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赛智时代:2020年我国集成电路产业发展研究
  • 赛智时代:2020年我国集成电路产业发展研究

    Innov100
    2021-01-18 17:03:00
  • 摘要:2020年我国集成电路产业实现了高速发展,在产业链各环节取得一定成果,但同时我国集成电路产业发展也处于“卡脖子”瓶颈期,在许多领域存在“短板”,使得我国集成电路产业存在“全而不强”和供应链的“断链”风险。本文从2020年我国集成电路规模、布局、产业链,对我国集成电路产业进行总结,并展望我国新时期集成电路的发展。

    一、2020年我国集成电路产业发展综述

    (一)我国集成电路规模现状

    2020年新冠肺炎疫情疫情的爆发,让全球经济停滞不前,美国对我国重点企业进行限制,对我国集成电路发展造成一定冲击,但得益于我国在新基建、5G手机等终端产品、测温仪等医疗电子设备为集成电路产品企业的带来的市场需求,我国集成电路产业保持高速增长。2020年我国集成电路产业销售额约为8936.9亿元,同比增长18%。

    图1  2016-2020年我国集成电路产业规模

    (二)我国集成电路产业布局

    2020年我国以上海为中心的长三角地区、以深圳为中心珠三角地区、以北京为核心的京津冀地区和中西部地区集成电路产业发展较好。在集成电路设计领域,2020年销售过亿集成电路设计企业289家,长三角占比42.9%,珠三角占比22.1%,京津冀占比18.3%,中西部占比16.6%;在集成电路制造领域,中芯国际、华虹集团和华润微电子等龙头企业集中在珠三角、长三角地区;在集成电路封装测试领域,2020年我国集成电路封装测试100家重点企业,长三角地区占比53%,京津冀占比13%,珠三角洲地区与中西部地区占比均为14%。

    从整体来看,长三角、珠三角地区是中国集成电路产业基础设计、制造、封测等产业链全面发展;京津冀地区的偏向集成电路设计产业;中西部地区在封测行业发展较好。

    图2  2020年我国集成电路产业重点分布

    (三)我国集成电路产业政策

    2020年8月我国国务院印发《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》,从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等方面支持集成电路产业发展。2020年12月财政部、税务局等四部委发布《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》,通过资金资源要素的合理流动和补给,提升集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业的财政资金支持,将进一步提升相关企业的市场竞争力,促进中高端芯片产业化发展。

    表1  国家集成电路产业政策

    二、2020年我国集成电路产业链

    (一)集成电路设备与材料

    集成电路制造设备长期以来是我国集成电路产业的短板,光刻机、刻蚀等设备一直被欧美、日本垄断。2020年我国在集成电路刻蚀设备领域的研发和市场化方面取得一定成果,中微公司在MOCVD设备市占率全球第一、北方华创自主研发的14nm等离子硅刻蚀机、单片退火系统、LPCVD已成功进入集成电路主流代工厂。

    表2  2020年重点集成电路设备企业情况

    以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为主的第三代半导体材料是现阶段半导体材料的主要发展方向,硅单晶圆片更是集成电路产业的核心材料。2020年《瓦森纳协议》新增对300mm(12英寸)硅单晶圆片出口管制条款,这对我国大尺寸硅片国产化提出要求。2020年我国露笑科技、三安光电、山东天岳、瀚天天成等外衬片龙头企业,在全球市场占比超过15%,沪硅产业、金瑞泓在300mm大尺寸硅晶圆片产业化上取得突破。

    表3  2020年重点硅晶圆企业发展情况

    (二)集成电路设计

    长期以来集成电路设计是国内集成电路产业中最具发展活力的领域。2020年我国集成电路设计业规模得到快速增加,销售额为3819.4亿元,同比增长23.8%,是全球半导体产业增长率的近6倍,在全球集成电路产品销售收入中的占比为13%。

    图3  2016-2020年我国集成电路设计销售额

    2020年我国集成电路设计企业在工艺和产品上取得突破,紫光展锐、华大半导体、中兴微电子等龙头企业,引领我国集成电路设计行业发展。

    表4  2020年我国集成电路设计重点企业发展情况

    2020年我国集成电路设计“卡脖子”的IP和EDA领域得到快速发展。在IP领域设计模块儿更加丰富,RISC-V生态快速发展为我国集成电路产业提供“弯道超车”新思路,国内IP龙头企业芯原股份实现了GPU、NPU、VPU、DSP和ISP 5大数字处理器IP布局;阿里平头哥扩大RISC-V生态链,推动RISC-V芯片在工业控制、智能家居、消费电子等领域应用,赛昉科技发布三款基于RISC-V的高性能处理器。在EDA领域形成了一系列单点儿应用工具,华大九天、芯禾等EDA领军企业快速成长,能够为集成电路设计企业提供模拟/数模混合IC设计全流程解决方案、数字SoC IC设计与优化解决方案、晶圆制造专用EDA工具和平板显示设计(FPD)全流程解决方案。但在市场规模上依然处于弱势,与欧美等国差距依然巨大,2020年Synopsys、Cadence和Mentor三大巨头占据着EDA领域95%的市场份额;ARM、Synopsys和Cadence依旧稳居IP领域全球前三位。

