5G产业发展现状与预测

2020年，我国5G基础设施建设全面铺开，工信部数据显示，到2020年底，我国5G基站总数超过60万个。预计到2030年，我国5G基站数量将达到1500万个，5G基础设施累计直接投入将达到4万亿元。

随着5G融合应用的不断发展和演进，在工厂、矿山、港口、医疗、电网、交通、安防、教育、文旅以及智慧城市等10个垂直领域的结合中，逐步获得业界认可，并初步形成了有望规模商用的智慧工厂、智慧矿山、智慧港口、智慧医疗、智慧电网、智慧交通、智慧安防、智慧教育、智慧文旅及智慧城市应用场景。

据测算，未来5G将重点带动制造、交通运输、金融、教育、医疗五大领域增长。其中，5G对制造业直接贡献最高，直接贡献规模将超过5000亿元；而在交通运输领域5G直接贡献规模比4G高出515%，表明5G对交通运输业赋能更加明显。

下面让我们一起来看看

5G及半导体产业各细分领域的发展状况

2.1 5G材料

5G产业链主要包括接入网产业链、承载网产业链和核心网产业链。5G概念主要由5G终端和5G网络组成，其中5G终端主要包括手机和物联网终端等，5G网络主要分为三个领域，分别与通信网络架构一一对应，其中接入网和承载网是最值得关注的。

　　下游领域丰富，多领域需求巨大。据IHS预测，2035年5G在全球创造的潜在销售活动的市场规模将达12.3万亿美元，其中制造业占比最高，预计将达到3.4万亿美元，其次影响最大的分别为信息通信和批发零售业，预计市场规模分别为1.4万亿和1.3万亿美元，其他多个领域均有较大发展空间。

2.1.1微波介质陶瓷

　　5G时代，小型化陶瓷介质滤波器优势明显。传统的滤波器一般由金属同轴腔体实现，通过不同频率的电磁波在同轴腔体滤波器中振荡，保留达到滤波器谐振频率的电磁波，并耗散掉其余频率的电磁波。陶瓷介质滤波器中的电磁波谐振发生在介质材料内部，没有金属腔体，因此体积较上述两种滤波器都会更小。5G时代，Massive MIMO(大规模天线技术)对天线集成化的要求较高，滤波器需要更加的小型化和集成化，为了满足5G基站对滤波器的相关需求，更易小型化的陶瓷介质滤波器有望成为主流解决方案。

　　目前，华为、爱立信已经开始布局陶瓷介质滤波器，其他设备商也在逐步开始采用陶瓷介质滤波器，预计2021年全球主流设备商会逐步采取全陶瓷方案。

　　技术升级支撑产品革新，滤波器行业前景可期。随着5G时代来临，基站滤波器市场有望持续稳定发展。据产业信息网统计，整个5G周期中，预计全球将建设1000万个基站。其中，中国将建设约606万个基站，滤波器总需求将接近600亿元人民币。5G时代巨大的市场增量，将为滤波器行业带来蓬勃发展的良机。随着陶瓷介质滤波器应用的逐步展开，微波介质陶瓷粉末、粘接剂和银浆等上游产品需求有望同步增加。

2.1.2高频基材

　　高频基材是5G通信行业发展的核心材料。PCB(印刷电路板)是电子设备的重要组成，而PCB制造的关键材料为基材，PCB基材包括基板(覆铜箔层压板)、预浸材料(半固化片)和铜箔等。5G时代，传统基材材料一般很难达到高频通信所必需的电性能要求，易产生“失真”现象。因此，为了减少传输过程中产生的损耗，PCB基材要选用低介电常数(Dk)和介质损耗(Df)的高频基材。

　　同等信号覆盖区域所需5G宏基站数量较多，高频覆铜板需求较大。5G波长极短，频率极高，信号趋近于直线传播，绕射和穿墙能力极差，传播介质中的衰减情况严重，因此5G的基站需求量远高于4G时代。根据赛迪顾问数据显示，5G宏基站建设数量约为4G宏基站数量的1.1倍—1.5倍。为了满足5G高频率的特性，高频覆铜板的下游需求将得到释放。

