史上最全的半导体产业链全景！

导 读 ( 文/ ittbank 授权发布 )

集成电路作为半导体产业的核心，市场份额达83%，由于其技术复杂性，产业结构高度专业化。随着产业规模的迅速扩张，产业竞争加剧，分工模式进一步细化。

目前市场产业链为IC设计、IC制造和IC封装测试。

○ 在核心环节中，IC设计处于产业链上游，IC制造为中游环节，IC封装为下游环节。

○ 全球集成电路产业的产业转移，由封装测试环节转移到制造环节，产业链里的每个环节由此而分工明确。

○ 由原来的IDM为主逐渐转变为Fabless+Foundry+OSAT。

▲全球半导体产业链收入构成占比图

① 设计：

细分领域具备亮点，核心关键领域设计能力不足。从应用类别(如：手机到 汽车 )到芯片项目(如：处理器到FPGA)，国内在高端关键芯片自给率几近为0，仍高度仰赖美国企业；

② 设备：

自给率低，需求缺口较大，当前在中端设备实现突破，初步产业链成套布局，但高端制程/产品仍需攻克。中国本土半导体设备厂商只占全球份额的1-2%，在关键领域如：沉积、刻蚀、离子注入、检测等，仍高度仰赖美国企业；

③ 材料：

在靶材等领域已经比肩国际水平，但在光刻胶等高端领域仍需较长时间实现国产替代。全球半导体材料市场规模443 亿美金，晶圆制造材料供应中国占比10%以下，部分封装材料供应占比在30%以上。在部分细分领域上比肩国际领先，高端领域仍未实现突破；

④ 制造：

全球市场集中，台积电占据60%的份额，受贸易战影响相对较低。大陆跻身第二集团，全球产能扩充集中在大陆地区。代工业呈现非常明显的头部效应，在全球前十大代工厂商中，台积电一家占据了60%的市场份额。此行业较不受贸易战影响；

⑤ 封测：

最先能实现自主可控的领域。封测行业国内企业整体实力不俗，在世界拥有较强竞争力，长电+华天+通富三家17 年全球整体市占率达19%，美国主要的竞争对手仅为Amkor。此行业较不受贸易战影响。

一、设计

按地域来看，当前全球IC 设计仍以美国为主导，中国大陆是重要参与者。2017 年美国IC设计公司占据了全球约53%的最大份额，IC Insight 预计，新博通将总部全部搬到美国后这一份额将攀升至69%左右。台湾地区IC 设计公司在2017 年的总销售额中占16%，与2010年持平。联发科、联咏和瑞昱去年的IC 销售额都超过了10 亿美元，而且都跻身全球前二十大IC 设计公司之列。欧洲IC 设计企业只占了全球市场份额的2%，日韩地区Fabless 模式并不流行。

与非美国海外地区相比，中国公司表现突出。世界前50 fabless IC 设计公司中，中国公司数量明显上涨，从2009 年1 家增加至2017 年10 家，呈现迅速追赶之势。2017 年全球前十大Fabless IC 厂商中，美国占据7 席，包括高通、英伟达、苹果、AMD、Marvell、博通、赛灵思；中国台湾地区联发科上榜，大陆地区海思和紫光上榜，分别排名第7 和第10。

2017 年全球前十大Fables s IC 设计厂商

（百万美元）

然而，尽管大陆地区海思和紫光上榜，但可以看到的是，高通、博通和美满电子在中国区营收占比达50%以上，国内高端 IC 设计能力严重不足。可以看出，国内对于美国公司在核心芯片设计领域的依赖程度较高。

自中美贸易战打响后，通过“中兴事件”和“华为事件”我们可以清晰的看到，核心的高端通用型芯片领域，国内的设计公司可提供的产品几乎为0。

大陆高端通用芯片与国外先进水平差距主要体现在四个方面：

1）移动处理器的国内外差距相对较小。

紫光展锐、华为海思等在移动处理器方面已进入全球前列。

2）中央处理器(CPU) 是追赶难度最大的高端芯片。

英特尔几乎垄断了全球市场，国内相关企业约有 3-5 家，但都没有实现商业量产，多仍然依靠申请科研项目经费和政府补贴维持运转。龙芯等国内 CPU 设计企业虽然能够做出 CPU 产品，而且在单一或部分指标上可能超越国外 CPU，但由于缺乏产业生态支撑，还无法与占主导地位的产品竞争。

