集成电路行业分析.docx

1、集成电路行业分析集成电路行业解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。行业归纳：从 1958 年第一块集成电路发明开始，到此刻近 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，加快于韩国以及我国台湾地区的过程，当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， 各个环节当前已分别发展成为独立、 成熟的子行业。 依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， 经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

2、， 尔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）、加工时用的特种资料（如强力新材：专业生产晶圆生产过程用的光刻胶惹起剂），以及制造自己要用的资料（如：宁波江丰电子资料股份有限企业（非上市企业）特地从事超大规模集成电路芯片制造用超高纯金属资料及溅射靶材的研发生产， 南大光电主要从事光电新资料 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、相变储藏器、半导体激光器、射频集成电路芯片等的核心原资料）。（

3、1）集成电路设计：集成电路设计企业处于产业链上游，主要依照电子产品及设备等终端市场的需求设计开发各种芯片产品。 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领土文件 （ GDS 文件），生产掩膜（ Mask ），并经过光刻、混淆、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、电阻等各种元件及其相

4、互间的连线组成，这些元件和互连线经过研磨、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（ Probe Card ）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面器件实现电气连接， 在芯片正常工作时起到机械或环境保护的作用，保证芯片工作的牢固性和可靠性。成品测试是利用测试向量对已封装的芯片进

5、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展望产业格局：当前，中国已经成为全球最大的集成电路市场，但中国集成电路及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。 对照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。依照海关统计， 2016 年集成电路进口 3425.5 亿块，同比增添 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开销已经凑近原油的两倍。另据

6、贝恩咨询企业（ 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，此刻基本还在起步阶段。诚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高出发达国家，而且技术差距还很大，因此这一行业的竞争还将长远化。此刻主要产品，除了少量的应用办理器、通信办理器、 NOR Flash 和图像办理器芯片，其他的核心芯片我们的市场占有率全部是 0% ！这就是产业现状。集成电路产业高端的设计业向出处美欧日韩把持， 中国低端芯片设计和封装测试中的低端有必然市场份额； 但在

7、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：依照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亿元，同比增添 20.1% 。其中，设计业连续保持高速增添，销售额为1644.3 亿元，同比增添 24.1%; 制造业碰到国内芯片生产线满产以及扩产的带动，2016 年依旧快速增添，同比增添 25.1% ，销售额 1126.9 亿元 ;封装测试业销售额 亿元，同比增添 13% 。我国进口最大的几块是专用逻辑电路（手机芯片） 、储藏器和模拟电路。 这几块未来几年比率不会发生太大变化， 由于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。 我国工艺大体落后国际

8、两代四年， 而这一情况将维持到 2020 年，但近来几年来中国集成电路制造业创新系统成绩斐然，立刻引领和支持我国集成电路产业快速盛行， 2018 年将全面进入产业化。2008 年国务院赞同推行集成电路专项， 主攻装备、工艺和资料的自主创新。2014 年 6 月，随着国家集成电路产业发展推进纲领正式宣布推行，集成电路重要专项快速打破。为实现自主创新发展， 集成电路专项由北京市和上海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加技术攻关， 集中在北京、上海、江苏、沈阳、深圳和武汉等 6 个产业齐聚区。2017 年 5 月 23 日，科技部等召开了集成电路专项成就宣布

9、会。 成就包括 9年来已研发成功并进入国内外市场的 30 多种高端装备和上百种重点资料产品，面向全球睁开服务的 65 至 28 纳米产品工艺和高密度封装集成技术成就。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，所形成的知识产权系统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“引进消化吸取再创新”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、资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 纳米工艺和三维储藏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

10、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，大大减小了我国与外国先进水平的差距，外国的水平是 8 纳米。此刻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及 20% 来看，十三五规划时期，除晶圆代工与封装测试产能必定大幅扩大外，国内 IC 设计企业需要在重点核心产品上投入更多研发。中国集成电路产业现状解析一、储藏器将是打破口储藏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进作用。资料显示，由于日本在 DRAM 储藏器上的大力赶超

11、， 素来稳坐 IC 产业世界第一的美国于 1986 年被拉下了宝座。美国于 1989 年年终组建“国家半导体咨询委员会”，大力发展 IC 设计技术，供应高附加值、创新性强的集成电路产品。最后帮助美国重新夺回全球 IC 产业霸主的地位。更有甚者，储藏器不但曾使日本 IC产业超越美国， 也是韩国在集成电路上实现弯道超车的重点， 到此刻韩国三星依旧是全球储藏器的龙头，占有平均高出 50% 的市场份额。从历史经验来看， 日本与韩国都从前以储藏器为打破口， 一跃成为半导体大国。在中国大力发展 IC 产业之际，抓住储藏器这个重点性的产品作为打破口是可行的。其他，中国也拥有做强储藏产业的基础。储藏器是一大投

