半導體行業產業鏈及細分市場分析預測(附報告目錄)
1、半導體行業產業鏈情況
半導體產業鏈主要包含芯片設計、晶圓制造和封裝測試三大核心環節,此外還有為晶圓制造與封裝測試環節提供所需材料及專業設備的支撐產業鏈。作為資金與技術高度密集行業,半導體行業形成了專業分工深度細化、細分領域高度集中的特點。
相關報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年全球及中國半導體行業產業鏈分析研究及發展前景預測分析報告》
根據中國半導體業協會統計,在 2018 年我國半導體產業中,芯片設計業銷售額為2,519.3 億元,同比增長 21.5%;晶圓制造業銷售額為 1,818.2 億元,同比增長25.56%;封裝測試業銷售額為 2,193.9 億元,同比增長 16.1%。
(1)芯片設計業
芯片設計的本質是將具體的產品功能、性能等產品要求轉化為物理層面的電路設計版圖,并且通過制造環節最終實現產品化。設計環節包括結構設計、邏輯設計、電路設計以及物理設計,設計過程環環相扣、技術和工藝復雜。芯片設計公司的核心競爭力取決于技術能力、需求響應和定制化能力帶來的產品創新能力。芯片設計行業已經成為國內半導體產業中最具發展活力的領域之一,近年來,中國芯片設計產業在提升自給率、政策支持、規格升級與創新應用等要素的驅動下,保持高速成長的趨勢。根據中國半導體行業協會統計,芯片設計業銷售收入從 2013 年的808.8 億元增長到 2018 年的 2,519.3 億元,年復合增長率為 25.51%。
(2)晶圓制造業
晶圓制造是半導體產業鏈的核心環節之一。晶圓制造是根據設計出的電路版圖,通過爐管、濕刻、淀積、光刻、干刻、注入、退火等不同工藝流程在半導體晶圓基板上形成元器件和互聯線,最終輸出能夠完成功能及性能實現的晶圓片。在工藝選擇上,數字芯片主要為 CMOS 工藝,沿著摩爾定律發展,追逐高端制程,產品強調的是運算速度與成本比;而模擬芯片除了少部分產品采用 CMOS 工藝外,大部分產品主要采用的是 BCD、CDMOS 工藝等特色工藝,其制造環節更注重工藝的特色化、定制化,不絕對追逐高端制程。晶圓制造產業屬于典型的資本和技術密集型產業。目前中國正承接第三次全球半導體產業轉移,根據 SEMI 數據顯示,2017 年到 2020 年的四年間,預計中國將有 26 座新晶圓廠投產,成為全球新建晶圓廠最積極的地區。
(3)封裝測試業
半導體封裝測試是半導體制造的后道工序,封測主要工序是將芯片封裝在獨立元件中,以增加防護并提供芯片和 PCB 之間的互聯,同時通過檢測保證其電路和邏輯暢通,符合設計標準。在半導體產業鏈中,傳統封裝測試的技術壁壘相對較低,但是人力成本較為密集。封裝測試產業規模的強勁發展對國內半導體產業整體規模的擴大起到了顯著的帶動作用,為國內芯片設計與晶圓制造業的迅速發展提供有力支撐。未來隨著物聯網、智能終端等新興領域的迅猛發展,先進封裝產品的市場需求明顯增強。
(4)產業鏈經營模式
目前半導體行業內存在 IDM 與垂直分工兩種主要的經營模式。IDM 模式是指包含芯片設計、晶圓制造、封裝測試在內全部或主要業務環節的經營模式。該模式對企業技術、資金和市場份額要求較高。根據 Gartner 統計,2018 年全球半導體產業廠商排名前十的公司有八家采用 IDM 模式,包括了三星電子、英特爾、德州儀器等。
垂直分工經營模式是多年來半導體產業分工不斷細化產生的另外一種商業模式。在半導體產業鏈的上下游分別形成了 Fabless、晶圓代工廠及封裝測試三大類企業。Fabless 即無晶圓廠的芯片設計企業,該類企業僅需專注于從事產業鏈中的芯片設計和銷售環節,芯片的制造和封裝測試分別由產業鏈對應外包工廠完成。目前部分知名半導體企業采用 Fabless 模式,包括高通、博通與英偉達等世界半導體龍頭企業。
晶圓代工廠自身不設計芯片,而是受設計企業的委托,為其提供晶圓制造服務。由于晶圓生產線投入巨大,同時規模效應十分明顯,晶圓代工廠的出現降低了芯片設計業的進入壁壘,促進了垂直分工模式的快速發展。晶圓代工代表企業包括臺積電、中芯國際等。
封裝和測試企業接受芯片設計企業的委托,為其提供晶圓生產出來后的封裝測試服務。該模式也要求較大的資金投入。封測領域代表企業包括日月光、長電科技等。垂直分工模式下,Fabless 企業可以有效控制成本和產能。但對于工藝特殊的半導體產品如高壓功率半導體、MEMS 傳感器、射頻電路等來說,其研發是一項綜合性的技術活動,涉及到產品設計與工藝研發等多個環節相結合,IDM 模式在研發與生產的綜合環節長期的積累會更為深厚,有利于技術的積淀和產品群的形成。另外,IDM 企業具有資源的內部整合優勢,在 IDM 企業內部,從芯片設計到制造所需的時間較短,不需要進行硅驗證,不存在工藝對接問題,從而加快了新產品面世的時間,同時也可以根據客戶需求進行高效的特色工藝定制。功率半導體領域由于對設計與制造環節結合的要求更高,采取 IDM 模式更有利于設計和制造工藝的積累,推出新產品速度也會更快,從而在市場上可以獲得更強的競爭力。2018 年,世界前十大功率半導體廠商均采用 IDM 模式經營。