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山東沂光集成電路有限公司

中國集成電路現狀深入解讀

作者:山東沂光集成電路有限公司發布時間:2020-03-21 11:25:48

1、集成電路行業產業鏈分析

集成電路是指通過半導體工藝將大量電子元器件集成而成的具有特定功能的電路。細分領域包括集成電路設計、集成電路制造、集成電路測試封裝。從下游看,集成電路將應用在通訊、計算機、汽車電子、消費電子等諸多領域。

遺憾的是,在集成電路下游應用領域,目前國產芯片市場占有率極低。如在工業應用領域,核心集成電路國產芯片占有率僅為2%;而在服務器領域,幾乎全是國外芯片的市場。

2、芯片國產化勢在必行,國家政策扶持力度強

目前,我國在集成電路領域,受制于人的情況嚴重——2018年我國集成電路出口金額為860.15億美元,進口金額為3166.81億美元,貿易逆差同比增長11.21%。2015年起集成電路的進口金額連續4年超過原油,成為我國第一大進口商品。

而現階段,國家對芯片國產化的推行勢在必行。原因有三,其一站在戰略高度,我國軍事設備所用芯片國產率仍較為低下,大量采購國外芯片,對我國軍事安全造成威脅;其二芯片市場市場廣闊,國產廠商應分一杯羹;另外,成本原因,以小米手機為例,其芯片成本占據整個手機成本30%-40%左右,與此同時芯片向國外品牌采購,如此大額的成本不由己控,嚴重壓縮了產業利潤。

為推行芯片國產化,國家下達政策,對集成電路領域扶持力度極強。首先,國家制定了發展目標——2020年收入超過8700億元,實現16/14納米量產,關鍵領域技術達到世界先進水平,材料和設備進入全球供應鏈。

其次,稅收上,國家也對集成電路有疊加稅收優惠,2014年《國家集成電路產業發展推進綱要》提出到2020年集成電路全行業銷售收入年均增速超過20%。2016年《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃的通知》要求啟動集成電路重大生產力布局規劃工程,加快先進制造工藝、存儲器等生產線建設;

2018年3月,財政部發改委等四部門聯合發文《關于集成電路生產企業有關企業所得稅政策問題的通知》,計劃對集成電路企業給予稅收優惠支持。

3、中國集成電路發展勢頭良好,產業向上游行業聚攏

目標的鞭策、稅收政策的扶持,也極大促進了集成電路行業的發展。另外中國智能手機、平板電腦、汽車電子、智能家居等物聯網市場快速發展,尤其智能手機和平板電腦市場快速增長,也刺激了集成電路的需求。2018年中國半導體消費市場規模占據全球中占比已達32%。

(1)集成電路設計行業市場分析

從產業鏈整體看,集成電路設計領域屬于輕資產處于產業上游,毛利率較高。美國為主的公司處于領先地位,國內起步較晚,目前仍然處于追趕地位。2016-2019年間,設計領域保持著20%以上的增速。

另外,分地區看,2018年集成電路設計市場收入排名前十城市市場規模占整體市場規模為92.41%,較上期上升近8個百分點;收入排名前三的分別為深圳、北京、上海,市場占有率為71%,較上期上升7.29個百分點,整體看,集成電路設計產業區域集中度進一步提高。

(2)集成電路制造行業市場分析

集成電路制造領域則屬于重資產,集成電路制造技術含量高,資本投入大。中國臺灣、美國、韓國的企業處于領先地位。國內龍頭目前落后世界領先水平工藝兩代以上,大約10年時間。2016-2019年來,制造領域保持著25%以上增速。

區域上看,截至2018年年底,我國大陸地區正在運營的晶圓生產線有100余條,其中12英寸晶圓生產線共13條,8英寸晶圓生產線共23條,6英寸晶圓生產線共50余條。從全國集成電路制造產業資源分布總體來看,集成電路制造生產線主要分布在東部沿海地區,長三角地區是集成電路制造生產線數量最多的聚集。

(3)集成電路封裝行業市場分析

而集成電路封裝行業則屬于輕資產,屬于產業下游,目前國內封測領域已經處于世界第一梯隊。2016-2019年來,封裝測試領域保持則15%以上增速。

另外,從區域特點看,目前,中國集成電路封裝設備及材料市場產業集群化分布進一步顯現,已初步形成以長三角、環渤海、珠三角三大核心區域聚集發展的產業空間格局,長江三角洲、京津環渤海灣、中西部和珠江三角洲地區,占比分別為56.2%、14.6%、12.4%、12.4%;其他地區占比4.4%。具體情況如下:

