集成電路市場前景

集成電路行業概況（一）全球集成電路行業整體發展概況集成電路行業作為信息產業的基礎，現已逐漸發展成為衡量一個國家或地區綜合競爭力的重要標志，其發展水平直接反映了國家技術科研實力水平的高低。應用領域方面，集成電路廣泛應用于信息、通信、消費電子、計算機、工業自動化等各個領域。5G通訊、人工智能、云計算、物聯網、大數據、可穿戴設備等新業態的快速發展，為全球集成電路產業提供了巨大的市場需求和廣闊的發展空間。如今，集成電路的應用已經滲透到現代生活和未來科技的各個方面，成為日常生產生活的重要組成部分。至今，全球集成電路產業的發展經歷了四個階段。第一階段（1947至1967年）是集成電路產業的孕育期，該階段產品線單一，專業化分工水平較低，美國集成電路廠商開始把制造業向日本和歐洲轉移；第二階段（1968至1981年）是集成電路產業的形成期，1968年英特爾成立，開辟了集成電路歷史的新紀元，該階段專業化分工水平逐步提高，以IDM為框架的集成電路產業初步形成；第三階段（1982至1998年）是集成電路產業的成長期，1987年臺積電成立，開創了集成電路制造的代工模式（Foundry），1990年后無晶圓模式（Fabless）逐步被世界認可，產業專業分工與合作體系逐步形成；第四階段（1999年至今）是集成電路產業的拓展期，發展運作模式不斷地調整，產業結構向高度專業化發展，開始形成了設計業、制造業、封裝業、測試業獨立成行的局面。集成電路行業發展至今經歷了70余年，主要產業集中在美國、歐洲、日本、韓國和中國臺灣。近年來，全球集成電路產業快速發展，根據全球半導體貿易統計組織（WSTS）數據顯示，2013年至2021年，全球集成電路行業銷售額從2，518億美元提升至4，630億美元，年均復合增長率為7．91%，整體呈出發展態勢。2018年全球集成電路行業銷售額為3，933億美元，同比增長14．6%，2019年受國際貿易摩擦沖擊、全球宏觀經濟低迷以及智能手機與計算機需求動能減弱等多種因素影響，全球集成電路行業銷售額下滑至3，334億美元，同比下滑15．2%。2020年至2021年，隨著貿易摩擦問題緩和，5G、物聯網、人工智能、可穿戴設備、新能源汽車、生物醫療、安防電子等新興應用領域的迅猛發展，全球集成電路產業市場迎來復蘇，市場規模回升至4，630億美元。根據WSTS預測，未來全球集成電路行業銷售額將繼續保持增長態勢，2022年將超過5，000億美元。目前，美國仍是全球集成電路產業最發達的國家，掌握著高端集成電路的知識產權，擁有經驗豐富的研發人才，其他國家和地區較難在短期內追趕和超越。進入21世紀后，隨著亞太地區經濟水平的快速發展，居民消費能力進一步提升，對集成電路產品需求的增加推動了世界集成電路的市場重心從美國、日本及歐洲等發達國家向中國大陸、東南亞等發展中國家和地區轉移。（二）中國集成電路行業整體發展概況中國集成電路行業起步較晚，但經過多年的積累與發展，在巨大的市場需求、良好的產業政策、豐富的人口紅利、穩定的經濟增長等眾多優勢條件驅動下，我國集成電路產業實現了快速發展并持續保持高速增長，整體實力顯著提升。目前，中國集成電路行業已在全球集成電路產業中占據重要市場地位。至今，中國集成電路產業的發展經歷了四個階段。第一階段（1965至1978年）是我國集成電路產業的初創期，該階段以開發邏輯電路為主，初步建立了我國集成電路工業基礎及相關設備、儀器、材料的配套條件；第二階段（1978至1990年）是我國集成電路產業的探索發展期，該階段初步改善了我國集成電路裝備水平，以消費類整機作為配套重點，較好地解決了彩電集成電路的國產化問題；第三階段（1990至2000年）是我國集成電路產業的重點建設期，該階段抓好科技攻關和科研開發基地的建設，為信息產業提供服務，在多領域實現科研技術突破；第四階段（2000年至今）是我國集成電路產業的快速發展期，該階段成立了國家集成電路產業投資大基金，扶持集成電路企業快速成長，產業聚集效應明顯。