12、入、大产出的产业，这些特色与面板行业近似。 我国应该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，当前已经成为全球液晶面板产业的重要力量之一。若是说此前我国储藏器产业的市场份额基本为“ (全球0存”储的产话业高度集中，前五大储藏器企业三星、 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，我国在储藏器领域的发展再次火热起来，当前已经逐渐形成三股力量。第一是紫光 / 长江储藏系。投资基金股份有限企业共同出资成立长江储藏科技有限责任企业。依照国家储藏器基地项目规划，长江储藏的主要产品为3DNAN

13、D ，预计到 2020 年形成月产能 30 万片的生产规模，到 2030 年建成每个月 100 万片的产能。今年年初紫光企业又在南京宣布动土兴建 12 英寸晶圆厂，生产 3DNAND 、DRAM 储藏芯片等。紫光企业董事长赵伟国表示， 紫光企业现在最重要的两大发展方向，就是 3DNAND 储藏器与搬动芯片、物联网芯片。目标是在十年内跻身成为全球前五大储藏器制造商。日前，紫光国芯 (紫光企业旗下上市企业之一 )宣布重要财富重组进展通知，称将以增资的方式收买储藏器长江储藏全部或部分股权。 显示紫光企业未来将通过资本市场募资，加快后续内存器研发量产的。其次是合肥长鑫。 有信息称，由合肥相关方面投资的

14、合肥长鑫企业将投入约500 亿元，合肥计划打造月产能 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。预计今年年终该项目将进入设备安装阶段。第三股力量是福建晋华。 福建省晋华集成电路有限企业由福建省电子信息集团、晋江能源投资企业有限企业等共同出资成立， 经过与联电签订技术合作协议的方式，先期由联电协助其生产利基型 DRAM ，后期逐渐导入。当前新建的 12英寸厂房已经动工，初步产能规划每个月 6 万片，预计 2017 年年终完成技术开发，2018 年 9 月试产。毫无疑问，由于储藏产业集中， 存在着很高的技术与专利壁垒， 中国储藏产业的发展其实不简单，但是中国

15、半导体业用储藏器作为推进 IC 产业的打破口，将是一个重要的试一试。相关方面需要足够的耐心与坚持。国产 CPU ：需要变换切入点（注：由于此刻国产 CPU 在资本市场没有动作这部分简单）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， 它的成败拥有标志性意义。经过十年沉潜，国产 CPU 的代表龙芯正在逐渐发展成熟。龙芯企业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宣布了基于龙芯新一代劳理器的终端产品，如中国航天科技、航天科工、船舶重工、中电科技、中科曙光、浪潮企业、新华三企业、研祥智能、东华软件、中石油渤海钻探等。二、集成电路各子环节解析无论储藏器还是 C

16、PU ，产业生态极其重要。因此，有必要梳理我国 IC 产业链的发展情况。依照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 ;封测业亿元。基本表现三分天下的态势。因此有必要对三者进行解析。1、 IC 设计：在高端芯片上差距大2016 年以来，在搬动智能终端、 IPTV 和视频监控、云计算、大数据等多层次需求及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添的情况下， 中国集成电路设计业素来保持着两位数的增添快率。据市场调研企业 DIGITIMEResea

17、rch 预计，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素来高速增添，设计企业数量也明显增添。 1999 年到 2016 年间，中国集成电路设计的复合年均增添率 (CAGR)为 44.91%; 中国 IC 设计企业在两年内数量翻倍，从 2014 年的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，分别是深圳海思、紫光展锐、大唐微电子、南瑞智芯、中国华大、中兴、敦

18、泰科技、士兰微、格兰微、珠海全志、蒙太奇等。其中，深圳海思在销售规模上已达到 300 亿元、紫光展锐达到 125 亿元，这两家规模过百亿元的企业也成功进入了全球 Fabless 前 10 名。紫光展锐的设计水平已达 16/14 纳米。据悉，全球 1/4 的手机都采用了展讯的芯片，展讯在 2016 年的芯片出货量已达到 6 亿套，销售额为 120 亿元。在基带芯片上，展讯已能和高通、联发科三分天下， 2016 年市场份额达到 27% 。当前，展讯正在借助英特尔技术、 台积电代工实现“两条腿走路”合作模式。 今年展讯推出的两款新品即是由英特尔代工、 基于英特尔架构的 14 纳米 X86 搬动芯片，

