半导体产业深度研究(107页):政策支持、协同

日期:2020-06-05 11:51:53

第一部分:中美贸易摩擦不断,半导体自主可控是唯一出路第二部分:半导体产业周期性增长,行业发展模式和路径逐步清晰第三部分:IC设计领域国内百花齐放,但部分领域任重道远第四部分:IC制造大陆制程落后数代,设备材料差距巨大第五部分:IC封测大陆跻身第一梯队,封测设备尚依赖海外第六部分:五个维度看大陆半导体有效突围第七部分:新形势下大陆半导体产业投资大逻辑报告摘要:

中国经济在稳步追赶美国,中国GDP增速持续维持6%以上,美国GDP维持2%水平,如果中国维持6%增速,美国维持2%增速,十多年 后中国GDP将超越美国成为全球最大经济体。随着中国经济高速发展,中国经济占世界体量比重逐步提升,从不足2%上升至2017年15.12%,而美国经济比重在逐步降低,从40%下降 至2017年27.08%。中美贸易逆差背后是高科技的管制和禁运

中国研发支出占比逐步提升,已达到2%比例,接近美国2.5%,表明中国科技投入力度越来越大,最终将不输欧美国家。美国限制高科技产品出口中国,中美之间呈现出中国高科技产品大幅顺差。美国对中国的出口主要以农产品和飞机、汽车等产品为主。美国对中国的技术管制由来已久,既想共享中国的发展红利,又不想让中国掌握先进和高端技术。芯片自主可控是唯一出路

虽然大陆集成电路产业发展迅速,但中国集成电路进出口差额依旧在扩大,这是由于大陆半导体需求尤其高端产品需求继续在增长,而大 陆集成电路产品更多在中低端,芯片进口依赖局面并没有改变,中国仍受缺芯的困扰。中国已经成为全球最大的半导体市场,但中国半导体自给率依旧非常低。2017年中国半导体消费额1315亿美元,占全球32%,但芯片自给 率仅10%左右。海外半导体公司领先全球,缺乏中国企业身影

IC insights数据显示2018年上半年全球15大半导体公司全部为欧美、日韩和台湾公司,中国大陆没有公司入围。大陆作为全球最 大市场却没有巨头的公司,表明大陆半导体产业进口替代空间非常巨大,同时也面临很大的挑战,行业落后是不争的事实。从全球领先企业格局来看,从事存储和逻辑电路的企业相对靠前,与半导体细分行业市场规模匹配。存储以三星、SK海力士、美光 为代表,逻辑电路以Intel、博通、高通为代表,晶圆代工以台积电为代表,模拟和分立器件以TI、英飞凌、NXP为代表。下游产品多样,集成电路市场规模最大

半导体分类:主要分成分立器件、集成电路、光电器件、传感器几大类。集成电路是半导体产业最大的市场,也是应用最广泛的市场,市场份额占比超过80%。细分产品方向:存储和逻辑电路份额最大,二者占比超过50%。数字电路实际发展路径与摩尔定律理论轨迹契合

摩尔定律:集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一倍;器件尺寸缩小70%可以降低50%的成本。真实的晶体管密度发展规律遵循摩尔定律。摩尔定律更多是经济规律而不仅仅是技术规律。以TSMC、Intel为代表的企业在摩尔定律的驱使下不断提高晶体管密度,良好的经济效益促使这些企业成长为世界领先企业。随着器件尺寸越来越小,逼近物理极限,摩尔定律将出现放缓的局面,新的发展规律呼之欲出。摩尔定律或到达极限,超越摩尔是未来的发展方向

More than Moore:摩尔定律演进过程中所未开发的部分还有提升空间如功率器件、MEMS和传感器、RF器件等多样化功能的非数字器件或电路等。另外 是系统集成方式上创新,系统性能提升不再单纯依靠晶体管特征尺寸缩小,而是更多地依靠电路设计以及系统算法优化。事实证明晶闸管、IGBT等功率器件制程无法有效遵循摩尔定律,功率器件下游市场追求可靠性与品质,物理特性也决定高压器件CD无法过小。More Moore:延续CMOS的整体思路,在器件结构、沟道材料、连接导线、高介质金属栅、架构系统、制造工艺等方面进行创新研发。由传统的“性能驱动的制程进化”转变为“由功耗驱动的制程进化”。半导体产业链分工协作模式

全球集成电路产业链发展模式分为两种:1.设计-制造-封测一体化的IDM模式;2.设计-制造-封测分工协作模式。台积电的诞生加速了全球集成电路产业分工协作。晶圆专业代工激发了上游IC设计商的爆发,降低了IC产业进入的门槛,刺激了产业设计和应用创新,加速了IC产品的开发周期,成本的降低也大规模拓展了IC的下游应用。现在半导体行业多数采用Fabless(无工厂芯片供应商)+Foundry(代工厂)模式, Fabless只负责芯片的电路设计与销售,Foundry只负责制造、封装或测试的其中一个环节。IC设计公司以高通、博通、华为海思为代表,IC制造环节台积电独占鳌头;半导体产业链一体化模式(IDM)

IDM(Integrated Device Manufacture)模式:集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身,优势是可将设计、 制造等环节协同优化,有助于充分发掘技术潜力;缺点是公司规模庞大,管理成本高。国内仅有极少数企业能够维持这种模式。国际知名数字IC设计企业中以英特尔和三星代表为IDM模式,三星晶圆厂除 了满足自身需求,也还进行晶圆代工业务,业务规模仅次于台积电。其余采用IDM模式的多数都为功率IC厂商,其中恩智浦和英飞凌都以车用半 导体业务作为成长主力,意法半导体的成长动力来源相比较为平均。国内部分半导体企业发展IDM模式

中国企业IC的设计能力与制造能力相对都弱于海外,数字集成电路领域目前没有国内公司能同时兼有设计、制造与封测的能力,紫光集 团正在朝着这个方向打造。少数几家能实现IDM模式的国内企业均为功率半导体公司。这些公司在公司实力、产能规模和盈利水平上与海 外厂商差距巨大。目前国内IDM厂商以6-8寸线为主,国际IDM企业以8-12寸产线为主。闻泰科技通过收购安世半导体成为国内最大的IDM企业,安世半导体的分立器件、逻辑芯片和小信号MOSFET器件的市占率均位于全球前三,销售网络遍布全球,客户包括苹果、三星、博世、华为等企业。……

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