半導體是指常溫下導電性能介于導體和絕緣體之間的材料。常用的半導體分為元素半導體和化合物半導體。元素半導體是由單一元素制成的半導體材料,主要有硅、鍺、硒。化合物半導體分為二元系、三元系、多元系和有機化合物半導體。二元系化合物半導體包括III-V 族化合物(如砷化鎵、磷化鎵、磷化因等)、II-VI 族化合物(如硫化鎘、硒化鎘、碲化鋅、硫化鋅等)、IV-VI 族化合物(如硫化鉛、硒化鉛等)、IV-IV 族化合物(如碳化硅)。三元系和多元系化合物半導體主要指三元和多元固溶體,如鎵鋁砷固溶體、鎵鍺砷磷固溶體等。有機化合物半導體包括萘、蒽、聚丙烯腈等,尚處于研究階段。
半導體材料歷經三個發展階段,目前,硅是最主要的半導體材料。半導體材料經歷了“硅、鍺——砷化鎵、磷化銦——碳化硅、氮化鎵、氧化鋅、氮化鋁”三個發展階段。其中,因含量豐富、提純簡便、絕緣性能好的特性,硅成為應用最多的半導體材料,95%以上的半導體器件、99%左右的集成電路都由硅半導體材料制造。第二代半導體材料則因電子遷移率高而具有快速傳導電流、極高速率傳輸數據能力,大多用于光通訊、衛星通訊等領域。第三代半導體材料由于具有發光效率高、頻率高等特點,廣泛應用于藍綠紫光的發光二極管、半導體激光器等方面。
半導體產品主要分為四類,即集成電路、光電子器件、敏感器件和分立元件。其中,集成電路是一種微型電子器件或部件,采用一定的工藝把電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互聯,制作在一小塊或幾小塊半導晶片或介質基片上,然后封裝在一個管殼內。按照導電類型劃分,集成電路可分為單極集成電路和雙極集成電路。單極型制作工藝簡單,功耗較低,代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS 等;雙極型工藝復雜,功耗較大,代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL 等。按照功能用途劃分,集成電路可分為邏輯器件、存儲器、微處理器件及模擬器件四大類。其中,邏輯器件可分為標準邏輯IC 和專用邏輯IC,前者通過集成電路的組合實現各類功能,后者指特定用途集成電路,允許用戶自行設計;存儲器分為易失性存儲器和非易失性存儲器,二者的代表產品分別為DRAM、NAND Flash;微處理器件可分為通用高性能微處理器、嵌入式微處理器、數字信號處理器和微控制器等;模擬電路可分為通用型模擬電路(如運算放大器、有源濾波器、數-模/模-數變換器等)、專用型模擬電路(如在音響系統、電視接收機、錄像機等領域專門應用的電路等)以及單片集成系統(如單片發射機、單片接收機等)。
2017 年全球半導體行業收入增速高達22%,全球半導體行業迎來上行周期。根據WSTS 數據顯示,2011-2016 年間,全球半導體行業景氣度下行,自2010 年全球半導體行業收入創32%的高增速之后,在2017 年之前,全球半導體行業收入最高增速為2014 年的10%,其他年份增速緩慢,甚至出現負增長。受益于人工智能、工業互聯網等帶來的強勁半導體需求,2017年全球半導體行業收入又創22%的高增速。
2017 年亞太地區半導體收入占比最高,增幅僅次于美國,位列全球第二。根據WSTS 統計數據,2017 年亞太地區半導體收入占全球半導體總收入的60%,美國、歐洲及日本占比分別為21%、9%、9%。在同比增速方面,2017 年,美國半導體收入增幅最大達35%,亞太地區較2016 年同比增長19%,增速居于全球第二。