　　微小站建设带来高频高速覆铜板增量需求。与以往的通信建设不同，5G时代更注重于对室内网络的覆盖。因此，5G建设将同时建造宏基站、微基站、皮基站、飞基站，其中微基站、皮基站、飞基站合称微小站。和宏基站相对比，微小站型号小，安装便捷，能够更好对室内网络进行覆盖。因此，微小站的普及和安装，将给高频高速覆铜板带来增量新需求。

　　高频基材应运而生，市场规模持续增加。在5G时代，伴随着高频、高速、高数据量的技术要求，很多原有的中低频通讯材料会被淘汰，高频基材未来用量有望大幅增加；与此同时，Massive MIMO技术的实现使5G基站大幅提高了天线容量；此外，由于高频电磁波本身穿透性差的原因，5G小基站的建设规模会远高于4G时代，这也将进一步推动高频PCB在内的高频通信材料规模的增长。预计2023年，PCB市场规模达到262.4亿元，高频基材市场规模为86.6亿元，市场规模持续增加。

　　随着高频基材需求的不断增加，与其处在同一产业链上的金属铜箔、合成树脂等上游产品需求有望同步增加。

2.1.3塑料天线振子

　　振子是天线内部最重要的功能性部件。传统的振子是采用金属材料压铸成型，或是钣金件、塑料固定件和电路板组合的形式，但振子重量大、成本高、安装复杂。5G时代，对通信质量的要求更高，振子的数量将大幅提升，从原来的一个天线单扇面2- 18个振子，提升到64个、128个，更高甚至达到256个，单个基站的扇面则为3面或6面，对振子的数量需求较高。因此，具有重量轻、零件集成度更高、模块一致性好、生产效率高、生产成本低等特点的塑料天线振子逐渐成为首选方案。

　　相比于现有4G网络(10-40个天线振子)，5G时代由于频段更高且采用Massive-MIMO技术，天线振子尺寸变小且数量将大幅增长。

　　下游需求旺盛，塑料振子市场可达百亿。随着5G布局的逐步展开，基站建设将带动对塑料振子的巨大需求。据中国产业信息网统计，2020年塑料振子市场规模预计将达到12.7亿元，2021年达到23.1亿元，同比增加81.9%，整个5G行业周期内，预计宏基站塑料振子市场规模约100亿元。

2.1.4 LCP与MPI材料

　　随着5G商用化，天线材料市场广阔。天线作为无线通讯中重要的一环，其市场需求将随着5G的逐步推广迎来重大的发展契机。尤其是5G对于高频、高速和小型化的较高要求，催生了LCP材料和MPI材料成为了5G时代天线材料的候选者。

　　LCP和MPI材料优势明显，5G时代有望脱颖而出。随着1G、2G、3G、4G的发展，手机通信使用的无线电波频率逐渐提高，其中5G的频率最高，分为6GHz以下和24GHz以上两种，而目前的5G技术实验以28GHz为主。由于当电磁波频率较高、波长较短时，易于传播介质中衰减，因此对天线材料的要求较高。4G时代的PI膜由于在10GHz以上损耗明显，无法满足5G终端的相关需求，LCP材料则凭借其介子损耗与导体损耗小、灵活性高、密封性好等特性逐步得到应用。但目前LCP造价较高、工艺复杂，MPI有望成为5G时代初期天线材料的主流选择之一。

　　中国LCP材料产能较小，进口依赖严重。从LCP研发进程、产能分布以及产品特点等方面综合判断，现阶段日本LCP产业综合实力更强。沃特股份(002886)自2014年收购三星精密的全部LCP业务后，成为了全球唯一可以连续生产3个型号LCP树脂及复材的企业，目前产能3000吨/年。但其余中国LCP生产企业产能均较小。

　　LCP材料应用广泛，下游需求稳步提升。LCP在电子电器领域，可应用于高密度连接器、线圈架、线轴、基片载体、电容器外壳等；汽车工业领域，可用于汽车燃烧系统元件、燃烧泵、隔热部件、精密元件、电子元件等；雷达天线屏蔽罩、耐高温耐辐射壳体等领域。据前瞻产业研究院统计，2018年LCP材料全球需求为7万吨，预计2020年将达到7.8万吨，随着5G应用的逐步推广，LCP市场将持续稳步增长。

