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半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體在集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應(yīng)用、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域應(yīng)用。如二管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。無論從科技或是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看，半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或是數(shù)字錄音機(jī)當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著為密切的關(guān)聯(lián)。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、化鎵等，而硅更是各種半導(dǎo)體材料中，在商業(yè)應(yīng)用上具有影響力的一種。
半導(dǎo)體應(yīng)用
半導(dǎo)體在集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應(yīng)用、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域應(yīng)用。
光伏應(yīng)用
半導(dǎo)體材料光生伏應(yīng)是太陽能電池運(yùn)行的基本原理?，F(xiàn)階段半導(dǎo)體材料的光伏應(yīng)用已經(jīng)成為熱門 ，是目前世界上增長快、發(fā)展好的清潔能源市場。太陽能電池的主要制作材料是半導(dǎo)體材料，判斷太陽能電池的優(yōu)劣主要的標(biāo)準(zhǔn)是光電轉(zhuǎn)化率 ，光電轉(zhuǎn)化率越高 ，說明太陽能電池的工作效率越高。根據(jù)應(yīng)用的半導(dǎo)體材料的不同 ，太陽能電池分為晶體硅太陽能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池。
照明應(yīng)用
LED是建立在半導(dǎo)體晶體管上的半導(dǎo)體發(fā)光二管 ，采用LED技術(shù)半導(dǎo)體光源體積小，可以實(shí)現(xiàn)平面封裝，工作時(shí)發(fā)熱量低、節(jié)能，產(chǎn)品壽命長、反應(yīng)速度快，而且綠色環(huán)保無污染，還能開發(fā)成輕薄短小的產(chǎn)品 ，一經(jīng)問世 ，就迅速普及，成為新一代的照明光源，目前已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在我們的生活中。如交通指示燈、電子產(chǎn)品的背光源、城市夜景美化光源、室內(nèi)照明等各個(gè)領(lǐng)域 ，都有應(yīng)用。
大功率電源轉(zhuǎn)換
交流電和直流電的相互轉(zhuǎn)換對于電器的使用十分重要 ，是對電器的必要保護(hù)。這就要用到等電源轉(zhuǎn)換裝置。碳化硅擊穿電壓強(qiáng)度高 ，禁帶寬度寬，熱導(dǎo)性高，因此SiC半導(dǎo)體器件十分適合應(yīng)用在功率密度和開關(guān)頻率高的場合，電源裝換裝置就是其中之一。碳化硅元件在高溫、高壓、高頻的又一表現(xiàn)使得現(xiàn)在被廣泛使用到深井鉆探，發(fā)電裝置中國的逆變器，電氣混動(dòng)汽車的能量轉(zhuǎn)化器，輕軌列車牽引動(dòng)力轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。由于SiC本身的優(yōu)勢以及現(xiàn)階段行業(yè)對于輕量化、高轉(zhuǎn)換效率的半導(dǎo)體材料需要，SiC將會(huì)取代Si，成為應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體材料。

貼片機(jī)國產(chǎn)化的難點(diǎn)與瓶頸
貼片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣，技術(shù)含量高，并能帶動(dòng)精密機(jī)械制造、高精密傳感、高性能馬達(dá)制造、圖像處理、X-Y伺服控制系統(tǒng)、軟件等相關(guān)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。從上世紀(jì)90年代初開始，國內(nèi)先后有原電子部二所、715廠二所、43所、4506廠、熊貓電子、風(fēng)華高科、上?，F(xiàn)代、上海微電子、羊城科技等數(shù)十家企事業(yè)單位嘗試過貼片機(jī)的國產(chǎn)化工作，但至今未有一款國產(chǎn)貼片機(jī)進(jìn)入市場。
比如，1994年，上海無線電設(shè)備廠又與日本合資組裝過貼片機(jī)，后因日方變更而終止；2002年上海微電子裝備公司與上海交大合作制成一臺(tái)貼片機(jī)樣機(jī)，未有商品化的后續(xù)消息；近年，華南理工大學(xué)與肇慶新寶華電子有限公司也對貼片機(jī)進(jìn)行合作開發(fā)。
通過調(diào)研，NEPCON展會(huì)上SMT設(shè)備，主要原因歸納起來有以下幾點(diǎn)：
一是貼片機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高，國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)積累不足。
貼片機(jī)是機(jī)電光等多學(xué)科一體化的高技術(shù)精密設(shè)備，僅元器件就有1到2萬個(gè)，國外貼片機(jī)企業(yè)一般采購其中的70%，另外30%進(jìn)行公司定制，而恰恰是這30%元器件國內(nèi)企業(yè)由于缺乏基礎(chǔ)技術(shù)人才，無法進(jìn)行生產(chǎn)。
