中国半导体产业现状

中国半导体产业现状,第1张

全球半导体产业向亚太转移,我国半导体产业融入全球产业链

全球半导体市场规模06年达到247.7亿美元。主要应用领域包括计算机、消费电子、通信等。在电子制造业转移和成本差异等因素的作用下,全球半导体产业向亚太地区转移趋势明显。我国内地半导体产业发展滞后于先进国家,内地企业多位于全球产业链的中下游环节。我国半导体产业成为全球产业链的组成部分,产量和产值提高迅速,但是产品技术含量和附加值偏低。

2007年半导体产业大幅波动,长远发展前景良好

半导体产业的硅周期难以消除。2007年上半年,在内存价格上升等因素作用下,全球半导体市场增速明显下滑。至2007年下半年,由于多余库存的降低、资本支出的控制,半导体市场开始回升。预计2008年,半导体产业增速恢复到一个较高的水平。长远来看,支撑半导体产业发展的下游应用领域仍然处在平稳发展阶段,半导体产业的技术更新也不曾停滞。产品更新与需求形成互动,推动半导体产业持续增长。

我国半导体市场规模增速远快于全球市场

我国半导体市场既受全球市场的影响,也具有自身的运行特点。

我国半导体应用产业中,PC等传统领域仍保持平稳增长,消费电子、数字电视、汽车电子、医疗电子等领域处于快速成长期,3G通信等领域处于成长前期。我国集成电路市场规模增速远快于全球市场,是全球市场增长的重要拉动元素。2006年,我国集成电路市场已经成为全球最大市场。

我国半导体产业规模迅速扩大,产业结构逐步优化

我国半导体产业规模同样快速提高。在封装测试业保持高速增长的同时,设计和制造业的比例逐步提高,产业结构得到优化。在相关管理部门、科研机构和企业的共同努力下,我国系统地开展了标准制定和专利申请工作,有效地保障本土企业从设计、制造等中上游产业链环节分享内地快速增长的电子设备市场。

分立器件、半导体材料行业是我国半导体产业的重要组成部分

集成电路是半导体产业的最大组成部分。分立器件、半导体材料和封装材料也是半导体产业的重要组成部分。我国内地分立器件和半导体材料市场和产业也处于快速增长之中。

上市公司

我国内地半导体产业上市公司面对诸多挑战。技术升级和产品更新是企业生存发展的前提。半导体材料生产企业有较强的定价能力,在保持产品换代的前提下,有较大的成长空间;封装测试公司整体状况较好;分立器件企业发展不均。

全球半导体产业简况

根据WSTS统计,2006年全球半导体市场销售额达2477亿美元,比2005年增长8.9%;产量为5192亿颗,比2005年增长14.0%;ASP为0.477美元,比2005年下降4.5%。

从全球范围来看,包括计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子(ConsumerElectronics)在内的3C产业是半导体产品的最大应用领域,其后是汽车电子和工业控制等领域。

美、日、欧、韩以及中国台湾是目前半导体产业领先的国家和地区。2006年世界前25位的半导体公司全部位于美国、日本、欧洲、韩国。2005年,美国和日本分别占有48%和23%的市场份额,合计达71%。韩国和台湾的半导体产业进步很快。韩国三星已经位列全球第二;台积电(TSMC)的收入在2007年上半年有了很大的提高,排名快速升至第6,成为2007年上半年进入前20名的唯一一家台湾公司,这从一个侧面反映了台湾代工业非常发达。

中国市场简况

中国已经成为全球第一大半导体市场,并且保持较高的增长速度。2006年,中国半导体市场规模突破5800亿,其中集成电路市场达4863亿美元,比2005年增长27.8%,远高于全球市场8.9%的增速。我国市场已经达到全球市场份额的四分之一强。

在市场增长的同时,我国半导体产业成长迅速。以集成电路产业为例,2006年国内生产集成电路355.6亿块,同比增长36.2%。实现收入1006.3亿元,同比增长43.3%。我国半导体产业规模占世界比重还比较低,但远高于全球总体水平的增长率让我们看到了希望。

