“缺芯”之痛与世界半导体江湖

2019年5月，美国商务部将华为列入实体清单，禁止美国企业向华为出口技术和零部件；2020年5月，美国进一步升级对华为贸易禁令，要求凡使用了美国技术或设计的半导体芯片出口华为时，必须得到美国政府的许可证，进一步切断华为通过第三方获取芯片或代工生产的渠道。

此前，高通、英特尔和博通等美国公司都向华为提供芯片，用于华为智能手机和其他电信设备，华为手机使用谷歌的安卓 *** 作系统。华为自研的麒麟高端手机芯片，也依赖台积电代工。随着美国芯片禁令实施，华为手机业务遭遇重创，消费者业务收入大幅下滑，海外市场拓展也受到影响。

美国凭借芯片技术优势对中国企业“卡脖子”，使半导体产业陡然成为中美 科技 竞争的风暴眼。“缺芯”之痛，突显了中国半导体产业的技术短板。它如一记振聋发聩的警钟，惊醒国人看清国际 科技 竞争的残酷现实。

半导体产业是 科技 创新的龙头和先导，在信息 科技 和高端制造中占据核心地位。攻克半导体核心技术难题，解决高端芯片受制于人的现状，成为中国高 科技 发展和产业升级的当务之急。

全球半导体版图

半导体产业很典型地体现了供应链的全球化，各国在半导体产业链上分工协作，相互依赖。美国、韩国、日本、中国、欧洲等国家或地区发挥各自优势，共同组成了紧密协作的全球半导体产业链。

根据美国半导体行业协会发布的最新数据，美国的半导体企业销售额占据全球的47%，排名第二的是韩国，占比为19%，日本和欧盟半导体企业销售额占比均为10%，并列第三。中国台湾和中国大陆半导体企业销售额占比分别为6%和5%。

具体来看，美国牢牢控制半导体产业链的头部，包括最前端EDA/IP、芯片设计和关键设备等。具体而言，在全球产业链总增加值中，美国在EDA/IP上，占据74%份额；在逻辑芯片设计上，占据67%；在存储芯片设计上，占据29%；在半导体制造设备上，占据41%。

日本在芯片设计、半导体制造设备、半导体材料等重要环节掌握核心技术；韩国在存储芯片设计、半导体材料上发挥关键作用；欧洲在芯片设计、半导体制造设备和半导体材料上贡献突出；中国则在晶圆制造上发挥重要作用。

中国大陆在全球晶圆制造（后道封装、测试）增加值占比高达38%；中国台湾在全球半导体材料、晶圆制造（前道制造、后道封装、测试）增加值占比分别达到22%和47%。

以上国家和地区构成了全球半导体产业供应链的主体。

芯片是人类智慧的结晶，芯片制造是全球顶尖的高端制造产业之一，是典型的资本密集和技术密集行业。制造的过程之复杂、技术之尖端、对制造设备的苛刻要求，决定了芯片产业链的复杂性。半导体制造中的大部分设备，包含了数百家不同供应商提供的模块、激光、机电组件、控制芯片、光学、电源等，均需依托高度专业化的复杂供应链。每一个单一制造链条都可能汇集了成千上万的产品，凝聚着数十万人多年研发的积累。

芯片技术也涉及广泛的学科，需要长时期的基础研究和应用技术创新的成果累积。举例来说，一项半导体新技术方法从发布论文，到规模化量产，至少需要10-15年的时间。作为全球最先进的半导体光刻技术基础的极紫外线EUV应用，从早期的概念演示到如今的商业化花费了将近40年的时间，而EUV生产所需要的光刻机设备的10万个零部件来自全球5000多家供应商。

芯片制造的复杂性，创造了一个由无数细分专业方向组成的全球化产业链。在半导体市场中，专业的世界级公司通过几十年有针对性的研发，在自己擅长的领域建立了牢固的市场地位。比如，荷兰ASML垄断着世界光刻机的生产；美国高通、英特尔、韩国三星、中国台湾的台积电等也都形成了各自的技术优势。目前全世界最先进制程的高端芯片几乎都由台积电和三星生产。

