2021年國內(nèi)半導體市場規(guī)模約為1.9萬億人民幣,截止2021年第三季度,中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額已經(jīng)達到6858.6億元。國內(nèi)的半導體公司都在開發(fā)先進的芯片以及在前沿工藝節(jié)點上設計和流片。中國高端邏輯器件的銷售也在加速增長,國內(nèi)CPU、GPU和FPGA部門的總收入以每年128%的速度增長。
從中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈的角度上看,國產(chǎn)半導體在各個環(huán)節(jié)均實現(xiàn)一定突破。
中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈
一、IC設計穩(wěn)定增長
2021年前三季度設計業(yè)銷售額為3111億,預計2021年全年,設計行業(yè)銷售額將達到4586.9億元,模擬電路的銷售增長了230.5%,達到541.4億元;功率電路增長152.8%,達到291.5億元,消費類芯片增長94.2%,達到2065.8億元。
不過值得注意的是,設計業(yè)的增速放緩。數(shù)據(jù)顯示,2021年中國IC設計業(yè)的增速約為20.1%,比上年的23.8%降低了3.7個百分點。
手機芯片的衰退最為明顯,Strategy Analytics指出,海思半導體受到貿(mào)易制裁的打擊,其智能手機應用處理器的出貨量在2021年Q3下暴跌96%。這與受到地緣政治不同程度的制裁有關(guān)。為了應對這種局面華為旗下的哈勃已經(jīng)投資了56家半導體相關(guān)公司包括EDA軟件、半導體設備、原材料等企業(yè),以解決根本的技術(shù)問題,對抗來自美國的打壓。
此外,2021年紫光展銳在手機處理器市場上的份額正在爬升。2021年Q3紫光展銳在智能手機SoC市場上的份額達到了10%,在4G市場上快速滲透。在2021年紫光展銳還發(fā)布第二代采用6nm工藝的5G芯片,跑分超過40萬,成為國產(chǎn)智能手機芯片的新希望。
新能源汽車市場的繁榮,成為設計產(chǎn)業(yè)增長的新動力。豪威(韋爾股份)集團在2021年加入了英偉達NVIDIA DRIVE自動駕駛汽車開發(fā)生態(tài)系統(tǒng),同時發(fā)布了首批可兼容用于模塊化NVIDIA DRIVE自動駕駛汽車人工智能計算平臺汽車圖像傳感器系列產(chǎn)品。2021年5月,豪威全球首發(fā)第一款0.61微米像素高分辨率4K圖像傳感器,可提供6000萬像素分辨率,像素尺寸0.61微米,適用于高端智能手機的后置攝像頭。
受益于新能源汽車市場的發(fā)展,2021年多家國產(chǎn)半導體企業(yè)在汽車半導體上取得突破。中興以座艙芯片優(yōu)勢切入汽車電子,積極參與相關(guān)技術(shù)的前期研究,2021年8月,中興通訊宣布與上汽集團簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議;吉利旗下的芯擎發(fā)布國產(chǎn)首顆7nm自研座艙芯片“龍鷹一號”。
2021年在國產(chǎn)半導體公司車規(guī)級半導體產(chǎn)品取得的突破還有:芯旺微推出基于KungFu32自主架構(gòu)的32位車規(guī)級MCU;復旦微2021年在科創(chuàng)板上市,也推出了首款車規(guī)級MCU;華大半導體旗下積塔半導體宣布完成80億元人民幣戰(zhàn)略融資,加大車規(guī)級電源管理芯片、IGBT和碳化硅功率器件等。
二、晶圓制造,新增28所晶圓廠建設
國產(chǎn)半導體受本土、所在地制造的需求催生出高端模擬、顯示驅(qū)動、微控制單元、圖像芯片等本土產(chǎn)品市場,但本土制造產(chǎn)能的缺口仍然巨大。2021年我國宣布新增28個晶圓廠建設計劃,投資金額達約1500億元,其中有7座12英寸晶圓廠。2021年前三季度,IC制造業(yè)銷售額為1898.1億元,同比增長21.5%,達2020年全年銷售額的74%。
產(chǎn)能方面,2021年中芯國際的8英寸產(chǎn)能增加45000片,12英寸產(chǎn)能增加1萬片,比原計劃少了1萬片。但IC Insights發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,今年全球營收增速最快的25家半導體企業(yè)中,中芯國際以39%的同比增速位列全球第五位,也是晶圓代工領(lǐng)域營收增速最快的企業(yè)。中國第二大代工廠華虹半導體截至2021年Q3,無錫廠月產(chǎn)能達到5.3萬片,公司預計 2021 年底達到 6.5 萬片/月(等效12英寸片),2022年進一步擴到每月 9.5 萬片。