3）存储器国内外差距同样较大。

目前全球存储芯片主要有三类产品，根据销售额大小依次为：DRAM、NAND Flash 以及Nor Flash。在内存和闪存领域中，IDM 厂韩国三星和海力士拥有绝对的优势，截止到2017年，在两大领域合计市场份额分别为75.7%和49.1%，中国厂商竞争空间极为有限，武汉长江存储试图发展 3D Nand Flash(闪存)的技术，但目前仅处于 32 层闪存样品阶段，而三星、英特尔等全球龙头企业已开始陆续量产 64 层闪存产品；在Nor flash 这个约为三四十亿美元的小市场中，兆易创新是世界主要参与厂家之一，其他主流供货厂家为台湾旺宏，美国Cypress，美国美光，台湾华邦。

4）FPGA、AD/DA 等高端通用型芯片，国内外技术悬殊。

这些领域由于都是属于通用型芯片，具有研发投入大，生命周期长，较难在短期聚集起经济效益，因此在国内公司层面发展较为缓慢，甚至有些领域是停滞的。

总的来看，芯片设计的上市公司，都是在细分领域的国内最强。比如2017 年汇顶 科技 在指纹识别芯片领域超越FPC 成为全球安卓阵营最大指纹IC 提供商，成为国产设计芯片在消费电子细分领域少有的全球第一。士兰微从集成电路芯片设计业务开始，逐步搭建了芯片制造平台，并已将技术和制造平台延伸至功率器件、功率模块和MEMS 传感器的封装领域。但与国际半导体大厂相比，不管是高端芯片设计能力，还是规模、盈利水平等方面仍有非常大的追赶空间。

二、设备

目前，我国半导体设备的现况是低端制程实现国产替代，高端制程有待突破，设备自给率低、需求缺口较大。

关键设备技术壁垒高，美日技术领先，CR10 份额接近80%，呈现寡头垄断局面。半导体设备处于产业链上游，贯穿半导体生产的各个环节。按照工艺流程可以分为四大板块——晶圆制造设备、测试设备、封装设备、前端相关设备。其中晶圆制造设备占据了中国市场70%的份额。再具体来说，晶圆制造设备根据制程可以主要分为8 大类，其中光刻机、刻蚀机和 薄膜沉积设备这三大类设备占据大部分的半导体设备市场。同时设备市场高度集中，光刻机、CVD 设备、刻蚀机、PVD 设备的产出均集中于少数欧美日本巨头企业手上。

中国半导体设备国产化率低，本土半导体设备厂商市占率仅占全球份额的1-2%。

关键设备在先进制程上仍未实现突破。目前世界集成电路设备研发水平处于12 英寸7nm，生产水平则已经达到12 英寸14nm；而中国设备研发水平还处于12 英寸14nm，生产水平为12 英寸65-28nm，总的来看国产设备在先进制程上与国内先进水平有2-6 年时间差；具体来看65/55/40/28nm 光刻机、40/28nm 的化学机械抛光机国产化率依然为0，28nm化学气相沉积设备、快速退火设备、国产化率很低。

三、材料

半导体材料发展历程

▲各代代表性材料主要应用

▲第二、三代半导体材料技术成熟度

细分领域已经实现弯道超车，核心领域仍未实现突破，半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料两大块。晶圆制造材料中，硅片机硅基材料最高占比31%，其次依次为光掩模版14%、光刻胶5%及其光刻胶配套试剂7%。封装材料中，封装基板占比最高，为40%，其次依次为引线框架16%，陶瓷基板11%，键合线15%。

