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2020中国半导体:四大产业链价值节点和八大热门投资地域

时间:2020-01-03 作者:顾正书 阅读:
中国半导体产业的四大价值链节点:EDA、IP、设计服务、晶圆代工;
半导体产业的八大热门地域:长三角、珠三角、北京/天津、武汉、合肥、西安、西南、台湾。
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中国半导体产业分布形状:橄榄球

完整的半导体产业链大致分为三块:EDA/IP/设计服务、芯片设计(Fabless)、晶圆制造/封装测试。健康的产业结构应该呈橄榄球形状,中间最粗的部分是芯片设计(Fabless),无论企业数量还是销售产值都应占据最大部分。左边的是EDA/IP和设计服务部分,占比较小但却是整个产业的技术源头。右边是晶圆制造和封测部分,属于典型的资本密集型产业(当然先进的晶圆工艺和制造设备也需要投入尖端技术的研发)。NFAEETC-电子工程专辑

  • 芯片设计

过去10年来,中国半导体产业已经从封测占比高达48%的“小设计-小制造-大封测”结构逐渐转变为“大设计-中制造-中封测”结构。2010年中国IC设计业的销售收入仅550亿元,到2018年增长到2577亿元,在整个半导体产业的占比已经提升到38.6%。2019年全年IC设计销售收入突破了3000亿元大关,约为440亿美元(按照美元兑人民币1:7的比率),预计在全球集成电路产品销售中的占比将第一次超过10%。NFAEETC-电子工程专辑

中国的芯片设计公司数量从2010年的582家增长到2019年的1780家。除了北京、上海、深圳等传统设计企业聚集地外,无锡、杭州、西安、成都、南京、苏州、合肥等城市的设计企业数量都超过了100家。在国家政策、市场需求和中美贸易摩擦等多种因素影响下,IC设计企业的增长对整个半导体行业的健康发展是有益的。但我们也要认识到,芯片设计是一个资本和智力高度密集型的全球化竞争行业,兼并整合是必然趋势。根据美国和全球芯片行业的历史发展,笔者认为接下来的10年中国IC设计行业将出现频繁的收购和兼并,甚至关闭现象。10年后中国的IC设计公司数量将减至500家左右,其中具有大中型规模的仅100家左右。NFAEETC-电子工程专辑

  • 晶圆制造

根据芯思想研究院的最新统计,截止2019年底中国12英寸晶圆制造厂装机产能约90万片,较2018年增长50%;8英寸晶圆制造厂装机产能约100万片,较2018年增长10%;6英寸晶圆制造厂装机产能约230万片,较2018年增长15%NFAEETC-电子工程专辑

2020年,有一定半导体产业基础的省市将会加大投资和扶持力度,这虽然在一定程度上可以促进中国半导体产业的发展,但笔者认为地方政府不应盲目上马晶圆制造和封测工厂项目,毕竟半导体制造项目不是房产和基建项目,其市场和竞争是全球性的,而且需求也是有周期性波动的。没有多年半导体行业经验积累、技术沉淀和固定客户基础的企业将难以适应快速的市场变化,而不得不变卖出售,甚至倒闭。NFAEETC-电子工程专辑

  • EDA/IP和设计服务

EDA/IP和设计服务是中国半导体产业结构中最为薄弱的环节。新思、Cadence和Mentor(现在是西门子工业数字软件的一部分)这三大EDA厂商主导着全球IC设计工具,在中国尤其如此。10年前中国的本土EDA产业几乎是一片空白,即便到现在也只有10多家EDA企业。NFAEETC-电子工程专辑

全球IP规模约36亿美元,其中Arm一家就占据了一半,但IP是复杂SoC设计的重要组成部分,可以说是整个产业链中最有价值的环节。中国在这一环节也是十分微弱,笔者认为国家和地方政府应该给予为数不多的本土EDA和IP开发企业大力扶持,因为这基本都是软件方面的研发,主要是专业人员的智力投入,由此产生的技术创新对产业链后端的设计和制造都会产生10倍甚至100倍的增量效应。NFAEETC-电子工程专辑

从整个产业的资源优化配置来说,设计服务扮演着至关重要的角色。鉴于中国IC设计人才的严重匮乏,而芯片设计公司、OEM厂商和互联网公司对芯片的定制化需求又比较高,高质量的设计服务可以很好地满足这些要求。NFAEETC-电子工程专辑

