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2022年中国半导体IC产业研究报告

机械设备2022-09-01艾瑞咨询机构上传
2022年中国半导体IC产业研究报告

“芯”火相传,玉汝于成©2022.9 iResearch Inc. 中国半导体IC产业研究报告 2前言研究背景:研究对象:——半导体产业为国家信息产业基石半导体芯片产业是我国科技自立和经济高质量增长的重要驱动力,不仅自身存在巨大的增长前景,更为重要的是芯片是人工智能、汽车电子、物联网、大数据、云计算、区块链等新兴产业发展的基础构件。——中美关系紧张加剧,中国半导体产业亟需自主可控中美博弈进入新阶段,近期美国签署了《芯片和科学法案》,又将用于GAAFET架构的半导体EDA软件、金刚石与氧化镓等加入到了商业管制清单中,进行出口管控,意图进一步打压中国半导体产品高端领域发展。从1956年创办第一个半导体物理专业开始,我国半导体产业萌芽于独立自主的梦想,走过初创时代的百废待兴,见证了动荡年代的执着探索,跟随改革开放的步伐一路向前,最终于21世纪建立起完整的产业链体系。对此,艾瑞发布《中国半导体IC产业研究报告》,从半导体核心领域-集成电路角度出发,剖析中国半导体IC各产业链环节,并基于数字电路与模拟电路给到中国半导体IC产品机遇洞察,为IC产业趋势发展提供分析判断,希望通过本报告,为读者呈现中国半导体IC的产业发展历程、产业链商业全景、产品发展机遇的多维视角,欢迎各界探讨指正。半导体产品根据国际分类标准可分为集成电路、分立器件、光电器件和传感器四大类。本篇报告研究范围确定在集成电路,即半导体IC(IntegratedCircuit)。研究方法:本报告通过业内资深的专家访谈、桌面研究、产品对比研究、投融资数据统计与行业规模数据推算输出相应研究成果。艾瑞咨询产业数字化研究部人工智能研究组报告撰写 3导语“在对半导体产业链环节、产品机遇洞察展开的全面性研究外,艾瑞研究院关注到四个产业问题,在报告中给予了部分研究与讨论,抛砖引玉,欢迎各方共同探讨中国半导体IC产业的发展进程与步伐方向。”探讨问题1:中国如何把握第三次半导体产业转移浪潮?回顾美国向日本、日本向韩国及中国台湾的两次半导体产业转移历史,政府政策、资金支持、需求变化带来的新兴应用机遇,深刻地影响了全球半导体产业分工布局。我国是承接第三次半导体产业转移最具潜力的市场。未来,中国政府侧、资本侧、厂商侧如何协作努力,共同把握住第三次半导体产业转移浪潮,是需要各方持续探讨的问题。探讨问题3:如何看待中国半导体/芯片投资热下的长久运行?半导体IC行业一级市场投资热情自2019年以来持续升温,2021年投融资数量创新高达到232起,同比增长45.9%。借助基金加持、政策红利与科创板快船,部分半导体IC企业实现迅速发展并登陆资本市场,但2022年有约半数中国半导体IC企业上市后首日破发,对一级市场投资亦有负面传导。在市场资本跨过盲目期,进入审慎期后,半导体IC企业的长久运营将考验投资者与企业方双向奔赴的决心与洞见。探讨问题2:中国半导体产业结构是否达到上下协同的规模发展?半导体生态体系依赖于产业链上下游全方位的发展构筑,以此实现上下协同的规模经济。中国半导体IC产业发展需要持续关注产业结构的合理性、各环节进度,聚焦产业链环节的发展瓶颈,持续攻坚卡脖子环节,补齐关键短板,达到产业链协同的规模发展。探讨问题4:缺芯潮对中国半导体IC产业的影响?未来缺芯是否还会持续?2020年以来,新冠疫情导致全球晶圆厂开工不足,同时消费电子及新能源汽车市场需求上涨,引发全球范围内的缺芯潮。贸易摩擦与缺芯潮打破部分芯片产品的封闭供应链,让拿到产能的中国芯片企业可以成功进入下游客户的供应商名单,加速国产替代进程。而未来缺芯潮走势,哪些领域持续缺芯,哪些领域得到缓解,将深刻影响着中国芯片厂商的发展进度。 4©2022.9 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn摘要来源:艾瑞咨询研究院自主研究绘制。政府侧,各级政府引入半导体IC产业需因地制宜、整体规划、长期经营,产业落地是一件体系化的地方行动,不可追求短期效益,也不可唯KPI论;资本侧,中国半导体市场的资本与技术仍然存在错位,资本化进程的加速难以快速催熟企业,未来资本投资将会更看重标的企业的产品力与长久发展能力;厂商侧,随着制程工艺微缩至10nm以内,摩尔定律正在逼近物理、技术和成本的极限。半导体IC企业 需尝试以延续、扩展(Chiplet-SiP)、超越(自组装技术、自旋电子器件、硅光子技术)摩尔定律以获得更多发展机会。未来中国半导体IC产业需政府侧、资本侧、厂商侧多方努力,把握住第三次半导体产业转移浪潮。此外,艾瑞判断,缺芯潮将逐渐由全面短缺转向新能源汽车、工业控制、高性能计算等特定领域,中高端芯片缺货仍将持续。随着芯片自主化浪潮的持续演进,跨界造芯成为半导体IC行业潮流,终端应用厂商纷纷入局,共同促进半导体IC行业生态融合。自2019年6月科创板开板以来,半导体IC二级市场企业数量增势显著,尤其在IC设计环节企业增势明显。一级资本市场经历热情高涨期,2021年迎来新一轮投融资高潮,资本偏爱“短回报周期”环节,IC设计与设备企业进入投资者视野。在中国芯片对外依存度高、芯片自给率仍亟待提升的产业背景下,国家支持力度不断加大,半导体IC产业基础性、先导性、战略性持续凸显。2021年中国集成电路产业规模达到10458亿元,其中,IC设计为4519亿元、IC制造为3176亿元、IC封测为2763亿元。集成电路产品可分为数字电路与模拟电路产品,全球规模占比分别稳定在85%与15%上下。