从1956年兴办榜首个半导体物理专业开端，我国半导体工业萌发于独当一面的愿望，走过草创年代的百废待兴，见证了动乱年代的执着探究，跟从改革开放的脚步一路向前，最总算21世纪建立起完好的工业链体系。芯火相传，玉汝于成。对此，艾瑞发布《我国半导体IC工业研讨陈述》，从半导体中心范畴-集成电路视点动身，剖析我国半导体IC各工业链环节，并依据数字电路与模仿电路给到我国半导体IC产品时机洞悉，为IC工业趋势开展供给剖析判别，期望经过本陈述，为读者呈现我国半导体IC的工业开展进程、工业链商业全景、产品开展时机的多维视角，欢迎各界讨论纠正。
“芯火”-工业布景：自2019年6月科创板开板以来，半导体IC二级商场企业数量增势显着，尤其在IC规划环节企业增势显着。一级本钱商场阅历热心高涨期，2021年迎来新一轮投融资高潮，本钱偏心“短报答周期” 环节，IC规划与设备企业进入出资者视界。2021年我国集成电路工业规划到达10458亿元，其间，IC规划为4519亿元、IC制作为3176亿元、IC封测为2763亿元。
“相传”-工业链条：集成电路工业链条可分为上游软硬件资料及设备层、中游IC规划与出产层及下流IC产品与使用层。半导体IC工业环节进程纷歧，按规划与增量可区分快速开展、平稳开展、战略开展等不同赛道。比照国内外头部企业运营现况可知，我国半导体IC工业链生态建造仍待加强，到达上下协同的规划经济需求时日。
“玉汝”-产品时机：现在我国数字电路商场的产品壁垒因技能生态纷歧而有所差异，未来数据中心、新能源轿车等需求渐涨带来可观增量，但国内高端产品技能与功用距离仍存，把握开展时机需求按部就班；模仿电路商场因交易抵触与缺芯潮打破了传统关闭供应链，为国内企业带来开展的黄金窗口期。国内企业将曾经进精度、速度、安稳性为战略进军高端产品商场。此外，第三代半导体功率器材具有高耐压、高功率、高频率特性，是最能体现宽禁带资料优势的半导体器材，下流新能源轿车、光伏发电等使用需求微弱，商场空间宽广。
“于成” –工业趋势：未来我国半导体IC工业需政府侧、本钱侧、厂商侧多方尽力，把握住第三次半导体工业搬运浪潮。缺芯潮将逐步由全面缺少转向新能源轿车、工业操控、高功用核算等特定范畴，中高端芯片缺货仍将继续。跟着芯片自主化浪潮的继续演进，跨界造芯成为半导体IC职业潮流，终端使用厂商纷繁入局，一起促进我国半导体IC职业生态交融。
依据WSTS世界半导体交易核算安排揭露发表数据，2021年全球半导体产品规划估计已增加到5559亿美元，其间集成电路产品规划为4630亿美元，占比高达83.3%。从产品规划来看，集成电路产品规划长时间占有全球半导体产品规划80%以上，为半导体工业中的中心规划商场。本篇陈述将集成电路商场，即半导体IC（Integrated Circuit），划定为研讨规划，而光电子器材、分立器材与传感器商场不在本篇陈述的研讨规划之内。
纵观半导体工业的开展进程，曩昔几十年以来，半导体芯片技能立异推动了现代技能的革新性前进，从电脑到移动电话到互联网，工业带动效果显着，对国家经济社会开展与科技前进具有重要意义。作为电子信息工业的柱石，半导体以万亿元产量支撑起我国数字经济40多万亿的产量，助力我国经济完成高质量增加。一起，半导体芯片工业是我国科技自立的重要驱动力，不只本身存在巨大的增加远景，更为重要的是芯片是人工智能、量子核算、物联网、虚拟现实等新兴工业开展的根底构件，支撑着新兴工业的开展和传统工业的晋级。此外，半导体带动相关化学工业、软件业等辅佐工业一起开展可增加工作。跟着数字化、智能化浪潮的不断演进，未来半导体工业将在国家科技前进和经济增加中扮演愈加重要的人物。
依据WSTS世界半导体交易核算安排的数据，我国半导体商场出售规划从2014年的913.75亿美元增加至2021年的1925亿美元，年复合增加率为11.23%。跟着消费水平的前进、信息技能的前进和数字经济的飞速开展，我国对半导体产品的需求不断扩展，逐步生长为全球最大的单一半导体出售商场，2021年半导体出售额占全球商场的34.6%。