中国集成电路的应用领域与国际市场有类似之处。2006年,3C(计算机、通信、消费电子)占了全部应用市场的88.5%,高于全球比例。而汽车电子1.3%的比例,比起2005年的1.1%有所提高,仍明显低于全球市场的8.0%。与此相对应的是,我国汽车市场销量呈增长态势,汽车电子国产化比例逐步提高。这说明,在汽车电子等领域,我国集成电路应用仍有较大成长空间。

我国在国际半导体产业中所处地位

我国半导体市场进口率高,超过80%的半导体器件是进口的。国内半导体产业收入远小于国内市场规模。

2006年国内IC市场规模达5800亿,而同期国内IC产业收入是1006.3亿。

我国有多个电子信息产品产量已经位居全球第一,包括台式机、笔记本电脑、手机、数码相机、电视机、DVD、MP3等。中国已超过美国成为世界上最大的集成电路产品应用国。但目前国内企业只能满足不到20%的集成电路产品需求,其他依赖进口。

中国大陆市场的半导体产品前十名的都是跨国公司。这十家公司平均21%的收入来自中国市场。这与中国市场占全球市场规模的比例基本吻合。2006年这十家公司在中国的收入总和占到中国大陆半导体市场规模的34.51%。上述两组数字从另一个侧面反映出跨国公司占有国内较高市场份额。国内半导体市场对进口产品依赖性高。

虽然我国半导体进口量非常大,但出口比例也非常高。2005年国内半导体产品有64%出口。这种现象被称为“大进大出”,主要是由我国产业链特点造成的。

总的来看,我国IC进口远远超过出口。据海关统计,2006年我国集成电路和微电子组件进口额为1035亿美元,出口额为200亿美元,逆差巨大。

由于我国具有劳动力竞争优势,国际半导体企业把技术含量相对较低、劳动密集型的产业链环节向我国转移。我国半导体产业逐渐成为国际产业链的一环。产业链调整和转移的结果是,我国半导体产业在低技术、劳动密集型和低附加值的环节得到了优先发展。2006年,我国IC设计、制造和封装测试业所占的比重分别是18.5%、30.7%和50.8%。一般认为比较合理的比例是3:4:3。封装测试在我国先行一步,发展最快,规模也最大,是全球半导体产业向中国转移比较充分的环节。而处于上游的IC设计成为最薄弱的环节。芯片制造业介于前两者之间,目前跨国公司已经开始把芯片制造逐步向我国转移,中芯国际等国内企业发展也比较快。

这样的产业结构特点说明,国内的半导体企业多数并未直接面对半导体产品的用户—电子设备制造商和工业、军事设备制造商,甚至多数也没有直接分享国内市场。更多的是充当国际半导体产业链的一个中间环节,间接服务于国际国内电子设备市场。这种结构,利润水平偏低,定价能力不强,客户结构对于企业业绩影响较大。究其原因,还是国内技术水平低,高端核心芯片、关键设备、材料、IP等基本依赖进口,相关标准和专利受制于人。国内企业发展也不够成熟,规模偏小,设计、制造、应用三个环节脱节。

与产业链地位相对应,我国大陆的企业多为Foundry(代工)企业,这与台湾的产业特点相类似。国际上大的半导体跨国公司多为IDM形式。

2007全球半导体市场波动,未来增长前景良好

半导体产业长期具有行业波动性

硅周期性依然将长期存在。这是由半导体产业所处的位置决定的。半导体产业本身具有较长的产业链环节。

同时,半导体产业本身是电子设备大产业链的一个中间环节。下游需求和价格变动等外在扰动因素、产业技术升级等内在扰动因素必然在整个产业链产生传导作用。传导过程存在延时,从而导致半导体公司的反应滞后。半导体产业只有提高自身的下游需求预见性,及早对价格、需求和库存等变动做出预测,从而尽量减小波动的幅度。但是,半导体产业的波动性将长期存在。