中国半导体的四大产业链价值节点

这1800家IC设计公司要开发、设计和制造自己的芯片,就需要EDA工具、各种IP、晶圆代工、封装测试,以及定制化设计服务。笔者根据在2019年ICCAD年会上的现场访谈和IC设计相关的企业采访报道,分别从产业链上下游的四个价值节点对中国半导体产业的现状及未来发展给予全面的观察和剖析。NFAEETC-电子工程专辑

1. 晶圆代工:“国产替代”导致产能吃紧NFAEETC-电子工程专辑

2019年初,整个半导体行业弥散着下滑、衰退和不确定的气氛,产能闲置率较高,而现在却呈現出全面产能吃紧的状态。晶圆代工厂商如果现在还拿不到足够的订单,这一轮需求旺盛的时期可能就要错过了。虽然现在建造一座晶圆厂就像建造一艘航母一样造价高昂,但建厂还不是最难的。按照台积电(南京)公司总经理罗镇球的说法,更为艰巨的考验在于庞大资金投入后的工厂运营和客戶服务。检验一座晶圆厂是否投资合理、运营稳健,从投资开始算起3年后的财务数字可见端倪。在全球经济不稳定和半导体产业变幻不定的大环境下,准确把握市场走势变成了一门科学与艺术的平衡学。但是无论市场和外部环境如何变化,关键是要清楚自己的方向,并且要始终保持一贯性。NFAEETC-电子工程专辑

晶圆代工出现产能吃紧的状况,是哪些需求在驱动呢?UMC旗下的苏州和舰副总经理林伟圣认为传统工艺和特殊工艺的产能吃紧,最大驱动力是“国产替代”。由于国产芯片替代的全面启动,模拟IC和电源管理器件的需求明显变强了。从具体应用来看,蓝牙TWS需求上来了、IoT芯片和OLED驱动器需求也大了。80/55/40nm的产能都开始出现紧缺,估计28nm产能的需求也将在2020年趋热。另外,由于智能手机摄像头的增多,图像传感器(CIS)等特殊工艺的可用产能也不多了。总之,中美贸易战和国产芯片替代正在促使着代工产能趋向饱和。NFAEETC-电子工程专辑

另外,从大陆两家最大的晶圆代工厂商中芯国际和华虹宏力的第三季度财报也可以看出,受惠于“国产替代”,两家公司的营收较上一季度都有增长。来自中国区的客户需求强劲,占中芯国际总营收的60.5%。随着5G的大规模商用及公司14nm工艺的导入,2020年中芯国际将走出调整期,重新恢复高增长。NFAEETC-电子工程专辑

专注于“特色工艺”的华虹半导体在MCU、超级结、IGBT、通用MOSFET、电源管理芯片和模拟产品方面都有强劲需求,来自中国区客户的营收占幅达62.2%。随着无锡12英寸晶圆厂的投产和良率提升,2020年华虹半导体将迎来全面的增长。NFAEETC-电子工程专辑

2. 设计服务:芯片设计从“Fabless”转向“Design-lite”NFAEETC-电子工程专辑

全球半导体产业的发展经历了三次转移,从上世纪60年代Fairchild和TI主导的美国军工时代,到70年代日本主导的家电时代,再到80-90年代Intel主导的PC时代,以及2000年以来Arm和台积电主导的智能手机时代,直到现今的AIoT时代。随着半导体产业从重到轻,从美国到日本,再到韩国和台湾,直到今天和未来10年往中国大陆的转移,我们同时也看到芯片设计逐渐变轻。从最初的系统厂商,到IDM,再到晶圆代工和Fabless,芯片设计和制造逐渐分离。半导体产业发展到今天,即便Fabless也是“重设计(Design-heavy)”,开发一颗芯片需要几百人花费几年时间才能量产商用,这样的花费和耗时显然已经不能满足5G+AI+IoT融合的快速发展时代的需求了。NFAEETC-电子工程专辑

除了传统的大中型fabless公司外,电子系统厂商、汽车厂商和互联网公司现在都在尝试做自己的芯片,而以AI芯片为首的芯片设计初创公司也希望低成本、高效率地开发特定领域专用的芯片。像芯原和摩尔精英这些提供芯片设计专业服务的公司已经看到了这样的需求趋势,在设计和服务理念上也在做出相应的改变。芯原创始人兼董事长戴伟民博士提出了从“重设计(Design-heavy)”到“轻设计(Design-lite)”的理念。NFAEETC-电子工程专辑

