半导体的行业和技术发展趋势（半导体行业概览）

【半导体简介】

半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，位于电子行业的中游，上游是电子材料和设备；半导体和被动元件以及模组器通过集成电路板连接，构成了智能手机、PC等电子产品的核心部件，承担信息的载体和传输功能。

半导体主要分为集成电路和半导体分立器件，半导体分立器件包括半导体二极管、三极管等分立器件以及光电子器件和传感器等。

在全球半导体产业中，集成电路占据整个半导体产品市场80%多的份额。

【半导体产业链】

半导体产业链分为核心产业链以及支撑产业链，核心产业链完成半导体产品的设计、制造和封装，半导体支撑产业链提供上游半导体材料、设备和软件服务。

半导体核心产业链主要有设计、制造和封测三个环节：

芯片设计：芯片设计是芯片的研发过程，是通过系统设计和电路设计，将设定的芯片规格形成设计版图的过程；芯片设计公司对芯片进行寄存器级的逻辑设计和晶体管级的物理设计后，将不同规格和效能的芯片提供给下游厂商。

晶圆制造：指在制备的晶圆材料上构建完整的物理电路。

封装测试：是将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封，使芯片电路与外部器件实现电气连接，并为芯片提供机械物理保护，并利用集成电路设计企业提供的测试工具，对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。

半导体支持产业主要包括半导体材料、半导体设备以及半导体软件服务：

半导体设备：半导体设备主要应用于晶圆制造和封装测试环节，由于半导体加工工序多，因此在制造过程中需要大量的半导体制造设备，例如光刻机、刻蚀机等设备。

半导体材料：半导体材料种类繁多，硅片、光刻胶、电子气体、溅射靶材、封装基材等等。

半导体软件服务：半导体软件主要应用在IC设计流程中，设计完产品规格后，使用编程语言将电路描写出来，然后将完成的编码加载到EDA tool中，进行电路布局与绕线。

半导体产业属于材料 工艺 自动化 精密控制 电路等各领域的交叉高科技产业，具有非常高的技术壁垒；产业链中的晶圆代工、封测业务需要投入高额资金购买高端精密自动化设备，并且技术进步迭代周期短，需持续投入研发和购买新设备，需要非常高的资本支出；同时产业链的材料、设备、IC设计、晶圆代工、封测5个环节联系非常紧密，常常需要一起配套研发和合作以及售后服务，决定了完整的产业链集群的重要性。

总的来说半导体行业具有技术密集、资本密集、产业集群的特殊属性。

从产值分布来看，电子设备及半导体产业产值呈倒金字塔分布，由下游电子产品—半导体器件芯片—半导体设备—材料，产值越来越小，技术难度及行业壁垒越来越大。

从产业链附加价值来看，半导体产业拥有比较特殊的微笑曲线，大概是按照材料、设备—IC设计—IC制造—封测—IC设计的顺序，曲线两端附加值较大；这是因为IC设计商同时掌握研发以及营销和服务，IC制造厂并不是简单的代工厂，其掌握了半导体最核心的先进制程工艺，是摩尔定律不断推进的核心推动者。过去十年左右，国内在半导体产业的国际分工中主要是封测领域比较突出，随着技术差距的缩小，以及资金、人才的持续投入，未来大陆参与半导体产业的国际分工将沿着微笑曲线底部向两端发展。

【产业趋势：产业转移、分工细化】

半导体集成电路产业于1950年起源于美国，全球性的产业转移主要经历了两次：（1）

1970年，家电市场兴起，日本集成电路产业迅速赶超，其家电产业与集成电路产业良性互动，并孵化了索尼、东芝等厂商；（2）1990年，PC兴起，存储技术换代以及日本金融危机影响，产业开始转向韩国，孕育出三星、海力士等厂商；而晶圆代工环节则转向中国台湾，台积电、联电等厂商崛起。

2010年以后，智能手机、移动互联网爆发，随之带动物联网、大数据、云计算、人工智能等产业快速成长；人口红利促使中国大陆成为世界最大的半导体集成电路消费区域，需求转移或将带动产业转移。在产业链转移过程中，劳动力密集型的IC封测业最先转移，技术和资金密集型的IC制造业次之，转移后会相差1～2代技术，知识密集型的IC设计一般很难转移，技术差距显著，需要靠自主发展。

在产业模式上，半导体集成电路产业经历了从IDM模式向垂直分工模式的转化。全球半导体集成电路产业有两种商业模式，一种为IDM模式，即设计、制造、封装测试一体；另一种是垂直分工模式，即设计、制造、封装测试分别由不同公司承担。产业初期，IDM模式是唯一一种商业模式，1987年台积电成立后开启了晶圆代工，拉开了垂直代工的序幕；出于规模经济、建设维护成本、拓展经济效益等方面的考量，垂直分工模式逐渐成为主流。

【行业空间】

全球半导体产业规模1994年突破1000亿美元，2000年突破2000亿美元，2010年突破3000亿美元，2015年全球半导体行业规模达到3364亿美元；从增速来看，20世纪增长最快，1976～2000年间年复合增速达到17%，2000年以后增速开始放缓，2001～2008年的复合增速为9%；目前全球半导体行业步入成熟期，增速放缓，近几年复合增速仅为6%，未来主要寻找全球半导体结构性成长性机会。

全球半导体行业持续增长的驱动力主要分为两类：

（1）电子终端的出货量不断攀升；

（2）终端产品电子化率持续提升。

在全球半导体产业下游构成中，目前是消费电子（手机、PC等）占主导地位，占比超过65%，消费电子的最大特点是量大、迭代快，因此消费电子出现的创新会带来新的半导体需求，往往都具有很大的市场空间以及爆发速度；目前消费电子硬件已经比较成熟，展望未来，全球半导体行业主要驱动力主要有：

智能手机新型芯片：指纹识别、OLED显示驱动；

汽车电子：电气化、电动化、智能化驱动电子化率继续提升；

物联网：IOT带动新型智能终端出货量持续增长；

AR、VR：新型交互终端的快速发展。

与其相关的核心产品：AMOLED芯片、指纹识别芯片、CIS芯片、GPU、FPGA、新型存储器、传感器芯片、通信芯片等将迎来广阔的成长空间。

2019年随着全球固态存储及智能手机、PC需求增长放缓，产品库存高企，导致全球半导体需求市场下滑，同时全球贸易摩擦升温，中美旷日持续的贸易战也对半导体贸易市场造成较大影响；预计2019年全球半导体市场规模同比2018年下滑约13%。

2020年随着5G基础建设、5G智能手机换机潮、AI人工智能、新能源汽车等板块驱动，全球半导体市场预计将较2019年增长约5%；目前行业最大不确定性在于中美贸易战的后续变化，较难预测。

目前国内半导体需求旺盛，国内供给能力不足；以集成电路为例，2018年我国集成电路出口金额为860.15亿美元，进口金额为3166.81亿美元，贸易逆差同步增长11.21%；从2015年开始，集成电路进口金额连续4年超过原油成为我国第一大进口商品；集成电路领域严重的进口依赖，影响到我国的信息安全、金融安全、国防安全、能源安全。2019年中美之间的贸易战，导致国内电子行业收到很大冲击，相关半导体器件进口受阻，半导体是中国被卡脖子的产业；国家大力支持半导体产业发展，已经将发展半导体产业上升为国家战略，国产替代将有非常大的发展空间。

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