半导体行业的发展趋势（半导体行业简述）

前言：钟摆能让任何东西飞起来，却无法使自己腾空原本平静的行业与周期，受到外国卡脖子的外力，让所处环境内的一切起飞，而由于个人认知与能力的不足，仅对半导体科技行业略感一二，简单对当下芯片行业情况进行阐述（以下内容均为个人认知与分析预测，不构成投资意见仅供交流），今天小编就来聊一聊关于半导体行业的发展趋势?接下来我们就一起去研究一下吧!

半导体行业的发展趋势

前言：钟摆能让任何东西飞起来，却无法使自己腾空。原本平静的行业与周期，受到外国卡脖子的外力，让所处环境内的一切起飞，而由于个人认知与能力的不足，仅对半导体科技行业略感一二，简单对当下芯片行业情况进行阐述。（以下内容均为个人认知与分析预测，不构成投资意见。仅供交流）

绪论背景：在 2016 年、2017 年中兴遭到美国商务部调查施以制裁的风头上时，就已经初步展露出了美霸权对我们想要展开，一系列卡脖子事件的端倪。而中兴面临长达可能7年的制裁后，2019年美国政府“若一次没有成功，那就再试一次”。禁止其高科技公司向华为出售产品。美国官员在没有证据的前提下，提出华为的手机网络可能会帮助中国政府开展间谍活动。我们不得不承认芯片是美国人的发明，但芯片制造业务已走向全球。5G芯片上他们是实打实的想要压制我们的发展。但汽车芯片这件事儿上，外国倒也没想卡我们的脖子，只是他们抗疫实在过于失败，搞得社会动荡，半导体工厂纷纷减产。从去年疫情开始消费电子芯片，车用芯片等芯片早已就需求强劲，多米诺骨牌一个个倒下，最后变成了砖头，砸到了中国的头上。

总结：在长期的制裁下与疫情的影响下。整个社会对芯片的依赖越来越高，深入到了各个领域，全球市场缺芯持续，掀起了一波芯片（原材料一系列）供求的涨价潮。中国也顺势躺枪。

一、半导体行业情况

随着半导体产业的发展，半导体材料也在逐渐发生变化，已经从第一代半导体材料过渡到第三代半导体材料。第三代半导体材料在半导体照明、新一代移动通信、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域拥有广阔的应用前景，是支撑信息、能源、交通、国防等产业发展的重点新材料。目前全球各国均在加大马力布局第三代半导体领域，但我国在宽禁带半导体产业化方面进度还比较缓慢，宽禁带半导体技术亟待突破。

1. 增速情况

近年来，半导体行业政策红利不断，随着物联网、可穿戴设备、5G等下游产业的进一步兴起，半导体行业迎来快速发展阶段。2010-2019年，中国集成电路销售额持续以两位数的增速增长，2019年达到7562.3亿元，同比增长15.8%；2020年上半年，销售额为3539亿元，尽管受到疫情的影响，但仍同比增长16.1%。

2.摩尔定律

根据摩尔定律演进，每隔18-24个月芯片性能将提升一倍。1971年英特尔发布的第一个处理器4004，就采用10微米工艺生产，仅包含2300多个晶体管。随后，晶体管的制程节点以0.7倍的速度递减，90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm等等相继被成功研制出来，目前正向5nm、3nm、2nm突破。对半导体设备来说，根据半导体行业内“一代设备，一代工艺，一代产品”的经验，半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品每更新一代工艺制程，则需更新一代更为先进的制程设备。

3.政策扶持

从政策环境上来看，随着半导体产业不断深化，我国对于半导体设备行业愈加重视。其主要表现在对于整个IC产业链企业的政策优待以及对于半导体设备行业的相关规划与推动。其中较为突出的是《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》项目(02专项)，其以专项的形式组织了一批国内半导体设备公司进行了一系列重点工艺和技术的攻关，有效促进了我国半导体设备行业的发展，使得我国半导体设备行业涌现出了一批拥有国际竞争力的龙头企业。

2020年8月4日，国务院发布《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》，首次明确提出鼓励我国本土半导体材料和装备产业的发展，通过财税、投融资等组合政策，改善半导体材料企业经营环境，推动半导体材料行业加速发展。