2.1.5 3D玻璃

　　手机后盖去金属化大势所趋，3D玻璃迎发展契机。由于5G采用的大规模MIMO技术需要在手机中新增专用天线，传统的金属后盖会对信号产生屏蔽及干扰，后盖材料去金属化大势所趋。目前主流的材料为玻璃、陶瓷和塑料，但普通的“注塑+喷涂”的技术无法满足5G时代的相关要求，未来的发展趋势是从质感到体验都向金属和玻璃逐步靠近。

　　3D玻璃作为手机外壳材料具有轻薄、透明洁净、抗指纹、防眩光、耐候性佳的优点。目前主流品牌的高端机型大多采用3D玻璃作为前后盖材质。

　　3D玻璃市场逐步渗透，未来市场广阔。据前瞻产业研究院统计，2015-2017年我国3D玻璃市场规模从7.4亿元增长至48.9亿元，年均复合增长率高达156.35%。但目前，3D玻璃价格较高、技术不成熟、产能存在不足，3D玻璃应用有限。随着3D玻璃技术的升级和量产的实现，3D玻璃有望在3C产品尤其是智能手机中得到大规模的应用。到2023年，预计3D玻璃行业市场规模有望超280亿元，较2017年增长近5倍。

半导体产业发展现状与预测

在中美关系紧张的环境下，2020年中国半导体市场异常火热。据天眼查数据显示，截止2020年12月，我国新增超过6万家芯片相关企业，较去年同比增长22.39%。目前全国约有24.4万家芯片相关企业，超2万家芯片相关企业拥有专利。回首半导体行业的发展历程，从70多年前一颗小小的晶体管开始，到如今已经以各种形式渗透与每个人的生活密不可分。

据WSTS的数据，预测2021年全球半导体将增长8.4%，达到4694亿美元，创出历史新高。得益于内存和光电子分类的两位数的增长，对内存的乐观程度与IC Insights保持一致。WSTS还表示，其他所有产品类别和所有地区都有望实现增长。

几天前，SEMI发布了全球半导体设备相关预测，半导体制造设备的OEM（原始设备制造商）2020年的收入将达到689亿美元，比2019年的596亿美元增长了16%。该势头还会保持下去，2021年全球半导体制造设备市场将达到719亿美元，2022年达到761亿美元。

2.2半导体材料

　　半导体材料是产业基石，国产替代迫在眉睫。由于半导体材料领域中高端产品技术壁垒高，目前市场主要被美、日、欧、韩、中国台湾地区等少数国际大公司垄断。我国半导体材料在国际分工中处于低端地位，大部分产品自给率较低，主要依赖于进口，半导体材料关乎产业安全，国产替代迫在眉睫。

2.2.1大硅片

　　硅片也称硅晶圆，是制造半导体芯片最重要的基本材料。硅片直径越大，能刻制的集成电路越多，芯片的成本越低。大尺寸硅片对技术要求高，进入壁垒极高，市场呈寡头垄断的竞争格局。目前中国大陆自主生产的硅片以6英寸(150mm)为主，主要应用领域仍然是光伏和低端分立器件制造，8英寸(200mm)和12英寸(300mm)的大尺寸集成电路级硅片进口依赖严重。

12英寸硅片为先进制程的主流方案。制程20nm以下的芯片性能强劲，主要用于移动设备、高性能计算等领域，包括智能手机主芯片、计算机CPU、GPU、高性能FPGA、ASIC等。

　　制程14nm-32nm的芯片则应用于DRAM、NAND Flash存储芯片、中低端处理器、影像处理器、数字电视机顶盒等产品。45-90nm中高端产品中，12英寸也逐渐成为首选。制程45-90nm的芯片主要用于性能略低，而对成本和生产效率要求高的领域，例如手机基带、WiFi、GPS、蓝牙、NFC、ZigBee、NOR Flash、MCU等。

