【《我国半导体行业发展综述》3100字】

我国半导体行业发展综述1.1半导体行业特征半导体行业的特征主要体现在三个方面。首先，产业覆盖广，半导体行业下游应用场景广泛，涉及工业、汽车、通信、电子等方方面面，其行业整体规模增长会受到全球经济活动的影响，2001-2010年左右，笔记本电脑市场的的迅速发展扩大一直是半导体产品市场增长的强劲动力。智能手机和平板电脑在2011年至2017年左右再次发挥推动半导体行业发展的作用，而自2018年以来，5G、人工智能和物联网等行业和应用场景的发展成为了半导体产业持续增长的主要驱动力。其次，能源消耗量少，半导体产业是低耗能、资源型、环保型产业，技术和资本密集度很高。再次，根据美国半导体产业调查，半导体产业是一个高利润水平产业，数据显示半导体产业、房地产业和汽车产业的市场份额分别为49%、37%和14%，而投资回报率却分别为15%、2.6%和1.7%，这些数据可以显示出半导体产业的利润率相比于传统产业维持在一个较高的水平。1.2半导体行业主要产品从产品端细分来看，半导体产品主要分为四大类别：半导体集成电路产品、半导体光电子器件产品、半导体分立器件产品以及半导体传感器产品。图1.12019年全球半导体行业细分（单位：亿美元）图1.22019年全球集成电路行业细分（单位：亿美元）如图1.1所示，在四类半导体产品中，集成电路产品的生产和销售占半导体产业的80%以上，在半导体产品中所占比例最高。传感器、光电子和分立器件等半导体产品销售额占比较小。细分集成电路行业来看，又以记忆体产品和逻辑电路产品占比最大，如图1.2所示。半导体集成电路产品在半导体行业中占据主要地位，本文将主要关注半导体集成电路芯片产业，进行产业链分析介绍。半导体在专业术语中指的是在常温环境下，导电能力可以受到控制，导电能力处在导体与完全绝缘体之间的一种导体材料。集成电路（IC），或称微电路以及我们平常经常谈到的芯片，是一种通过先进工艺制造的微型电子部件或者电子器件，简单来说，就是把一个功能电路中所需要的电子元件以及线路小型化，并将整个电路制作在小块的半导体晶圆片上，然后安装在一个管壳内形成的微型结构，这个微型结构通过接通到其他产品内部而实现设计的指定功能。当今通常所说的集成电路产品（芯片产品）主要是指制作在半导体材料硅晶片上的半导体集成电路产品。1.3半导体集成电路产业链IIC制造IC设计IC封装IC测试IC产品销售（逻辑IC、存储IC、模拟IC、微处理器）图1.3半导体集成电路产业链半导体集成电路产业链如图1.3所示。集成电路的生产过程主要可以分为三大环节：IC设计、IC制造和IC封测。从国内来看，IC设计收入占比最大，占比42%以上，比例还在逐渐提高，IC制造和IC封测收入规模接近。根据我国半导体行业协会的数据，2020年中国半导体IC产业实现的销售总额为8848亿元，同去年相比增长率为17%。其中，IC设计业销售额为3,778.4亿元，IC制造业为2,560.1亿元，IC封测业为2,509.5亿元，同比增长速度分别为21.3%、19.1%以及6.8%。（1）集成电路设计IC设计可以分为前端和后端，前端负责逻辑实现，后端负责与工艺紧密结合。国内IC设计业快速发展，过去5年保持20%以上的增速。在本土企业中，华为海思是国内领军企业，根据中国半导体协会的预测，2019年因华为针对海思提出的“备胎转正”策略，海思年收入将超800亿元，市占率进一步提升。我国本土IC设计企业的整体集中度较低，百亿收入规模以上的企业屈指可数，排名靠前的企业主要有华为海思（智能手机芯片）、紫薇展睿（移动通讯芯片）以及豪威科技（图像传感器芯片）等。就美国企业来看，2018年博通营收约217.5亿美元、高通约164.5亿美元、英伟达约117.2亿美元，中美IC设计企业的竞争实力仍有很大的差距。（2）集成电路制造IC制造环节主要是指晶圆制造环节，包括硅片制造，及芯片制造涉及沉积和清洗等前步骤。