多維度看中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)格局
多維度看中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)格局
一、什么是半導(dǎo)體？
有人問：有時(shí)候聽人說芯片行業(yè)，有時(shí)候又聽人說半導(dǎo)體行業(yè)，好像他們說的都是一回事？芯片和半導(dǎo)體是不是一回事兒呢？
不知道你是不是也有這樣的問題。其實(shí)啊，這問題很簡(jiǎn)單，芯片和半導(dǎo)體是同一個(gè)事物的兩個(gè)名字，芯片是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品，半導(dǎo)體是用來做芯片的材料。這個(gè)行業(yè)，通俗一點(diǎn)，就叫芯片行業(yè)，學(xué)術(shù)一點(diǎn)就叫半導(dǎo)體行業(yè)，相當(dāng)于土豆和馬鈴薯的區(qū)別。
半導(dǎo)體是什么呢？其實(shí)，半導(dǎo)體是指在常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體是指一種導(dǎo)電性可控，范圍從絕緣體到導(dǎo)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、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域都有應(yīng)用。
二、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)為產(chǎn)業(yè)鏈中游的芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝測(cè)試。
1、IC設(shè)計(jì)（芯片設(shè)計(jì)）
IC設(shè)計(jì)是將系統(tǒng)、邏輯與性能的設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為具體的物理版圖的過程，也是一個(gè)把產(chǎn)品從抽象過程一步步具體化、直至最終物理實(shí)現(xiàn)的過程。整個(gè)IC設(shè)計(jì)過程可以粗略的分為確定項(xiàng)目需求、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、前端設(shè)計(jì)、后端設(shè)計(jì)四部分。
IC設(shè)計(jì)是產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)，影響后續(xù)芯片產(chǎn)品的功能、性能和成本，對(duì)研發(fā)實(shí)力要求較高。IC設(shè)計(jì)行業(yè)中少數(shù)巨頭企業(yè)占據(jù)了主導(dǎo)地位， 其中美國(guó)IC設(shè)計(jì)行業(yè)仍處于領(lǐng)先地位。
美國(guó)芯片企業(yè)市值超過千億美元的企業(yè)有6家，分別是英特爾，英偉達(dá)，博通，IBM，德州儀器，高通。當(dāng)然除了這幾家企業(yè)，還有美光，AMD，賽靈思等。這里英特爾是全球芯片設(shè)計(jì)的老大，還有高通、韓國(guó)的三星。
中國(guó)的芯片設(shè)計(jì)公司非常的多，國(guó)內(nèi)的十大芯片設(shè)計(jì)公司如下，按營(yíng)收規(guī)模排序：華為海思、紫光展銳、中興微電子、華大半導(dǎo)體、智芯微電子、匯頂科技、士蘭微電子、大唐半導(dǎo)體。
海思半導(dǎo)體：是華為子公司，目前世界排名第七的芯片設(shè)計(jì)公司，5nm制程的麒麟9000芯片已經(jīng)量產(chǎn)，與高通、蘋果、三星并肩為全球四大頂尖手機(jī)芯片企業(yè)。海思在射頻芯片領(lǐng)域取得突破，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代。海思已推出SoC網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控芯片、可視電話芯片、DVB芯片、IPTV芯片、通訊基帶芯片巴龍系列、AI處理芯片昇騰系列、服務(wù)器芯片鯤鵬系列、路由器芯片凌霄系列等，華為在安防、手機(jī)處理器、arm架構(gòu)的服務(wù)器處理器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、人工智能、車載導(dǎo)航、多媒體、接口IP、無線終端、家庭設(shè)備、SSD控制和電源管理等多個(gè)領(lǐng)域有了布局。
中興微電子：中興通訊全資子公司，專注于通信芯片的設(shè)計(jì)，聚焦芯片全流程設(shè)計(jì)能力，主要面向公司實(shí)現(xiàn)公司主航道產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先，也有部分自研芯片對(duì)外銷售，包括PON ONU芯片（主要用于光纖寬帶接入產(chǎn)品）和移動(dòng)終端芯片等。