中美芯片供应链各有软肋

“缺芯”，不仅困扰着中国企业。

自去年下半年以来，受新冠疫情及美国贸易禁令干扰，芯片产能及供应不足，全球信息产业和智能制造都遭遇了严重的“芯片荒”。

随着新一轮新冠疫情在东南亚蔓延， 汽车 行业芯片短缺进一步加剧，全球三家最大的 汽车 制造商装配线均出现中断。丰田称 9 月全球减产 40%。美国车企也不能幸免，福特 汽车 旗下一家工厂暂停组装 F-150 皮卡，通用 汽车 北美地区生产线停工时间也被迫延长。

蔓延全球的芯片荒，迫使各国对全球半导体供应链的安全性、可靠性进行重新审视和评估。中美两个大国在半导体供应链上各有优势，也各有软肋。

中国芯片产业起步较晚，但近年来加速追赶。根据中国半导体行业协会统计，2020年中国集成电路产业销售额为8848亿元，同比增长17%，5年增长了超过一倍。其中，设计业销售额为3778.4亿元，同比增长23.3%；制造业销售额为2560.1亿元，同比增长19.1%；封装测试业销售额2509.5亿元，同比增长6.8%。中国2020年出口集成电路2598亿块，出口金额1166亿美元，同比增长14.8%。

中国芯片核心技术与美国有较大差距，主要突破在芯片设计领域，芯片设计水平位列全球第二。在制造的封测环节也不是我们的短板。中国芯片制造的短板主要在三方面：核心原材料不能自己自足、芯片制造工艺与国际领先水平有较大差距、关键制造设备依赖进口。

由于不能独立完成先进制程芯片的生产制造，大量高端芯片依赖进口。2020年中国进口芯片5435亿块，进口金额3500.4亿美元。

美国是世界芯片头号强国，拥有世界领先的半导体公司，但其核心能力是主导芯片产业链的前端，包括设计、制造设备的关键技术等，但上游资源和制造能力也依赖国外。美国在全球半导体制造市场的市占率急速下降，从 1990 年 37% 滑落至目前 12%左右。

波士顿咨询公司和美国半导体行业协会在今年4月联合发布的《在不确定的时代加强全球半导体产业链》的报告显示，若按设备制造/组装所在地统计，2019年中国大陆半导体企业销售额占比高达35%；美国则排名第二，销售额占比为19%。

世界芯片的主要制造产能集中在亚洲， 2020 年中国台湾半导体产能全球占比为 22%，其次是韩国 21%，日本和中国大陆皆为 15%。这意味着美国在芯片的制造和生产环节，也存在很大的脆弱性。这也是伴随东南亚疫情爆发导致芯片产业链产能受限，美国同样遭遇“芯片荒”的原因。

对半导体产业链脆弱性的担忧，推动美国加大对半导体产业的投资和政策扶持。今年5月美国参议院通过一项两党一致同意的芯片投资法案，批准了520亿美元的紧急拨款，用以支持美国半导体芯片的生产和研发，以提升美国国内半导体产业链的韧性和竞争力。今年2月24日，美国总统拜登签署一项行政命令，推动美国加强与日本、韩国及中国台湾等盟国/地区合作，加速建立不依赖中国大陆的半导体供应链。

除了产能问题，美国在全球半导体竞争中的另一个软肋就是对中国市场的依赖。中国是全球最大的半导体需求市场，每年中国半导体的进口额都超过3000亿美元，大多数美国半导体龙头企业至少有25%的销售额来自中国市场。可以说，中国是美国及全球主要半导体供应商的最大金主。如果失去中国这个最富活力、最具成长性的市场，那么依赖高资本投入的美国各主要芯片供应商的研发成本将难以支撑，影响其研发投入及未来竞争力。