日美德在全球半导体材料供应上占主导地位。各细分领域主要玩家有：硅片——Shin-Etsu、Sumco，光刻胶——TOK、Shipley，电子气体——Air Liquid、Praxair，CMP——DOW、3M，引线架构——住友金属，键合线——田中贵金属、封装基板——松下电工，塑封料——住友电木。

（1）靶材、封装基板、CMP 等，我国技术已经比肩国际先进水平的、实现大批量供货、可以立刻实现国产化。已经实现国产化的半导体材料典例——靶材。

（2）硅片、电子气体、掩模板等，技术比肩国际、但仍未大批量供货的产品。

（3）光刻胶，技术仍未实现突破，仍需要较长时间实现国产替代。

四、制造

晶圆制造环节作为半导体产业链中至关重要的工序，制造工艺高低直接影响半导体产业先进程度。过去二十年内国内晶圆制造环节发展较为滞后，未来在国家政策和大基金的支持之下有望进行快速追赶，将有效提振整个半导体行业链的技术密度。

半导体制造在半导体产业链里具有卡口地位。制造是产业链里的核心环节，地位的重要性不言而喻。统计行业里各个环节的价值量，制造环节的价值量最大，同时毛利率也处于行业较高水平，因为Fabless+Foundry+OSAT 的模式成为趋势，Foundry 在整个产业链中的重要程度也逐步提升，可以这么认为，Foundry 是一个卡口，产能的输出都由制造企业所掌控。

代工业呈现非常明显的头部效应 根据IC Insights 的数据显示，在全球前十大代工厂商中，台积电一家占据了超过一半的市场份额，2017 年前八家市场份额接近90%，同时代工主要集中在东亚地区，美国很少有此类型的公司，这也和产业转移和产业分工有关。我们认为，中国大陆通过资本投资和人才集聚，是有可能在未来十年实现代工超越的。

“中国制造”要从下游往上游延伸，在技术转移路线上，半导体制造是“中国制造”尚未攻克的技术堡垒。中国是个“制造大国”，但“中国制造”主要都是整机产品，在最上游的“芯片制造”领域，中国还和国际领先水平有很大差距。

在从下游的制造向“芯片制造”转移过程中，一定要涌现出一批技术领先的晶圆代工企业。在芯片贸易战打响之时，美国对我国制造业技术封锁和打压首当其冲，我们在努力传承“两d一星”精神，自力更生艰苦创业的同时，如何处理与台湾地区先进企业台积电、联电之间的关系也会对后续发展产生较大的蝴蝶效应。

五、封测

当前大陆地区半导体产业在封测行业影响力为最强，市场占有率十分优秀，龙头企业长电 科技 /通富微电/华天 科技 /晶方 科技 市场规模不断提升，对比台湾地区公司，大陆封测行业整体增长潜力已不落下风，台湾地区知名IC 设计公司联发科、联咏、瑞昱等企业已经将本地封测订单逐步转向大陆同业公司。封测行业呈现出台湾地区、美国、大陆地区三足鼎立之态，其中长电 科技 /通富微电/华天 科技 已通过资本并购运作，市场占有率跻身全球前十（长电 科技 市场规模位列全球第三），先进封装技术水平和海外龙头企业基本同步，BGA、WLP、SiP 等先进封装技术均能顺利量产。

封测行业我国大陆企业整体实力不俗，在世界拥有较强竞争力，美国主要的竞争对手为Amkor 公司，在华业务营收占比约为18%，封测行业美国市场份额一般，前十大封测厂商中，仅有Amkor 公司一家，应该说贸易战对封测整体行业影响较小，从短中长期而言，Amkor 公司业务取代的可能性较高。

封测行业位于半导体产业链末端，其附加价值较低，劳动密集度高，进入技术壁垒较低，封测龙头日月光每年的研发费用占收入比例约为4%左右，远低于半导体IC 设计、设备和制造的世界龙头公司。随着晶圆代工厂台积电向下游封测行业扩张，也会对传统封测企业会构成较大的威胁。

