半导体是通常由硅组成的材料产品,其导电性比玻璃之类的绝缘体高,但比铜或铝之类的纯导体导电性低。可以通过引入杂质(称为掺杂)来改变其导电性和其他性能,以满足其所驻留的电子组件的特定需求。
半导体也被称为半导体或芯片,它可以在数千种产品中找到,例如计算机,智能手机,设备,游戏硬件和医疗设备。
半导体分为四个主要产品类别:
内存:内存芯片充当数据的临时仓库,并将信息往返于计算机设备的大脑。内存市场的整合仍在继续,将内存价格推到了如此低的水平,以至于只有东芝,三星和NEC等少数巨头能够负担得起。
微处理器:这些是中央处理单元,包含执行任务的基本逻辑。英特尔在微处理器领域的统治已迫使几乎所有其他竞争对手(除了超微公司)退出主流市场,并进入较小的细分市场或完全不同的领域。
商品集成电路:有时被称为“标准芯片”,它们被大量生产以用于常规处理。该细分市场由亚洲大型芯片制造商主导,其利润微乎其微,只有最大的半导体公司才能竞争。
复杂的SOC: “片上系统”实质上就是创建具有整个系统功能的集成电路芯片。市场围绕着对具有新功能和较低价格的消费产品不断增长的需求。随着存储器,微处理器和商品集成电路市场的大门紧闭,SOC细分市场无疑是仅有的具有足够机会来吸引众多公司的细分市场。
芯片产业链核心环节为产业链中游的芯片设计、芯片制造、封装测试。而上游基础EDA软件、材料和设备是中游制造的关键,中国芯片在这部分较为受制于人,其中芯片产业链最薄弱的环节为最上游的EDA软件。目前,中国国芯片产业链布局最完整的地区位于上海。
芯片产业链全景梳理:EDA软件最薄弱
芯片产业链包括上游基础层、中游制造层和下游应用层。上游EDA软件/IP、材料和设备是芯片产业的基础,其中EDA软件/IP是中游芯片设计的关键材料和设备是芯片制造和封测的基础。中游制造是芯片产业链的核心,包括芯片设计、芯片制造和封装测试。下游应用领域主要包括通讯设备、汽车电子、消费电子、军事、工业、物联网、新能源、人工智能等等。
芯片产业链的最上游为EDA产业,也是整个产业链最高端的行业。EDA软件是芯片之母,是芯片设计必需的软件工具。目前,全球芯片设计的高端软件EDA被美国Synopsys、Cadence、Mentor三大公司所垄断。本土EDA企业有华大九天、广立微电子、芯华章、概伦电子等。
芯片产业链区域热力图:上海布局最完善
上游的材料和设备是中游芯片制造和芯片封装测试的基础,材料中硅片所占比重最大,约为30%,其次是电子特种气体、光掩膜和光刻胶。国产硅片空间广阔,沪硅产业和中环股份为中国生产半导体硅片的龙头企业。半导体设备龙头企业中有北方华创、盛美半导体、中微公司、晶盛电机等。
上图选取了我国芯片产业链中上游环节的制造企业中注册资金为5000万元以上的企业,其中部分被国外垄断的行业如电子特种气体、溅射靶材、抛光材料、光刻胶等行业选取了注册资金2000万以上的企业。芯片中上游制造企业较多分布于上海、江苏、广东、浙江、北京等地区。
芯片产业链中上游各个环节的行业龙头企业集中在上海,上游EDA软件的代表企业概伦电子,原材料部分生产大硅片的龙头企业沪硅产业,制造半导体设备的龙头企业盛美半导体,中游芯片设计、封装测试的龙头企业中芯国际、紫光展锐、华虹半导体等。上海的芯片产业布局是全国最完整的。
—— 以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国芯片行业市场需求与投资规划分析报告》。
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