财税政策

•国家鼓励的集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业，自获利年度起，第一年至第二年免征 企业所得税，第三年至第五年按照25的法定税率减半征收企业所得税。

投融资政策

•鼓励符合条件的集成电路企业和软件企业发行企业债券、公司债券、短期融资券和中期票据等，拓宽企业融 资渠道，支持企业通过中长期债券等方式从债券市场筹集资金。

IPO政策

•大力支持符合条件的集成电路企业和软件企业在境内外上市融资，加快境内上市审核流程，鼓励支持符合条 件的企业在科创板、创业板上市融资，通畅相关企业原始股东的退出渠道。

研究开发政策

•聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料等关键核心技术研发，不断探索构建社会主义 市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制

目前，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发展之首，京津冀及中西部地区的半导体产业也正加快发展布局，为响应国家半导体产业发展要求，各地针对当地的实际情况制定了相应的半导体产业相关发展扶持政策和发展规划，具体规划情况如下：

2014年6月国务院发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，奠定未来集成电路的战略发展方向，同时提出要设立国家产业投资基金的重要举措。同年9月，在工信部和财政部的指导下，国开金融、华芯投资等共同签署了《国家集成电路产业投资基金股份有限公司发起人协议》和《国家集成电路产业投资基金股份有限公司章程》，大基金正式设立（一期）。大基金一期共募得普通股987.2亿元，同时发行优先股400亿元，基金总规模达到1387.2亿元，以IC制造为主。2019年10月22日大基金二期正式成立，总规模高达2041.5亿元，于2020年3月开始进行实质投资，半导体设备、半导体材料等大基金一期投入相对较少的产业迎来发展机遇。

2019年10月22日，国家大基金二期成立，注册资本高达 2041.5亿元，，较一期 987.2亿元有显著提升。与大基金一期主要投资晶圆制造不同，大基金二期的投资将向半导体产业链上游的半导体材料领域倾斜，具体包括大硅片、掩膜版、靶材、光刻胶、抛光垫和湿电子化学品等半导体材料等。

目前，我国在芯片设计领域已经取得诸多突破，芯片设计水平位列全球第二，根据中国半导体行业协会统计，2019年我国集成电路设计行业销售额已突破3000亿元，占集成电路产业销售额的比重达40.51% ；集成电路制造占比约28.42 %。但我国芯片制造主要存在三大短板：核心原材料不能自己自足、芯片制造工艺尚弱、关键制造装备依赖进口。

相较于庞大的半导体市场规模，我国产品的自给率非常低。根据CSIA公布的数据显示，2020年上半年，我国集成电路销售额为3539亿元；然而，根据中国海关总署公布的数据显示，2020年上半年我国集成电路产品进口额达1546.1亿美元，远高于本土集成电路销售额。由此可以看出，我国半导体国产替代空间巨大。

二、车用芯片情况

我们自己的车厂，通过“芯片缺货”这种方式，被国外糟糕的疫情拖累了。某种意义上说，这就是没有实现“国产替代”的代价吧。国产替代的意义不仅仅在于能够防止别人“卡脖子”，我们还必须考虑到意外事件。国产替代的本质其实是供应链的安全与否。中国汽车芯片的供应链几乎都在海外，可以说是非常脆弱了。不过，对于国产汽车芯片的发展（包括国产半导体行业的发展）短期没有那么多的期待：实事求是，我们确实没办法完全实现国产替代。

1.中国没有自己的汽车芯片

核心零部件的国产替代，其实不仅仅是一个关于国家安全和经济安全的宏观话题。它其实和普通人的生活质量有很紧密的关系。现在中国几乎没有能和国外汽车芯片厂商正面对抗的半导体企业，这也就意味着中国厂商在这个领域赚不到什么钱，本土企业赚不到钱，他们的上游供货商自然也赚不到。与此同时，由于缺少了替代品，国外芯片厂商往往在谈判的时候就有了“底气”，结果就是中国的汽车厂商需要付出更多的代价来购买。