2006年全球手机销售量增加21%

2006年全球手机销售量为9.908亿部,同比增长21%,其中,2006年四季度售出2.84亿部,占全年28.5%。

Gartner预测2007年手机销量为12亿部,比2006年增加2亿部。手机市场增长平稳。手机作为个人移 动终端,除了通信和已经得到初步普及的音乐播放功能外,将集成越来越多的功能,包括GPS、手机电视等等。3G的逐渐部署也极大促进手机市场的增长。手机用芯片包括信号处理、内存和电源管理等。图9反映了手机用内存需求的增加情况。

2006至2011年全球数字电视机市场将增长一倍

iSuppli预测,从2006年至2011年全球数字电视机半导体市场将增长一倍,从71亿美元增至142亿美元。

数字电视机的芯片应用包括输入/输出电路、驱动电路、电源管理等方面。带动数字电视机增长的因素有多种,包括平板电视价格下降,新一代DVD播放机普及,高清电视推广等。此外,许多国家的政府都宣布了从模拟电视切换到数字电视广播系统的计划。例如,2009年2月17日,全美模拟电视将停播,全部切换为数字电视广播。

中国内地半导体产业的“生态”环境

中国大陆半导体产业作为国际产业链的一个环节,企业形态以代工型企业(foundry)为主,产业结构偏重封装测试环节,半导体制造快速发展,未来我国半导体产业与国际产业大环境的联系将愈发密切。

总的来看,国内企业规模和市场份额相对较小,产品单一,企业发展和技术水平还不够成熟稳定,行业处于成长期。下游通信、消费电子、汽车电子等产业同样是正在上升的市场,发展程度低于国际先进水平,发展速度快于国际平均水平。各种因素共同作用,使得我国半导体产业发展并非完全与国际同步,具备自身的产业“生态环境”,具有不同的发展特点。

2007年上半年,虽然全球市场增速只有2%,但我国内地依然保持了较高的增长速度。上半年中国集成电路总产量同比增长15.2%,达到192.74亿块。共实现销售收入总额607.22亿元,同比增长33.2%。收入增长与2006上半年的48%相比有所回落,部分是受国际市场的影响,但相当大的程度还是国内产业收入基数增大等因素及内在发展规律所致。

我国半导体市场和产业规模增长远快于全球整体增速

受益于国际电子制造业向我国内地转移,以及国内计算机、通信、电子消费等需求的拉动,我国内地半导体市场规模的增长远快于全球市场的增长速度,已经成为全球半导体市场增长的重要推动区域。

作为半导体产业的重要组成部分,国内集成电路产业规模也是全球增长最快的。上世纪90年代初,我国IC产业规模仅有10亿元,至2000年突破百亿元,用了近10年时间;而从2000年的百亿元增至2006年的千亿元,只用了6年时间。今年年底,中国集成电路产业收入总额有望超过全球8%,提前实现我国“十一五”规划提出的“到2010年国内集成电路产业规模占全球8%份额”的目标。

我国半导体应用产业处在高速发展阶段

PC、手机等传统领域发展依然平稳,同时多媒体播放GPS和手机电视为手机等移 动终端带来了新的增长点。

我国数字电视、3G、汽车电子、医疗电子等领域发展进程有别于国际水平,未来几年内将进入高速发展阶段,有力促进国内半导体需求。

抢占标准制高点,充分利用国内市场资源

其实,从目前的角度来看,我国市场规模的快速增长,国内企业在某种程度的程度还不是直接受益者。这是由国内半导体产业在国际产业链中所处的位置所决定的。这一情况在逐步改善,其中最重要的一点,就是我国在标准和专利方面取得突破。