2017-2018 年以后，大陆地区封测（OSAT）业者将维持快速成长，目前长电 科技 /通富微电已经能够提供高阶、高毛利产品，未来的3-5 年内，大陆地区的封测企CAGR增长率将持续超越全球同业。

2015年对半导体产业来说，似乎不是太好的一年，就产值成长率来说，研究机构Gartner与IC Insights的下修，似乎也印证了全球经济成长疲弱的事实。但唯一可以确定的是，半导体产业的疯狂并购俨然成了半导体产业相当重要的一场大戏，而中国大陆的崛起，成了产业界密切注意的焦点。到了2016年，全球半导体产业将会如何发展?身为全球重要供应链之一的台湾，该如何因应?这都是值得关心的地方。

2016年 半导体并购潮将持续延烧

Gartner科技与服务厂商研究事业处研究副总裁王端分析，尽管企业在取得资 金的成本极低，这一定程度强化了公司愿意采取并购的意愿。但最主要的原因还是半导体产业已经进入了高度成熟期，据Gartner的数据表示，自2014至 2019年的CAGR仅有3.3%。这两年来的产值并没有太亮眼的表现，如果公司本身还要持续追求成长或是扩大市占率，那么采取并购策略，是最为有效的手 段。

但在并购的同时，被并购方可能还是有些不赚钱的部门，在完成并购后，这些部门就有很大的机会被卖掉。像是Avago并购LSI后，又将快闪存储器的控制芯片部门卖给希捷，就是一例。而买卖部门的标准，约莫就是产品的毛利率有多少，以外商的标准而言，毛利率40%，就是门槛。从毛利率这 一点来看，王端认为，像是Avago并购Broadcom(博通)之后，Boradcom旗下也会有些产品线可能也逃不了被卖出的命运。

而在2016年，是否还会有并购的情况?自2014年至2015年，半导体公司之间的并购金额都是天价数字，但为了在市场生存下去，王端相信并购仍会持续发生，但是交易金额就不会像这两年来得惊人。

但他也提醒，一旦整并完成后，相关的供应链也会产生调整，像是合作的晶圆代工或是EDA(电子设计自动化)业者，就会可能出现集中化的状况，Avago就将诸多代工订单交给台积电来处理，据了解，台积电也将Avago视为重要的一线客户。半导体的并购潮，短期内会对相关的供应链造成不小的影响，但长期来看， 仍会趋于稳定的状态。

垂直整合风潮再起 重写游戏规则

近来有EDA业者开始朝向系统整合市场发展，芯片设计已不再是唯一的获利来源，王端表示，这一点从诸多系统厂开始打造自有芯片，便可见端倪。唯有系统业者深知心目中理想的系统效能与规格，所以从芯片设计下手，方能达到此一目标。像是苹果、三星与华为等，都是鲜明的例子。从这一点来看，过去科技产业常见的垂直 分工态势，将有会朝向“垂直整合”发展，系统业者将从中扮演主导角色。

王端更以物联网未来的发展为例谈到，虽然物联网能创造的产值极大，但半导体能从中分食的大饼仍然有限，原因在于还有软件、应用服务等层面需要兼顾，半导体业者仍然要从“系统思维”来思考竞争策略。

工研院IEK系统与IC制程技术部资深研究员林宏宇也谈到，物联网产业具备长尾特性，导致系统业者开始跨足自有芯片设计，这种作法将会缩短传统供应链之间的 距离，系统厂商也能与矽智财(IP)供应商有所接触。这也将进一步牵动晶圆代工、EDA、矽智财供应与芯片设计服务等业者的市场战略的改变。但考量到投资 风险，系统业者可以先倾向订定详尽的芯片规格，再透过芯片设计服务业者向矽智财业者授权处理器核心的模式来共同开发，以降低开发风险。

王端不讳言，半导体产业的游戏规则正在改变，但唯一确定的是游戏规则还没有明朗化，半导体业者们若没有开始采取行动，极有可能会被淘汰出局。

“台积电虽然在晶圆代工领域称雄，市占率也不断提升，未来也有极有机会在10纳米制程与英特尔对决，但面对游戏规则改变，台积电若不采取行动，反而可能会害了自己。”王端说。