半导体工业的开展对我国经济增加、工作时机发明、要害技能打破和国家安全至关重要，也是捉住新一轮科技和工业革命前史时机的要害。在疫情冲击，全球交易保护主义升温的布景下，我国火急需求前进芯片自给率，脱节对以美国为主的世界技能的依托。一方面，我国IC进出口长时间存在巨额交易逆差，芯片对外依存度高，高端芯片严峻依托进口；另一方面，依据IC insights的数据，我国IC自给率虽全体呈现上升趋势，但现在依然处于低位，芯片自给率亟待前进。回溯全球半导体工业的开展进程，咱们应当认识到，芯片自给率并不能在短期内完成大幅度前进，需求锲而不舍，久久为功。
自2019年6月科创板开板以来，半导体IC二级商场企业数量增势显着。2019-2021年算计51家半导体IC企业成功上市，其间43家在科创板上市，占比逾越80%。2022年上半年有14家半导体IC企业在科创板成功上市，业务规划触及EDA、IP授权、IC规划等多个工业链环节。从上市企业工业链散布来看，近年来半导体IC上市企业首要会集在IC规划环节，上市企业数量占比到达48.6%，而IP授权与EDA等上游环节上市企业数量稀疏，别离仅占2.9%与0.7%。
获益于科创板开板与国产自主深化推动，半导体IC职业一级商场出资热心自2019年以来继续升温，2021年投融资数量立异高到达232起，同比增加45.9%。从融资次序来看，首要集合于前期（C轮及曾经），算计到达607起，占比到达70.2%，其间pre A-A++融资次序数量最多，占比到达前期（C轮及曾经）融资次序的49.3%。由此看来，工业本钱和创投基金愈加重视对半导体IC工业的提早布局。
依据艾瑞对我国半导体IC企业一二级商场的动态整理，我国半导体IC工业环节中，IC规划坚持最高本钱热度，IC规划企业数量继续上涨，因轻体量与短周期特性招引很多本钱布局；此外，半导体设备获益于工业需求的扩产增加，本钱热度位居第二，以工业价值来看，可关键重视光刻机、刻蚀机与薄膜堆积设备的打破。
历经专项工程期、工业支撑期到国家战略期，半导体工业在我国科技前进和经济增加中的重要性日益凸显，方针支撑力度也不断加大。当时世界环境不确定性上升，半导体工业已成为各国强化布局、打开博弈的关键范畴，因而，预期未来方针将会继续发力支撑半导体工业国产化进程。
集成电路工业链条可分为上游软硬件资料及设备层、中游IC规划与出产层及下流IC产品与使用层。上游软硬件资料及设备包含技能服务、EDA东西授权、半导体设备与半导体资料四类，对应支撑着中游的规划出产层。中游规划与出产层可分为IC规划环节、IC制作环节与IC封测环节，然后由原厂企业经过分销商或直销形式流入下流的产品使用层。
艾瑞研讨院以工业链各环节的商场规划、近三年CAGR、国产自主份额为根底维度，制作出我国半导体IC工业运营全景。从商场规划来说，因为IC规划企业数量敏捷增加，国内IC规划商场规划在2021年到达4519亿元。从增加率来看，设备商场鹤立鸡群，近三年CAGR逾越30%。获益于国内半导体IC工业的继续扩产方案，预期设备商场的高增加仍将继续。
工业链上游EDA东西、资料、设备国内上市企业盈余才能与头部企业无显着距离，均呈现出高毛利、低净利的特色。可是国内技能服务（首要为IP授权）厂商毛利率与净利率大幅度低于头部企业，国内技能服务企业正处于生长时间，出售费用与研制费用偏高，盈余缺乏。工业链中游规划、制作、封测环节国内企业均匀净利率水平坚持安稳、毛利率水平呈现逐层下降趋势，盈余才能全体不及头部企业，国内上市企业高端芯片及先进制程难以打破，规划效应不显着，商场定价才能受限。