国内的管理部门、专家团队、科研机构和企业已经具有了产业发展的规划能力和前瞻性。在国内相关发展规划的指导下,产业管理部门、科研机构和企业的共同努力,促使3G通信标准TD-SCDMA、数字音视频编解码标准AVS标准、数字电视地面传输国家标准DTMB等系列国内标准出台;手机电视标准虽然尚未明确,但CMMB等国内标准已经打下了良好的基础。这些国有标准虽然未必使国内公司独享这些领域的半导体设计和制造市场,但是标准的制定主要是依靠国内科研机构和企业。在标准制定的过程之中,这些科研机构和企业已经系统地实现了相关技术,研发出了验证产品,取得先入优势。标准制定的同时,国内科研机构已经开展专利池的建设。这样,国内半导体产业就具备了分享这些领域的国内市场的有利条件。我们有理由相信,国内数字电视、消费电子等产业进一步发展,已经对国内半导体产业等上游产业具有了昔日不可比拟的带动能力,本土半导体公司可以更加直接的“触摸”到国内半导体应用产业了。

产业链结构缓慢向上游迁移

自有标准体系的建立,使国内半导体产业的发展具备了一定的优势。身处有利的“生态环境”内,我国半导体产业发展前景良好。目前,我国半导体产业结构已经在逐渐发生变化。2002年,中国IC设计、制造和封装测试业所占的比重分别为8.1%、17.6%、和74.3%,2006年,这一数字变为18.5%、30.7%和50.8%。设计、制造、封装测试三业并举,我国半导体产业才能产生更好的协同作用,国际公认的合理比例是3:4:3。我国半导体产业比例的改变,说明我国集成电路产业在向中上游延伸,但距离理想的比例还有差距。设计和制造业需要更快的提高。

芯片设计水平和收入逐步提高

从集成电路产业链的角度来看,只有掌握了设计,使产业链结构趋于合理,才能掌握我国IC产业的主动权,才能进入IC产业的高附加值领域。近年来,我国集成电路的设计水平不断提高。20%的设计企业能够进行0.18微米、100万门的IC设计,最高设计水平已达90纳米、5000万门。

虽然我国半导体产业很多没有直接分享国内3G、消费电子等领域的高成长。但是,这些领域确实对我国IC设计业的发展提供了良好的发展契机。例如,鼎芯承担了中国3G“TD-SCDMA产业化”国家专项,并在2006年成为中国TD产业联盟第一家射频成员;展讯通信(上海)有限公司是一家致力于手机芯片研发的半导体企业,2006年的销售额达3.32亿元。内地排名第一的芯片设计企业是珠海炬力集成电路设计有限公司(晶门科技总部位于香港),MP3芯片产品做的比较成功,去年的销售额达到了13.46亿美元。中星微电子和展讯通信公司先后获得国家科技最高奖—国家科技进步一等奖。

芯片生产线快速增长

我国新建IC芯片生产线增长很快。从2006年至今增加了10条线,平均每年增加6条。已经达到最高90纳米、主流技术0.18微米的技术水平。12英寸和8英寸芯片生产线产能在国内晶圆总产能中所占的比重则已经超过60%。跨国企业加快了把芯片制造环节向国内转移的速度,Intel也将在大连投资25亿兴建一座芯片生产厂。

建成投产后形成月产12英寸、90纳米集成电路芯片52000片的生产能力,主要产品为CPU芯片组。目前我国大尺寸线比例仍然偏小,生产线的总数占全世界的比例也还小于10%。“十一五”期间我国IC生产线有望保持快速增加。

在半导体这个技术高度密集的行业,大者恒大,强者愈强的规律体现得非常明显。业内常有这种说法:行业老大吃肉,次席喝汤,而第三名只能勉强维持生存。这在一定程度上体现了相关企业的生存现状,特别是在各细分领域,以上说法还是很形象的。

不过,世事无绝对,特别是对于行业排名第三的企业来说,有的勉强维持经营,甚至几乎被产业遗忘;有的则踌躇满志,受到多方关注和支持,前途光明;还有的成为了行业明星,光芒几乎盖过了前两强企业。总之,在纷繁复杂的半导体行业内,“老三”们也是有喜有忧。

不过,总体来看, 行业老大的营收规模和市占率的优势大都非常明显,排名次席的企业与老大之间的市占和营收差距非常明显,而“老三”与行业二哥之间的关系则依细分领域而各有不同。

在CPU领域,除了Intel、AMD,宝岛台湾的 威盛电子 (VIA) 也是会造x86处理器的,不知道还有多少人知道?

