分享到微信朋友圈 ×
打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。
加载中 ...
云掌财经首页 >  正文

万亿大市场,芯片突围任重而道远

原创 观点  2021-06-09 23:01:00  阅读量:

提高自给率

自2018年美国开启贸易战以来,就开始了对于中国高新技术的打压,而在被打压的各项技术中,芯片更是备受关注,一是由于它的重要性,二是因为中国在这项技术上的薄弱,以至于美国对于中兴和华为的制裁被国内称作“卡脖子”。

2018年,全球半导体产业规模达到3200亿美元,全球54%的芯片都出口到中国,但国产芯片的市场份额只占10%。全球77%的手机是中国制造,但其中不到3%的手机芯片是国产的。2018年3月23日,IC Insights公布全球2017年Fabless(无厂半导体公司)情况。美国企业占全球份额约53%,加上即将迁回美国的新博通,美国占比约69%,可谓一家独大!中国大陆2017年占全球比约11%,低于台湾地区的16%,排名第三。

中国作为主要的半导体消费国,IC产业链严重受制于国外产品。目前,核心集成电路中系统所使用的芯片都未实现国产化,尤其在CPU、存储器、FPGA和模拟芯片等高端芯片方面高度依赖进口,国产芯片占有率几乎为0%。IC产业链严重依赖国外产品,贸易争端升级突出供应链安全问题。

在这种情况下,国务院提出了中国芯片自给率要在2025年达到70%的目标,而截止到2019年,我国芯片自给率仅为30%左右,国产替代将是我国芯片行业未来几年发展的主要逻辑之一,行业将维持较高的景气度。

技术发展带来增量市场

芯片行业的增长主要由两条逻辑在支撑,第一是上文提到的国产替代,这是存量市场;第二是5G、汽车、人工智能等技术革命带来的对于芯片的需求,这是增量市场。

根据 IDC 统计,以智能手机为主的无线通讯产品和以 PC和服务器为主的计算机产品是半导体需求的主要来源,2020Q3计算机领域销售额占比32%,无线通讯销售额占比为 29%,其次分别是消费电子和汽车,占比分别为 14%和 11%。因此,我们分别对智能手机、PC、消费电子、汽车等终端市场进行跟踪分析,以分析半导体芯片的需求端趋势变化。

在智能手机领域,根据 IDC统计,2020Q4全球智能手机销量为 3.86亿部,同比增长4.6%,环比增长10%。2020年全球智能手机出货量约12.31 亿部,同比下滑10.2%,主要是受疫情影响。2021年智能手机出货量有望达13.60 亿部,同比增长10.41%,5G手机方面,2021年1 月,国内市场 5G手机出货量 2728 万部,占同期手机出货量的 68%。随着手机厂商推出的主流新机型基本都是 5G 手机,5G的普及将会带来新一代手机的换机潮,推动手机市场销量进一步上升。

在PC端,受疫情影响。催生居家办公和线上学习等需求,2020年PC销量大幅增长,。根据 IDC 统计,2020Q4 全球 PC销量为 9160 万台,同比大幅增长 27%,根据 TrendForce 数据,受惠于疫情衍生的宅经济效应,2020 年全球笔电出货量达到 2 亿台,年成长幅度达 22.5%。这一部分的需求随着后续疫情逐渐回复,能否保持是个问题。

在消费电子领域,根据IDC数据,20Q3全球可穿戴设备出货量为 1.25亿部,同比增长35%,根据IDC在2020年1219日预测,全球可穿戴设备出货量在2019-2023年CAGR为22.4%,分产品类型看,Earwear类产品CAGR为 41.3%,Smartwatch 类产品CAGR 为 16.4%,Wristband类产品CAGR为 6.7%,在手机与PC端都陷入增长乏力的情况下,消费电子产品或许将成为下一个增长最快的终端消费市场。

在新能源车领域,清洁能源替代传统化石能源是大势所趋,中美两大国纷纷制定”碳中和”的目标。根据中国汽车工业协会数据,1月中国乘用车销量约204万辆,同比增长 27%;2020 年12 月,新能源汽车乘用车销量为约23.5万辆,同比大幅增长57%。随着技术发展和国家政策的推动,未来新能源乘用车的渗透率将会持续提升,同时汽车的电动化和智能化趋势也增加了车用半导体的需求,从而拉动半导体需求。

总结来说,随着5G、新能源、人工智能技术的发展,手机终端迎来换机潮,各类消费电子及新能源车等各类终端的普及都会支撑起半导体芯片的强劲需求。

产业链

半导体产业链主要包括IC设计、晶圆制造及加工、封装及测试环节,工序和工艺极其复杂。

在台积电成立之前,半导体行业只有IDM模式,半导体行业只有IDM一种模式。IDM模式的优势在于资源的内部整合优势,以及具有较高的利润率。IDM(IntegratedDeviceManufacture)模式,即由一个厂商独立完成芯片设计、制造和封装三大环节,英特尔、三星和德州仪器是全球最具代表性的IDM企业。