对芯片设计初创企业来说,“轻设计”是很自然的选择,因为尽量选择芯片设计服务公司提供的标准IP、软件工具和设计服务,可以降低风险和成本,并快速将芯片推向市场。当然,自己核心的技术是不能外包的,否则就失去了市场竞争力。对于系统厂商和互联网企业,"轻设计"也是明智之选。这类客户设计芯片不是对外销售,而是满足自己特定的需求,芯片不是其核心业务和技术,很多行业通用的IP、软件和最佳实践其实没有必要自己从头设计。NFAEETC-电子工程专辑

3. EDA工具:中国更需要“云端EDA”NFAEETC-电子工程专辑

2018年10月TSMC与Cadence合作,成功为SiFive流片第一颗在云端设计的芯片。虽然到目前为止"Cloud EDA"的优势还没有得到验证,但EDA逐渐走向云端是必然趋势,尤其是中国芯片设计行业。大规模并行计算的算法和拓扑结构使得芯片设计的时间和芯片PPA(性能-功耗-面积)都有了大幅提高。不管是芯片整体设计的周期缩短,还是整体芯片设计性能的提升,云计算在芯片设计中都将发挥越来越重要的作用。NFAEETC-电子工程专辑

中国芯片需求巨大,更需要完善的EDA工具和IP产品线,及足够的人才储备。将EDA工具和IP搬到云端,不但可以大大简化设计流程,而且可以降低IP和EDA被盗取的风险。如果设计后端和基础设置都部署在云端,就可以大大解放生产力,缓解IC设计人才短缺问题。NFAEETC-电子工程专辑

虽然三大EDA巨头仍然主导着全球和中国EDA市场,但本土EDA厂商也有着巨大的发展空间。在EDA市场,核心和关键还是要技术创新,以客户需求为导向,做有竞争力、符合市场需求的产品才能得到市场的认可和客户的认同。华大九天现在已经可以提供模拟设计全流程、数字SoC设计优化解决方案、晶圆制造辅助EDA工具以及平板显示设计全流程。NFAEETC-电子工程专辑

由中芯聚源投资的苏州芯禾科技最近完成C轮融资,并启用全新的EDA软件品牌“芯和半导体”。这家EDA公司专注于HSD/IC/封装软件工具、集成无源器件IPD和系统级封装SiP微系统的研发,为半导体芯片设计公司和系统厂商提供高速数字设计、IC封装设计,以及射频模拟和混合信号设计等EDA方案。NFAEETC-电子工程专辑

本土EDA细分市场的兼并整合也开始出现,这是EDA厂商优势互补做大做强的健康发展之路。2018年被国微集团收购的S2C是一家专注于FPGA快速原型验证的EDA供应商,像S2C这样的本土小型EDA公司在匹配客户需求和市场动向方面比EDA巨头反应更快,通过技术和市场的差异化可以在中国庞大而快速增长的半导体市场找出独特的发展之路。NFAEETC-电子工程专辑

专注于纳米级器件建模和千兆级SPICE电路仿真的本土EDA厂商概伦电子近日完成博达微的并购,后者是器件模型仿真、PDK开发与验证相关 EDA 工具及 AI 驱动半导体参数测试解决方案供应商。两家公司的合并将进一步增强概伦电子在半导体建模和测试领域的领先地位,更好地为客户提供数据驱动的测试、建模建库、仿真、验证一体化的创新EDA解决方案,同时也增强公司的市场竞争力。NFAEETC-电子工程专辑

4. IP/Chiplet:“架构之争”驱动IC创新NFAEETC-电子工程专辑

在年均600多亿美元的全球芯片研发开支中,IP只占36亿美元(IPnest数据统计)。虽然只占5%左右,但其价值和影响力却远远超出用金钱衡量的份额。Arm公司2018年的IP营收为16.1亿美元,相对于全球手机行业的产值微不足道,但Arm在智能手机行业的地位就像Intel在PC和服务器市场一样。过去10年来,IP细分市场的年复合增长率超过10%,远高于EDA和整个半导体行业的增长。如果将芯粒(chiplet)也归入IP类别的话,未来10年IP有望赶上EDA的市场规模。可以毫不夸张地说,在全球半导体产业这座金字塔上,IP处于价值链的最顶端。NFAEETC-电子工程专辑