但在工藝方面,由于相關(guān)設備購買受限,中芯國際仍停留在2019年達到的14nm階段,華虹則處于28nm階段。
但在存儲制造的工藝上,國產(chǎn)廠商有了相應的突破。2021 年,合肥長鑫的國產(chǎn) 19nm DDR4 DRAM 良率已達75%,17nm工藝開始爬升;同時長江存儲64層閃存顆粒出貨超3億顆,128層QLC已經(jīng)準備量產(chǎn)。雖然中國存儲器行業(yè)仍處于發(fā)展初期,但預計中國存儲器企業(yè)在未來五年內(nèi)將實現(xiàn) 40-50% 的年復合增長率。
三、封裝測試擴產(chǎn)大熱
據(jù)集邦咨詢預測2021年第三季全球前十大封測業(yè)者營收達88.9億美元,年增31.6%。2021年國內(nèi)封測行業(yè)前三季度,銷售額1849億元,達2020年全年封測行業(yè)銷售額的73%。受益于市場需求的旺盛,國內(nèi)封測龍頭企業(yè)長電科技、華天科技、通富微電募集了超過百億元完善布局。
在委外代工封測(OSAT)市場上,國產(chǎn)廠商已進入國際第一梯隊。據(jù)Chipinsights,中國大陸廠商長電科技、通富微電、華天科技按營收規(guī)模分列第3、5、6位,市占率分別達12.0%、5.1%、3.9%。
長電科技為例,2021年上半年公司營業(yè)收入達人民幣138.2億元,同比增長15.4%;實現(xiàn)凈利潤人民幣13.2億元,同比增長261.0%,已經(jīng)超過了2020年全年凈利潤;富通微電子上半年營收達70億元,同比增長51.82%,通富微電在2021年引入了2.5D/3D生產(chǎn)線首臺設備,將會進軍先進封裝產(chǎn)業(yè)。此外,收購和成為封測行業(yè)的關(guān)鍵詞。2021年長電科技收購了ADI新加坡廠房,智路資本則收購了中國臺灣封測龍頭企業(yè)日月光在大陸的四家工廠。
四、設備市占率穩(wěn)步增長
國產(chǎn)集成電路設備市占率正在穩(wěn)步增長,其中國產(chǎn)等離子體刻蝕機、化學機械拋光機、物理氣相沉積設備市占率相對較高,超過10%;半導體設備核心部件國產(chǎn)化得到較快發(fā)展,國產(chǎn)干泵、流量計在太陽能電池設備中得到全面推廣,尾氣處理器、石英制品、密封器件也有了一定發(fā)展。根據(jù)中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會金存忠秘書長預測,2021年中國半導體設備市場將達到200億美元,國內(nèi)市場占有率將達到20%左右,其中集成電路設備在130億元左右,市占率達12%;太陽能電池片設備170億元左右,國內(nèi)市場占有率90%以上。
上海微官方公告,將在2021-2022年交付第一臺28nm工藝制成中國沉浸光刻機,中國光刻機將從90nm一舉突破28nm。北方華創(chuàng)未來2-3年收入能突破10億美金,純設備收入的規(guī);矔饾u顯現(xiàn);芯源微近些年在二線設備中表現(xiàn)最好,主要原因是涂膠顯影和物理清洗領(lǐng)域,在國內(nèi)沒有競爭對手,新的戰(zhàn)略也計劃新進軍化學清洗。
主要做化學清洗設備的至純和盛美在國產(chǎn)線的清洗機中進展都不錯,至純第100臺濕法設備順利出機;盛美半導體則在2021年12月科創(chuàng)板上成功上市。
五、材料突破加快速度
設備和材料底層邏輯類似,都屬于上游國產(chǎn)替代,但往往設備先行,然后再驗證材料,材料的競爭格局更加分散。
截至2021年三季度,材料龍頭中環(huán)股份整體產(chǎn)能73.5GW,其中210硅片產(chǎn)能43.5GW,占比約60%;鼎龍股份的清洗液等核心工藝材料已于一期量產(chǎn),正進行客戶端測試驗證;滬硅產(chǎn)業(yè)市場表現(xiàn)突出,在客戶端300mm硅片的市場份額不斷提高,打入中芯國際、華虹宏力、華力微電子、長江存儲、武漢新芯等國內(nèi)主流廠商供應鏈。
半導體領(lǐng)域趨勢一覽
一、設計從業(yè)人員大增
今年我國芯片設計業(yè)從業(yè)人員約為22.1萬人,人均產(chǎn)值207.6萬元,約合31.9萬美元,人均勞動生產(chǎn)率比上年有了明顯的提升。有32家企業(yè)人數(shù)超過1000人,比上年增加3家,有51家企業(yè)人員規(guī)模為500-1000人,比上年增加9家。100-500人的有376家,比上年增加91家,但占總數(shù)83.7%的企業(yè)是人數(shù)少于100人的小微企業(yè),共2351家,比上年多了489家。
二、晶圓制造偏向12英寸