　　消费升级，终端市场持续向好，硅片需求逐步扩大，12寸硅片市场不断渗透。8英寸和12英寸硅片作为主流硅片产品，在终端市场带动下需求将持续扩大。据SEMI统计，2019年晶圆管面积出货量达11,810百万平方英寸，并预计2023年达到13,761百万平方英寸,增速稳定。同时，全球12英寸硅片市场占比不断提高，预计2021年将达到71.20%，并有望继续扩大。

2.2.2光刻胶

　　光刻胶是微电子技术中微细图形加工的重要关键材料，国内光刻胶自给率较低。光刻胶成本约占整个芯片制造工艺的30%，耗费时间约占整个芯片制造工艺的40%-60%，是半导体制造中最核心的工艺。目前国内光刻胶自给率仅10%，主要集中于技术含量相对较低的PCB领域。G线、I线光刻胶的自给率约为20%，KrF光刻胶的自给率不足5%，12寸硅片的ArF光刻胶目前尚无国内企业可以大规模生产。

　　中国光刻胶集中PCB领域，高技术光刻胶市场份额低。从全球市场来看，LCD光刻胶占比较高，为26.6%，但中国光刻胶市场集中于技术水平较低的PCB领域，占比达94.4%，LCD光刻胶和半导体光刻胶所占份额非常低。

　　全球光刻胶市场预计可达20亿美元，国内市场广阔。2017年，从全球区域市场来看，中国半导体光刻胶市场规模占全球比重最大，达到32%。其次是美洲地区，其光刻胶市场规模占全球比重为21%。据前瞻产业研究院统计，2017年全球半导体光刻胶市场规模达到12亿美元，预期未来市场加速扩张，2023年可达20亿美元。

2.2.3电子特种气体

　　电子气体是指用于半导体及相关电子产品生产的特种气体，被广泛应用于国防军事、航空航天、新型太阳能电池、电子产品等领域，是电子工业体系的核心关键原材料之一。其行业技术壁垒在于从生产到分离提纯以及运输供应阶段，一直受到欧美发达国家的技术封锁，并且行业集中度高，美国气体化工、美国普莱克斯、法国液化空气、日本大阳日酸株式会社和德国林德集团五家公司垄断全球特种气体91%的市场份额，国内相关企业主要集中在中低端市场。

　　下游行业快速发展，电子特气市场规模稳步提升。据中国半导体行业协会统计，2010- 2018年电子特种气体行业市场规模高速增长，2018年达到121.56亿元，同比增长16.1%，2019年市场规模达到152亿元。同时，随着国内晶圆厂陆续投产，电子气体需求有望继续增加，预计2025年集成电路对特种电子气体需求将达到134亿元。

2.2.4高纯溅射靶材

　　高纯溅射靶材是集成电路制造过程中的关键材料。高纯溅射靶材主要是指纯度为99.9%-99.9999%的金属或非金属靶材，应用于电子元器件制造的物理气象沉积工艺，是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。根据应用领域不同，可将其分为半导体靶材、面板靶材、光伏靶材等。高纯溅射靶材技术门槛高、设备投资大，行业集中度较高，前五大厂商占比合计超过80%，主要分布于美、日等国家。

　　下游行业持续放量，半导体靶材市场规模不断扩张。半导体芯片的金属溅射靶的作用是制造金属线，将信息传输到芯片。据SEMI统计，溅射靶材占半导体密封材料市场的2.7%左右。2019年全球溅射靶材市场规模为163亿美元，预计2020年将达到190亿美元；中国半导体用靶材市场规模为47.7亿元，预计2022年将达到75.1亿元。

2.2.5化学机械抛光材料

　　化学机械抛光(CMP)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。抛光材料是CMP工艺过程中必不可少的耗材，但是技术壁垒高且客户认证时间长，一直以来处于寡头垄断的格局。根据功能的不同，抛光材料可划分为抛光垫、抛光液、调节器、以及清洁剂等，其中抛光液占据49%的市场份额，抛光垫占据了33%的市场份额。全球芯片抛光液市场主要被美国、日本、韩国等企业垄断，占全球高端市场份额90%以上。CMP抛光垫方面，陶氏杜邦占79%的市场份额。

