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从芯片产业的三大环节看“中国芯”

2020/6/11 10:00:48   电源在线网
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  在国际半导体的统计分类中,半导体产业只分成四种类型:集成电路,分立器件,传感器和光电子,其中集成电路(Integrated Circuit,简称IC),又叫做芯片,所以说集成电路,IC,芯片,这三个名字都是指一个东西。但是,在我们通常的新闻报道中,却没有分的这么清楚,咱们会把半导体元件统统叫做集成电路,也会把分立器件(包括近日屡次被提起的功率器件)叫做IC、芯片。

  

资料来源:ITTBANK

  目前的全球芯片产业已经发展到了比较成熟的阶段,产业链各环节分工明确,形成了一个清晰又复杂的系统,支持着整个产业发展,产业上下游如下图所示:

  据分析,我国的芯片厂商更多的集中在产业的中下游,即晶圆制造和封装测试,而上游的集成电路(IC,IntegratedCircuits)设计占比较小。

  由于产业联系比较紧密,以下将分立器件和集成电路芯片一起分析,其中上游IC设计环节的统计数据不含分立器件,而中下游环节的晶圆制造和封装测试包含了分立器件。

  1、芯片产业上游:集成电路设计环节落后于硅谷

  集成电路设计是通过先进的半导体技术将核心技术算法、高速运算能力或特定功能高度集成到微小的芯片内,成为电子信息终端和设备的核心,包括计算机、通信设备和终端、汽车电子、消费电子、工业系统和设备、军事系统和终端等,高度渗透到现代社会国民经济和社会发展的每个领域以及每个人的日常工作和生活。因此,IC技术和产业对国家经济发展、现代化建设、国家高科技核心技术发展、社会进步和国家安全十分重要。同时,IC产业的辐射效应十分明显,可有效带动相关软件、制造产业、运营和服务业的发展,与GDP增长联系密切。

  在集成电路设计过程中,需要用到各类编解码技术、深度学习算法技术及信号处理算法技术等,这些核心算法技术和集成电路设计技术决定了芯片产品的性能和市场竞争力。集成电路研发设计企业需要拥有强大的研发能力和多学科领域的综合技术能力。这些知识、技术及技能,需要技术人员持续地进行研发和创新,并在长期的实践过程中逐步积累形成。

  集成电路设计是芯片产业中附加值最高的环节,国内芯片产业在封测环节集中度较高,而电路布图设计环节却远远落后于美国硅谷中的科技公司。

  根据IC Insights调查数据显示,2019年全球IC设计总产值达1,094亿美元,同比增长8%,其中美国囊括了68%的市场占比。

数据来源:IC Insights

  在上述背景下,国内集成电路设计公司成为了资本市场的宠儿,而近日成功过会的力合微和寒武纪就属于这类。

  2、芯片产业中游:晶圆制造业快速发展

  根据SEMI研究数据,从2016年开始,中国大陆开始积极投资建设晶圆厂,陆续掀起建厂热潮,2018年国内晶圆厂建造数量为13座,占到了全球扩产总数的50%,而预计到2020年,中国大陆晶圆厂装机产能达到每月400万片8寸等效晶圆,与2015年的230万相比,年复合增长率为12%,增长速度远远高过其他地区。

资料来源:IC Insights、各大公司官网、网络公开信息、浙商证券研究所

  截至2019年底,中国仍有9座8寸晶圆厂和10座12寸晶圆厂处于在建或者规划状态。另外,由于目前中国大多数12寸晶圆厂处于试量产或者小批量量产状态,处于产能底部。在得到客户的产品验证和市场验证之后,将会迎来产能提升阶段。

  2020年至2022年是中国大陆晶圆厂投产高峰期,以长江存储,长鑫存储等新兴晶圆厂商和以中芯国际,华虹为代表的老牌晶圆厂商均处于产能扩张期,未来3年将迎来密集投产。以12寸等效产能计算,2019年中国的大陆产能为105万片/月,根据浙商证券研究所相关分析,至2022年中国大陆晶圆厂产能将提升至201万片/月。

  3、芯片产业下游:封装测试环节规模仅次于中国台湾

  封装测试环节是我国最早进入芯片产业的切入口,因而也是我国半导体产业链中发展最成熟的环节,增长稳定。封装测试行业分析指出,自2012年以来,我国集成电路封装测试业一直持续保持两位数增长。2019年我国集成电路封装测试业的销售规模为1564.3亿元,同比增长13%。我国大陆在全球半导体封装测试产业领域的销售规模仅次于中国台湾。

  大陆封测企业通过并购和自身研发,迅速拉近与海外企业的差距。例如长电通过并购星科金朋拥有了SIP、TSV、Fan-out等先进封装技术。目前大陆封装龙头的先进封装的产业化能力已经基本形成,只是在部分高密度集成等先进封装上与国际先进企业仍有一定差距。

  小结:

  从我国的芯片产业结构看,下游的封装测试是最早的突破口,目前已经发展的比较成熟;中游的晶圆制造正处于快速扩产中,预计未来3-5年内实现跨越式的发展;上游的集成电路设计仍然处于追赶阶段,只有在部分细分应用有所突破,例如功率器件、物联网和人工智能等。

  总的来看,未来中国芯片产业依然任重道远,但依靠庞大的市场和完整的全产业链优势,国内产业有望得到持续的优化,综合竞争力再提升一个台阶。

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