從產業規模上看，根據中國半導體行業協會（CSIA）統計，2013年至2021年，中國集成電路行業銷售額從2，509億元提升至10，458億元，年均復合增長率為19．54%，整體呈出穩步發展態勢且遠高于同期全球市場規模增速。2017年，中國集成電路產業總銷售額突破5，000億元，同比增長24．8%。2019年，在全球集成電路行業市場規模下滑的情況下，中國集成電路行業銷售額仍同比增長15．8%，成為全球主要經濟體中少數實現逆勢增長的區域。2021年，我國集成電路行業實現銷售額10，458億元，同比增長18．2%。從產業結構上看，中國集成電路產業鏈的三大環節包括設計業、制造業和封裝測試業，我國集成電路行業聚焦于產業鏈的下游位置，主要優勢在于集成電路封裝和測試，但近年來產業結構持續優化。2013年至2021年各環節的市場規模均始終保持著持續快速發展的態勢，其中，設計業與制造業的占比整體持續增長，封裝測試業的占比持續下降。設計業銷售額由2013年的809億元增長至2021年的4，519億元，年均復合增長率為23．99%，在2016年以37．9%的比重超越了封裝測試產業，成為我國集成電路最大的產業。產業結構方面，我國集成電路產業重心整體呈現由封裝測試業向設計業與制造業轉移的趨勢，國內集成電路的產業結構趨于合理。從細分產業上看，國內集成電路設計業是集成電路行業中最具發展活力的領域，盡管國內集成電路設計產業銷售額持續增長，然而國內集成電路設計技術和創新能力與國際最先進水平仍有較大差距，具備規模優勢和核心技術優勢的IC設計企業較少。在集成電路產業鏈中，封裝測試業領域的技術和資金門檻相對較低，我國發展集成電路封裝測試業具有明顯的成本和市場地緣優勢，因此封裝測試業的發展相對較早，目前的技術水平也較為成熟，在國際上已具備較強的競爭力。根據CSIA的統計數據，我國集成電路封裝測試行業的市場規模逐年增長，2021年達到了2，763億元，同比增長10．1%。從產業特性上看，集成電路制造行業投資規模大，投資門檻高，行業聚集性效應明顯。全球IC制造領域的領頭企業中國臺灣的臺積電，2021年度營業收入為572．25億美元，相較于2020年度增長高達18．5%。占全球前十大芯片代工企業總收入的比例超過50%，具有顯著的市場份額優勢。目前，中國大陸主要的IC制造企業包括中芯國際、華虹半導體等，與國際先進水平企業仍然存在較大的技術和規模差距，在未來進入更高階制程的過程中面臨的壓力將會越來越大。從自給程度上看，國內集成電路行業與歐美發達國家相比仍有較大差距。根據ICInsights的數據，2021年國內集成電路自給率僅有16%，使得集成電路行業已成為我國進口依賴程度較高的行業之一，尤其是高端芯片嚴重依賴進口。考慮到集成電路行業對國民經濟及社會發展的戰略性地位和國際貿易摩擦預期等因素，集成電路的國產化更具緊迫性。當前，中國經濟發展正處在產業結構調整升級的重要時期，物聯網、大數據、云服務等產業發展帶來的新的市場機會已經形成，互聯網發展的市場環境、人才環境將會越來越好，政府對集成電路產業所給予的政策和資金支持將會越來越強，國內本土芯片廠商正在步入快速成長的發展階段。國內模擬集成電路產業發展概況根據統計數據，2012-2020年期間，我國模擬集成電路行業市場規模由1，368．5億元增長至2，666．6億元，年均復合增長率達8．70%，明顯高于同期全球復合增長率。此外，我國已成為全球模擬集成電路最大應用市場。