集成电路行业分析.docx

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集成电路行业分析

集成电路行业分析

集成电路产业的技术水平和产业规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志.

行业概述：

从1958年第一块集成电路发明开始,至今近60年的发展历程中,全球IC产业经历了起源壮大于美国,发展于日本,加速于韩国以与我国##地区的过程,目前整个产业又有向中国大陆地区转移的迹象.

狭义集成电路行业产业链包括芯片设计、制造、封装和测试等环节,各个环节目前已分别发展成为独立、成熟的子行业.按照芯片产品的形成过程,集成电路设计行业是集成电路行业的上游.集成电路设计企业设计的产品方案,通过代工方式由晶圆代工厂商和封装测试厂商完成芯片的制造和封装测试,然后将芯片产成品作为元器件销售给电子设备制造厂商.芯片加工处于芯片产业的中游,封装测试属于芯片行业的体力活.

广义的集成电路行业产业链包括集成电路制造设备〔北方华创〕、加工时用的特种材料〔如强力新材：

专业生产晶圆生产过程用的光刻胶引发剂〕,以与制造本身要用的材料〔如：

##江丰电子材料股份##〔非上市公司〕专门从事超大规模集成电路芯片制造用超高纯金属材料与溅射靶材的研发生产,南大光电主要从事光电新材料MO源的研发、生产和销售,是全球主要的MO源生产商.MO源即高纯金属有机源,是制备LED、新一代太阳能电池、相变存储器、半导体激光器、射频集成电路芯片等的核心原材料〕.

   〔1〕集成电路设计：

集成电路设计企业处于产业链上游,主要根据电子产品与设备等终端市场的需求设计开发各类芯片产品.集成电路设计水平的高低决定了芯片产品的功能、性能和成本.

   〔2〕晶圆制造：

晶圆制造是指晶圆的生产和测试等步骤.

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品.

   晶圆生产是指晶圆制造厂接受版图文件〔GDS文件〕,生产掩膜〔Mask〕,并通过光刻、掺杂、溅射、刻蚀等过程,将掩膜上的电路图形复制到晶圆基片上,从而在晶圆基片上形成电路.一款芯片由晶体管、电容、电阻等各种元件与其相互间的连线组成,这些元件和互连线通过研磨、抛光、氧化、离子注入、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术,在一小块硅单晶片上逐层制造而成.

   晶圆测试〔CP测试〕是指在测试机台上采用探针卡〔ProbeCard〕并利用测试向量对每一颗裸片的电路功能和性能进行测试的过程.

   〔3〕集成电路封装测试：

经过CP测试的晶圆再经过减薄、切割后,可以进行封装、成品测试从而形成芯片成品.

   芯片封装包括包括晶圆切割、上芯、键合、封塑、打标、烘烤等过程.芯片封装使芯片内电路与外部器件实现电气连接,在芯片正常工作时起到机械或环境保护的作用,保证芯片工作的稳定性和可靠性.

   成品测试是利用测试向量对已封装的芯片进行功能和性能测试的过程.经过成品测试后,即形成可对外销售的芯片产品.

2017年中国集成电路产业各产业链结构预测

产业格局：

目前,中国已经成为全球最大的集成电路市场,但中国集成电路与其生产设备产业和西方差距还是很大的,每年集成电路的进口量很大,已成为中国进口的第一大商品.相比之下作为第二大进口商品的石油,由于油价大跌,每年进口也不到1000亿美元.根据海关统计,2016年集成电路进口3425.5亿块,同比增长9.1%；进口金额2270.7亿美元,同比下降1.2%.而同期中国的原油进口仅为6078亿人民币.中国在半导体芯片进口上的花费已经接近原油的两倍.

另据贝恩咨询公司〔Bain&Co〕的数据显示,中国半导体产值仅占全球的6％～7％.集成电路产业是我国产业链条上的最大缺口,现在基本还在起步阶段.虽然芯片设计已经有海思,展讯,芯片制造有中芯国际,芯片封装有长电科技等,中国集成电路产业也在以20%的速度发展,但是总的行业投资额并没有超过发达国家,而且技术差距还很大,因此这一行业的竞争还将长期化.

