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我国半导体产品供需及部分高端芯片领域国产化程度分析

发布时间:2018-08-02  来源:立鼎产业研究网  点击量: 711 

一、半导体产业链构成

从行业上下游关系的角度来看,半导体产业链可以分为主产业链和支撑产业链,其中主产业链包括半导体产品的设计、制造和封测等环节,而支撑产业链主要指的是为设计环节服务的EDA 工具和IP 核以及为制造和封测环节服务的材料和设备。

半导体产业链构成


资料来源:公开资料整理,立鼎产业研究中心

其中,主产业链又可以分为IDM(垂直整合)和垂直分工两种模式,这两种模式分别有各自的优点:

——IDM 是指将设计、制造以及封测都集于一身的半导体公司,这样可以有效的整合产业资源,做到效率最大化。从历史发展的角度来看,半导体产业在美国最初起源之时的模式就是IDM 模式,包括50 年代产生的IntelTI 以及后来居上的Samsung 等公司。

——垂直分工指的是将设计、制造和封测以及相关的产业彼此分立,相关的企业只负责对应环节的完成。这样做的优势是当研发成本提升的时候,可以最大的发挥龙头企业的优势,节省相关上下游产业的研发费用和时间成本。在上个世纪80 年代末,随着技术节点的不断演进,规模较小的IDM公司已经无力承担制造芯片所需要的高昂成本,专职代工的台积电此刻就应运而生,后来联电、中芯国际以及专职封测的日月光等公司也是时代发展的产物。

半导体产业演变历史


资料来源:公开资料整理,立鼎产业研究中心

随着摩尔定律的不断推进,半导体的支撑产业链逐渐细化,同时变得越来越为关键。

——设计公司为了提高效率、节约成本,会向EDA 专业公司购买相应的电路设计工具,以及向IP 核公司购买知识产权核。目前国际上三大EDA 公司分别为SynopsysCadence Mentor,而IP 核公司主要有ARMImagination等。

——制造和封测公司也会对所使用的原材料、加工材料和制造加工设备要求日益严格,目前这些领域在国际市场上基本被欧美日等地区垄断,原材料相关的企业有信越、胜高、陶氏化学等,设备相关的企业有Applied materailsLam researchASML 等。

二、半导体产业转移进行时

从上个世纪40 年代半导体产业在美国发源开始,共发生了两次大规模的产业转移。且每一次的转移都伴随着新的产业帝国的兴起。

第一次是在70-80 年代,随着家电终端市场的兴起,对上游微处理器和存储器芯片需求旺盛,日本抓住这次机遇,大力发展半导体产业,行业重新洗牌,日本完成了对半导体产业的承接,诞生了索尼、东芝、日立等顶级公司,同时也催生了相应的半导体材料与设备巨头,如信越、胜高、东京电子等。

第二次是在90 年代,PC 终端时代正式来临,对于上游存储尤其是DRAM 芯片的需求进一步提升,韩国成功抢位,举国大力发展半导体产业,重点扶持龙头企业三星、海力士等,在技术和市场上逐步完成了对日本的反超。同时随着技术和研发费用的提升,设计公司更倾向于寻求专业独立的代工公司服务,台湾地区成功切入代工领域,诞生了台积电、联电等行业巨头,并且带动了上下游的材料、设计及封测的发展。

从本世纪初开始,智能手机终端开始盛行,同时汽车电子、物联网、人工智能、5G 通讯等高新技术呈现高速增长,开启了新一轮的对上游存储的旺盛需求。结合之前两次半导体产业转移都是由终端需求转变拉动所致,我们有理由相信第三次产业转移正在发生,而且这一次的主场就在中国。

半导体产业转移过程


资料来源:公开资料整理,立鼎产业研究中心

中国集成电路进出口贸易巨大逆差


资料来源:公开资料整理,立鼎产业研究中心

从半导体产品的需求端来看,中国约占全球32%的市场,已经超过美国、欧洲和日本,成为全球最大的市场。而从供给端来看,除了封测端可以达到国际先进水平,其他领域的国产化自给率都普遍较低,基本都小于10%。这就造成了中国每年半导体进出口贸易明显失衡,而且贸易逆差逐年增加,2017 年已经接近2000 亿美元,这个数字已经远超石油等大宗商品,列所有进出口产品第一,主要包括处理器及控制器、存储器、放大器及其他集成电路,其中处理器和存储器分别占比46%28%

中国集成电路进口产品构成


资料来源:公开资料整理,立鼎产业研究中心

从细分领域来看,我国在计算机系统、通用电子系统、通信设备、存储设备、显示及视频系统等高端芯片领域国产化程度很低,普遍低于20%,有的领域完全依赖进口。在国外企业加强对本国产业保护趋势下,推动国内半导体产业加快国产化进程势在必行。企业加大研发投入,加快自主研发,形成产业与企业利益间的良性互动,将是从根本上解决产业差距的必行之路。

部分高端芯片领域国产化程度


资料来源:公开资料整理,立鼎产业研究中心

 

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