近年來，我國模擬集成電路應用市場占全球市場份額不斷擴大，占全球市場規模超過50%，國內模擬集成電路行業巨大的市場需求給了本土企業廣闊的發展空間。目前，我國在5G商業應用領域處于領先地位，同時也在不斷推動工業自動化、汽車電動化和智能化的發展，未來我國模擬集成電路行業市場有望繼續保持較快增長。模擬集成電路行業概況模擬集成電路一般分為信號鏈產品和電源管理產品。信號鏈產品和電源管理產品又有多種品類的產品，每一品類根據不同的終端產品應用又有不同的系列，因此模擬集成電路種類繁多。模擬集成電路下游客戶以耐用可靠為主要需求，產品生命周期較長，最長可達10年以上。模擬集成電路主要追求的是產品的信噪比高、失真低、功耗低、可靠性高等，制程的縮小有時反而會導致性能的降低，目前模擬集成電路的主流工藝制程為0．18m和0．13m制程，比較先進的制程是65nm制程。模擬集成電路的性能考核標準在帶寬、增益、面積、擺幅、噪聲等多方面的折中。模擬集成電路設計的核心在于電路設計，需要根據實際參數調整，要求設計工程師既要熟悉集成電路設計和晶圓制造的工藝流程，又要熟悉大部分元器件的電特性和物理特性，對經驗要求高，學習曲線在10-15年。與數字集成電路相比，模擬集成電路的制程要求較低，加之其擁有更長的生命周期，單款模擬集成電路的平均價格往往低于數字集成電路，但由于終端應用領域廣，受單一產業景氣度影響較低，價格波動較為穩定，且行業周期性較弱。集成電路行業基本情況集成電路是采用特定的制造工藝，將晶體管、電容、電阻和電感等元件以及布線互連，制作在若干塊半導體晶片或者介質基片上，進而封裝在一個管殼內，成為具有某種電路功能的微型電子器件。相對于傳統的分立電路，集成電路具有體積小、重量輕、引出線和焊接點少、壽命長、可靠性強、性能好、成本低、能耗較小、故障率低、便于大規模生產等優點，并在各領域得到廣泛的應用。集成電路產業作為信息技術產業群的基礎和核心，已成為關系國民經濟和社會發展的的戰略性、基礎性和先導性產業，是轉變經濟發展方式、調整產業結構、保障國家安全的重要支撐，也是培育和發展戰略性新興產業、推動信息化與工業在集成電路技術進步基礎上的全球信息化、網絡化和知識經濟浪潮，進一步提高了集成電路產業的地位。（一）集成電路的分類模擬集成電路是主要用來產生、放大和處理連續性的聲、光、電、電磁波、速度、溫度和濕度等自然模擬信號的集成電路；數字集成電路主要用來運算、存儲、傳輸、轉換和處理離散的數字信號（指在時間上和幅度上離散取值的信號，如電學1和0信號）的集成電路。與數字集成電路相比，模擬集成電路具有設計門檻高、產品種類復雜、工藝制程要求低和生命周期長等特點。（二）集成電路產業鏈集成電路產業鏈包括集成電路設計、制造、封裝測試等環節，各環節均具有獨特的技術體系及特點，現已分別發展成獨立、成熟的子行業。集成電路設計處于集成電路產業鏈的前端，是根據終端產品市場的需求設計開發各類芯片產品，通過架構設計、電路設計和物理設計，將系統、邏輯與性能的設計要求轉化為具體的設計版圖，集成電路設計是后續集成電路制造環節的基礎，其設計水平的高低直接決定了芯片的功能、性能及成本。集成電路制造是通過版圖文件生產掩膜，并通過氧化、光刻、摻雜、濺射、刻蝕等制造工藝過程，將掩膜上的電路圖形復制到晶圓基片上，從而在晶圓基片上形成具備特定功能的集成電路，其技術含量高、工藝復雜，在芯片生產過程中處于至關重要的地位。集成電路封裝是將加工完成后的晶圓切割、焊線、封裝，保護芯片免受物理、化學等環境因素造成的損傷，增強芯片的散熱性能，實現電氣連接，確保電路正常工作；集成電路測試主要是對封裝完畢的芯片產品的功能、電參數和性能進行測試，以篩選出不合格的產品，并通過測試結果來發現芯片設計、制造及封裝過程中的質量缺陷，測試合格后，芯片成品即可使用。