新一代信息技术:十张图带你解读2019年集成电路行业发展现状

  近年来,中国集成电路产业产值呈现了爆发性地成长,由中国政府大力主导推动整体产业高质量发展,先后颁布了《国家集成电路产业高质量发展推进纲要》、《集成电路产业“十三五”发展规划》等政策等政策。各地方政府为培育增长新动能,积极抢抓集成电路新一轮发展机遇,促进地区集成电路产业实现跨越式发展,也不断出台有关政策支持集成电路产业的发展。

  集成电路是指通过半导体工艺将大量电子元器件集成而成的具有特定功能的电路。细致划分领域包括集成电路设计、集成电路制造、集成电路测试封装。从下游看,集成电路将应用在通讯、计算机、汽车电子、消费电子等诸多领域。

  遗憾的是,在集成电路下游应用领域,目前国产芯片市场占有率极低。如在工业应用领域,核心集成电路国产芯片占有率仅为2%;而在服务器领域,几乎全是国外芯片的市场。

  目前,我国在集成电路领域,受制于人的情况严重——2018年我国集成电路出口金额为860.15亿美元,进口金额为3166.81亿美元,贸易逆差同比增长11.21%。2015年起集成电路的进口金额连续4年超过原油,成为中国第一大进口商品。

  而现阶段,国家对芯片国产化的推行势在必行。原因有三,其一站在战略高度,我国军事设备所用芯片国产率仍较为低下,大量采购国外芯片,对我国军事安全造成威胁;其二芯片市场市场广阔,国产厂商应分一杯羹;另外,成本原因,以小米手机为例,其芯片成本占据整个手机成本30%-40%左右,与此同时芯片向国外品牌采购,如此大额的成本不由己控,严重压缩了产业利润。

  为推行芯片国产化,国家下达政策,对集成电路领域扶持力度极强。首先,国家制定了发展目标——2020年收入超过8700亿元,实现16/14纳米量产,关键领域技术达到世界领先水平,材料和设备进入全球供应链。

  其次,税收上,国家也对集成电路有叠加税收优惠,2014年《国家集成电路产业高质量发展推进纲要》提出到2020年集成电路全行业出售的收益年均增速超过20%。2016年《“十三五”国家战略性新兴起的产业发展规划的通知》要求启动集成电路重大生产力布局规划工程,加快先进制造工艺、存储器等生产线月,财政部发改委等四部门联合发文《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》,计划对集成电路企业给予税收优惠支持。

  目标的鞭策、税收政策的扶持,也极大促进了集成电路行业的发展。另外中国智能手机、平板电脑、汽车电子、智能家居等物联网市场加快速度进行发展,尤其智能手机和平板电脑市场迅速增加,也刺激了集成电路的需求。2018年中国半导体消费市场规模占据全球中占比已达32%。

  同时还需看到,多年间,我国集成电路产业链结构逐步向上游扩展。2018年,中国集成电路设计业出售的收益2519亿元,所占比重从2011年30.13%增加到2018年的38.57%;制造领域则从2011年的30.97%的比重下滑到2018年的27.84%;封装测试领域也呈现出下滑趋势,从2011年的38.90%下滑至2018年的33.59%。整体看,经过多年发展,集成电路产业附加值有所上升。

  整体看,集成电路整体资本支出偏低。我国2016年集成电路全产业资本支出为636.2亿美元,仅占全球的9%,未达到英特尔、台积电、三星等芯片巨头的企业投资。二是资金偏向基础设施建设,研发技术仍需持续投入。虽然各地基金投资积极性高涨,但是部分基金和资本更关注土地、厂房、设备等固定资产投资,新研发技术仍有大量资金缺口。

  而在集成电路制造领域,“台积电”一家独大,占据着全球60%左右的市场占有率,留给国内其余企业市场空间较小。(原因主要在于我国集成电路制造水平落后国际领先水平两代以上,先进制程的缺失限制新应用领域集成电路发展。目前台积电等企业7nm工艺已经量产,中芯国际在28nm节点就开始落后,目前预计在2019年上半年实现14nm量产,华虹在实现28nm量产以后,在积极布局14nm研发。)

  ——原材料领域,硅材料具备高垄断性,全球一半以上的半导体硅材料产能集中在日本,尤其是随着尺寸越大、垄断情况就越严重。全球前五大半导体硅片厂合计份额达94%。而我国自主生产的硅片以8或6英寸为主,产品主要的应用领域仍然是光伏和低端分立器件制造,而12英寸的大尺寸集成电路级硅片依然严重依赖进口。

  ——集成电路装备领域,是一个高度垄断的市场,根据个细分市场占有率统计数据,在光刻机、PVD、刻蚀机、氧化、扩散设备领域,前三家设备商的总市占率都达到了90%以上。

  ——设计制造“两头在外”问题仍在持续。我国制造业快速的提升,但主要为海外客户代工;在此背景下,国内代工厂扩大产能未必能直接提高国产芯片自给率,部分项目反而会面临巨大风险。

  ——2018-2019年间,设计行业数据库强势崛起。AMD出现在了人们的视野里,AMD建设的开放生态是从底层开始,形成了针对深度学习的一个全开放的库,从上层到下层每一行的源代码都可以找到。

  目前已经有厂商迫切希望加入这个数据库,因为加入这个库中,一个公司可能会省200人,并能让它的整个芯片,从软件到硬件推向市场的时间缩短3到4年。另外,深度学习的生态发展很快,整个软件的支撑环境发展也很快,因此必须有非常好的编辑器来支持这种发展趋势。

  另一方面,在芯片设计后,需对芯片设计进行物理认证,需判断其从设计到真实的操作的可能性,CalibrenmDRC软件平台的诞生也进一步加速了设计推向制造的进程。

  星星之火,可以燎原。目前看,设计领域、制造领域效率的提升,未来或将对集成电路形成深远影响。

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