这从另一方面说，恰是中国的优势，中国庞大的市场需求和发展空间，足以支撑芯片产业链的高强度资本投入与技术研发，并推动技术和产品迭代。

“中国芯”提速

随着中国推进《中国制造2025》，芯片制造一直是中国 科技 发展的优先事项。如今，美国在芯片供应和制造上进行霸凌式断供，使中国构建自主可控、安全高效的半导体产业链的目标更加紧迫。

客观上，半导体产业链需要各国协作，这从成本和技术进步角度，对各国都是互利共赢。但美国的断供行为改变了传统的商业与贸易逻辑。在大国竞争的背景下，对具有战略意义的半导体和芯片产业链，安全、可靠成为主导的逻辑。

中国要成为制造强国，实现在全球产业链、价值链的跃升，摆脱关键技术受制于人的困境，芯片制造这道坎儿就必须跨过。

随着越来越多的中国高 科技 企业被列入美国实体清单，迫使半导体产业链中的许多中国企业不得不“抱团取暖”，携手合作，努力寻求供应链的“本土化”。“中国芯”突围，成为中国 科技 界、产业界不得不面对的一场“新的长征”。中国半导体产业进入攻坚期，也由此迎来发展的重大战略机遇期。

在国家“十四五”规划和2035远景目标纲要中，把 科技 自立自强作为创新驱动的战略优先目标，致力打造“自主可控、安全高效”的产业链、供应链；国家将集中资金和优势 科技 力量，打好关键核心技术攻坚战，在卡脖子领域实现更多“由零到一”的突破。国家明确提出到2025年实现芯片自给率70%的目标。

2020年8月，国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，瞄准国产芯片受制于人的短板，在投融资、人才和市场落地等方面进一步加大政策支持，助力打通和拓展企业融资渠道，加快促进集成电路全产业链联动，做大做强人才培养体系等。

全国多地制定半导体产业发展规划和扶持政策，积极打造半导体产业链。长三角地区是我国半导体产业重点聚集区，深圳市则是珠三角地区集成电路产业的龙头，京津冀及中西部地区的半导体产业也正在加快布局。

作为中国创新基地，上海市政府6月21日发布《战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》，其中集成电路产业列为第一位的发展项目，提出产业规模年均增速达到20%左右，力争在制造领域有两家企业营收进入世界前列，并在芯片设计、制造设备和材料领域培育一批上市企业。

上海市的规划中，对芯片制造也制定出具体目标和实施路径：加快研制具有国际一流水平的刻蚀机、清洗机、离子注入机、量测设备等高端产品；开展核心装备关键零部件研发；提升12英寸硅片、先进光刻胶研发和产业化能力。到2025年，基本建成具有全球影响力的集成电路产业创新高地，先进制造工艺进一步提升，芯片设计能力国际领先，核心装备和关键材料国产化水平进一步提高，基本形成自主可控的产业体系。

上海联合中科院和产业龙头企业，投资5000亿元，打造世界级芯片产业基地：东方芯港。目前东方芯港项目已引进40余家行业标杆企业，初步形成了覆盖芯片设计、特色工艺制造、新型存储、第三代半导体、封装测试以及装备、材料等环节的集成电路全产业链生态体系。

在国家政策指引和强劲市场的驱动下，国家、企业、科研机构、大学、 社会 资金等集体发力，中国芯片行业正展现出空前的发展动能和势头。

在外部倒逼和内部技术提升的共同作用下，中国芯片产业第一次迎来资金、技术、人才、设备、材料、工艺、设计、软件等各发展要素和环节的整体爆发。国产芯片也在加速试错、改造、提升，正在经历从“不可用”到“基本可用”、再到“好用”的转变。

中国终将重构全球半导体格局

中国芯片制造重大技术突破接踵而至：

中微半导体公司成功研制了5纳米等离子蚀刻机。经过三年的发展，中微公司5纳米蚀刻机的制造技术更加成熟。该设备已交付台积电投入使用。

上海微电子已经成功研发出我国首款28纳米光刻机设备，预计将在2021年交付使用，实现了光刻机技术从无到有的突破。

中芯国际成功推出N+1芯片工艺技术，依托该工艺，中芯国际芯片制程不断向新的高度突破，同时成熟的28纳米制程扩大产能。

7月29日，南大光电承担的国家 科技 重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”之光刻胶项目通过了专家组验收。