Arm架构是当今世界半导体产业应用最为广泛的处理器架构,但其相对封闭的授权策略和行业垄断地位也在阻碍着芯片设计的创新。IP市场的一个变化趋势是CPU/GPU等通用型IP在逐渐下降,而专用芯片IP却在快速增长。碎片化的IoT市场有着千差万别的应用需求,这给简洁而灵活的RISC-V内核IP找到了用武之地。在中国芯片行业,MCU是一个竞争异常激烈的红海细分市场。虽然MCU厂商对价格十分敏感,但都不得不花高价钱购买Arm的处理器IP授权。自从兆易创新推出第一颗基于RISC-V架构且兼容现有Arm处理器的MCU产品以来,很多本土MCU厂商都开始尝试RISC-V了,笔者认为2020年将有更多中国MCU厂商和芯片设计公司推出基于RISC-V的芯片,甚至整合Arm和RISC-V处理器内核而开发出针对特定应用领域的系统级芯片(SoC)。NFAEETC-电子工程专辑

当开源的RISC-V遇到草根的中国IC设计,接地气的设计创新就会爆发,这会倒逼Arm采取更为开放而灵活的策略,从而促进整个行业的健康发展。如果说PC和服务器是x86架构的主战场、手机是Arm架构的主战场,那么新兴的AIoT将成为RISC-V的主战场,中国IC设计无疑是商家必争的制高点。NFAEETC-电子工程专辑

跟EDA一样,IP也是全球化的竞争。中国本土的IP开发商要有全球视野,应该在自己擅长的领域开发和提供最具竞争力的IP产品。芯原微电子在为客户提供芯片设计服务的同时,也提供自主开发的IP,比如视频编解码IP等。成都锐成芯微(ACTT)在公司还只有10多人的时候就大胆迈出并购的步伐,收购了一家位于美国的可编程存储技术公司。ACTT可以提供面向IoT和MCU应用的超低功耗模拟IP解决方案,以及高可靠性嵌入式非挥发性存储技术。NFAEETC-电子工程专辑

八大半导体投资和产业发展热门地域

按照中国半导体产业协会集成电路设计分会的区域划分统计,2019年全国主要集成电路设计区域分为长江三角洲、珠江三角洲、京津环渤海和中西部地区四个区域。其中珠江三角洲的产业规模最大,2019年高达1247.2亿元,而2018年为907.46亿元,增长达37.4%;长江三角洲 2019年的产业规模约1093.2亿元,而2018年为844.1亿元,增长达29.5%;京津环渤海区域2018年的产业规模为599亿元,2019年达到626.5亿元,增长4.7%;中西部地区2019年为288.50亿元,2018年226亿元,增长27.2%。NFAEETC-电子工程专辑

《电子工程专辑》将中国大陆和台湾的半导体产业视作一个完整的产业链,按照区域/城市和投资/产业发展热度混合的方法划分为八个区域,给予重点介绍。NFAEETC-电子工程专辑

  • 长三角

以上海为龙头的长三角地区拥有国内最完整的半导体产业链,在晶圆制造、封装测试、芯片设计这三大板块都有多家头部企业布局,带动整个区域的半导体产业均衡发展。全国销售过亿元的IC设计企业分布在长三地区的最多,达到107家。根据2019年8月芯思想研究院(ChipInsights)发布的《2018年中国集成电路产业规模城市排行榜》,在全国排名前15的城市中,长三角占有六席,分别是上海、无锡、苏州、南通、杭州和南京。NFAEETC-电子工程专辑

上海NFAEETC-电子工程专辑

上海已形成集设计、制造、封测、材料、装备及其他配套服务于一体的完整集成电路产业链,是国内集成电路产业最为完整、产业结构最为均衡的城市。曾经以封测业为主导,上海已经调整为以设计和制造业为主导的产业结构,同时装备和材料业也在高速发展,现已基本形成设计、制造、装备材料的稳固三足鼎立布局。NFAEETC-电子工程专辑

IC设计:2016年上海IC设计业营收首次超过封测业,成为上海市集成电路产业的最大板块。2018年上海的IC设计产值为480亿元,2019年增长到680亿元,同比增长41.7%。上海的IC设计企业约有250家,包括紫光展锐、华大半导体、格科微、上海兆芯、上海贝岭、韦尔半导体、澜起科技、复旦微电子和晶晨半导体等。NFAEETC-电子工程专辑

晶圆制造:上海聚集了中芯国际(SMIC)、华虹宏力、台积电、先进半导体、华力微电子等主要的集成电路制造企业。作为中国大陆第一大晶圆代工厂商,中芯国际现已量产28nm和14nm工艺,同时10nm和7nm工艺技术也在研发中。美国对华为的芯片代工限制可能迫使华为将14nm芯片代工业务从台积电转给中芯国际,这无疑会促进其14nm工艺的产量增长。另外,上海华力的12英寸、28-14nm工艺节点的晶圆厂(华虹六厂)也已经建成投片。NFAEETC-电子工程专辑

