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中国猎头维尔斯分享:【华信研究院】中国集成电路制造业发展机遇及挑战

一、我国集成电路制造业发展现状

()行业产能持续扩大,集群特征明显

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 2019年以来,我国12英寸生产线的数量和占比持续增加。从制造产能来看,国内目前12英寸产能约100万片/月,未来规划产能超过200万片/月。从生产线分布来看,国内集成电路生产线主要集中在以上海、江苏、安徽、浙江为代表的长三角地区,以深圳、广州为代表的珠三角地区,以北京、天津、大连为代表的京津冀环渤海地区,以武汉、成都、重庆、西安为代表的中西部地区。经过20余年的快速发展,2019年集成电路制造业销售额已达到2110.4亿元,首次超过2000亿元,但增速下降到16.1%,比上年降低了约9.5个百分点。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

 ()重点龙头企业快速成长并不断升级

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 中芯国际是中国大陆具有大规模生产和先进工艺技术的集成电路芯片制造企业,2019年,中芯国际在先进制程方面取得突破性进展,第一代14nm FinFET技术进入量产阶段,在2019年第四季度贡献约1%晶圆制造营收,第二代FinFET技术平台持续获得客户导入。华虹半导体12英寸生产线建成投产,在嵌入式非易失存储器、微控制器等领域新平台研发顺利推进,为客户提供良好的差异化服务。华润微电子2019年成功过会,成为科创板红筹上市第一股,公司的制造资源在国内处于领先地位,目前拥有6英寸晶圆制造年产能约为247万片,8英寸晶圆制造年产能约为133万片,合计8英寸晶圆270万片,产能排名全国第三。此外,武汉新芯、上海积塔、方正微电子、晶和集成等企业也都取得了不俗成绩。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

二、集成电路制造业行业特点 

(一)生产线及相关研发成本投入巨大

       海西猎头 福建猎头 厦门猎头 集成电路制造业的研发、生产线建设投资额一直以来高居当前电子信息制造业榜首。并且伴随行业制造工艺的提升,制造企业研发、生产成本快速增加。一条月产能3.5万片的12英寸14nm制程产线的投资规模近百亿美元。在研发方面,以中芯国际为例,公司2017-2019年研发投入分别为35.8亿元、44.7亿元及47.4亿元,占营业收入的比例分别为16.72%、19.42%和21.55%。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

(二)生产线主体集中,区域分散

      海西猎头 福建猎头 厦门猎头 集成电路制造企业为充分挖掘资源优势,将制造工厂分布建设到全球各地。以英特尔公司为例,其制造工厂遍布美国、中国、以色列、爱尔兰等国家。产能的分散式布局让英特尔公司能够充分利用各地优势资源,有效降低投资和生产运营成本,同时靠近下游客户,增加市场影响力。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

三、未来集成电路制造业发展趋势

(一)摩尔定律延续,技术难度与资本投入显著提升

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 业内一直有摩尔定律失效的顾虑,但是随着45nm、28nm、10nm持续的推出,摩尔定律仍然保持延续。台积电在2018年推出7nm先进工艺,2020年开始量产5nm,并持续推进3nm的研究,预计2022年量产3nm工艺。IMEC更是规划到了1nm的节点。此外,美国国防部高级研究计划局进一步提出了先进封装、存算一体、软件定义硬件处理器三个未来发展研究与发展方向,以此来超越摩尔定律。以现在的时间点来看,摩尔定律仍然在延续,但进一步提升推动摩尔定律难度会显著提升。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 先进制程资本性投入将进一步提升。根据IBS的统计,先进制程资本性支出会显著提升。以5nm节点为例,其投资成本高达数百亿美金,是14nm的两倍,是28nm的四倍。为了建设5nm产线,2020年台积电计划全年资本性将达到150-160亿美元。先进制程不仅需要巨额的建设成本,同时也提高了设计企业的门槛,根据IBS的预测,3nm设计成本将会高达5-15亿美元。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

(二)先进制程占比持续提升,成熟工艺市场不断增长

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 高性能芯片需求旺盛,先进制程占比有望持续提升。移动终端产品、高性能计算、汽车电子和通信及物联网应用对算力的要求不断提升,要求更为先进的芯片,同时随着数据处理量的增加,存储芯片的制程也在不断升级,先进制程的芯片占比有望持续提升。根据ASML 2018年底的预测,到2025年,12寸晶圆的先进制程占比有望达到2/3。2019年中,台积电16nm以上和以下制程分别占比50%,根据公司预计,到2020年,16nm及以下制程有望达到55%。海西猎头 福建猎头 厦门猎头 

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 CPU、逻辑IC、存储器等一般采用先进制程(12英寸),而功率分立器件、MEMS、模拟、CIS、射频、电源芯片等产品(从6μm到40nm不等)则更多采用成熟工艺(8寸片)。汽车、移动终端及可穿戴设备中超过70%的芯片是在不大于8英寸的晶圆上制作完成。相比12寸晶圆产线,8寸晶圆制造厂具备达到成本效益生产量要求较低的优势,因此8寸和12寸能够实现优势互补、长期共存。海西猎头 福建猎头 厦门猎头 