王端解释，过去的65纳米制程，除了第一轮的应用处理器业者会使用外，其他的数位芯片业者也会在之后的时间跟进采用，所以长期来看，65纳米制程的产能利用率可以维持一定的高度。但进入20纳米制程之后，你会发现愿意采用先进 制程的芯片业者数量开始减少，一旦苹果与高通开始进入更为先进的制程，那么20纳米的产能利用率要由谁来填补?过去也曾有半导体业界人士谈到，像是意法半导体的MEMS晶圆厂，永远都是以八寸晶圆厂来进行生产，而且产能十分惊人，意法半导体会不会将产品委外，或许会有部份产品会采取这样的策略，但与此同 时，会有其他的产品线补上，以确保产能满载，同时也能兼顾成本效益。

王端直言，若未来系统业者会扮演主导角色，那么晶圆代工业者也能从系 统角度切入，试图扮演系统业者的“主要供应商”，以苹果为例，不仅应用处理器，像是基频处理器、电源管理与触控芯片等，通通都可以委由单一业者代工，这种 作法可以强化系统业者对于晶圆代工业者的依赖性，若系统业者打算自行设计芯片，晶圆代工业者也可以反客为主与系统业者接洽，取得主动地位，也不失为一种恰 当的市场策略。

IDM发展 轻晶圆策略将持续进行

而在IDM产业的发展，王端分析，目前既有的几家IDM大厂，如意法半导体、IBM与松下半导体等，都已经弃守14纳米以下的制程研发，最主要的原因仍然是成本太高，他以12寸晶圆，采用16纳米制程，月产能1000片晶圆为例，其成本就要145百万美金，若要月产能达到50，000片，那可以想见成本会有多高。所以大部份的IDM业者没有能力可以盖这样等级的厂房，只好将 更为先进的产品委由晶圆代工业者来量产。既有的产能就必须拿来量产更为特殊的产品。

除了IDM与先进制程的发展外，另一个也必须关注的重点，则是类比半导体领域的IDM业者的状况，其中的代表当以德州仪器(TI)与英飞凌的12寸晶圆厂为 代表，前者专攻类比半导体，后者则聚焦IGBT的量产。王端分析，同样的产品进行量产，12寸相较于8寸晶圆厂的成本，仅有增加40%，但在良好裸晶的数 量则大幅提升两倍，不论是良率、品质与成本等各方面，12寸晶圆厂绝对占有绝对优势，所以德州仪器在这方面，几乎所有8寸晶圆厂都无法匹敌。

但他也提到，不论是台积电或是中芯国际，都开始启动12寸晶圆厂开始代工类比芯片的服务，台湾与大陆有不少8寸晶圆厂的客户，各自往台积电与中芯国际的12 寸代工厂移动，可以看得出来，8寸晶圆厂的竞争力已经逐渐下滑，长期来看，晶圆代工还是会致力成本降低与制程创新的方向发展。

红潮来袭 台湾可从垂直供应链下手

尽管今年全球半导体产业不断出现整并消息，再加上中国大陆以银d攻势不断强化自身的半导体实力，这也使得台湾半导体产业未来的发展蒙上一层隐忧。不过，根据工研院IEK的预估，台湾在全球半导体产业的表现仍居于领先角色，虽不至于需要过度担心，但是如何有效地积极预防，也是台湾半导体产业应思考的课题。

工研院IEK系统IC与制程研究部电子系统研究组研究经理彭茂荣指出，就目前来看，半导体目前最大的应用需求，仍然来自PC(个人电脑)与手机，这两者合计 就已有50%，彭茂荣引用了Gartner的研究数据预测，2015年全球的半导体产值将衰退0.8%，2016年则会小幅成长1.9%，2014至 2019年的CAGR为3.3%，所以未来全球半导体市场的成长会呈现趋缓。但台湾的表现，则是会优于全球水准，2015年将成长1.9%，2016年则 会成长4.1%。