二是貼片機(jī)研制費(fèi)用高、投資風(fēng)險(xiǎn)大，民營企業(yè)無法保證持續(xù)的資金投入。
目前，貼片機(jī)生產(chǎn)并未得到的足夠重視。以往國有企業(yè)開發(fā)貼片機(jī)，通常是撥?？盍㈨?xiàng)攻關(guān)，企業(yè)搞出樣機(jī)組織鑒定，然后項(xiàng)目隨之結(jié)束，缺乏持續(xù)創(chuàng)新的動(dòng)力。
民營企業(yè)創(chuàng)新活力強(qiáng)，是目前研制貼片機(jī)的主要力量（國內(nèi)從事SMT設(shè)備制造的廠家有幾百家，幾乎都是民營企業(yè)），但規(guī)模小、實(shí)力有限，缺乏生產(chǎn)樣機(jī)后進(jìn)一步研制與提升的資金投入。
同時(shí)，國內(nèi)企業(yè)一旦新品研制成功，國外企業(yè)便立馬降價(jià)打壓國內(nèi)企業(yè)，導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)研發(fā)資金鏈斷裂，無法在性能日新月異的貼片機(jī)市場競爭中存活。
三是SMT產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不完善。
標(biāo)準(zhǔn)體系是整合供應(yīng)鏈的關(guān)鍵。SMT技術(shù)、新材料和新工藝的快速變化，以及成本和環(huán)保的雙重壓力，迫使產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)頻繁變化，對SMT標(biāo)準(zhǔn)制定提出新的要求。長期以來，我國SMT產(chǎn)業(yè)過度依賴國外IPC標(biāo)準(zhǔn)，未根據(jù)中國SMT產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況制定完備的標(biāo)準(zhǔn)體系。國內(nèi)雖然制定了GB19247、GB3131、QJ165等標(biāo)準(zhǔn)，但存在標(biāo)準(zhǔn)繁雜、不成體系等問題。
此外，國內(nèi)SMT積發(fā)起制定的國際標(biāo)準(zhǔn)也得不到強(qiáng)有力的支持和保護(hù)。比如，IPC-9853個(gè)由中國SMT企業(yè)發(fā)起，歷時(shí)4年制定的IPC標(biāo)準(zhǔn)，但在2013年7月被IPC撤銷，并未作任何說明和解釋，傷害了中國SMT企業(yè)的競爭力。
四是SMT技能人才缺乏。
SMT設(shè)備涉及機(jī)械、電子、光學(xué)、材料、化工、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多學(xué)科。目前，國內(nèi)僅有少數(shù)高校將重點(diǎn)放在工藝設(shè)備開發(fā)或微組裝/封裝領(lǐng)域，與SMT配套的學(xué)科、和教學(xué)體系建設(shè)剛起步，很難滿足SMT行業(yè)發(fā)展需求，同時(shí)行業(yè)對電子制造技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)的牽動(dòng)也不足，制約了SMT制造競爭力的提升。

SMT設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程
自1985年開始引進(jìn)SMT生產(chǎn)線批量生產(chǎn)彩電調(diào)諧器以來，中國電子制造業(yè)應(yīng)用SMT技術(shù)已近30年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國SMT生產(chǎn)線大約5萬條，貼片機(jī)總保有量超過10萬臺(tái)，自動(dòng)貼片機(jī)市場已占全球40%，成為全球大、重要的SMT市場。
焊接、檢測和印刷設(shè)備已經(jīng)接近國際水平。
2005年以來，國內(nèi)SMT設(shè)備企業(yè)在印刷機(jī)、焊接、檢測等SMT設(shè)備方面已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并憑借市場價(jià)格優(yōu)勢占據(jù)70%～80%的國內(nèi)市場份額。
錫膏印刷機(jī)方面，國內(nèi)早由日東研制成功。近年眾多民營企業(yè)參與研制，已有多個(gè)品種問世，達(dá)到世界中上等水平。2006年東莞凱格精密機(jī)械公司推出全自動(dòng)印刷機(jī)，很快成為國內(nèi)。
焊接設(shè)備方面，國內(nèi)研發(fā)與制造起步很早，無鉛焊接設(shè)備已達(dá)到國際水平，成為我國表面貼裝設(shè)備市場中具競爭力的產(chǎn)品。目前，低端市場都由國產(chǎn)占領(lǐng)，市場仍為國外所壟斷（在穩(wěn)定性方面，與國外水平存在一定差距。比如，某國外回流爐廠商橫向溫差僅為0.5度，而國內(nèi)高水平高達(dá)2度）。
AOI設(shè)備方面，2010年之前國內(nèi)AOI市場幾乎由國外20多種設(shè)備壟斷，東莞神州視覺率先研發(fā)成功國內(nèi)款A(yù)OI設(shè)備Aleader系列，至今已累計(jì)銷售4000多臺(tái)，年銷售達(dá)到600~700臺(tái)的水平。
X-Ray檢測設(shè)備方面，國內(nèi)起步較晚，日聯(lián)科技自2006年進(jìn)入該領(lǐng)域以來，已于2008年實(shí)現(xiàn)核心部件的，達(dá)到水平。目前，公司產(chǎn)品年出貨量達(dá)到400多臺(tái)。
貼片機(jī)仍依賴進(jìn)口，其中六成以上來自日本。
貼片機(jī)是SMT生產(chǎn)線為關(guān)鍵、技術(shù)和穩(wěn)定性要求高的設(shè)備。十多年來，中國企業(yè)仍處于摸索階段和樣機(jī)試制階段，一直未推出通過中試的成熟產(chǎn)品，幾乎依靠進(jìn)口（除小型的LED貼片機(jī)）；在華國外企業(yè)將核心貼片機(jī)的生產(chǎn)放