封装测试:上海的封测业规模虽然比较大,但在半导体产业的整体占比正逐年缩小,现已低于IC设计和晶圆制造,占比低于25%。上海的封测企业包括安靠、日月光、上海凯虹、晟碟半导体、中芯长电等。NFAEETC-电子工程专辑

半导体设备和材料:虽然这一板块的产值不如三大板块,但上海的半导体设备和材料业在国内也不可小觑。设备厂商包括中微半导体、上海微电子装备、盛美半导体、上海凯世通等,而半导体材料企业包括上海新阳、上海新昇、上海安集微电子和上海新傲科技等。其中,中微半导体深耕刻蚀机领域,研制出中国大陆第一台电介质刻蚀机。中微半导体的介质刻蚀设备、硅通孔刻蚀设备、MOCVD设备等均已成功进入海内外重要客户的供应体系,其介质刻蚀设备已进入台积电的7nm和10nm量产线。NFAEETC-电子工程专辑

无锡NFAEETC-电子工程专辑

作为国家南方微电子工业基地,无锡有着深厚的集成电路产业底蕴。除了封测龙头长电科技外,华润微电子(原无锡华晶)在无锡拥有齐全的半导体产业链,包括月产6万片的8英寸晶圆生产线、月产能达21万片的6英寸晶圆生产线,以及月产能70多亿线的封装生产线。该公司聚焦于模拟与功率半导体领域,致力于模拟/混合信号工艺和功率器件/电路工艺的开发,在功率模拟工艺技术方面具有核心竞争力,在电源管理和功率半导体器件等产品领域积累了特色工艺技术和系列化产品线。NFAEETC-电子工程专辑

华虹无锡集成电路研发和制造基地是华虹集团继上海金桥、上海张江、上海康桥之后的第四个生产基地。华虹无锡基地总投资100亿美元,一期投资25亿美元,新建一条月产4万片12英寸“超越摩尔”特色工艺集成电路生产线,采用先进工艺90~65/55nm,支持5G、汽车电子和物联网等新兴领域的应用。这条生产线已经建成投片,是国内第一条12英寸功率器件晶圆代工生产线,也是最先进的特色工艺生产线。NFAEETC-电子工程专辑

无锡的IC设计企业超过了100家,其中销售过亿元的企业有20家。2018年IC设计业总销售额为110亿元,2019年增长到135亿元,增幅达22.7%。NFAEETC-电子工程专辑

杭州NFAEETC-电子工程专辑

跟无锡华晶一样,绍兴华越在上世纪80-90年代都是中国的明星半导体企业,但2018年华越突然宣布关停生产线,在全国集成电路一批热潮声中听到这样的消息确实令人震惊。庆幸的是,华越培养了大批半导体人才,很多杭州和浙江其它城市的IC设计公司创始团队成员都来自华越,其中士兰微就是典型代表。成立于1997年的士兰微从集成电路芯片设计业务开始,逐步搭建起具有特色工艺的芯片制造平台,并延伸至功率模块和MEMS传感器的封装领域,现已建立较为完善的IDM经营模式。士兰微旗下士兰集昕8英寸生产线是中国第一条由民营企业投资建设的8英寸晶圆制造线。NFAEETC-电子工程专辑

平头哥半导体是阿里巴巴旗下全资的半导体芯片业务主体,包括收购的中天微,主要针对下一代云端一体芯片新型架构开发数据中心和嵌入式IoT芯片产品。NFAEETC-电子工程专辑

2018年杭州集成电路企业主营业务收入达到205亿元,其中集成电路设计产业产值达到118亿元,2019年IC设计总销售额达到132亿元,同比增长12%。杭州半导体企业约150家,其中营收过亿的IC设计企业有21家。除士兰微和平头哥之外,杭州的IC设计企业还有杭州国芯、矽力杰、华澜微电子、杭州中科微电子、和万高等。NFAEETC-电子工程专辑

南京和苏州NFAEETC-电子工程专辑

在江苏集成电路城市产业规模排名中,南京长期位于无锡、苏州和南通之后。南京于2016年开始投资打造全国首个涵盖人才、技术、资金、市场等全方位产业要素的集成电路公共服务平台“南京集成电路产业服务中心(ICisC)”,2017年成为国家工信部首批“芯火”双创平台。2018年10月台积电在南京的12英寸16纳米FinFET生产线建成并量产。在台积电落户南京的带动下,南京已经吸引了包括华天科技、基本半导体、华大九天、新思科技、凯鼎电子、欣铨科技、台积电设计服务中心、翔名科技、钜泉光电等产业链上下游的近200家企业,初步形成IC设计、晶圆制造、封装测试的全产业链闭环。NFAEETC-电子工程专辑