19、分别面向中高端市场和中低端市场。海思成功推出了与高通“骁龙”芯片性能相当的“麒麟”芯片。麒麟 910首次集成了自研的 Balong710 基带，成为一款真切意义上的手机 SoC; 从麒麟920 起，海思开始推出能与高通和三星办理器一较高低的产品， 远远地甩开了联发科。“麒麟”芯片被陆续用在了华为 Mate 系列，强有力地支撑了华为高端智妙手机的发展。依照我国集成电路产业“十三五”发展规划建议对集成电路设计业的规划，到2020 年，全国集成电路设计业年销售收入将达到 3900 亿元，产业规模占全国集成电路产业比率为 41.9% 。依照当前的中国集成电路设计业的发展态势，达到这个目标应该不难。但我

20、国 IC 设计业依旧存在整体技术水平不高、核心产品创新不力、产品整体处于中低端、 企业竞争实力不强、 野蛮生长印迹明显等问题， 特别值得关注的是，在高端芯片领域， 中国与国际上的差距特别巨大。 在高端芯片领域追赶国际先进水平，将是未来一段时期中国 IC 行业的主要任务之一。2、IC 制造：局部和节点或产能节余据中国半导体行业协会宣布的统计数据， 受投资驱动影响， 中国的集成电路制造的产能正在大步扩大， 2016 年中国集成电路制造业的销售额达到 亿元，同比增添达 25.1% 。业界专家对中国大陆集成电路制造的宽泛看法， 是落后世界当先水平两代以上。特别是先进成熟工业产能严重不足。在国内集成电路

21、市场需求中， 28 纳米及以下 IC 产品已经占有 55% 的份额。而中国大陆集成电路制造的整体产能虽占全球的14.6% ，但在28nm以下的产能仅占全球的1.4% 。从财报上看，国内规模最大的中芯国际2016年销售总数达到29亿美元，收入同比上升30.3% 。其28纳米工艺在企业营收中占比已经提升至3.5% ，预计今年将提升到7%9%。3、封装测试：向高端迈进脚步加快中国芯片封装环节的大事件长电科技于2016年 5 月完成对星科金朋的并购； 2015 年通富微电出资约 3.7 亿美金收买超威半导体 (AMD) 旗下的苏州厂和马来西亚槟城厂。 AMD 苏州和 AMD 槟城主要从事高端集成电路封

22、测业务，主要产品包括 CPU( 中央办理器 )、 GPU( 图形办理器 )、 APU( 加快办理器 ) 以及GamingConsoleChip( 游戏主机办理器 )等。2014 年，华天科技 4200 万美元收购美国 FCI。FCI 是美国一家供应先进晶圆封装代工的企业，其晶圆级封装技术与天水华天拥有很强的技术互补性。这一系列并购行动使中国封测产业朝向高端市场迈进的脚步正在加快。 在 IC产业链中，初期的封测业， 技术和资本门槛相对较低， 属于产业链中的“劳动密集型”。由于我国发展集成电路封装业拥有成本优势， 封测业发展相对较早。 封测业长远占有我国 IC 产业的半壁江山。依照中国半导体行业企

23、业的统计数据， 在 20012010 年间封测业每年的增长率均高于 8% 。正是由于技术与资本门槛较低，我国的封测从业企业多，企业分布较广，产业结构也比较复杂，不但拥有长电科技、通富微电、天水华天科技这样的第一梯队的企业， 也有具备必然技术创新能力、 成长较快的中等规模的第二梯队企业，该类企业主要优势在低成本和高性价比 ;第三梯队是技术和市场规模均较弱的小型企业，缺乏牢固的销售收入，但企业数量却最多。但是，这些年来随着智妙手机、 平板电脑、搬动电视等智能开销电子产品的激烈市场需求， 对芯片设计制造及封装都提出了更高的要求。 集成电路技术已由0.13 微米、40 纳米发展到 28 纳米甚至 14