華大半導(dǎo)體：是中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司（CEC）整合旗下集成電路企業(yè)而組建的專業(yè)子集團(tuán)。旗下有三家上市公司資產(chǎn)規(guī)模100 億。在智能卡及安全芯片、智能卡應(yīng)用、模擬電路、新型顯示等領(lǐng)域占有較大的份額。旗下的公司包括積塔半導(dǎo)體、上海貝嶺、晶門科技、華大電子、南京微盟、確安科技和華大智寶。
2、IC制造（芯片制造）
IC制造也叫晶圓代工，生產(chǎn)流程較為復(fù)雜，過程與傳統(tǒng)相片的制造過程有一定相似主要步驟包括：薄膜→光刻→顯影→蝕刻→光阻去除。薄膜制備：在晶圓片表面上生長(zhǎng)數(shù)層材質(zhì)不同，厚度不同的薄膜；光刻：將掩膜板上的圖形復(fù)制到硅片上。光刻的成本約為整個(gè)硅片制造工藝的1/3，耗費(fèi)時(shí)間約占整個(gè)硅片工藝的40～60%。
芯片制造環(huán)節(jié)在研發(fā)方面占整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的13%，但資本投入?yún)s占據(jù)了64%，是典型的資本密集型產(chǎn)業(yè)。根據(jù)芯片產(chǎn)品的復(fù)雜度不同，芯片制造過程會(huì)涉及400-1400個(gè)工藝步驟。臺(tái)積電和三星擬新建的5nm工藝晶圓廠總投資接近200億美元，這么巨額的投資令很多國(guó)家和企業(yè)望而卻步。
晶圓代工作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一種營(yíng)運(yùn)模式,專門從事半導(dǎo)體晶圓制造生產(chǎn),接受其他IC設(shè)計(jì)公司委托制造,而不獨(dú)立從事設(shè)計(jì)。目前，在汽車、消費(fèi)電子等領(lǐng)域芯片供不應(yīng)求的推動(dòng)下，晶圓代工廠的產(chǎn)能持續(xù)緊張，其業(yè)績(jī)也是隨之增長(zhǎng)。根據(jù)TrendForce集邦咨詢最新公布的2021年第三季全球前十大晶圓代工者營(yíng)收排名，國(guó)內(nèi)共有六大晶圓代工上市公司躋身全球前十的業(yè)績(jī)排名，其中包括臺(tái)積電、聯(lián)電、中芯國(guó)際、華虹集團(tuán)、力積電和世界先進(jìn)。
中芯國(guó)際：中國(guó)大陸技術(shù)最先進(jìn)、規(guī)模最大、配套服務(wù)最完善、跨國(guó)經(jīng)營(yíng)的專業(yè)晶圓代工企業(yè)，市占率全球第五。目前臺(tái)積電憑借先進(jìn)的技術(shù)，完成7nm量產(chǎn)，開始5nm和3nm的研發(fā)和生產(chǎn)，而中芯國(guó)際目前只實(shí)現(xiàn)14nm級(jí)量產(chǎn)，與世界第一差距明顯。
華虹集團(tuán)：集團(tuán)內(nèi)有上海華虹宏力、上海華力微電子、上海集成電路研發(fā)中心、華虹計(jì)能、虹日國(guó)際、華虹半導(dǎo)體、華虹科技、華虹摯芯等子公司，集團(tuán)有3條8英寸生產(chǎn)線、3條12英寸生產(chǎn)線，并擁有唯一一家國(guó)家級(jí)集成電路研發(fā)中心。
3、封裝測(cè)試
封裝測(cè)試是將生產(chǎn)出來的合格晶圓進(jìn)行切割、焊線、塑封，使芯片電路與外部器件實(shí)現(xiàn)電氣連接，并為芯片提供機(jī)械物理保護(hù)，并利用集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)提供的測(cè)試工具，對(duì)封裝完畢的芯片進(jìn)行功能和性能測(cè)試。
目前大陸的芯片封裝、測(cè)試整體上已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，產(chǎn)業(yè)鏈條（封測(cè)廠、裝備、材料）比較完整，芯片封測(cè)這一塊在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中，最先完成國(guó)產(chǎn)替代。
在芯片封測(cè)領(lǐng)域，日月光、安靠、江蘇長(zhǎng)電、矽品、力成成為了全球五大芯片封測(cè)巨頭，市場(chǎng)份額占到了70%+，并且在全球十大芯片封測(cè)企業(yè)榜單中，有超過9家企業(yè)來自中國(guó)地區(qū)（含港澳臺(tái)地區(qū)），他們分別為日月光、江蘇長(zhǎng)電、矽品、力成、通富微電、華天科技、京元電子、南茂、顧邦；其中排名第二的安靠為美國(guó)芯片封測(cè)企業(yè)，在全球芯片封測(cè)市場(chǎng)中，我們中國(guó)企業(yè)同樣也占到了高達(dá)80%市場(chǎng)份額，掌控著全球芯片封測(cè)市場(chǎng)。