2018年南京集成电路产业规模为120亿元,其中IC设计业规模为66亿元。2019年2月,南京发布《南京市打造集成电路产业地标行动计划》,突出“一核”, 发展“两翼”。以江北新区(含浦口区)为全市集成电路产业发展核心区,重点集聚和承载全球集成电路先进制造龙头企业、国际领先的自主可控集成电路设计企业、重大创新平台和研发机构以及顶尖高端人才等,孵化和培育一批具有自主创新能力的集成电路创业企业,打造有全球影响力的“芯片之城”。江宁开发区以射频集成电路产业园为主要载体,重点打造国际先进、国内一流、自主可控的第三代半导体产业基地,积极引进和发展5G、未来网络等网络通信领域高端芯片设计与制造业。南京经济开发区重点打造人工智能、光电显示、物联网和汽车电子等领域中高端芯片设计与制造业。NFAEETC-电子工程专辑

台湾联电(UMC)旗下的苏州和舰在2001年就落户苏州,比台积电在大陆的布局还提早3年。2004年苏州晶圆制造营收就高达19亿元,而到2018其营收也还只有22亿元。在此期间,和舰科技的月产能实现翻番,从3万片增长到7万片,可营收却增长不大。苏州虽有200多家IC设计企业,过亿元的也有10家,但整体销售产值却不算高,2018年为45亿元,2019年为50亿元,增幅仅11%。然而,苏州有很多的封装厂,包括日月光、京元电、矽品等,还有海外IDM在苏州设立的内部封装厂。苏州已经提出要打造第三代半导体产业基地,并引入了锴威特、能讯高能、能华半导体、英诺赛科等企业。NFAEETC-电子工程专辑

  • 珠三角

以深圳为龙头的珠三角地区在IC设计行业全国领先,晶圆制造和封装测试板块也都有比较雄厚的实力。全国销售过亿元的IC设计企业分布在珠三角地区的有45家,其中深圳IC设计业规模仍然是全国之最,2019年首次超过1000亿元。2019年10月,广州、深圳、珠海、香港和澳门五地的半导体组织正式联手成立半导体产业联盟,联盟成员将共建包括芯片测试、EDA、IP、人才培训和产业孵化在内的一系列服务支撑平台,构建粤港澳大湾区半导体产业生态,提升大湾区半导体产业的整体竞争力。NFAEETC-电子工程专辑

深圳NFAEETC-电子工程专辑

据深圳市半导体行业协会统计,2018年深圳集成电路全行业销售收入为897.94亿元,其中IC设计业销售额为758.7亿元,2019年IC设计规模达到1099亿元,增幅高达44.8%。深圳IC设计企业超过170家,除了进入全国前10大排名的华为海思、中兴微电子和汇顶科技外,比较知名的IC设计企业还有深圳国微、国民技术、江波龙、芯海、深圳中微半导体、比亚迪微电子等。NFAEETC-电子工程专辑

晶圆制造和封测业:深爱半导体6英寸生产线、方正微电子的电源管理芯片和新型电力电子器件6英寸生产线、中芯国际深圳工厂的8英寸和12英寸芯片生产线,以及封测合资企业赛意法半导体。另外,深圳的设备和材料企业包括大族激光、化讯半导体和中科飞测等。NFAEETC-电子工程专辑

珠海NFAEETC-电子工程专辑

珠海IC设计企业有60余家,上市公司4家,产值过亿的企业有9家。2018年,IC设计产业规模为60亿元,2019年增至68.3亿元。IC设计企业包括炬力集成、炬芯科技、全志科技、艾派克等。NFAEETC-电子工程专辑

  • 北京/天津

2018年北京的IC设计产业总销售额为550亿元,2019年为577亿元,增幅不到5%。销售额过亿的企业有30家,知名的IC设计企业包括兆易创新、比特大陆、北京君正、中星微电子、智芯微、圣邦微、集创北方和大唐半导体等。此外还有EDA供应商华大九天,以及晶圆代工企业中芯国际北京基地等。NFAEETC-电子工程专辑