24、 纳米及以下， 国内封装企业也必然要发展与之般配的先进封装技术，以满足开销电子产品小型化、多功能、高密度、高可靠和低成本的要求。 产业分化趋势明显，龙头企业向高端演进已经是大势所趋。长电科技 2015 年联合国家集成电路产业发展投资基金、 中芯国际以 亿美元收买星科金朋，获得了 SiP、 FoWLP 等一系列先进封装技术，若是可以顺利整合星科金鹏，导入新客户，将有望比肩全球封测龙头“日月光 + 矽品”。通富微电较早切入汽车电子产品封测领域， 经过十多年的积累， 已经具备独特的产品技术工艺和大规模生产能力。 企业的汽车电子产品以发动机的点火模块、引擎的控制单元、控制电路、霍尔传感器、加快度传感器

25、等为主。收买 AMD 苏州、槟城两厂股权后，两厂先进的倒装芯片封测技术和通富微电原有技术互补，将提升先进封装销售收入占比。华天科技在昆山、西安、天水三地布局，其中昆山厂，主攻高端技术，在并购FCI 后，将主营晶圆级高端封装，营收能力也可实现较大提升。随着半导系统造向着先进工艺连续前进， 高额的投入促使越来越多的半导体企业采用轻晶圆或无晶圆厂模式， 促使了对晶圆代工的需求。 台积电就是依靠晶圆代工异军盛行， 在全球半导体产业成长相对和缓的环境中， 营收向来保持双位数成长，昨年的毛利率及营业利益率更创 20 年来新高。中国的集成电路产业的结构性弊端， 即制造与设计资源的失配。 中国的制造业为外国客

26、户代工，中国的设计业却需要使用外国的资源制造。中国集成电路产业未来展望以国家集成电路产业发展推进纲领等一系列政策的落地推行以及国家集成电路产业投资基金开始运作为标志， 2015 年成为中国集成电路产业新一轮增添的起点，中国集成电路产业将在快速发展中逐渐解决三业失衡、技术落后、产品低端单一等问题，成为全球半导体市场的重量级玩家。（1）产业规模连续扩大，产业各环节亮点纷呈。 2015 年我国集成电路设计业不但在规模上有进一步的提升， 在发展质量上也获得了明显的成绩： 先进设计企业已经成功导入 16nm 工艺；海思、展讯作为行业龙头，进入全球 Fabless 企业前十名；上海澜起的 DRAM 缓存控

27、制芯片以及厦门优讯的光通信芯片等国内企业在部分细分产品领域已经做到了世界当先。大基金引领国家队成型， 产业发展步入快车道。 2015 年，大基金频频出手，落实国家集成电路产业发展推进纲领，为产业发展注入了激烈动力。在大基金的引领下，中国集成电路产业已初步形成了以紫光（集成电路设计业）、中芯国际（集成电路制造业）和长电科技（集成电路封测业）为龙头的国家队，全产业在资本市场的助力下，步入发展快车道。当前中国内部有“大基金”与紫光企业两大多数导体投资驱动引擎在， 对于晶圆厂投资也丝绝不手软，近期，便接踵有中芯国际、长江储藏、南京紫光等接连项目，不但中国自家人狂砸钱建厂， 连外企也积极将芯片制造投资大

28、钱砸向中国，表现历年来难得罕有的“内、外”投资皆热的荣景。预计未来几年，国内 IC 设计业销售收入规模的年均增速将凑近 20% 。到2017 年， IC 设计业规模预计将高出 2000 亿元。源于华为集成电路设计中心的海思半导体有限企业是中国最有实力的半导体设计企业； 紫光企业收买展讯和锐迪科，并获得英特尔入股此后，成为国内 IC 企业的巨头，将成为全球第三大手机芯片供应商。 紫光企业计划在未来数年内投资最少 300 亿元人民币（约合 47.6 亿美元）开发搬动芯片技术。在集成电路封装领域， 国内集成电路封装龙头长电科技宣布收买全球第四大集成电路封装企业星科金朋， 未来完成收买此后， 长电科技在全球封装市场份额将达到 10 以上，全球排名挤入前三。随着中芯国际深圳、上海华力微电子以及中芯国际北京等几条 12 英寸芯片生产线的达产、投产与扩产， 2015 年国内芯片制造业规模将连续快速扩大。封装测试领域，在国内当地企业连续扩大产能， 以及国内资本对外国资本并购步伐加快的带动下，产业也将表现牢固增添趋势。主要的芯片制造上市企业集成电路类上市企业 46 家，主要的有以下企业。（一）芯片设计大唐微电子、杭州士兰微、无锡华润矽科微电子、中国华大、上海华虹等10家设计企业国内销售规模已经高出亿元。DSP（数字信号办理）与 CPU 被公认为芯片工业的两大核心技术