模擬芯片：集成電路的重要部分模擬芯片負責處理連續的模擬信號。半導體市場主要包括集成電路（即芯片）、分立器件、光電子器件、傳感器等四大類產品，其中集成電路市場占比最大。集成電路按其功能通常可分為模擬集成電路和數字集成電路兩大類。模擬集成電路主要是指在現實世界與物理世界之間，由電容、電阻、晶體管等組成的模擬電路集成在一起，用來產生、放大和處理連續函數形式的模擬信號（如聲音、光線、溫度等）；數字集成電路是對離散的數字信號（如用0和1兩個邏輯電平來表示的二進制碼）進行算術和邏輯運算的集成電路。模擬芯片是電子系統中不可或缺的部分。與數字集成電路相比，模擬集成電路應用領域繁雜、生命周期長、人才培養時間長、價低但穩定。模擬芯片可廣泛應用于消費類電子、通訊設備、工業控制、醫療儀器、汽車電子等領域，以及物聯網、新能源、智能穿戴、人工智能、智能家居、智能制造、5G通訊等各類新興電子產品領域。模擬芯片人才培養周期長，經驗依賴提升技術壁壘。模擬集成電路設計主要是通過有經驗的設計人員進行晶體管級的電路設計和相應的版圖設計與仿真，需要額外考慮噪聲、匹配、干擾等諸多因素，要求其設計者既要熟悉集成電路設計和晶圓制造的工藝流程，又需要熟悉大部分元器件的電特性和物理特性。而數字集成電路設計大部分是通過使用硬件描述語言以基本邏輯門電路為單位在EDA軟件的協助下自動綜合產生，布圖布線也是借助EDA軟件自動生成。與數字集成電路相比，模擬芯片設計自動化程度低，加上輔助設計工具少、測試周期長等原因，模擬電路設計更依賴于人工設計，對工程師的經驗要求也更高，培養一名優秀的模擬集成電路設計師往往需要10年甚至更長的時間。按定制化程度，模擬芯片可分為通用模擬芯片和專用模擬芯片。通用型模擬芯片，也叫標準型模擬芯片，屬于標準化產品，適用于多類電子系統，其設計性能參數不會特定適配于某類應用，可用于不同產品中。專用型模擬芯片根據專用的應用場景進行設計，一般集成了數字和模擬IC，復雜度和集成程度更高，有的時候也叫混合信號IC。根據ICInsights，2022年全球通用模擬芯片和專用模擬芯片占比分別為40%和60%。電源管理和信號鏈芯片是模擬芯片的重要組成部分。廣義模擬芯片市場包含信號鏈、電源管理和射頻三大類。其中，電源管理芯片主要是指管理電池與電能的電路，包括充電管理芯片、轉換器產品、充電保護芯片、無線充電芯片、驅動芯片等；信號鏈芯片主要是指用于處理信號的電路，包括線性產品、轉換器產品、接口產品等。集成電路設計行業發展趨勢（一）新興應用引領集成電路設計行業新發展集成電路設計行業下游應用領域廣泛。一方面，消費電子、汽車電子以及智能終端等集成電路應用的重要領域升級換代進程加快，促進了集成電路產業鏈的持續擴張，有利于集成電路設計行業的需求規模持續增長。另一方面國內人工智能、大數據、物聯網、云計算、5G等新一代信息技術的蓬勃發展極大豐富了集成電路的應用場景和細分領域，尤其是隨著新一代信息技術深入應用，在移動智能終端、物聯網、汽車電子等新興領域的應用需求拉動下，將推動新一輪的消費升級，將催生大量芯片產品需求，并有望成為推動集成電路產業發展的新動力，為集成電路設計企業帶來新的發展機遇。（二）我國集成電路設計業占比不斷提升，產業結構不斷優化我國集成電路市場保持快速發展，集成電路設計業的銷售額在整個產業中的占比不斷提升。我國集成電路市場規模從2013年的2，509億元，快速上漲至2021年的10，458億元，年均復合增長率為19．54%；集成電路設計業銷售收入從2013年的808．8億元增長到2021年的4，519億元，年均復合增長率為23．99%，高于集成電路整體產業增速，且集成電路設計占行業比重由2013年的32．24%增加至2021年的43．