汽车芯片，我们和外国同行之间还有至少3年的差距。我们常说的汽车芯片其实分成了两类：第一种是核心模块芯片，任务是去保证汽车的核心功能和安全性，第二类则是辅助模块芯片，我们经常讨论的自动驾驶、车联网等等芯片就是此类，这种芯片不涉及汽车的核心性能，但能很大幅度地改善驾驶体验感。中国在辅助芯片上已经布局很久了，发展非常迅速，华为、比亚迪、北汽都有这方面的业务。但只要一谈到核心芯片，空气就突然安静了。汽车的核心芯片，中国的自给率连10%都不到，90%都需要进口。中国企业几乎没有抢到市场份额。

2. 车用芯片周期

主流的汽车芯片还停留在28nm和16nm的时代，工艺上问题不大。 汽车芯片上，烦人的是专利权和各种合规认证。只要手上有设计图和材料配方，很多汽车芯片我们分分钟就能做出来，但是因为专利权牢牢掌握外国手中，所以只要贸然投放市场就会面对来自“专利铁壁”的痛打。 不过，虽然说汽车芯片的要求不高，但这个“要求”指的是制程工艺上的要求。质量上的要求，汽车芯片的规矩要比消费级芯片苛刻一万倍。 手机系统崩了，大不了游戏输了再来一局。汽车系统要是崩了，车毁人亡。 电子产品的质量要求，大概遵循这样的一条“鄙视链”：军工级 > 车规级 > 工业级 > 消费级。

汽车芯片的各种认证也让研发汽车芯片这件事儿变得成本高昂。相比起一年一迭代的消费级芯片，汽车芯片的更新换代时间至少也得5年（60个月）。 18-24个月用来设计，12-18个月用来通过AEC-Q100认证，24-36个月用来测试是否能匹配各种不同的车型，顺路开发新的功能。然后，才能投入量产。 高金钱成本、高时间成本、高品质要求，再加上欧美厂商的“专利铁壁”，对中国企业来说，汽车芯片就像是一座修筑在万丈雪山上的武装要塞，不仅有“天险”，而且还有“人为障碍”。

在以往的“断供”，都是因为贸易战和制裁的缘故，或许还有些政治斗争和博弈的意味在里面。而这次的“断供”，我们纯粹是躺着也中枪。

3. 缺货涨价潮

据台湾地区媒体报道，台积电12英寸晶圆将在4月份进行涨价，每片晶圆约涨价400美元，约合人民币2617元。与此同时，台积电也将采取季度调整方式，即到今年底，预计台积电晶圆还将出现3次涨价。为了应对全球半导体需求的扩大，将在今后3年里启动1000亿美元大型投资，涨价理由是制造成本增加。

国内芯片代工龙头厂中芯国际通过邮件告知其客户，4月1日起将全线涨价，已上线的订单维持原价格，已下单而未上线的订单，不论下单时间和付款比例，都将按新价格执行。产业链人士指出，其实中芯国际已于今年3月开始上调价格，涨价区间因客户而异，且8英寸与12英寸订单涨幅不同。整体来看，此轮涨价幅度大约在15%~30%之间。

南亚电子材料(昆山)有限公司宣布，由于CCL三大原材料LME伦铜、铜箔加工费、环氧树脂及玻纤布价格持续上涨且供应紧张，以致公司成本不断上涨，公司拟调涨产品售价，涨幅为交易总金额15%至20%，2021年4月1日出货生效。

五大微控制器(MCU) IC设计领导厂商之一的盛群表示，由于半导体市场供需失衡导致原物料不断上涨，2021年4月1日起出货的所有IC类产品全面调高售价15%。

联茂电子科技有限公司ITEQ宣布，迫于三大原物料同时上涨，且涨价后价格逼近去年的1.5倍，联茂不得不提出调涨售价，本次板料及PP涨幅15%至20%，2021年4月1日出货生效。

日本厂商信越化学在其官网宣布，将针对主要产品之一的硅酮，在国内外对所有产品进行价格调整，2021年4月起所有产品价格上涨10%至20%。信越化学是目前半导体硅片市场全球第一大供应商。

3月31日，瑞芯微发布调价通知函，4月1日起对芯片产品进行不同程度的价格上调，所有未交付订单将按新价格方案执行。

而在此之前，像士兰微、德普微电子、紫光展锐、天马微电子、英集芯、笙科等，都已发布过了涨价通知。

三、芯片制造环节

设计/IDM方面：需求趋势良好且产能相对有保证的设计细分龙头韦尔股份、卓胜微、兆易创新、澜起科技、紫光国微、圣邦股份、晶晨股份、思瑞浦、恒玄科技、中颖电子、乐鑫科技等标的，及受益于景气上行的功率半导体斯达半导、新洁能、华润微、闻泰科技、扬杰科技、士兰微、捷捷微电等标的；