成立于1992年的威盛,经过几年的发展,于1999年收购了Cyrix (当时是国家半导体的一个部门) 以及Centaur。自从收购了Cyrix之后,威盛开始涉足x86架构的CPU设计领域,先后推出了多款处理器,虽然性能无法与第一、第二名的Intel和AMD抗衡,但是其特长在于低功耗,因此得以在某些特殊领域的市场上站住脚跟。此外,威盛CPU有一个与众不同的特色,就是 硬件整合了数据加密/解密的功能

与此同时,威盛也为Intel和AMD提供PC用芯片组,但随着市场的发展,第三方提供的芯片组逐步退出市场,这也使得威盛在CPU及相关芯片市场的存在感越来越弱。如今,其CPU市占率不足1%。只能看着“苏妈”领导下的AMD单q匹马地对抗Intel。不过,不知道2016年以来AMD在CPU领域对Intel的强劲逆袭势头是否能带给威盛更多的信心和动力?

在GPU芯片领域,英伟达和AMD已经统治多年,一个主攻高性能应用,如服务器和 汽车 ,另一个则主攻消费类产品,以PC和 游戏 机为主。而自从2005年AMD收购ATI之后,市场上就再也没有出现过第三家能有一定市占率的独立GPU芯片供应商。这不禁让我们怀念起40多年前那个GPU诞生和处于生长期的时代,Intel、IBM和TI等群雄逐鹿,你方唱罢我登场,热闹非常。

而在半导体行业的上游,IP供应商的行业角色愈加重要,掌握标准制定权和产业上游核心资产的重要性已深入人心。 而在当今的GPU IP领域,主要厂商只剩下Imagination和Arm了,几乎找不出第三家。

当下,无论是泛IT领域,还是半导体行业,最受瞩目、发展潜力最大、对人们的生活和工作影响最为深远的非人工智能 (AI) 莫属了,而谁能在AI发展初期针对该时期的应用推出适当的芯片,无疑就会有巨大的商机,而这正是英伟达最近几年在做的。

拓墣产业研究院发布的2020年第一季度全球前十大IC设计公司榜单显示,排名第三的 英伟达 (NVIDIA) 表现依然稳健,第一季度营收年增长率达到39.6%。

英伟达在数据中心的增长相当强劲,特别是其GPU在高性能AI计算应用方面,在当下的芯片界一枝独秀。 也正是因为如此,该公司的市值在前些天一度超过了Intel,成为了全球市值排名第三的半导体企业,前两名分别是台积电和三星。

这样风光无限的第三名,在半导体发展史上也不多见,特别是对于一家IC设计企业来讲,更是如此,因为它是轻资产企业,自家没有芯片制造和封装厂,在这种情况下,市值能够超越Intel,且紧跟台积电和三星这样的资金、技术高度密集的重资产半导体企业,实属难得。记得上一次出现类似情况,还是在智能手机市场“疯狂”增长的2013年,当时,高通凭借其在手机基带和4G技术方面的提前布局,抓住了那一波智能手机高速发展的风口期,市值也一度超过了Intel,当时也是无限风光。

对于晶圆代工和封装测试这种重资产领域,起步早的企业具有非常大的先发优势,台积电和日月光都是如此。而对于后来者来说,追赶起来就显得非常吃力,几乎可以肯定地讲,只要细分领域的龙头老大不犯方向性的错误,后面的二哥和老三就很难逼近甚至超过。

而要缩短与领头羊,或是行业二哥的差距,往往就要采取一些“非常规”手段。

在全球封测业,中国台湾地区的 日月光和矽品长期占据着第一和第三的位置 ,二哥则是美国的安靠。而中国大陆的 长电 科技 为了提升营收规模和行业影响力,于2015年收购了新加坡的星科金朋,排名也来到了行业第三的位置。