    (三)集成电路制造

    晶圆制造是集成电路产业的核心环节之一。受市场需求影响我国积极新建晶圆厂,晶圆制造销售额快速增长,2020年晶圆制造销售额为2623.5亿元,同比增长23.8%。

    图4  2016-2020年我国晶圆制造销售额

    2020年我国晶圆制造工艺取得突破,在制造工艺上已进入40-28nm的技术节点,部分技术先进企业已进入16/14nm技术节点,研发突破7nm工艺。

    表5  2020年重点晶圆制造企业制造工艺情况

    (四)集成电路封装测试

    封装测试是集成电路应用之前的最后环节。随着我国新基建和产业数字化的发展对为集成电路封测厂带来了直接的市场需求,许多封测厂都启动了扩产计划,华天南京一期封测项目投产,长电科技和通富微电定增募资扩建产能。2020年我国集成电路封装测试市场规模达到2494亿,同比增长6.1%。

    图5  2016-2020年我国集成电路封装测试规模

    2020年我国封装测试行业在全球影响力进一步增强,长电科技、天水华天、通富微电在封测行业的市场份额不断扩大,入选全球封测行业前十名。在先进技术覆盖度上长电科技、华天科技等与全球龙头日月光旗鼓相当,具有深厚先进封装的技术积累,技术成熟度已达到国际领先水平,能够基本实现替代能力,产品和技术涵盖了主流集成电路系统应用,包括网络通讯、移动终端、高性能计算、车载电子、大数据存储、人工智能与物联网、工业智造等领域。

    表6  2020年我国封测龙头企业先进封装技术开展情况

    (五)集成电路应用

    集成电路应用领域覆盖了几乎所有的电子设备,是电子信息产业发展的基础,在推动我国数字经济发展上发挥着重要作用。2020年随着5G手机、电子医疗终端等产品对5G芯片、AI芯片的需求增长,消费类产品成为集成电路的主要应用领域。根据集成电路协会数据显示,2020年,我国集成电路在消费类占比最高达到44%,其次是通信占比达22%。

    图6  2020年集成电路应用分布情况

    三、未来集成电路产业展望

    (一)集成电路市场规模将迅速增长

    中国是全球最大和最重要的集成电路市场,随着我国新基建、5G、医疗信息化等的领域建设加快,为集成电路产业带来巨大的市场需求,同时《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》等政策红利的释放,将极力促进对我国集成电路企业的壮大,预计2025年我国集成电路市场规模将达到1.8万亿。

    (二)集成电路产业链自给率不断提高

    现阶段我国对集成电路产业的重视史无前例,在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中明确指出“瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目”,同时,北京、深圳、上海等地区将突破EDA、IP等“卡脖子”领域列为集成电路重要发展方向。未来我国在装备、材料、先进封测等上下游环节配套完善,产业链竞争力显著增强。

    (三)5G等新技术领域成为重要应用方向

    随着5G、人工智能、大数据、无人驾驶等新兴科技的快速发展,通信运营商、终端企业在5G+、AI+领域不断增加投入,对集成电路的需求不断增大,成为集成电路重要应用领域和增长的驱动力。

    (四)RISC-V将形成重要集成电路生态

    RISC-V指令集是一个开源IP核,不受国际争端的影响,同时具有后发优势,在集成电路设计时不需要考虑复杂的兼容性。国外的Google、三星、英伟达、高通、惠普、意法半导体,国内的阿里巴巴、华为等巨头企业公司都在围绕RISC-V开展布局,增加投入,未来RISC-V产业生态将更加完善,形成重要集成电路生态。

    (五)投资从高集中度领域转向多样化产品范围

    随着中美贸易摩擦的升级,技术限制和并购政策收紧,我国产业大规模国际并购难度加大。未来我国在现在对外并购倍受阻碍的情况下,国内的半导体企业将开始进入本土的强强联合,趋向于产品、业务多样化。

    注:本文摘自赛智时代集成电路课题组魏贝、周振松完成的研究报告,详细内容请点击饮鹿网产业报告栏目阅读。

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