶元生产线已经量产
拟通过定增收购国盛电子和普兴电子 100%股权。国盛电子及普兴电子是国内领先的硅外延材料供应商,碳化硅外延材料也已具备量产能力。
该研发团队由两位中国台湾的博士牵头,他们曾任职于台湾中央研究院物理研究所,曾赴日本学习碳化硅衬底制造技术,在晶体材料领域有着深厚的功底,年产12万片碳化硅半导体材料项目
SiC衬底
半绝缘型(世界前三)+导电型衬底(募资扩产6英寸),现在将半绝缘一部分产能转换成 6 寸,一个月产出 2000 多片。预计2023~2024年100%达产,形成30万片/年。订单:7月22日签订14亿碳化硅衬底合同,为期3年,每年大概6~7万片。
MEMS
公司从事第三代半导体业务,主要是指GaN(氮化镓)材料的生长与器件的设计,公司已成功研制8英寸硅基氮化镓外延晶圆,且正在持续研发氮化镓器件
公司旗下海威华芯建立了国内第一条6英寸砷化镓/氮化镓半导体晶圆生产线,目前已达到砷化镓2000片/月,氮化镓600片/月的晶圆制造能力,公司部分产品已经实现量产
富满微 300671
LED驱动、电源管理
国内电源管理领军者,主营充电器主控芯片,与oppo合作研发过GaN的充电器
士兰微 600460
IGBT
公司已建成6英寸的硅基氮化镓集成电路芯片生产线,涵盖材料生长、器件研发、GaN电路研发、封装、系统应用的全技术链
公司的产品涉及涉及氮化镓的研发和生产,外延片的技术就是研发氮化镓材料的生长技术
安世半导体生产的GaN产品车载GaN已经开始量产。
车规存储、SRAM第二、DRAM第七
中国RISC-V产业联盟副理事单位,公司展开了基于RISC-V架构的CPU研发。
IP
已经开始推进对Chiplet的布局,开始与全球领先的晶圆厂展开基于5nm Chiplet的项目合作。其中,基于arm的CPU IP Chiplet已经进入了芯片设计阶段,NPU IP Chiplet已经进入了芯片设计及实现阶段。
NOR Flash、DRAM、MCU
是中国RISC-V产业联盟成员。公司与芯来科技联合发布全球首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品。全资子公司思立微正在研发基于基于RISC-V的嵌入式AI处理芯片。
纳思达 002180
打印机
旗下艾派克微电子完成首款自主设计的基于RISC-V内核的CPU,经测试综合性能大大提升。
飞利信 300287
以完全自主知识产权处理器IP核为基础,开发的国产MCU芯片,采用RISC-V指令集。
集成电路板块预研物联网关键芯片包括基于RISC-V指令集架构的物联网微处理器MPU芯片。
智能应用处理器SoC
阿里旗下半导体公司平头哥率先布局开源 RISC-V 架构技术,推出了更开放、更灵活的自研处理器 IP,可满 足不同场景的性能及功耗需求。全志科技已和平头哥达成战略合作,全志将基于平头哥玄铁处理器 IP 研发全新的计算芯片,该芯片将应用于工业控制、智能家居、消费电子等领域,预计未来 3 年出货 5000 万颗。
指纹触控
目前 MCU 产品包括基于 ARM Cortex-M0 内核的 GMF03x 系列 MCU 和基于 RISC-V 架构的高性能、低功耗 GM6x5x 系列指纹算法 MCU。
测试机
同兴达 002845