北京聚集了中科院半导体所、微电子所、物理所等有关院所,北京大学、清华大学等相关高校,拥有国内第三代半导体领域三分之一以上的科技资源,大功率 LED 外延片、超低热阻 LED 芯片等器件的多项技术指标处于国际一流水平。同时,北京聚集了天科合达公司、泰科天润公司、世纪金光公司等相关生产制造企业,在国内率先实现了6英寸碳化硅晶圆的小批量制备和二极管等碳化硅相关器件的规模化生产,初步形成碳化硅材料及器件的研发、生产,应用等各环节相对完整的产业链,为未来大力发展第三代半导体技术和产业、建设国家第三代半导体重大创新基地建设奠定了较好的基础。NFAEETC-电子工程专辑

天津集成电路产业已形成以设计、制造、封装测试为核心,以原材料及系统应用产业为支撑,由近百家企业组成的上下游衔接紧密的完整集成电路产业链。天津将打造‘三业并举’格局,以滨海新区为集成电路热点区域。天津中环在半导体单晶材料领域占据国内市场龙头地位,IGBT用硅片是全球第二。中芯国际天津厂计划扩充产能,将达到每月15万片的规模,有望成为全球最大的单体8英寸晶圆的生产基地。然而,天津的IC设计业相对薄弱,2019年总销售额仅28亿元。NFAEETC-电子工程专辑

  • 西南地区:成都/重庆/绵阳

成都的半导体梦想曾两度破灭,先是投资2.7亿美元(约18.3亿元)的成芯半导体(Cension)因与中芯国际的合作不畅而被迫出售给德州仪器。然后是格芯半导体(Globalfoundries)项目的停摆。好在紫光IC国际城项目进展还算顺利,紫光成都12英寸3D NAND存储器制造基地项目计划总投资1600亿元(约240亿美元),预计在2022年实现一期10万片/月的达产目标。NFAEETC-电子工程专辑

成都的IC设计企业超过100家,其中销售额过亿的有17家。2018年IC设计业总营收为57.4亿元,2019年增至70.4亿元,增幅为22.6%。成都IC设计公司包括成都华微电子、成都启臣微电子、成都海光,以及国科微、芯原、矽力杰和深圳中微等外地企业在成都设立的分公司。另外,成都锐成芯微是一家专注于IoT和低功耗MCU设计的IP开发商。成都矽能科技则是一家中外合资企业,专注于功率半导体的研发和功率半导体初创企业的孵化服务。NFAEETC-电子工程专辑

重庆的IC设计产业比较薄弱,2019年总销售额不到10亿元。但重庆在集成电路制造方面起步较早,拥有华润微电子等在国内有重要影响力的综合性微电子企业。重庆的芯片设计企业包括西南集成、吉芯集成、中科芯亿达、原璟科技、雅特力科技、烈达半导体、物奇科技等,主要涉及功率、射频、通信、驱动、物联网、数据传输、微控制器等设计领域。在晶圆制造方面,中国电科集团覆盖模拟集成电路、电荷耦合元件的两条6英寸芯片生产线;华润微电子公司8英寸功率及模拟芯片生产线;以及万国半导体公司12寸电源管理芯片生产线;封装测试方面,SK海力士公司在渝建设其全球最大封装测试基地,平伟实业、嘉凌新科技等从事功率器件封装测试;原材料方面,超硅半导体公司生产大尺寸集成电路用硅片,奥特斯公司生产半导体封装载板。NFAEETC-电子工程专辑

2018年诺思微系统公司与绵阳市政府签署战略合作协议,投资128亿元人民币在绵阳兴建一条年产110亿颗FBAR(薄膜腔声波谐振器)的8英寸FBAR芯片生产线,项目于2019年1月开工。NFAEETC-电子工程专辑

  • 武汉

作为国家存储器产业基地,武汉汇聚了长江存储和新芯等集成电路制造企业,拟建的弘芯半导体制造产业园项目总投资1280亿元,主要从事12寸晶圆的集成电路制造代工业务,及集成电路生产及光掩膜制造、针测、封装、测试及相关服务。NFAEETC-电子工程专辑

武汉的设计公司超过100家,2018年IC设计业总销售额为51亿元,2019年增至68亿元,增幅高达33.2%,增速在全国排名第三。IC设计企业主要有烽火、梦芯、芯动,以及芯来科技等初创IC设计和IP公司。此外,EDA巨头新思科技在武汉设有研发中心。NFAEETC-电子工程专辑