21%，產業結構趨于優化。（三）自主可控將為國內集成電路設計企業提供新機遇我國集成電路設計產業總體處在發展初期，集成電路自給率較低。根據中國半導體行業協會公開數據，2021年中國進口集成電路6，354．8億塊，同比增長16．92%，進口金額4，325．54億美元，同比增長23．59%；出口集成電路3，107億塊，同比增長19．59%，出口金額1，537．9億美元，同比增長31．90%，進口的集成電路在數量和金額上均遠超出口，且出口的芯片以中低端為主，當前集成電路國產化需求強烈。當前我國集成電路設計以中低端芯片為主，在中高端芯片市場，國內自主研發能夠可替代產品相對較少，國際貿易摩擦已經突顯了自主可控的重要性，國內集成電路行業仍有較大的市場空間，未來隨著集成電路自給率提升，將為我國集成電路設計產業帶來新的發展機遇。行業發展態勢及面臨的機遇與挑戰（一）面臨的機遇集成電路是國民經濟的戰略產業、支柱產業，為推動集成電路產業發展，我國地方政府推出了一系列鼓勵和支持集成電路產業發展的政策，為產業的發展營造了良好的政策環境。比如2018年政府工作報告，將集成電路排在實體經濟第一位置，足見政府對集成電路支持力度之大，北京、上海、深圳、青島等各地方對集成電路產業較為重視，在政策、資金、人才方面都給予大力支持。除了政策支持，國家推動成立了集成電路產業投資基金，該基金由國開金融、中國煙草、亦莊國投、中國移動、上海國盛、中國電科、紫光通信、華芯投資等企業于發起，重點投資集成電路芯片制造業，兼顧芯片設計、封裝測試、設備和材料等產業，實施市場化運作和專業化管理。根據公開資料，國家集成電路產業投資基金一期已經投資完畢，總投資額為1，387億元，累計有效投資項目達到70個左右，投資范圍涵蓋集成電路產業上下游各個環節。國家集成電路產業投資基金二期已經于2019年10月22日正式設立，注冊資本為2，041．5億元，投資覆蓋設計、制造、封測、材料、設備等環節的同時，更側重投入到更薄弱的設備和材料兩大環節。除了國家集成電路產業投資基金，各路產業資金也紛紛投向集成電路領域，進一步推動了行業發展。隨著以大數據、人工智能、云計算、物聯網等為代表的新一代信息技術飛速發展，智能化成為社會生產生活中的主流趨勢，新興領域的興起與發展加速了智能化進程。集成電路作為產業智能化進程中必不可少的關鍵電子部件，是新產品智能化功能實現的基礎平臺，也是物聯網等新技術應用的核心載體。集成電路技術改變著人類的生產與生活方式，成為社會信息化的引擎。模擬集成電路作為集成電路的子行業，貫穿于生產生活的各個領域，并在不斷發展和革新，模擬芯片產品廣泛應用于通信、汽車、智能家居、消費類電子等領域。根據ICInsights相關數據，受益于信息網絡基礎建設和新能源汽車行業快速滲透，未來通信和汽車電子占比有望進一步提升，成為拉動模擬芯片需求的重要動力。同時，隨著物聯網、人工智能、云技術、5G等新興技術的興起，新興應用領域的需求將不斷帶動下游終端市場的快速增長，為上游集成電路設計行業創造了巨大的市場空間和發展前景。當前我國集成電路設計以中低端芯片為主，在中高端芯片市場，國內自主研發的產品相對較少，國際貿易摩擦已經突顯了自主可控的重要性。近年來，隨著市場需求的拉動和政策支持，我國集成電路設計行業快速發展，整體技術水平顯著提升，涌現出一大批具有優秀研發實力的企業。未來隨著集成電路自給率提升，我國集成電路設計產業將迎來新的發展機遇。（二）面臨的挑戰我國集成電路企業尚處于快速成長的階段，個別領域在量（銷售規模）方面也進入了世界前列，但是在質（技術水平）方面卻與國外先進水平仍有著顯著的差距。比如在模擬芯片領域，國內主要還集中在低端產品，在高電壓、高頻率、高性能和高可靠性上與國外企業