目前的全球芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了比較成熟的階段,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)分工明確,形成了一個(gè)清晰又復(fù)雜的系統(tǒng),支持著整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,產(chǎn)業(yè)上下游如下圖所示:
據(jù)分析,我國(guó)的芯片廠商更多的集中在產(chǎn)業(yè)的中下游,即晶圓制造和封裝測(cè)試,而上游的集成電路(IC,IntegratedCircuits)設(shè)計(jì)占比較小。
芯片產(chǎn)業(yè)上游:集成電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)落后于硅谷集成電路設(shè)計(jì)是通過(guò)先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)將核心技術(shù)算法、高速運(yùn)算能力或特定功能高度集成到微小的芯片內(nèi),成為電子信息終端和設(shè)備的核心,包括計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備和終端、汽車電子、消費(fèi)電子、工業(yè)系統(tǒng)和設(shè)備、軍事系統(tǒng)和終端等,高度滲透到現(xiàn)代社會(huì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的每個(gè)領(lǐng)域以及每個(gè)人的日常工作和生活。因此,IC 技術(shù)和產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、現(xiàn)代化建設(shè)、國(guó)家高科技核心技術(shù)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和國(guó)家安全十分重要。同時(shí),IC 產(chǎn)業(yè)的輻射效應(yīng)十分明顯,可有效帶動(dòng)相關(guān)軟件、制造產(chǎn)業(yè)、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展,與GDP 增長(zhǎng)聯(lián)系密切。
在集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要用到各類編解碼技術(shù)、深度學(xué)習(xí)算法技術(shù)及信號(hào)處理算法技術(shù)等,這些核心算法技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)決定了芯片產(chǎn)品的性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。集成電路研發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)需要擁有強(qiáng)大的研發(fā)能力和多學(xué)科領(lǐng)域的綜合技術(shù)能力。這些知識(shí)、技術(shù)及技能,需要技術(shù)人員持續(xù)地進(jìn)行研發(fā)和創(chuàng)新,并在長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程中逐步積累形成。
集成電路設(shè)計(jì)是芯片產(chǎn)業(yè)中附加值最高的環(huán)節(jié),國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)在封測(cè)環(huán)節(jié)集中度較高,而電路布圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)硅谷中的科技公司。
根據(jù)IC Insights 調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2019 年全球 IC 設(shè)計(jì)總產(chǎn)值達(dá) 1094 億美元,同比增長(zhǎng)8%,其中美國(guó)囊括了68% 的市場(chǎng)占比。
在上述背景下,國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)公司成了資本市場(chǎng)的寵兒,而近日成功過(guò)會(huì)的力合微和寒武紀(jì)就屬于這類。
芯片產(chǎn)業(yè)中游:晶圓制造業(yè)快速發(fā)展。根據(jù)SEMI 研究數(shù)據(jù),從2016 年開(kāi)始,中國(guó)大陸開(kāi)始積極投資建設(shè)晶圓廠,陸續(xù)掀起建廠熱潮, 2018 年國(guó)內(nèi)晶圓廠建造數(shù)量為13 座,占到了全球擴(kuò)產(chǎn)總數(shù)的50%,而預(yù)計(jì)到2020 年,中國(guó)大陸晶圓廠裝機(jī)產(chǎn)能達(dá)到每月400 萬(wàn)片8 寸等效晶圓,與2015 年的230 萬(wàn)相比,年復(fù)合增長(zhǎng)率為12%,增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)其他地區(qū)。
中國(guó)地區(qū)新增晶圓廠情況如附表所示,截至2019 年底,中國(guó)仍有9 座8 寸晶圓廠和10 座12 寸晶圓廠處于在建或者規(guī)劃狀態(tài)。另外,由于目前中國(guó)大多數(shù)12 寸晶圓廠處于試量產(chǎn)或者小批量量產(chǎn)狀態(tài),處于產(chǎn)能底部。在得到客戶的產(chǎn)品驗(yàn)證和市場(chǎng)驗(yàn)證之后,將會(huì)迎來(lái)產(chǎn)能提升階段。
2020 年至2022 年是中國(guó)大陸晶圓廠投產(chǎn)高峰期,以長(zhǎng)江存儲(chǔ),長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)等新興晶圓廠商和以中芯國(guó)際,華虹為代表的老牌晶圓廠商均處于產(chǎn)能擴(kuò)張期,未來(lái)3 年將迎來(lái)密集投產(chǎn)。以12 寸等效產(chǎn)能計(jì)算,2019 年中國(guó)的大陸產(chǎn)能為105 萬(wàn)片/ 月,根據(jù)浙商證券研究所相關(guān)分析,至2022 年中國(guó)大陸晶圓廠產(chǎn)能將提升至201 萬(wàn)片/ 月。
芯片產(chǎn)業(yè)下游:封裝測(cè)試環(huán)節(jié)規(guī)模僅次于中國(guó)臺(tái)灣封裝測(cè)試環(huán)節(jié),是我國(guó)最早進(jìn)入芯片產(chǎn)業(yè)的切入口,因而也是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)展最成熟的環(huán)節(jié),增長(zhǎng)穩(wěn)定。封裝測(cè)試行業(yè)分析指出,自2012 年以來(lái),我國(guó)集成電路封裝測(cè)試業(yè)一直持續(xù)保持兩位數(shù)增長(zhǎng)。2019 年我國(guó)集成電路封裝測(cè)試業(yè)的銷售規(guī)模為1564.3 億元,同比增長(zhǎng)13%。我國(guó)大陸在全球半導(dǎo)體封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的銷售規(guī)模僅次于中國(guó)臺(tái)灣。
大陸封測(cè)企業(yè)通過(guò)并購(gòu)和自身研發(fā),迅速拉近與海外企業(yè)的差距。例如,長(zhǎng)電通過(guò)并購(gòu)星科金朋擁有了SIP、TSV、Fan-out 等先進(jìn)封裝技術(shù)。目前大陸封裝龍頭的先進(jìn)封裝的產(chǎn)業(yè)化能力已經(jīng)基本形成,只是在部分高密度集成等先進(jìn)封裝上與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)仍有一定差距。
從我國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看,下游的封裝測(cè)試是最早的突破口,目前已經(jīng)發(fā)展的比較成熟;中游的晶圓制造正處于快速擴(kuò)產(chǎn)中,預(yù)計(jì)未來(lái)3—5 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展;上游的集成電路設(shè)計(jì)仍然處于追趕階段,只有在部分細(xì)分應(yīng)用有所突破,例如功率器件、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等。
總的來(lái)看,未來(lái)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)依然任重道遠(yuǎn),但依靠龐大的市場(chǎng)和完整的全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)有望得到持續(xù)的優(yōu)化,綜合競(jìng)爭(zhēng)力再提升一個(gè)臺(tái)階。