　　中国抛光材料市场发展迅速，未来可期。2019年，全球抛光垫和抛光液的市场规模分别为7亿美元和12亿美元，较去年同期有所增长。中国CMP抛光液市场销售规模增长迅速，从2014年的12.1亿元增长到2018年的17.7亿元，年复合增长率为10.0%，预计2023年市场规模将达到24.4亿元。CMP抛光垫过去五年年复合增长率为9.7%，2018年市场规模为10.3亿元，预计2023年市场规模达到14.3亿元。

　　CMP抛光步骤不断增加，CMP材料需求有望继续突破。由于工艺制程和技术节点不同，每片晶圆在生产过程中都会经历几道甚至几十道CMP抛光工艺。随着未来芯片尺寸不断减小的趋势，抛光的步骤将不断增加，相关需求也将不断增加，未来的发展潜力巨大。

2.2.6碳化硅和氮化镓

　　第三代半导体核心材料—碳化硅和氮化镓。第一代半导体材料主要用于分立器件和芯片制造；第二代半导体材料主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，也是制作高性能微波、毫米波器件的优良材料，广泛应用在微波通信、光通信、卫星通信、光电器件、激光器和卫星导航等领域；第三代半导体材料广泛用于制作高温、高频、大功率和抗辐射电子器件，应用于半导体照明、5G通信、卫星通信、光通信、电力电子、航空航天等领域。氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)是第三代半导体材料较为成熟、最具有发展前景的两种材料。

　　第三代半导体投资热度较高。据CASA统计，2019年SiC投资14起，金额220.8亿元，GaN投资3起，金额45亿元，较去年同比增加60%。

　　根据赛瑞研究显示，2017年全球SiC功率半导体市场规模为3.02亿美元，预计2023年达到13.99亿美元，GAGR为29%；2017年全球射频GaN市场规模为3.8亿美元，预计2023年达到13亿美元，CAGR为22.9%。

2.2.7先进封装

　　封装技术地位重要，创新技术不断出现。封装技术伴随集成电路发明应运而生，主要功能是完成电源分配、信号分配、散热和保护。随着芯片技术的发展，封装技术不断革新。封装互连密度不断提高，封装厚度不断减小，三维封装、系统封装手段不断演进。随着集成电路应用多元化，智能手机、物联网、汽车电子、高性能计算、5G、人工智能等新兴领域对先进封装提出更高要求，封装技术发展迅速，创新技术不断出现。

　　市场发展未来可期，产业发展三足鼎立。受5G与电子产品的相关影响，2019年全球封测市场规模达566亿美元，同比增长约1%，随着下游应用的不断放量，封测行业市场有望迎来高增长。目前全球封测产业的主要地区为中国台湾、美国、中国大陆。中国台湾是全球芯片封测代工实力最强的区域，占据一半以上市场份额；美国由于众多IDM龙头企业用自己的封测部门，因此也是全球封测产业的重要参与者。

　　中国封测行业发展迅速。中国大陆近年来积极推进半导体产业发展，封测行业发展迅速，通过自主研发先进封装和海外并购整合，中国大陆封测市场迅速壮大，份额位居全球第二。2019年中国封测市场规模约359亿美元，同比增长约15%，随着5G的进一步推广，未来需求有望继续增加。

5G商用推动半导体发展

5G通信网络相关的行业主要是半导体(半导体是电子的二级子行业)、通信和计算机。这三个行业在5G通信网络中的角色分属于上游原材料，中游本体和下游应用。随着全球主要市场推出5G商用服务，5G智能手机将迎来高速增长期，从而带动半导体行业恢复增长。

5G基站建设、物联网技术成熟、云计算需求增长、通信技术升级等多因素为半导体市场带来显著增量，智能手机、TWS耳机、AR/VR、智能手表、智能电视等多终端技术升级驱动智能终端产业链各环节价量齐升。未来几年，在半导体国产替代叠加智能终端放量的背景下，半导体市场、5G核心硬件、智能终端产业链值得关注。