赛迪顾问股份有限公司赛迪顾问股份有限公司信息产业研究信息产业研究CCID Consulting 本期主题：中外半导体产业发展模式研本期主题：中外半导体产业发展模式研究究全球半导体产业发展演变研究全球半导体产业发展演变研究自1947年12月23日第一块晶体管在贝尔实验室诞生，人类从此步入了飞速发展的电子时代1958年美国德州仪器公司发明集成电路，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，从而揭开了集成电路产业不断发展壮大的序幕，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量与质的飞跃经过60年的飞速发展，半导体产业技术水平飞速发展，产业规模不断壮大，产业链、产业模式不断演进产业发展历程产业发展历程——周期波动中规模迅速扩大周期波动中规模迅速扩大产业规模迅速扩大世界第一块集成电路诞生于1958年至今先后经历了小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）、特大规模集成电路（ULSI）几个发展阶段，现正迈向巨大规模集成电路（GSI）和系统集成或片上系统（SOC）时代（整个电子系统的功能由一片集成电路所代替）。
由于集成电路产品的大量使用，推动了计算机、程控交换机、网络设备、家电产品、航空航天、工业自动化、IC卡、汽车电子、国防武器等各个领域的飞快发展，并带动了整个社会生产力水平的不断提高2000年之前，全球半导体产业规模快速增长1985年到1999年15年间，全球半导体产业销售额的年均增长率达到16.2%自2000年以来，全球半导体产业开始步入一个平稳增长的周期，1999年到2006年7年间，其年均增幅为7.5%但总体来看，1985年到2006年21年间，全球半导体产业销售额的年均增幅仍达到12.3%到2008年，全球半导体产业规模已经达到2486.03亿美元图图1 1985－－2007年全球半导体产业销售收入规模增长情况年全球半导体产业销售收入规模增长情况050000100000150000200000250000300000198519871989199119931995199719992001200320052007百万美元数据来源： WSTS 产品内涵日趋复杂全球半导体工业一直遵循“摩尔定律”向前发展，摩尔定律是指：IC上可容纳的晶体管数目，约每隔18到24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
该定律是由英特尔(Intel)名誉董事长戈登•摩尔（Gordon Moore）经过长期观察发现得出自提出以来，摩尔所阐述的趋势一直延续至今，且仍不同寻常地准确人们发现摩尔定律不光适用于对存储器芯片的描述，也精确地说明了处理器能力和磁盘驱动器存储容量的发展该定律成为电子信息工业对于性能预测的基础在摩尔定律提出后40多年的时间里，芯片上的晶体管数量增长惊人，从1971年推出的第一款4004 CPU的2300只晶体管，增加到酷睿二4核CPU的8亿只晶体管，芯片上的晶体管数量增加了近40万倍由于集成度越高，芯片上晶体管的价格越便宜，这样也就引出了摩尔定律的经济学涵义，在20世纪60年代初，一个晶体管要10美元左右，但随着芯片上晶体管越来越小，每个晶体管的价格只有十万分之一美分图图2 摩尔定律的演进摩尔定律的演进数据来源：INTEL在存储器领域，随着各种专门应用不断提出新的要求，新的存储器技术也层出不穷DRAM已经由SDRAM发展到DDR SDRAM，以及DDR II、DDRⅢ其容量也由最初的1K一路提升至2G除DRAM之外，闪存作为半导体存储器中的另一大产品门类也在迅速发展目前采用50纳米工艺制造的闪存其容量已经达到2G，此外，包括铁电介质存储器（FRAM或FeRAM）、磁介质存储器（MRAM）、奥弗辛斯基效应一致性存储器（OUM）以及聚合物存储器（PFRAM）等在内的众多非易失性存储器也开始得到不同程度的应用。