8月2日青岛芯恩公司宣布8寸晶圆投片成功，良率达90%以上，12寸晶圆厂也将于8月15日开始投片。

2017年，合肥晶合集成电路12寸晶圆制造基地建成投产，至2021年合肥集成电路企业数量已发展到近280家。

中国半导体行业集中蓄势发力，在关键技术和设备等瓶颈领域，从无到有，由易入难，积小成而大成，关键技术和工艺水平正在取得整体跃迁。

小成靠朋友，大成靠对手。某种意义上，我们应该感谢美国的遏制与封锁，逼迫我们在芯片和半导体行业加速摆脱对外部的依赖。

回望新中国 科技 发展史，凡是西方封锁和控制的领域，也是中国技术发展最快的领域：远的如两d一星、核潜艇，近的如北斗导航系统以及登月、空间站、火星探测等航天工程。在外部压力的逼迫下，中国 科技 与研发潜能将前所未有地爆发。

实际上，中国的整体 科技 实力与美国的差距正在迅速缩小。在一些尖端领域，比如高温超导、纳米材料、超级计算机、航天技术、量子通讯、5G技术、人工智能、古生物考古、生命科学等领域已经居于世界前沿水平。

英国世界大学新闻网站8月29日刊发分析文章，梳理了中国 科技 水平的颠覆性变化：

在创新领域，中国在全球研发支出排名第二，全球创新指数在中等收入国家中排名第一，正在从创新落伍者转变为创新领导者。

人才方面，拥有庞大的高端理工人才库，中国已是知识资本的重要创造者，美中 科技 关系从高度不对称转变为在能力和实力上更加对等。

技术转让方面，中国从单纯的学习者和技术接收者，转变为技术转让的来源和跨境技术标准的塑造者。

人才回流，中国正在扭转人才流失问题，积极从世界各地招募科学和工程人才。

这些变化表明，中国 科技 整体实力已经从追赶转变为能够与国际前沿竞争，由全球 科技 中的边缘角色转变为具有重要影响力的国家之一。

中国的基础研究水平也在突飞猛进。据《日经新闻》8月10日报道，在统计2017年至2019年间全球被引用次数排名前10%的论文时，中国首次超过美国，位居榜首位置。报道还着重指出中国在人工智能领域相关论文总数占据20.7%，美国为19.8%，显示中国在人工智能领域的研究成果正在超越美国。

另有日本学者在研究2021QS世界大学排名后，发现世界排名前20的理工类大学中，中国有7所上榜，清华大学居于第一位，而美国有5所。如果进一步细分到“机械工程”、“电气与电子工程”，中国大学在排名前20中的数量更是全面碾压美国。

芯片技术反映了一个国家整体 科技 水平和综合研发实力，中国的基础研究、应用研究、人才实力具备了突破芯片核心技术的基础和能力。

正如世界光刻机龙头企业——荷兰ASML总裁温尼克今年4月接受采访时所说：美国不能无限打压中国，对中国实施出口管制，将逼迫中国寻求 科技 自主，现在不把光刻机卖给中国，估计3年后中国就会自己掌握这个技术。“一旦中国被逼急了，不出15年他们就会什么都能自己做。”

温尼克的忧虑，正在一步步变成现实。全球半导体产业正进入重大变革期，中国在芯片制造领域的发愤图强，正在改写世界半导体产业的竞争格局。

中国的市场优势加上国家政策优势、资金优势以及基础研究的深入，打破美国在芯片制造领域的技术垄断和封锁，这一天不会太遥远。

最近的华为事件，让大家知道了芯片的重要性，但是芯片并不是只有手机芯片一个，其余很多行业比如电脑、航天、数控机床等等都是需要用到芯片，而整个芯片的全产业链具体要包括三个部分： 芯片设计、芯片制造以及芯片的封测 ，三者缺一不可，只有三方面都具备了，才可以生产出一个真正的芯片。