彭茂荣进一步谈到，若将台湾半导体产业加以拆分，可以分为晶圆代工、封测与IC设计等三大次产业，前面两者产值居于全球第一，后者则居于第二，所以整体来说，仍然居于领先优势，但是面对全球各地区的IDM(元件整合制造)、晶圆代工、封测与IC设计，整体的竞合关系十分复 杂。再加上台湾半导体产业大多都是规模相当小的业者。IEK建议，应该积极与国外半导体业者合作，不能仅将目光放在中国大陆上，若有机会，美国或许也是不 错的合作伙伴。而近期对岸所快速崛起的红色供应链，以IEK的估计，在IC设计领域，台湾仍然领先大陆约有两至三年的时间，封测则为三至五年，晶圆代工的 领先差距则是最大，可达十年之久。

话虽如此，若两岸要合作，彭茂荣也提出了一些可能的合作模式，像是海思的高阶应用处理器可由台积电的先进制程来负责华为的智能手表所需要的存储器也可以用台湾的旺宏或是华邦来供应，而大陆的汽车电子则能由凌阳与杰发科技来供应对应芯片。

但彭茂荣强调，即便台湾领先大陆有相当程度的距离，但仍不可以掉以轻心，产业体质的强化仍是必要的选项，像是强化前瞻技术的研发、完善的产业发展环境与精确的人才培育计画等，以期在2020年之前，有机会为台湾创造三兆新台币的半导体产值。

很早以前，半导体与科技产业就已经有了垂直整合的特色，如今从垂直分工再到垂直整合。 台湾又要如何走出自己的路? 从垂直供应链的角度切入， 或许是一个选择。

大陆采强势作风 台湾唯有强化技术体质

Gartner 科技与服务厂商研究事业处研究副总裁王端表示，考量到国家安全，中国大陆在半导体芯片的使用上，绝大部份都是由国外进口，这对于重大的基础建设或是重要系 统建置上，造成一定程度的隐忧。所以积极发展国内半导体产业成了中国政府必要的政策方向。但用时间来换取在全球半导体产业的影响力是缓不济急的作法，改采 并购或是投资的银d策略，会是较快达成目标的作法。

不过，即便像是美国与南韩都将半导体视为国安层级的产业级别，先前不论是美国的美光或 是南韩的SK海力士，紫光集团的并购策略皆无功而返，这在某种程度可以视为国家之间的政治攻防。王端认为，中国政府在政策执行上向来以“高效率”着称，即 便美国与南韩政府阻挡中国的银d攻势，但不表示中国就无力施为，中国仍可以从其他面向切入，来达到中国发展半导体产业的终极目标。

但王瑞也提醒，即便中国极有可能达到它的产业目标，但在并购策略执行的过程中，还是要留意到国家之间的文化差异，毕竟中国大陆在半导体产业是后起之秀，就情 感层面上，美国与南韩是否真能接受中国业者的领导，这仍是未定之天，即便真的完成并购，重要人才的流失将严重影响到市场甚至是技术研发的发展，所以只要并 购策略执行的漂亮，并购后的风险便能大幅降低。

至于中国大陆与台湾之间在半导体产业上的竞合关系，王端指出，台湾并不像中国大陆一样有许 多大型的系统业者，所以若能让台湾向大陆投资，进一步了解大陆的市场动态，台湾业者便能进一步拟定市场策略来赚大陆的钱，而这些钱若可以回馈给台湾产业， 自然就能产生良性循环，像是增加就业机会或是提升薪资水平，这都是正面效益。

他进一步谈到，台湾芯片业者要思考的是，未来的产业游戏规则 正在逐渐改变当中，当“系统为王”思维当道的情况下，台湾芯片业者若能迎合大陆系统业者的需求，自然就能闯出一片天空，与此同时，台湾芯片业者也必须要将 赚到的收入，再投入新技术的研发，在新技术与市场都能兼顾之下，台湾芯片业者自然就不会被市场所淘汰。

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