EDA东西、IP授权、半导体资料以及设备是整个半导体IC工业的底层要素，技能壁垒高、工艺杂乱且需求长时间技能堆集，难以完成弯道超车。半导体工业链现已完成全球化分工布局，可是底层要素与中心要害技能大部分把握在欧美企业手中。当时中美交易抵触、俄乌抵触等世界事情正在重塑半导体工业全球分工体系，世界局势不确定性上升，国内终端需求继续扩张，我国对半导体工业链的自主可控诉求进一步凸显，完成半导体工业底层要素等要害范畴安全可控需求火急。
集成电路职业在中游工业链运营形式上首要分为笔直整合制作（IDM，Integrated Device Manufacturing）形式、笔直分工形式与轻晶圆厂（Fab-lite）形式。前期，集成电路工业以IDM形式为主，由IC企业自行规划、并将自行出产加工、封装、测验后的制品进行出售。自20世纪60-70年代开端，集成电路工业链开端呈现专业化分工方向，孵化出独立的芯片规划企业（Fabless）、晶圆代工厂与封测代工厂，并构成了新的工业形式，即笔直分工形式。各环节企业运营更灵敏且资金门槛更低，因而笔直分工形式自呈现后不断深化，进入昌盛开展。在21世纪后，半导体IC工业链又呈现了轻晶圆厂形式，介于IDM形式与笔直分工形式之间，或由IDM企业对外代工改变而来，或由笔直分工形式其间之一环节延伸到其他环节改变而来。
获益于笔直分工形式敏捷开展、半导体方针倾向与一级商场出资加持，我国有很多Fabless企业呈现，工业集聚效应进一步显着。依据我国半导体协会CSIA的数据闪现，2021年我国IC规划企业数量已到达2810家，同比增加26.7%，首要为草创、中小企业参局；出售规划为4519亿元，同比增加19.6%，呈现高速开展态势。从产品维度来看，很多中小规划企业扎堆中低端商场，产品同质化带来的价格战进一步揉捏中小企业生存空间，而高端产品商场要看企业技能储备，与国内厂商拼产品“能否做得出”以及产品“能否用的好”，对企业的资金实力、研制团队提出高要求。
依据我国半导体协会的揭露数据，2021年我国IC制作业出售规划已到达3176亿元，在全球缺“芯”的大布景下，IC制作业坚持微弱增加态势，同比增加率到达24.1%。晶圆代工厂的上游收买供货商中心包含IC制作设备与IC制作资料，下流客户中心包含Fabless厂商与IDM厂商（虽自有代工厂，但出于利益考量也会找到IC制作厂商），因而依据上游资金需求与下流工艺相关的工业布景，半导体IC制作职业铸就资金、人才与技能的高壁垒要素。也正因为IC制作环节高壁垒，自前期IDM形式后，笔直分工形式呈现，剥离出独立制作环节厂商，晶圆代工厂规划日益壮大，具有资金实力与客户关系的厂商会进一步扩张建厂、吸纳人才、更新技能，马太效应日益闪现。
相较于其他环节，封装职业进入壁垒较低，因而在我国集成电路开展前期，很多企业挑选以封测环节作为切入口，并不断加强对海内外企业并购动作，以继续扩展公司规划，现我国封测龙头企业已成功步入老练期。依据ChipInsights芯思维研讨院2021年发布的数据，2021年全球Top10企业中，以长电科技、通富微电、华天科技为代表，我国大陆市占率已达20.1%。据CSIA我国半导体协会揭露数据，2021年我国IC封测业出售规划已达2763亿元，同比增加10.1%。未来，跟着摩尔定律极限的迫临，封测技能节点打破难度加大，先进封装技能将成为封测厂商打破开展的方向。而我国IC封装业现在以传统封装为主，全体先进封装技能与世界领先水平仍有必定距离。以三大龙头（长电科技、通富微电、华天科技）为代表的我国企业正经过自主研制和吞并收买，逐步构成先进封装的工业化才能，未来适应封测职业开展趋势，我国封测企业将进一步加强由传统封装到先进封装的才能转化，以取得长足开展。
依据WSTS世界半导体交易核算安排揭露发表数据，2021年全球数字电路商场规划估计到达3880亿美元，占全球集成电路商场规划份额到达84.2%，全球模仿电路商场规划估计到达728亿美元，占全球集成电路商场规划份额为15.8%。从前史开展趋势来看，数字电路与模仿电路的产品规划虽有动摇，但份额长时间安稳在85:15上下。