代工方面：国内制程领先的龙头中芯国际，特色工艺代工龙头华虹半导体，以及第三代化合物半导体代工领域的三安光电；

封测方面：受益于行业景气上行周期的封测龙头标的长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技等，专注于存储封装的深科技，依托组装优势新切入SiP/AiP封装的立讯精密和专注于Sip封装的环旭电子，以及MEMS麦克风封装龙头歌尔股份等；

设备/材料方面：半导体设备平台型厂商北方华创、国产刻蚀设备龙头中微公司、半导体测试设备华峰测控、硅片龙头沪硅产业和立昂微、国内抛光液龙头安集科技、CMP抛光垫龙头鼎龙股份，IC载板深南电路和兴森科技等；

最后是EDA/IP方面：国内IP及设计服务龙头芯原股份，另外关注EDA拟上市公司

四、公司情况

1.晶圆代工公司情况

2020年专属晶圆代工整体营收达到4625亿元人民币，较2019年增长了25.78%。2020年前十大专属晶圆代工整体营收较2019年增长了25.60%，整体市占率却减少了0.13个百分点。

2020年前十大专属晶圆代工公司与2019年相比没有变化，2020年联电（UMC）依靠28纳米的良好表现和产能接近满载的运营效率超越格芯（GlobalFoundries），再度回归第二的座次。这是专属晶圆代工榜单最大的变化。

根据总部所在地划分，前十大专属晶圆代工公司中，中国台湾有五家（台积电TSMC、联电UMC、力积电Powerchip、世界先进VIS、稳懋WIN），整体市占率为76.54%，较2019年的73.79%增加2.75个百分点；美国一家（格芯GlobalFoundries），市占率为7.78%，较2019年10.13%减少2.35个百分点；以色列一家（高塔TOWER），市占率为1.71%，较2019年的2.15%减少0.44个百分点；韩国一家（东部高科DB HiTEK），市占率为1.32%，较2019年的1.21%增加0.11个百分点。中国大陆有两家（中芯国际、华虹集团），且占据了第四和第五的位置，但整体市占率有所下滑，2020年整体市占率为8.35%，较2019年8.51%减少0.16个百分点。

2020年前十大专属晶圆代工公司中，除格芯因为出售了新加坡的FAB3E而导致营收略有下滑外，其他九家公司都有所增长。增幅排名前三的都超过30%，最大的是东部高科（DB HiTEK），年增幅达36.99%；其次是力积电，增幅达35.71%；增幅排名第三的是台积电，达31.40%。

2.测封公司情况

2020年前十大封测公司与2019年相比没有变化，但是2019年产业集中度进一步加剧，前十大封测公司的收入占OSAT营收的84%，较2019年的83.6%增加了0.4个百分点。

根据总部所在地划分，前十大封测公司中，中国台湾有五家（日月光ASE、力成科技PTI、京元电子KYEC、南茂科技ChipMOS、颀邦Chipbond），市占率为46.26%，较2019年的43.9%增加2.3个百分点；中国大陆有三家（长电科技JCET、通富微电TFMC、华天科技HUATIAN），市占率为20.94%，较2018年20.1%增加0.84个百分点；美国一家（安靠Amkor），市占率为14.62%，和较2018年持平；新加坡一家（联合科技UTAC），市占率为2.15%，较2019年的2.6%减少0.45个百分点。

2020年前十大中，除联合科技外，其他九家都有不同程度增长，有七家公司的增长率是两位数。

增幅前三名分别是分别是通富微电（30.46%）、长电科技（19.09%）和力成科技（14.85%）。

3.原材料公司情况

半导体硅片市场为例，全球半导体硅片市场集中度较高，产品主要集中在日本、韩国、德国和中国台湾等发达国家和地区，中国大陆厂商的生产规模普遍偏小。最新数据显示，前五大硅片供应商分别为日本信越化学株式会社、株式会社SUMCO、德国SiltronicAG、台湾环球晶圆股份有限公司和韩国SKSiltronInc，他们产值合计占据超过93%的市场份额。在中国大陆，仅有上海硅产业集团、中环股份、金瑞泓等少数几家企业具备8英寸半导体硅片的生产能力，而12英寸半导体硅片主要依靠进口，自主率非常低。除硅片市场具有寡头垄断特征外，其他原材料市场亦是如此。