IC制造环节主要在晶圆制造厂进行，晶圆制造厂是制造行为开展的主体，而半导体材料与半导体设备则是过程中不可或缺的支撑项目。在本土晶圆制造企业中，中芯国际是领头羊，2019年在国内IC制造市场的市占率约10%，明显领先于国内其他竞争者。我国大陆IC制造领先企业的集中度较低，前五合计不足20%。世界范围内来看，台积电是晶圆制造领域领先企业，2019年营收约345亿美元，紧随其后的三星营收约128亿美元，格罗方德约57亿美元。在IC制造环节中，半导体材料和半导体设备必不可少，目前我国在半导体制造所需的材料和设备方面，虽然在逐步努力自供，但目前对海外还存在着较高的依赖程度。目前国内在大硅片等半导体材料获取领域，海外提供比例超过90%以上，国内企业存在明显“短板”，但也有一些具备一定规模且未来发展潜力较大的公司，例如沪硅产业以及雅克科技等公司。2012年以来，我国半导体设备市场的增速要明显高于全球水平，但需要注意到半导体设备的自主供给率不足20%，远低于国内芯片整体自给率约60%的水平。就国内企业来看，较为领先的企业有北方华创和中微公司，其他例如上海微电子、盛美半导体等在细分领域有一定的竞争力。从工艺制程来看，中芯国际已经具备14nm制程量产能力，12nm制程进入客户导入阶段；相比之下，英特尔已经具备10nm制程量产能力，三星正在加速7nm及以下的工艺投入，台积电正在加速7nm量产且已经布局5nm和3nm制程；可见大陆晶圆制造厂与台湾、韩国的龙头企业还存在差距。（3）集成电路封测IC封测环节是集成电路制造的后道工序，IC封测可以细分为封装和测试两个环节。封装过程的关键点是通过工艺技术将IC的输入和输出口与整个系统电路板之间实现物理层面以及电气层面的有效互联，保证芯片可以实现设计功能，IC的测试工作则关系到整个集成电路设计流程中的方法面面，每个环节都要成功，所以测试环节是提高芯片成品率的关键环节之一。我国企业在封测领域发展较早，是在芯片生产三大环节中唯一在生产规模和技术上面不落后于世界大厂的环节。以2018年为例，长电科技在全球封测企业中市占率达到11.1%，通富微电和华天科技合计市占率也达到约7.7%，国内前三企业全球市占率达到20%。1.4半导体集成电路行业的产业组织模式集成电路IC的产业组织模式主要可以分为垂直整合模式以及企业间的协作分工模式。（1）垂直整合模式指IDM模式：该模式下的半导体厂商，从集成电路IC设计到、IC制造、IC封装以及IC测试的整个环节都由企业自身负责完成。（2）协作分工模式根据企业负责的模块不同分为Fabless设计型企业、Foundry制造型企业以及OSAT封测型企业。Fabless（设计型企业）：此类公司专注于集成电路产业链前端的设计与研发环节，在IC生产制造、IC封装及IC测试等环节外包给专业的第三方企业代工。Foundry（制造型企业）是指专注于芯片生产制造的企业。OSAT（封测型企业）：是指主要提供芯片封装以及测试服务的企业。目前全球领先的IC企业大部分为IDM厂商，如三星、德州仪器等公司，其优势在于能发挥产业链协同效应，劣势主要在于资产和研发等投入巨大，我国本土的IDM企业包括士兰微、扬杰科技等，整体相对于国外巨头处于起步阶段。Fabless模式下的公司一般属于轻资产公司，这样对企业进入的门槛较低，便于新企业进入IC行业，这也是目前我国大多数集成电路IC企业采用的经营模式，代表企业如英特尔，在我国有紫光展讯、汇顶科技、兆易创新和圣邦股份等；Foundry企业投资规模较大，但也能发挥规模优势，台积电是Foundry企业中的全球领先者，中芯国际则是大陆领先的Foundry企业。OSAT模式知名企业有江苏的长电科技等。半导体产品应用领域广泛，全球来看，半导体产业销售规模呈现不断上涨趋势。经过近几十年中国半导体企业的发展壮大和积累，中国已经产生了很多极具实力与发展前景的半导体企业，且我国半导体行