在國外，在華工廠主要負(fù)責(zé)周邊設(shè)備生產(chǎn)及貼片機(jī)維護(hù)、調(diào)試等服務(wù)。
圖2 2001～2013年中國自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口情況
2013年，國內(nèi)自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口金額達(dá)到13.01億美元，進(jìn)口來源國主要為日本，占比達(dá)到65.2%；從韓國、德國、新加坡、美國、荷蘭進(jìn)口占別為17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
圖3 2013年中國進(jìn)口自動(dòng)貼片機(jī)國別和地區(qū)分布

中韓崛起，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭加劇
盡管美國半導(dǎo)體行業(yè)在全球擁有的地位，但它仍面臨著相當(dāng)大的競爭。終端市場（如智能手機(jī)、個(gè)人電腦和消費(fèi)電子產(chǎn)品）的快速產(chǎn)品周期占半導(dǎo)體總需求的一半以上，這意味著美國半導(dǎo)體公司必須每年展開激烈競爭，以贏得每一代新設(shè)備的供應(yīng)合同。
全球行業(yè)分類共有32條半導(dǎo)體產(chǎn)品線，在占全球總需求的61%的其中18條產(chǎn)品線中，每條產(chǎn)品線都至少有一家非美國公司的全球市場份額達(dá)到或超過10%，這些企業(yè)將有可能替代美國供應(yīng)商。
目前，在處理單元（CPU）、圖形處理單元（GPU）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）等產(chǎn)品領(lǐng)域，美國公司的總市場份額超過90%，但即便如此，美國也并不能在這些領(lǐng)域高枕無憂。因?yàn)槿虼罂蛻粼絹碓蕉嗟貫閿?shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)自己的定制芯片，他們?nèi)找鎯A向于優(yōu)化被稱為應(yīng)用集成電路（asic）的芯片，以便在自己的大型硬件設(shè)備中使用。
此外，美國半導(dǎo)體公司面臨著來自韓國和中國日益激烈的競爭。自2009年以來，韓國和中國的市場份額分別增長了12%和3%。與此同時(shí)，美國公司在美國本土市場的競爭也在加劇，歐洲和日本的主要半導(dǎo)體公司正在加大投資力度，通過重大收購擴(kuò)大投資組合和業(yè)務(wù)。
韓國市場份額的增長，在一定程度上反映了市場對存儲(chǔ)產(chǎn)品需求的飆升。韓國兩家公司都是存儲(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域的全球企業(yè)。三星在顯示驅(qū)動(dòng)、圖像傳感器和集成移動(dòng)處理器等一系列半導(dǎo)體產(chǎn)品領(lǐng)域的強(qiáng)勢擴(kuò)張，它既是公司不斷擴(kuò)大的消費(fèi)電子和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件產(chǎn)品組合的內(nèi)部供應(yīng)商，也是其他設(shè)備制造商的商業(yè)供應(yīng)商，這對韓國市場份額的增長做出了貢獻(xiàn)。2019年3月，文在寅指示采取措施，提高該國在全球半導(dǎo)體行業(yè)的競爭力，追趕存儲(chǔ)市場。
自本世紀(jì)初以來，中國從初幾乎沒有任何半導(dǎo)體產(chǎn)品，到現(xiàn)在已經(jīng)在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)方面取得了穩(wěn)步進(jìn)展。幾十年來，發(fā)展國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，減輕對外國供應(yīng)商的依賴，一直是中國的政策重點(diǎn)。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(CSIA)的數(shù)據(jù)顯示，過去五年中，中國半導(dǎo)體企業(yè)報(bào)告的總營收以每年20%以上的速度增長。除去外國半導(dǎo)體公司在中國的活動(dòng)，2018年中國企業(yè)在全球半導(dǎo)體銷售和半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的整體份額僅為3-4%。無晶圓廠設(shè)計(jì)的進(jìn)步為顯著，近年來，中國的無晶圓廠設(shè)計(jì)企業(yè)呈爆炸式增長。CSIA報(bào)告稱，中國目前有1600多家本土企業(yè)，占全球市場的份額總計(jì)13%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2010年的5%。
在需求方面，盡管行業(yè)報(bào)告和媒體經(jīng)常采用各種更高的數(shù)字來衡量中國市場的規(guī)模，我們相信，中國原始設(shè)備制造商（oem）生產(chǎn)的器件中所包含的半導(dǎo)體元件的價(jià)值，是衡量全球半導(dǎo)體需求中真正由中國驅(qū)動(dòng)部分的佳指標(biāo)。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，中國目前占全球半導(dǎo)體需求的23%。這意味著，國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)僅國終端設(shè)備制造商總需求的14%。
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