從規(guī)劃和在建的晶圓廠類型來看,12英寸是我國目前重點發(fā)展的方向。實際上,2021年中國大陸8英寸的產(chǎn)能居全球領(lǐng)先地位,市場份額達到18%;其次是日本和中國臺灣地區(qū),分別達到16%。
三、RISC-V架構(gòu)全速前進
國產(chǎn)RISC-V好消息頻出,華為海思發(fā)布了首款基于自研的RISC-V CPU的電視芯片Hi373V110;中科院在12月6日召開的國際RISC-V峰會上,展示了高性能RISC-V開源處理器“香山”,并表示“香山”已經(jīng)流片。
14家最高級國際RISC-V基金會會員,其中有10家中國廠商,并且9家來自中國內(nèi)地,1家來自中國臺灣。這其中會員包括:阿里巴巴(平頭哥)、晶芯科技、成為資本、華為、IC
國產(chǎn)功率半導體廠商十強2020年與2021年對比,半導體產(chǎn)業(yè)縱橫整理;資料來源:中國導體行業(yè)協(xié)會、中信建投證券
據(jù)預測,全球功率半導體市場預計將從2020年的175億美元增長至2026年的260億美元。而中國的功率半導體市場的代表公司包括安世半導體、華潤微、士蘭微、揚州揚杰電子、江蘇捷捷電子、比亞迪半導體等眾多公司。
進入榜單的新企業(yè),基本都是受益于新能源汽車市場的快速發(fā)展。車用功率器件領(lǐng)先企業(yè)比亞迪微電子在2021年12月尋求IPO;中車時代電氣在2021年12月發(fā)國內(nèi)首款自主研制的基于SiC大功率電驅(qū)。
2021年主要的領(lǐng)先的功率器件廠商都致力于增加產(chǎn)能,安世半導體完成了對英國最大晶圓廠Newport Wafer Fab的收購以為自己的產(chǎn)線擴大產(chǎn)能;揚杰電子、捷捷微電與中芯國際達成合作;華潤為啟動12英寸晶圓生產(chǎn)線的建設,將用于生產(chǎn)MOSFET、IGBT等功率半導體。
六、MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度最快
中國地區(qū)是過去五年MEMS市場規(guī)模發(fā)展最快的地區(qū)。
中國半導體行業(yè)協(xié)會評選出國產(chǎn)MEMS企業(yè)2021年十強企業(yè)為歌爾微電子、瑞聲聲學、華潤微電子、蘇州敏芯微電子、河北美泰電子、美新半導體、蘇州納芯微電子、上海矽睿、西人馬、蘇州明皜傳感。
根據(jù)市場分析公司的數(shù)據(jù),歌爾股份控股子公司歌爾微2020年的產(chǎn)品銷售額在全球MEMS廠商中排名第6,是TOP10 MEMS廠商中唯一一家中國企業(yè),2021年12月歌爾微創(chuàng)業(yè)板IPO受理。
百年未有之大變革
2021年,中國半導體發(fā)展興興向榮。資本市場也斥重金砸向半導體領(lǐng)域。半導體企業(yè)千億名單逐漸拉長。
韋爾股份、中芯國際、北方華創(chuàng)、三安光電、聞泰科技、紫光國微、兆易創(chuàng)新、卓勝微市值分別為2719億、1937億、1824億、1682億、1611億、1365億、1174億、1090億,成為了半導體行業(yè)千億公司。
從全球的角度來看,世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計 (WSTS) 預測,2022年全球半導體市場預計將增長8.8%,達到6010億美元,所有地區(qū)和所有產(chǎn)品類別都將繼續(xù)正增長。
缺芯仍然會是2022年的主調(diào),半導體依舊是重要的戰(zhàn)略資源。
如今的時代面臨這百年未有之大變革,中國也在積極面臨機遇與挑戰(zhàn),中國也有勇氣面對挑戰(zhàn)。
影響世界——雖然中國的半導體公司都很年輕——但或許都該有這樣的追求。
T(中科院計算所)、ISVCAS(中科院軟件所)、ZTE(中興通訊)、賽昉科技、UNISOC(紫光展銳)、希姆計算。
四、分立器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速
根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2020年我國半導體分立器件市場規(guī)模已達到2763.4億元。物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設備、云計算、大數(shù)據(jù)、新能源、醫(yī)療電子、VR/AR、安防電子等新興應用領(lǐng)域?qū)⒊蔀閲鴥?nèi)半導體分立器件產(chǎn)業(yè)的持續(xù)增長點。預計2022年中國分立器件市場規(guī)?蛇_3180.3億元。
(關(guān)鍵字:半導體)