(4)產業結構變動分析

同時還需看到,多年間,我國集成電路產業鏈結構逐步向上游擴展。2018年,中國集成電路設計業銷售收入2519億元,所占比重從2011年30.13%增加到2018年的38.57%;制造領域則從2011年的30.97%的比重下滑到2018年的27.84%;封裝測試領域也呈現出下滑趨勢,從2011年的38.90%下滑至2018年的33.59%。整體看,經過多年發展,集成電路產業附加值有所上升。

4、產業弊端依舊存在,發展任重道遠

目前,集成電路領域雖發展勢頭良好,但仍存在較多問題。

整體看,集成電路整體資本支出偏低。我國2016年集成電路全產業資本支出為636.2億美元,僅占全球的9%,未達到英特爾、臺積電、三星等芯片巨頭的企業投資。二是資金偏向基礎設施建設,技術研發仍需持續投入。雖然各地基金投資積極性高漲,但是部分基金和資本更關注土地、廠房、設備等固定資產投資,新技術研發仍有大量資金缺口。

細分市場看,問題仍不少——

(1)集成電路設計領域

首先在設計領域,截至2018年底,我國集成電路設計行業共有1700家企業,故設計行業發展活躍,增速較快,但總體技術水平還處于中低端水平,成規模、有技術優勢的企業僅有10余家,且僅細分領域有技術亮點。

(2)集成電路制造領域

而在集成電路制造領域,“臺積電”一家獨大,占據著全球60%左右的市場份額,留給國內其余企業市場空間較小。(原因在于我國集成電路制造水平落后國際先進水平兩代以上,先進制程的缺失限制新應用領域集成電路發展。目前臺積電等企業7nm工藝已經量產,中芯國際在28nm節點就開始落后,目前預計在2019年上半年實現14nm量產,華虹在實現28nm量產以后,在積極布局14nm研發。)

——原材料領域,硅材料具有高壟斷性,全球一半以上的半導體硅材料產能集中在日本,尤其是隨著尺寸越大、壟斷情況就越嚴重。全球前五大半導體硅片廠合計份額達94%。而我國自主生產的硅片以8或6英寸為主,產品主要的應用領域仍然是光伏和低端分立器件制造,而12英寸的大尺寸集成電路級硅片依然嚴重依賴進口。

——集成電路裝備領域,是一個高度壟斷的市場,根據個細分市場占有率統計數據,在光刻機、PVD、刻蝕機、氧化、擴散設備領域,前三家設備商的總市占率都達到了90%以上。

——設計制造“兩頭在外”問題仍在持續。我國制造業飛速發展,但主要為海外客戶代工;在此背景下,國內代工廠擴大產能未必能直接提高國產芯片自給率,部分項目反而會面臨巨大風險。

(3)小結

整體看,集成電路產業存在整體資本支出偏低的問題,且投資偏向于擴產能支出,而非技術提升支出。故進一步造成了設計領域以及制造領域技術亮點少,制造工藝落后等問題;另一方面,在制造領域,原材料以及生產設備的壟斷性,也進一步增加了產業發展的不確定性。故產業弊端依舊存在,發展任重道遠。

5、聚焦產業技術動態,預知產業未來發展趨勢

先來看兩個動態:

——2018-2019年間,設計行業數據庫強勢崛起。AMD出現在了人們的視野里,AMD建設的開放生態是從底層開始,形成了針對深度學習的一個全開放的庫,從上層到下層每一行的源代碼都可以找到。

——2019年5月,AMD工程師使用Mentor,aSiemensbusiness提供的經TSMC認證的CalibrenmDRC軟件平臺在約10小時內完成了對其最大的7nm芯片設計—RadeonInstinctVega20—的物理驗證。該驗證過程通過使用由AMDEPYC處理器驅動的HB系列虛擬機在MicrosoftAzure云平臺上運行完成。

目前已經有廠商迫切希望加入這個數據庫,因為加入這個庫中,一個公司可能會省200人,并且可以讓它的整個芯片,從軟件到硬件推向市場的時間縮短3到4年。另外,深度學習的生態發展很快,整個軟件的支撐環境發展也很快,因此必須有非常好的編輯器來支持這種發展趨勢。

另一方面,在芯片設計后,需對芯片設計進行物理認證,需判斷其從設計到實際操作的可能性,CalibrenmDRC軟件平臺的誕生也進一步加速了設計推向制造的進程。

星星之火,可以燎原。目前看,設計領域、制造領域效率的提升,未來或將對集成電路形成深遠影響。

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