三、中國(guó)半導(dǎo)體規(guī)模
經(jīng)過多年的努力，特別是在核高基國(guó)家科技重大專項(xiàng)的支持下，我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)品體系不斷豐富和完善，形成了全球最為完整的半導(dǎo)體產(chǎn)品體系之一。不僅在中低端半導(dǎo)體領(lǐng)域具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在高端半導(dǎo)體領(lǐng)域也擺脫了全面依賴國(guó)外產(chǎn)品的被動(dòng)局面。國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品涵蓋了數(shù)字、模擬、數(shù)?；旌?、射頻、功率、計(jì)算、存儲(chǔ)、接品等所有領(lǐng)域。中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)品的發(fā)展已經(jīng)走過了從無到有的階段，正在向從有到好和從好到優(yōu)的目標(biāo)努力。
2021 年全球半導(dǎo)體行業(yè)銷售額4687.78億美元，同比增長(zhǎng)8.72%；中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)銷售額2581.00億美元，同比增長(zhǎng)15.22%，占全球比重達(dá)到55.06%。2021年在半導(dǎo)體產(chǎn)量、出口保持高增長(zhǎng)的同時(shí)，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)中上游對(duì)外依賴度高的問題仍然存在。2021年中國(guó)只有16%半導(dǎo)體是從國(guó)內(nèi)采購(gòu)，要在2025年完成70%的芯片自給率，道阻且長(zhǎng)。
根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)， 2021年我國(guó)進(jìn)口半導(dǎo)體6355億個(gè)，同比增長(zhǎng)16.9%，而進(jìn)口半導(dǎo)體的金額約4400億美元，同比增長(zhǎng)25.6%左右。進(jìn)口半導(dǎo)體的金額占所有進(jìn)口金額的16%，也就是說每進(jìn)口6塊錢的商品中，就有1塊錢是半導(dǎo)體，這個(gè)比例還是相當(dāng)高的。
2021年我們出口半導(dǎo)體為3107億個(gè)，同比增長(zhǎng)了19.6%。而出口半導(dǎo)體金額為1538億美元，同比大漲了32%。半導(dǎo)體出口金額在商品出口總額中占4.6%。
四、中國(guó)半導(dǎo)體未來發(fā)展前景
我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚，現(xiàn)階段我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尚無法滿足國(guó)內(nèi)需求，大量半導(dǎo)體仍依賴進(jìn)口。為鼓勵(lì)、推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)家出臺(tái)了一系列財(cái)政、稅收、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)政策。2020年8月，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策的通知》制定出臺(tái)財(cái)稅、投融資、研究開發(fā)、進(jìn)出口、人才、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、市場(chǎng)應(yīng)用、國(guó)際合作等八個(gè)方面政策措施，大力支持集成電路產(chǎn)業(yè)。
我國(guó)正處在由制造業(yè)轉(zhuǎn)向尖端工業(yè)化的進(jìn)程中，產(chǎn)業(yè)智能化、信息化已經(jīng)成為國(guó)家發(fā)展的重要方向，作為電子系統(tǒng)的“糧倉(cāng)”、數(shù)據(jù)信息的載體，芯片在保證重要信息存儲(chǔ)的可靠性與安全性承擔(dān)著關(guān)鍵作用，但目前我國(guó)芯片自給率較低，中高端芯片均通過進(jìn)口獲取，隨著中美貿(mào)易摩擦頻繁，掌握自主可控存儲(chǔ)技術(shù)的重要性逐步凸顯，未來國(guó)產(chǎn)替代的逐步推進(jìn)及集成電路自給率提升，將帶來我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展機(jī)遇。
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