(三)终端需求旺盛,晶圆代工领域持续增长

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 5G时代终端应用数据量爆炸式提升增加了对半导体芯片的需求,晶圆代工领域持续繁荣。随着5G通信网络建设的不断推进,不仅带动数据量的爆炸式提升,要求芯片对数据的采集、处理、存效率更高,而且也催生了诸多4G时代难以实现的终端应用,如物联网、车联网等,增加了终端对芯片的需求范围。对于芯片需求的增长将使得下游的晶圆代工领域受益,未来市场前景极其广阔。根据IHS预测,晶圆代工市场规模有望从2020年的584亿美元,增长到2025年的857亿美元,CAGR为8%。海西猎头 福建猎头 厦门猎头 

四、我国集成电路制造业发展机遇及挑战
(一)机遇分析

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 当前,中国集成电路产业正处于产业升级的关键阶段,掌握核心技术是中国集成电路产业现阶段最重要的目标,国内集成电路制造企业崛起迎来机遇。海西猎头 福建猎头 厦门猎头 

1、摩尔定律放缓

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 先进制程工艺由于需要大量的工艺研发和资本投入,能负担大额成本投入的晶圆厂越来越少,摩尔定律持续放缓。除了英特尔、台积电、三星以外,联电和格芯都宣布放弃对7nm制程的研发,这给国内制造企业提供了赶超的机会。目前中芯国际正在研发N+1代制程,华虹半导体也在追赶14nm制程,长江存储、合肥长鑫等企业正在深耕存储领域。海西猎头 福建猎头 厦门猎头 

2、产业链重构和应用场景细分

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 伴随着下游PC、智能手机市场的逐渐成熟和饱和,半导体行业的系统性创业机会也从PC、智能手机、服务器三大集中性市场向物联网、下一代智能终端等碎片化、新兴化市场转移,物联网、新能源汽车等新兴市场带来了向上重构供应链的系统性机会。海西猎头 福建猎头 厦门猎头 

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 在应用场景方面,采用先进工艺的芯片种类主要是基带、CPU、存储等大型逻辑芯片,主要用于手机和笔记本电脑,而其他低功耗领域需要一些专用芯片。对于中低端MCU、电源管理芯片等技术壁垒不高的细分市场,芯片专用化、性价比是重点。以功率半导体为代表的模拟细分市场中,传统汽车电子、工业级芯片等市场对品控、功耗、性价比的要求很高。因此在这些市场,国内企业可以找到突破口,积极布局渗透市场。例如,三安光电在第三代半导体材料GaN崛起中受益,耐威科技在MEMS传感器研发中持续发展。海西猎头 福建猎头 厦门猎头 

3、国产替代推动供应链国产化

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 终端品牌的国产化给上游供应链带来发展机会,终端需求向上传导可以带动整个供应链的国产化。例如“苹果产业链”带动了环旭电子和长电科技等企业的发展。目前,5G带动了“华为产业链”的发展,进入华为产业链的中芯国际在此影响下也将受益。海西猎头 福建猎头 厦门猎头 

(二)挑战分析

1、先进工艺的高昂研发费用逐步行业壁垒

海西猎头 福建猎头 厦门猎头 先进工艺技术升级带来的研发费用高涨已经成为制造企业从事先进工艺研发的最主要障碍。现今,从事7nm及以下工艺研发的企业只剩台积电、三星、英特尔三家。目前,我国集成电路制造龙头企业的国际竞争力虽然在快速提升,但规模同台积电、三星等国际龙头相比还存在较大的差距。2019年,三星宣布计划在2030年前投资1160亿美元巩固其半导体巨头地位。巨大的先进工艺研发费用同样成为我国集成电路制造企业从事进一步研发的关键阻碍。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

2、先进工艺研发工程化举措加速领军企业技术进步

海西猎头 福建猎头 厦门猎头目前,台积电等领先企业采用工程化方式开展先进工艺研发工作,即通过投入更大量人力、物力、财力换取研发速度的提升。以台积电为例,其研发线按照量产标准进行建设,研发阶段产出目标已超过5000片/月,非常接近量产数据。由此公司研发制造线可以直接通过完全复制的方式导入生产线,大幅提高研发效率。国内企业由于自身营收规模有限,研发投入总额较小,研发制造线无法实现规模化。在实际量产阶段还要进行二次研发,技术迭代速度和量产效率落后于国际领先企业。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

(华信研究院集成电路投融资研究中心)

中国半导体发展指数编制说明

海西猎头 福建猎头 厦门猎头华信研究院充分借鉴国际指数编制经验,结合中国半导体行业发展情况,编制了中国半导体发展指数,包括综合指数及产业链细分环节指数,以追踪我国半导体产业发展现状和趋势。海西猎头 福建猎头 厦门猎头

华信研究院

海西猎头 福建猎头 厦门猎头华信研究院是工业和信息化智库联盟核心成员单位,隶属于电子工业出版社,主要专注于国内外工业产业政策、信息化与信息安全发展态势跟踪、智能制造、数字化转型等研究,近年承担了中央网信办、工业和信息化部等部委和各省市产业管理部门的数百项软课题研究。华信研究院定期发布“一带一路”沿线国家工业合作指数、集成电路产业投融资指数、信息经济发展指数等,整合相关信息资源,构建的工业和信息化行业知识服务信息资源网上平台,包括《“一带一路”工业通信业数据库》、《集成电路投融资数据库》《“一带一路”产业地图资源平台》等,为各界产业人士提供信息咨询服务。海西猎头 福建猎头 厦门猎头  

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