数字电路首要可分为存储电路、逻辑电路与微型集成电路三大类。依据WSTS世界半导体交易核算安排揭露发表数据，全球逻辑电路产品规划长时间占有三类产品的首位，然后存储电路进入商场增加时间，逐年发力，于2021年成功逾越逻辑电路成为细分产品规划榜首。2021年全球存储电路、逻辑电路与微型集成电路产品规区别离为1582亿美元、1507亿美元与791亿美元。
数字电路传统下流使用会集在核算机、通讯（包含手机）、传统轿车电子、存储等范畴。经过几十年的开展，数字电路在这些范畴的使用现已非常老练，商场现已趋于饱满。2022年3月，国家东数西算工程发动施行，带动区域数据中心建造需求；与此一起，后疫情年代轿车智能化、工业自动化趋势方兴未已，人工智能根底设施建造如火如荼，数字电路迎来增加时机期。
总览国内数字电路厂商的开展现状，在车规MCU、核算机MPU、通用CPU以及DRAM等高端数字电路范畴，国内厂商依然处于开端开展阶段，存在技能落后、产品生态不完善等问题。但国内厂商在低端使用范畴的探究为打破高端堆集了阅历，依托国内IC工业根底，外加IC人才归国潮以及方针资金支撑等盈余，国内厂商可在安定低端商场的一起按部就班，打破先进制程与高端使用范畴。
狭义来看，彻底由模仿电路的根本模块构成的芯片称为模仿芯片；广义来看，依据WSTS界说，设备中50%及以上面积被模仿电路占用的芯片归类为模仿芯片。本篇陈述的研讨范畴为广义规划，将模仿电路产品分为电源链产品与信号链产品，其间信号链产品包含了数模混合信号芯片与射频前端芯片。依据揭露数据发表，2020年电源链产品占有模仿电路商场的近6成，其次为信号链中的射频前端芯片，规划占比为23.2%，最后为信号链产品，规划占比到达17.8%。从使用场景来看，模仿芯片又可分为通用模仿芯片与专用模仿芯片，产品规划占比约为四成与六成，详细散布如下图所示。
模仿芯片产品生命周期长、品类多、迭代慢，客户不会简单替换供货商，因而职业格式安稳，改变多源于企业的吞并收买动作。从全球视角来看，模仿芯片商场格式相对涣散，呈现由欧美系企业主导局势。依据IC Insights数据，2018年至2020年，德州仪器TI、亚德诺ADI稳坐一二把交椅，算计商场份额近三成。总结来看，世界模仿芯片头部厂商前史悠久，依托对模仿技能的原始堆集与产品迭代更新打造出中心竞争力，构建起了模仿芯片职业的护城河。
模仿芯片具有很多商场时机与宽广产品代替空间，且门槛相对较低，易与国产供应链厂商建立友爱合作关系。别的，模仿芯片企业产品一般具有较短研制周期与较长生命周期，可快速协助企业完成盈余并获取高毛利。尽管模仿芯片企业在创业与运营视点均具有较大招引力，但正因为模仿芯片迭代慢、生命周期长的特性，下流客户粘性强，商场供应链长时间处于关闭状况，国产模仿芯片企业很长一段时间难有较大开展与打破。而现在在“交易抵触+缺芯潮”影响下，我国模仿芯片商场正呈现松动，逐步打破了本来关闭的产品供应链，为更多国内模仿芯片企业进入客户供货商名单带来黄金时机。
模仿芯片由低端到高端可区分为消费电子级、工业通讯级和轿车电子级，各使用场景对模仿芯片的精度、速度及安稳性要求顺次递加。现在中美交易抵触叠加结构性缺芯潮，为国产模仿芯片厂商打破高端产品带来了良机。从厂商视点来看，国内模仿芯片头部企业具有资源、技能优势，转型打破相对简单；可是中小型厂商转型压力比较大，或将迎来洗牌期。