  • 合肥

合肥的家电、平板显示和汽车等支柱产业的转型升级对半导体器件都有着巨大的需求,自从成功引入京东方之后,合肥又成功引入晶合,成为合肥第一座 12 寸晶圆代工厂,专注于面板驱动 IC 生产制造。投资过千亿元的合肥长鑫12寸晶圆项目也进展顺利,自研DRAM芯片的验证投片后,现已进入2万片/月量产阶段。此外还有封测企业通富微电子,以及众多 IC 设计企业落户。现已有180余家芯片企业汇聚合肥,初步形成了涵盖设计、制造、封测、材料、设备环节的全产业链。NFAEETC-电子工程专辑

合肥的IC设计企业有100多家,2018年IC设计业总销售额为24.7亿元,2019年增至29.7亿元,增幅为19.9%。IC设计企业主要有兆易创新、寒武纪,以及联发科旗下专攻车用 IC 的杰发科技、存储控制器厂商群联、处理器 IC 供应商君正、触控 IC 业者敦泰和电源管理芯片供应商硅力杰等。NFAEETC-电子工程专辑

  • 西安

西安目前拥有集成电路企业及相关科研机构200余家,产品涵盖通信、物联网、卫星导航、消费类电子等众多领域,已形成制造业快速发展、设计业与封装测试业协调联动的发展格局。过去7年来,西安集成电路产业整体规模增长近6倍,复合增长率超过30%。除了三星半导体和紫光国芯等存储器制造企业外,西安还引入了奕斯伟硅产业、上海中微半导体设备、深圳国微以及是德科技等半导体相关制造、封装和测试企业。NFAEETC-电子工程专辑

2018年,西安半导体产业总收入为448亿元,其中IC设计业产值76.1亿元,2019年增至101.4亿元,增幅高达33.1%。根据西安的产业规划,到2021年西安集成电路产业产值将突破1000亿元,其中IC设计业产值过100亿元,制造业产值过500亿元,光电芯片产业产值突破100亿元。NFAEETC-电子工程专辑

  • 台湾

中国大陆是全球最大的集成电路消费国,2018年进口集成电路金额高达3000亿美元。而半导体已经成为台湾的支柱产业,台湾半导体产业规模在全球仅次于美国而排名第二。大陆是台湾最为重要的出口市场,占比近六成。就像过去30年来电子、PC和通信产业一样,未来10年大陆和台湾的半导体产业也将融为一体,在竞争与合作中同步成长。NFAEETC-电子工程专辑

晶圆代工商业模式就是台积电的创新,带动了台湾半导体制造、IC设计、封装测试和半导体相关产业均衡发展。晶圆代工厂商有台积电、联电和力晶;IC设计公司有联发科(MTK)、联咏(Novatek)和瑞昱(Realtek);封测企业有日月光、矽品和力成科技。此外还有IP公司芫星(M3)和RISC-V IP开发商晶心科技(Andes)等。NFAEETC-电子工程专辑

根据中国半导体协会和台湾工研院的统计,中国大陆2018年IC设计(2519.3亿元)、封测(2193.9亿元)占大头,而IC制造(1818.2亿元)是相对薄弱的,产业形状为哑铃型。而台湾则刚好相反,IC制造(合3265亿元人民币)尤为突出,IC设计与封测则产值明显较少,产业分布是橄榄球形状。NFAEETC-电子工程专辑

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5G、IoT、AI、大数据和云计算等新兴应用的发展都离不开集成电路的基础支持,但对芯片的性能、功耗和体积也提出了更高的要求。半导体产业的重资本和高智力属性也要求国家和地区间的协作分工,再加上中美贸易摩擦和科技冷战的持续,这些因素将促使台湾与大陆之间更为紧密的半导体技术、设计、制造和市场的融合,进而形成全球最大的半导体产业和经济体。NFAEETC-电子工程专辑

数据来源和参考资料:NFAEETC-电子工程专辑

  1. 魏少军教授在2019 ICCAD年会上的报告《谈持续为客户创造价值》
  2. 从ICCAD盛会看中国半导体系列报道:EDA、IP、设计服务、晶圆代工
  3. 全球半导体观察:《上海:中国集成电路产业的一面旗帜》
  4. 芯思想研究院(ChipInsights):《2018年中国集成电路产业规模城市排行榜》
  5. 芯思想:《造芯记》系列
  6. 国际电子商情:《中国大陆与台湾的半导体行业,为什么需要合作?》

责编:Steve GuNFAEETC-电子工程专辑

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顾正书
电子工程专辑(EETimes China)主分析师。以深圳为坐标原点,扫描全球电子和半导体行业。专注于China Fabless和SoC设计细分市场的分析和学习,欢迎交流。
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