上世纪80年代之后,又出现了两种新的模式,即Fabless(无晶圆制造的设计公司)和Foundry即晶圆代工厂,Fabless是指专注于芯片设计业务,只负责芯片的电路设计与销售,将生产、测试、封装等环节外包的设计企业,代表企业有高通、博通、英伟达、AMD等Foundry即晶圆代工厂,指只负责制造、封测的一个或多个环节,不负责芯片设计,可以同时为多家设计公司提供服务的企业,代表企业有台积电、中芯国际、格罗方德等。

之所以会出现这种分工,与芯片行业的制造工序越来越复杂有关,越来越复杂的工序使得传统的IDM那种包揽一切的模式所需的资金、人力资源越来越大,这种分工的好处是使得设计公司可以避免大规模的工厂投资,将更多精力聚焦在芯片设计方面,而代工企业凭借规模优势,在生产方面降低成本。

芯片设计主要根据芯片的设计目的进行逻辑设计和规则制定,并根据设计图制作掩模以供后续光刻步骤使用。产业链上游设计是知识密集型行业,需要经验丰富的尖端人才,在这方面上,我国目前处于全面劣势。

芯片设计者使用的软件叫做EDA,设计者可以在EDA上进行芯片设计、布线、验证和仿真。目前,EDA软件主要由Synopsys、Cadence和西门子旗下的Mentor Graphics三家公司垄断,这三家公司的市场占有率高达70%。在中国,以上三家公司的市场份额更是高达95%,近乎完全垄断。

在IC设计公司方面,根据TrendForce)旗下拓墣产业研究院最新的数据显示,2020年Q3全球前十大IC设计公司营收排名出炉,在公布的《全球前十大IC设计公司营收排名》上,高通、博通和英伟达排名前三,华为海思受制裁影响跌出前10,至此,全球10大IC设计公司中国大陆已经一家也没有。

晶圆制造是半导体制造过程中最重要也是最复杂的环节,制造及加工设备投入巨大,进入门槛极高,并且镀膜、光刻、刻蚀等关键设备由少数国际巨头把控,也是我国目前在芯片产业链上最薄弱的地方。

根据ICinsights数据,2019年,中国台湾的台积电以54%的市占率独占鳌头,远远超过排名第二的三星19%的市占率,全球前十大硅晶圆制造厂中台积电、联电和力晶来自中国台湾地区,中芯国际和华虹半导体来自中国大陆,可以看出,在晶圆制造领域,中国台湾的影响力远远超过大陆。

从芯片代工能力上来讲,台积电已经是5纳米级别了,中芯还在14纳米中探索提升产能的问题,而在技术上,光刻工艺流程中最核心的半导体设备是光刻机,光刻机是半导体设备中技术壁垒最高的设备,其研发难度大,价值量占晶圆制造设备中的30%。目前全球的高端光刻机由荷兰阿斯麦(ASML)公司垄断,ASML是全球最大的光刻机生产商,是全球唯一能够生产EUV光刻机的厂商,EUV光刻机是先进制程工艺中的核心设备。

近年来随着半导体产能逐渐向中国大陆转移,中国大陆迎来投资建厂热潮,以半导体芯片中的核心材料晶圆为例,2017-2020年全球拟投产晶圆厂近42%集中在中国大陆。

在下游的封装测试领域,是对芯片的封装和性能、功能测试,是产品交付前的最后工序。根据Gartner测算,封装和测试在整个封测流程中的市场份额占比约为80%~85%和15%~20%。封装是对制造完成的晶圆进行划片、贴片、键合、电镀等一系列工艺,以保护晶圆上的芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤,增强芯片的散热性能,以及将芯片的I/O端口引出的半导体产业环节。

中国封装业起步早、发展快,中国大陆封测环节在全球已经具备一定的竞争力,2020年全球前十大封测企业中,中国大陆企业长电科技、通富微电和华天科技分别位列3、6、7名。

总结

芯片作为我国当前被“卡脖子”的技术,在国家的重视扶持以及新技术革命下,可以预期的是整个行业将会迎来飞速的发展,但是也要看到我国当前在技术上还处于追赶阶段,还有很多不足。

具体来看,在上游的设计环节,曾经的华为海思在世界上占有一席之地,但是在面临美国的制裁后也受到了冲击,行业地位下滑;

而在中游的晶圆制造环节,也是整条产业链最具技术性壁垒的环节,我国处于完全被封锁的状态,高端技术全部被垄断,要想不被“卡脖子”,从这里突围是一条很难却不得不走的道路。

在下游的封装测试环节,这是价值链的最底端,由于起步早,发展快,目前已经有了一定的影响力。


(更多精彩内容,关注云掌财经公众号(ID:yzcjapp),或者点击这里下载云掌财经App

您可以通过云掌财经手机版访问:万亿大市场,芯片突围任重而道远

本文由入驻云掌号的作者撰写,除云掌财经官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表云掌财经立场,如需转载请联系作者本人。

观点

1772 文章
6.3亿 阅读量

专注EMBA群体热点,超越精神世界广深高速

+ 关注

最近更新

推荐阅读