数字电路负责处理离散数字信号,产品壁垒因技术生态不一而有所差异,未来数据中心、新能源汽车等需求渐涨带来可观增量,但国内高端产品技术与性能差距仍存,把握发展机遇需要循序渐进;模拟电路负责处理连续模拟信号,贸易摩擦与缺芯潮打破模拟电路产业的封闭供应链,为国内企业带来发展的黄金窗口期。国内企业将以提升精度、速度、稳定性为策略进军高端产品市场。此外,半导体衬底材料历经三个发展阶段,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体崭露头角,其中,第三代半导体功率器件具有高耐压、高功率、高频率特性,是最能体现宽禁带材料优势的半导体器件,下游新能源汽车、光伏发电等应用需求强劲,市场空间广阔。集成电路产业链条可分为上游软硬件材料及设备层、中游IC设计与生产层及下游IC产品与应用层。半导体IC产业环节进程不一,按规模与增量可划分不同赛道:半导体设备、IC制造与IC设计环节归类于快速发展赛道,半导体材料与IC封测环节归类于平稳发展赛道;EDA工具与IP授权环节归类于战略发展赛道。对比国内外头部企业经营现况可知,产业链上游EDA工具、材料、设备国内上市企业盈利能力与头部国际企业无明显差距,技术服务(主要为IP授权)厂商毛利率与净利率大幅度低于头部国际企业,产业链中游设计、制造、封测环节国内企业盈利能力整体不及头部国际企业。半导体IC产业链生态建设仍待加强,达到上下协同的规模经济尚需时日。产业背景产业链全景产品机遇洞察产业发展趋势 5半导体及IC产品概述1芯火:中国半导体IC发展历程2相传:中国半导体IC产业链全景3玉汝:中国半导体IC产品机遇洞察4于成:中国半导体IC产业发展趋势5 6©2022.9 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn半导体概念及产品分类导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,构成四类核心产品自然界材料按导电能力大小,即电导率的不同可分为导体、半导体和绝缘体三类,因此半导体的定义为常温下导电性能介于导体与绝缘体间的材料,电导率区间通常在10−8s/cm~103s/cm。半导体产品是由半导体材料构成的产品,根据国际半导体分类标准可分为集成电路、分立器件、光电器件和传感器四大类。来源:艾瑞研究院根据公开资料自主研究绘制。自然界材料及半导体产品分类集成电路分立器件光电器件传感器绝缘体(电导率<ퟏퟎ−ퟖs/cm)半导体(ퟏퟎ−ퟖs/cm <电导率<ퟏퟎퟑs/cm)导体(电导率>ퟏퟎퟑs/cm)电导率ρ(s/cm)熔凝石英硫磺金刚石玻璃砷化镓(GaAs)硅(Si)锗(Ge)(一)自然界材料根据电导率不同,可分为绝缘体、半导体与导体(图中材料为典型举例)(二)半导体产品可分为集成电路、分立器件、光电器件和传感器四大类核心产品ퟏퟎ−ퟖퟏퟎퟑ铋铂铝铜银集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。分立器件是指未封装成为集成电路,单独以二极管、三极管、电阻、电容等形式存在的独立元器件。产品泛指半导体晶体二极管、半导体三极管、功率晶体管以及其他半导体分立器件。在集成电路出现前,所有产品均由分立器件组合搭建而来。光电器件是把光和电这两种物理量联系起来,利用光电转换效应制成的各种功能器件,也称光敏器件。光电器件主要有利用半导体光敏特性工作的光电导器件、利用半导体光伏打效应工作的光电池和半导体发光器件等。传感器是指能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成非电学量传感器电学量例:角度、位移、速度、压力、温度、光照、......例:电压、电流、电阻、电容 7©2022.9 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn报告研究范围集成电路,即半导体IC,为半导体产业中的核心规模市场根据WSTS世界半导体贸易统计组织公开披露数据,2021年全球半导体产品规模预计已增长到5530亿美元,其中集成电路产品规模为4608亿美元,占比高达83.3%。从产品规模来看,集成电路产品规模长期占据全球半导体产品规模80%以上,为半导体产业中的核心规模市场。本篇报告将集成电路市场,即半导体IC(IntegratedCircuit),划定为研究范围,而光电子器件、分立器件与传感器市场不在本篇报告的研究范围之内。来源:WSTS,世界半导体贸易统计组织,艾瑞研究院自主研究绘制。2014-2022年全球半导体产品规模2773274527673432393333323612460850232993333203483804164044324602021861942172412392383013238588108126134135150188209335833523389412346884122440455306015-0.2%1.1%21.6%13.7%-12.1%6.8%25.6%8.8%20142015201620172018201920202021e2022e全球集成电路市场规模(亿美元)全球光电子器件市场规模(亿美元)全球分立器件市场规模(亿美元)全球传感器市场规模(亿美元)全球半导体产品规模增长率(%)2014年至2022年全球集 成 电 路 占 比 均 超 过80%,且从2014年的82.6%到2022年83.5%,比例发展呈现上升趋势。从增长性来看,集成电路 呈 稳 健 增 长 态 势,2017年至2022年五年CAGR为6.1%。82.6%81.9%81.6%83.2%83.9%80.8%82.0%83.3%83.5%全球半导体产品2017-2021五年CAGR:•半导体产品:6

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