从1950年代开端，半导体衬底资料开展至今阅历了三个阶段：以Si为代表的榜首代半导体资料，首要使用于集成电路和低压低频器材；以GaAs和InP为代表的第二代半导体资料，首要使用于光电子和微波射频器材；以SiC、GaN为代表的第三代宽禁带半导体资料，跟着技能与使用日趋老练开端锋芒毕露。第三代半导体包含SiC、GaN、AIN、ZnO、金刚石等。AIN、ZnO和金刚石技能与使用尚不老练，未来3-5年或将迎来技能打破，完成商业化落地；SiC和GaN已规划化使用于射频电子、功率电子和光电子范畴。从工业化落地视点，本专题研讨将聚集于SiC和GaN两种资料。
获益于下流新能源轿车、光伏发电、轨道交通等工业的扩张，第三代半导体功率器材商场规划快速增加。依据Yole的猜测，全球第三代半导体功率器材商场规划将从2021年的10.9亿美元增加至2025年的25.6亿美元，CAGR逾越20%。因为功用显着优于Si基功率器材，未来跟着本钱的进一步下降，第三代半导体功率器材在新能源轿车、光伏发电等范畴有望完成对Si基功率器材的全面代替，商场规划将迎来继续性的高速增加。
半导体和芯片的开展是全工业链合力的成果，非工业链某一环节独立可为。在当时当地寻求税收、工作和产出等相关经济指标的微观趋势下，很简单诱发盲目投入、产能过剩和名不虚传等问题。依据此，咱们提出芯片工业落地的总准则和相关的关键。全体来看当地引进芯片工业应遵从如下过程：
半导体工业出资报答周期长且不确定性高，前期并未遭到过多本钱重视。而获益于国家战略驱动与自主可控工业开展，半导体工业景气量快速前进，近几年本钱很多涌入敏捷炒热商场，头部组织的加注加码更是进一步举高企业估值。但实践半导体IC企业的开展需求步步为营，本钱化进程的加快难以快速催熟企业。二级商场的破发遇冷已对商场敲起警钟，未来本钱出资将不再盲目于赛道与跟风，而是会更垂青标的企业的产品力与持久开展才能。关于正在开展的半导体IC企业来说，需继续加强本身中心技能与竞争性优势以取得本钱喜爱，而没有中心技能的空壳公司终将被筛选，半导体IC商场将迎来新一波洗牌期。
尽管半导体工业出资在热潮涌起后逐步趋于镇定，但在国家自主可控、下流需求激增的大环境下，未来半导体工业仍是出资者可继续重视的黄金赛道。以广泛被看好的轿车电子与工业操控为例，出资者可据商场规划、商场增量、国产代替空间与下流需求容量等视点判别未来增加的主战场，而在判别职业赛道的大方向后，需聚集审慎标的企业的中心竞争力与持久运营才能，从团队才能、项目阅历、工业协作才能、软件生态及客户验证、商场空间、产品才能的六大维度打开全面剖析，找到可并肩作战的优质企业，助力半导体IC企业完成跨越式开展，一起走过半导体IC工业的深水区。
曩昔数十年来，半导体芯片制程工艺根本遵从着摩尔定律在继续推动。可是跟着制程工艺微缩至10nm以内，芯片规划制作本钱快速攀升；一起，杂质涨落、量子隧穿等微观物理效应开端凸显，摩尔定律正在迫临物理、技能和本钱的极限。在摩尔定律迫临极限的趋势下，IC工业正在探究或许的开展方向，经过结构优化和工艺微缩连续摩尔定律是开展方向之一。现在世界上最先进的芯片制程工艺现已到达5nm，国内先进制程依然处于14nm阶段，落后2-3代。因为先进制程首要用于中高端手机AP/SoC、CPU、GPU、ASIC等，而这些商场简直被世界企业彻底占有，因而，国内厂商仍需攻坚克难，奋力追逐，打破先进制程。
Chiplet-SiP形式是业界在扩展摩尔定律（More than Moore）方向上的立异探究，开展潜力巨大，关于国内厂商而言既是时机，也有应战。Chiplet，即工艺和功用不同的芯粒；SiP，即体系封装技能，Chiplet-SiP形式的实质是依据异构集成的体系封装技能将不同功用和工艺的芯粒和元件封装在一起构成能完成完好功用的芯片模块。这一形式能够在前进芯片功用的一起削减规划制作本钱、缩短出产周期，使得芯片制作能够部分绕过先进制程工艺的约束，或为国内半导体工业完成弯道超车带来新的时机。可是，这一形式有赖于体系封装技能和芯粒互联技能的前进，以处理芯粒堆叠带来的传输速度下降和散热等问题，需求进一步探究。
快速链接
下载
公司