五、半导体行业瓶颈

目前最复杂也最昂贵的芯片，当属高通（Qualcomm）、辉达（nVIDIA）或苹果公司（Apple Inc.）等公司为手机和电脑等产品设计的逻辑 芯片。这些（无厂半导体）公司只负责设计，不从事生产，制造工作都交给了所谓的晶圆代工厂。

这是半导体业如今另一个关键瓶颈。目前约3或4家晶圆代工业者，就占据全球绝大部分晶圆生产——以台积电、三星电子2大巨头为首，然后是落后一段距离的格芯（GLOBALFOUNDRIES）及联电（2303 ）。

据估计，全球达91% 芯片代工业务集中在亚洲地区，以台积电所在的台湾及三星电子所在的南韩为2股最大势力。

华府新上任的拜登政府，已把半导体列为国安议题。美国若想重新取回 芯片自主能力，机会或许将落在英特尔（intel）近日才公布的200亿美元建厂计划上。英特尔以营收计为全球最大半导体公司，该公司除了 芯片设计，也从事自有 芯片制造，但盖新厂大幅扩张制造能力，可望协助英特尔跨足晶圆代工业务。

在规模、精密度及业务触角3方面，台积电都是当之无愧的晶圆代工界领袖，每年为几乎所有产业的大企业客户生产百万片晶圆。2020年，台积电出货总量达1240万片12吋晶圆约当量，比2019年的1010万片大为增加。台积电30余年来持续完善制造工艺、每年投入巨额资本支出，才确保能始终身处产业技术前沿。

但台积电达25%营收是来自Apple，为台积电最大直接客户。但台积电的重要性，在于该公司在整体半导体供应链中扮演的关键角色；台积电也为其他芯片制造商或无厂半导体公司进行代工生产，客户包括博通、高通、英伟达达、安谋（AMD ）、德仪（TEXAS INSTRUMENTS）等等，而这些企业又是一些全球最大的消费电子、通讯设备和汽车零件业者的供应商。

供应链其他部分也可能出现瓶颈。例如，荷兰ASML的先进光刻机设备独步全球，垄断了相关设备市场；还有日本信越化学（Shin Etsu），在半导体制造所需化学材料中享有极高市占。此外，若没有电子设计自动化软体，也无法展开半导体制造，美国Cadence和新思科技（synopsys）是该领域的佼佼者。

美国和欧洲等地官员一方面拜托台湾当局协助解决全球 芯片短缺问题，一方面试图建立本国 芯片制造能力。然而美国投资银行BERNSTEIN指出，针对当前 芯片短缺危机，政府其实做不了什么。因为不管是建于何处，要兴建1座半导体制造设施并使其顺利运转，都须耗时多年。

六、总结

总的来说，在当前的供求关系下，行业景气程度得到了大幅的提升，相关公司与产业链，均开启扩增，汽车“芯片荒”推动全球汽车零部件厂商更加重视汽车芯片相关投资和汽车配套晶圆及封测产能，中国半导体产业的发力推动国内汽车芯片及晶圆企业发展，半导体晶圆设备等厂商持续受益。

汽车芯片短缺问题会对2021年上半年全球汽车产销量带来影响，其中对二季度的影响更大。预计汽车芯片短缺问题会在今年三季度逐步消除，全球汽车行业将在今年下半年继续复苏。

事实上，针对芯片“卡脖子”问题，近期多部门接连发声，加大对芯片产业的政策支持。科技部部长王志刚日前表示将主要聚焦集成电路、软件、高端芯片、新一代半导体技术等领域的一些关键核心技术和前沿基础研究，利用国家重点研发计划等给予支持；工信部也表示将对芯片产业在国家层面上给予大力扶持。本次芯片供应短缺将加速国内半导体供应链的本土化进程，促进产业化升级，目前国产替代已成为趋势。

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