所以说华为的海思虽然可以设计出芯片，但是我国大陆的芯片制造目前最高只能到12纳米的（能量产的只有28纳米的），目前最高精度的7纳米芯片只有韩国三星以及台积电可以生产，假设台积电放弃给华为代工，那么华为的高端手机就得废了，所以台湾还是有牛逼的企业。

目前国内的芯片设计十大龙头企业为：华为海思、清华紫光展锐、中兴微电子、华大半导体、智芯微电子、汇顶 科技 、士兰微、大唐半导体、敦泰 科技 和中星微电子。

不过真正厉害点也就前两家，华为海思就不说了，大家都了解，说一下第二家清华紫光展锐，紫光展锐目前是三星手机处理器和基带芯片除其自产品之外的最大供应商，你买的三星中低端手机系列，里面的芯片大部分都是紫光展锐的。2017年国内的芯片设计产值上华为海思半导体以361亿元销售额排名第一；清华紫光展锐以110亿元排名第二；中兴微电子以76亿元排名第三。

半导体产业制造与面板产业相似，属于资产和技术密集型产业，设备需求量大、技术含量高、附加值高。单厂投资在百亿量级，资料显示一条最先进12英寸晶圆生产线需投资约450亿元，而台积电的打算投建的3纳米工厂投资预计为200亿美元。目前国内芯片制造企业整体实力比较弱，重点上市公司就只有两家：中芯国际以及华虹半导体等。

2017年国内的集成电脑制造中产值中，前五大里，只有就只有第二的中芯国际以及第五的上海华虹为中国自己的企业，第三的SK海力士也是韩国企业。在芯片制造方面，我国的技术仍然比较弱后。

芯片封测是芯片的最后一个环节，在封测产业中，国内厂商江苏新潮 科技 、南通华达微电子、长电 科技 、华天 科技 和通富微电等等都属于较优秀的企业，目前封测产业是国内半导体产业链中技术成熟度最高的领域。

国内各个芯片的各方面都有龙头企业，但是真正在国际上闯出名声有一战之力的目前也就是芯片设计中的华为海思半导体，而最薄弱的环节为芯片制造环节，这个与国际上的差距最大。

半导体芯片是一个需要高投入、规模效应的产业，投资周期长，风险大，政府从2013年开始对半导体产业从芯片研发到制造开始了一条补芯之路。 芯片，专业上也称集成电路，被喻为国家的工业粮食，是所有整机设备的“心脏”，其重要性不可衡量。自2013年开始，我国每年进口的芯片价值超过2000亿美元，已经超过石油，成为最大宗的进口产品。2017年达到2500多亿美元，国内芯片产业的年销售额为5000多亿人民币。

根据《中国制造2025》,到2020年我国芯片自给率将达到40%，2025年将达到50%，未来10年我国将是全球半导体行业发展最快的地区,至2030年左右,随着全球集成电路厂商在中国建厂，我国成为全球半导体生产和应用中心将是大概率。

截至2017年年底，国家大基金成立三年多，累计项目承诺投资额1188亿元，实际出资818亿元，分别占一期总规模的86％和61％，二期拟募集1500亿～2000亿元人民币，都是用来支持国内芯片的发展。同时资本市场也为助力芯片上市公司发展，大基金一期以IC制造为主，具体分布为：集成电路制造67%，设计17%，封测10%，装备材料类 6%，目前已上市集成电路设计公司超过20家，有70家半导体和元器件行业上市公司。

芯片产业链主要为设计、制造、封测以及上游的材料和设备5大部分。

大基金一期的项目进度情况

1、设计类领域上市公司：兆易创新、景嘉微、紫光国芯、北京君正、中科曙光、中颖电子、富瀚微、圣邦股份

2、制造类领域上市公司：士兰微、三安光电、中芯国际(港股)