现在主要产品,除了少量的应用处理器、通信处理器、NORFlash和图像处理器芯片,其他的核心芯片我们的市场占有率全是0%！

这就是产业现状.

集成电路产业高端的设计业一直由美欧日韩把持,中国低端芯片设计和封装测试中的低端有一定市场份额；但在政府的主导下,中国在集成电路行业正在比较快地追赶.

市场规模：

根据中国半导体行业协会统计,2016年中国集成电路产业销售额达到4335.5亿元,同比增长20.1%.其中,设计业继续保持高速增长,销售额为1644.3亿元,同比增长24.1%;制造业受到国内芯片生产线满产以与扩产的带动,2016年依然快速增长,同比增长25.1%,销售额1126.9亿元;封装测试业销售额1564.3亿元,同比增长13%.我国进口最大的几块是专用逻辑电路〔手机芯片〕、存储器和模拟电路.这几块未来几年比例不会发生太大变化,因为产业不会发生根本性的颠覆.

技术水平：

我国工艺还是比较落后.我国工艺大约落后国际两代四年,而这一情况将维持到2020年,但近年来中国集成电路制造业创新体系成绩斐然,即将引领和支持我国集成电路产业快速崛起,2018年将全面进入产业化.

20##国务院批准实施集成电路专项,主攻装备、工艺和材料的自主创新.20##6月,随着《国家集成电路产业发展推进纲要》正式发布实施,集成电路重大专项快速突破.

　　为实现自主创新发展,集成电路专项由市和##市人民政府牵头组织实施.共有200多家企事业单位、2万多名科学工作者参与技术攻关,集中在、##、##、##、##和##等6个产业聚集区.

2017年5月23日,科技部等召开了集成电路专项成果发布会.成果包括9年来已研发成功并进入海内外市场的30多种高端装备和上百种关键材料产品,面向全球开展服务的65至28纳米产品工艺和高密度封装集成技术成果.

　　集成电路专项已申请了2.3万余项国内发明专利和2000多项国际发明专利,所形成的知识产权体系使国内企业在国际竞争中的实力和地位发生了巨大变化,发展模式也从"引进消化吸收再创新〞转变为"自主研发为主加国际合作〞的新模式.

　　专项已经在14纳米装备、工艺、封装、材料等方面进行了系统部署,预计到2018年将全面进入产业化."十三五〞重点支持7-5纳米工艺和三维存储器等国际先进技术的研发,支持中国企业在全球产业链中拥有核心竞争力,实现产业自主发展,形成特色优势.14纳米装备是一个了不起的成就,大大缩小了我国与国外先进水平的差距,国外的水平是8纳米.

现在的问题是国内设计企业的水平有限,而产业的逻辑是设计水平高,加工企业就有饭吃,加工企业业务量饱满才会有动力添置新设备.以2015年国内IC内需市场自给率尚不与20%来看,十三五规划期间,除晶圆代工与封装测试产能必须大幅扩充外,国内IC设计企业需要在关键核心产品上投入更多研发.

中国集成电路产业现状分析

一、存储器将是突破口　　存储器对于一个国家或地区的IC产业成长壮大可发挥重要的推动作用.资料显示,因为日本在DRAM存储器上的大力赶超,一直稳坐IC产业世界第一的美国于1986年被拉下了宝座.美国于1989年年底组建"国家半导体咨询委员会〞,大力发展IC设计技术,提供高附加值、创新性强的集成电路产品.最终帮助美国重新夺回全球IC产业霸主的地位.更有甚者,存储器不仅曾使日本IC产业超越美国,也是韩国在集成电路上实现弯道超车的关键,至今韩国三星依然是全球存储器的龙头,占据平均超过50%的市场份额.

　　从历史经验来看,日本与韩国都曾经以存储器为突破口,一跃成为半导体大国.在中国大力发展IC产业之际,抓住存储器这个关键性的产品作为突破口是可行的.此外,中国也具有做强存储产业的基础.存储器是一大投入、大产出的产业,这些特点与面板行业类似.我国应当总结这些年来在面板产业中的投资经验.在十几年的发展中,中国显示面板领域投入了约3000亿元,目前已经成为全球液晶面板产业的重要力量之一.