那之后,一度出现了“消化不良”的状况,整体规模虽然提升了,但利润水平却出现了明显下滑,经过这些年的调整和适应,长电 科技 与星科金朋逐步实现“化学反应”,营收和利润不断改善,2019年实现扭亏为盈,且2020年第一季度经营业绩创 历史 同期新高。

从上图也可以看出,行业排名第三的长电 科技 ,无论是市占率,还是营收的同比增长情况,都是比较 健康 的。在收购星科金朋四年后,该公司以行业第三的位置继续向前发起着冲击。

作为封测业的上游,晶圆代工在全球半导体行业的地位举足轻重,甚至可以被看作为产业的核心。

台积电一直是该细分领域的龙头老大,而二哥和老三的位置在近些年有所变化。 2017年之前,行业排名第二的是格芯 (GlobalFoundries) ,而处于下风的 三星 一直将台积电作为赶超目标,为此,该集团于2017年将其晶圆代工业务部门独立了出去,也正是因为如此,三星晶圆代工业务的营收计算方法出现了很大的变化 (为三星自研的手机处理器代工营收归为晶圆代工业务部门) ,这样就使得三星晶圆代工的市占率提升了很多 (目前是18.8%) ,远高于格芯的7.4%,因此将后者挤到了第三的位置。

格芯自诞生之日起,一路走来,充满着坎坷。在4大纯晶圆代工厂中,GlobalFoundries的 历史 最短 (成立于2009年) ,而且是脱胎于传统的IDM公司AMD,在经过了一系列的分拆、整合、并购和更名以后,才形成了今天的格芯。

虽然有中东母公司的巨额投入,但格芯的盈利能力一直难以令人满意。2018年,该公司宣布放弃12nm以下 (不包括12nm) 先进制程技术的研发,将精力放在特色工艺技术研发。

这一策略,一方面是为了避开与台积电硬碰硬式的竞争,以降低风险,提升资金利用效率,另一方面,格芯要更加大力发展特色工艺SOI。实际上,SOI虽然不是什么新的技术,但这真的是一种比较好、接地气的工艺。当下,相对于FD-SOI,RF-SOI已经取得了比较广泛的应用,特别是以手机为代表的移动通信终端的RF前端,其应用的如鱼得水。而FD-SOI发展的相对较慢,其可以说是与体硅的逻辑工艺并驾齐驱的竞争技术,最大的特色就是漏电少,低功耗。

而今的晶圆代工行业老三正处在大调整时期,在市占率方面,要想追赶前面的两家,难于登天,与此同时,身后的联电和中芯国际对其位置也虎视眈眈,而且, 相对于格芯追赶前两名的难度来说,联电和中芯国际追赶格芯的难度要小得多 ,它们三家的市占率差距不是很大,联电为7.3%,排名第五的中芯国际市占率为4.8%。

最近,中芯国际登陆科创板,其市值一度超过了6000亿元,这极大地提升了其在A股市场的融资能力,对于资本高度密集的晶圆代工厂商来说,有足够和持续的资金供应是至关重要的,而科创板和“大基金”会给它巨大的支持。也因为如此,越来越多的人对于中芯国际进一步提升营收和市占率充满信心。

招商电子日前发表了研究报告,表达了对中芯国际的看好,认为该公司现在的研发强度及资本开支都要高于行业平均水平,到2021年,有可能接近或超越没有10nm及更先进制程的联电和格芯,从而来到行业第三的位置。

中芯国际已经量产了14nm芯片,12nm也已经导入客户验证,而且还在研究N+1、N+2代工艺,虽然官方一直不肯明确这两代工艺到底是什么节点的,不过,据业界分析,N+1大概是8nm制程,而n+2则接近7nm工艺。不过,这些只是猜测,准确信息还要以中芯国际的官方公告为准。

当然,在2021年就能来到行业第三的位置是我们美好的愿望,但要实现起来,难度非常大,特别是在晶圆代工这个技术壁垒高起的细分领域,短时间内赶超前者非常困难。

结语

可见,在半导体行业,要坐到、坐稳各细分领域老三的位置,也不是一件容易的事情。

作者 / 张健keya

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