3、设备类领域上市公司：至纯 科技 、北方华创、长川 科技 、晶盛机电、精测电子

4、封测领域上市公司：长电 科技 、通富微电、晶方 科技 、华天 科技 、太极实业

5、材料领域上市公司：江丰电子、南大光电、江化微、鼎龙股份、晶瑞股份、上海新阳、中环股份等。

从产业整体看,晶圆制造中芯国际、华力二期28nm芯片生产线已经开始建设投产,将继续往14nm等先进工艺延伸；晶圆封装国内中高端先进封装的占比已超过30%；设备材料也在关键领域取得了一定的突破。

这里只是提供了一个思路和看法，实战中要结合基本面和技术面相互判断，有不全之处希望多总结和交流。

根据半导体产业协会（SIA）统计，2016年全球半导体产业产值达3389亿美元，创下 历史 新高，同比增长1.1%。据世界半导体贸易统计协会（WSTS）预测，2017全球半导体产值将来到3778亿美元，较2016年跳增11.5%。国外芯片巨头已经纷纷扩张产能，分割市场。

全球市场中，我国对半导体的市场需求最为突出，2014年我国半导体市场需求全球占比就达到了56.6%，位列第一。与此形成鲜明对比的是，全球芯片市场由英特尔、高通和三星等国际巨头把持，我国企业竞争力不强，产品供需缺口较大，CPU及存储芯片更是几乎完全依赖于进口，存储芯片已经成为我国半导体产业受外部制约最严重的基础产品之一，因此存储芯片国产化也成为了我国半导体发展大战略中的重要一步。

在各类集成电路产品中，中国仅移动通信领域的海思、展讯能够比肩高通、联发科的国际水准。本土集成电路供需存在很大的缺口。

在集成电路中，PC、服务器的CPU 芯片以及手机等移动终端中需求量最大的存储芯片更是几乎完全依赖于进口。赛迪智库集成电路研究所的研究报告指出，CPU 和存储器占据国内集成电路进口总额的75%。2013-2016 年间，存储芯片进口额从460 亿美元增至680 亿美元，2017 年将突破700 亿美元。存储器已经成为我国半导体产业受外部制约最严重的基础产品之一， 因此存储器国产化也成为了我国半导体发展大战略中的重要一步。

在这一领域可以关注的上市公司是： 全志 科技 、紫光国芯、北京君正、汇顶 科技 、兆易创新和长电 科技 。

全志 科技 主要产品为智能终端应用处理器和智能电源管理芯片。

紫光国芯为IC设计企业，主要产品包括智能芯片产品、特种集成电路产品和存储芯片产品。

北京君正为IC 设计企业，其主营业务为微处理器芯片、智能视频芯片及整体解决方案的研发和销售，是智能可穿戴设备产业链相关上市公司中唯一的处理器生产企业。

汇顶 科技 从事智能人机交互的研究与开发，主要向市场提供面向手机、平板电脑等智能终端的电容屏触控芯片和指纹识别芯片。

兆易创新的主要产品分为闪存芯片产品及微控制器产品。

　芯片产业主要包括:设计、制造、封装与测试

（3）、芯片封装与测试:中电广通、精测电子、华天 科技 。

国产芯片行业的龙头公司有：中新赛克，紫光股份，恒为 科技 ，淳中 科技 ，新大陆，雄帝 科技 ，新北洋，苏州科达，合众思壮，朗科 科技 等等公司。

看想了解哪一块市场的，ic产业链太长了各家专注点不同，紫光，展讯，华为海思，中兴都是巨头。消耗量跟终端产品的价格决定了公司的利润率跟销售额。

目前， 汽车 ，手机，数码影像以及其他3c产品是大规模又有利润的市场，可喜的是国内ic行业一直在进步，在逐渐占领这些利润较高又量大的行业。

整个ic行业最难得的是ip，也就是soc厂商需要研发跟购买授权的地方，这部分还有待改善加强，希望寒武纪这类公司能走出一条特色道路来。

据说广州粤芯12寸晶圆6月份投产。

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