　　如果说此前我国存储器产业的市场份额基本为"0〞的话<全球存储产业高度集中,前五大存储器公司三星、SK海力士、美光、东芝、西数<闪迪>总营收占整个市场的95%以上>,从2015年开始,我国在存储器领域的发展再次火热起来,目前已经逐渐形成三股力量.

　　首先是紫光/长江存储系.投资基金股份##共同出资成立长江存储科技.按照国家存储器基地项目规划,长江存储的主要产品为3DNAND,预计到2020年形成月产能30万片的生产规模,到2030年建成每月100万片的产能.今年年初紫光集团又在##宣布动土兴建12英寸晶圆厂,生产3DNAND、DRAM存储芯片等.紫光集团董事长赵伟国表示,紫光集团现在最重要的两大发展方向,就是3DNAND存储器与移动芯片、物联网芯片.目标是在十年内跻身成为全球前五大存储器制造商.

　　日前,紫光国芯<紫光集团旗下上市公司之一>发布重大资产重组进展公告,称将以增资的方式收购存储器长江存储全部或部分股权.显示紫光集团未来将通过资本市场募资,加速后续内存器研发量产的.

其次是##长鑫.有消息称,由##相关方面投资的##长鑫公司将投入约500亿元,##计划打造月产能12.5万片的12英寸晶圆厂晶圆生产线,前中芯国际执行长王宁国将执掌该项目.预计今年年底该项目将进入设备安装阶段.

　　第三股力量是##晋华.##省晋华集成电路##由##省电子信息集团、##能源投资集团##等共同出资设立,通过与联电签订技术合作协定的方式,前期由联电协助其生产利基型DRAM,后期逐步导入.目前新建的12英寸厂房已经动工,初步产能规划每月6万片,估计2017年年底完成技术开发,2018年9月试产.

　　毫无疑问,由于存储产业集中,存在着很高的技术与专利壁垒,中国存储产业的发展并不容易,但是中国半导体业用存储器作为推进IC产业的突破口,将是一个重要的尝试.有关方面需要足够的耐心与坚持.

　　国产CPU：

需要变换切入点〔注：

因为现在国产CPU在资本市场没有动作这部分简略〕

　　中国正在加大力度发展IC产业,而通用CPU作为行业内最重要的产品,它的成败具有标志性意义.经过十年沉潜,国产CPU的代表龙芯正在逐渐发展成熟.龙芯公司推出一批性能堪比国际主流的产品,一批产业链相关企业也发布了基于龙芯新一代处理器的终端产品,如中国航天科技、航天科工、船舶重工、中电科技、中科曙光、浪潮集团、新华三集团、研祥智能、东华软件、中石油渤海钻探等.二、集成电路各子环节分析

无论存储器还是CPU,产业生态极其重要.因此,有必要梳理我国IC产业链的发展状况.根据中国半导体行业协公的统计,2016年中国集成电路产业销售额4335.5亿元,其中,设计业1644.3亿元,制造业1126.9亿元;封测业1564.3亿元.基本呈现三分天下的态势.所以有必要对三者进行分析.

1、IC设计：

在高端芯片上差距大

　　2016年以来,在移动智能终端、IPTV和视频监控、云计算、大数据等多层次需求与智能硬件创新的带动下,中国集成电路设计领域表现出蓬勃的发展势头.在全球集成电路产业呈负增长的情况下,中国集成电路设计业一直保持着两位数的增长速率.据市场调研公司DIGITIMEResearch估计,2017年中国大陆的IC设计产值将达到289.3亿美元,年成长率为16.9%.

　　回顾从1999年到2016年的这段时间,中国集成电路设计业一直高速增长,设计公司数量也显著增多.1999年到2016年间,中国集成电路设计的复合年均增长率为44.91%;中国IC设计公司在两年内数量翻倍,从20##的681家增至2016年的1362家.

　　更有说服力的数字是,2016年全球前50名Fabless〔无制造半导体〕企业中,中国设计企业数量达到11家,分别是##海思、紫光展锐、大唐微电子、南瑞智芯、中国华大、中兴、敦泰科技、士兰微、格兰微、##全志、蒙太奇等.其中,##海思在销售规模上已达到300亿元