在CPU、存储器等传统半导体产品遵循摩尔定律不断向前发展的同时，SoC(System on Chip，系统集成芯片)在近几年开始出现由于SoC可以提高整体系统的性能，降低功率消耗及芯片的面积，并缩短产品上市时间，因此全球各个主要国家都积极地投入研究目前SoC已经广泛应用于多个方面在通信领域的电信交换系统、个人数字助理/掌上电脑、GSM/CDMA、GPS定位仪等便携式数字移动通信设备，在消费电子领域的MD机、CD机、收音机等音频类产品，录像机、摄像机、DVD播放机、HDTV/STB等视频产品和电视游戏机、数码相机、电子玩具等个人电子产品，以及在控制、测试、医疗设备领域的工控设备、机器人、电子测试设备、医疗电子设备，这些产品的核心芯片都已经开始由SoC所替代产业发展周期波动全球集成电路产业一直保持周期性的上升与下降，人们称这种周期性的变化为“硅周期”供求关系的变化是硅周期存在的主要原因整个行业产能扩大太猛会导致市场供大于求，库存量剧增，价格急速下降硅周期的存在还表明，集成电路的发展不仅对电子设备有强烈的影响和渗透性，而且还对其有强烈的依赖性，电子设备市场的繁荣与衰退都将直接影响到集成电路市场。
此外，集成电路的发展对社会经济状况有强烈的依赖性如：七十年代初的石油危机，八十年代中的日元升值，九十年代末的东南亚金融危机都导致世界集成电路市场的衰退世界硅周期曲线分析：繁荣期（1980—1981）：克服第二次石油冲击，第一次录像机、办公自动化设备繁荣低迷期（1982）：美国市场不景气、录像机不振繁荣期（1983—1984）：美国市场景气，第二次市场繁荣低迷期（1985—1986）：美国市场不景气，PC机不振繁荣期（1987—1989）：内外市场景气，文字处理系统、办公自动化设备繁荣低迷期（1990—1991）：美国市场不景气、日本泡沫经济破灭繁荣期（1992—1995）：PC机、互联网市场的繁荣，美国市场景气低迷期（1996—1998）：东南亚金融危机、整机市场衰退繁荣期（1999—2000）：东南亚经济复苏、移动通讯设备的快速发展低迷期（2001—2003）：网络泡沫破灭，伊拉克战争、SARS病毒爆发等繁荣期（2004-2006），全球经济复苏，iPod、数码相机等消费类电子产品热销，低迷期（2007至今），石油价格大幅波动，美国次贷危机引发全球性金融危机产业重心不断转移集成电路具有当今高技术产业的典型特点。
由于是中间产品，它具有很高的渗透性和高附加值特性，其应用可以产生10倍甚至于百倍的倍增效益，因此，发达国家和许多新兴工业化国家和地区竞相发展集成电路，世界在这一领域的竞争非常激烈从1982年至2006年按公司总部所在地划分的全球集成电路销量（包括代工厂销量）的变迁情况来看，2006年，总部在美洲地区的IC公司销量占全球总销量近半，与21年前即1985年的比例大致相同欧洲公司在IC行业的市场份额也保持稳定自1982年以来，欧洲公司占全球IC市场份额始终保持在8%到11%之间过去20多年里，日本IC产业走过了一段蓬勃向上，再由顶峰下落的历程日本IC厂商在全球市场中所占的份额继1988年创下51%的辉煌记录后就不断下降2006年日本公司的IC市场份额下降到只有17%预计未来日本厂商在全球集成电路市场中所占份额仍将有所下滑亚太IC厂商市场部分主要由中国台湾、韩国和中国内地公司组成2006年亚太公司占IC市场份额已由1985年的2%提高至26%事实上，2006年亚太公司的IC市场份额几乎与日本和欧洲公司的市场份额之和相等同由于晶圆代工行业正在快速发展，预计未来亚太厂商在全球IC市场中所占的份额还将不断提高。
图图3 按公司总部所在地划分的全球集成电路销量按公司总部所在地划分的全球集成电路销量0%10%20%30%40%50%60%8285889194990003050611F美洲日本欧洲亚太数据来源：赛迪顾问整理从全球半导体市场的厂商结构来看，20世纪60年代，世界十大半导体厂商由美国一统天下；70年代基本上被美国占据；80年代日本半导体的崛起，导致世界十大半导体厂商由日美两国平分；90年代世界十大半导体厂商开始出现多极化，由日本、美国、欧州瓜分近年来，全球半导体市场格局进一步多极化，2007年世界前二十大半导体厂商中，美国拥有7家，日本有6家，欧洲4家，亚太3家（含代工厂商）由此可以看出，世界半导体产业的产业重心不断转移产业发展模式的变迁产业发展模式的变迁——综合向专业的演变综合向专业的演变集成电路产业是目前世界上发展最快、最具影响力的产业之一，集成电路产业本身经历了几十年的不断的发展与演变，从最初的以“全能型”企业为主体的产业结构转变为产业集群与专业垂直分工越来越清晰的产业结构，这也是从综合发展模式向专业发展模式的演变，这种产业结构的变化是为了适应激烈的竞争、实现最大价值的内在要求设计、制造和封装测试集一身集成电路刚刚诞生时，作为一项新兴技术，生产涉及到的技术仅为少数企业所掌握，而生产所用的设备、材料、制造工艺技术等又具有高度的专业性，是过去其他产品生产中从未曾涉及、使用过的。
因此，无论从产品设计技术、设备生产技术还是到原材料生产技术到加工工艺技术，都无法作为成熟产品从市场上直接获得，在这种情况下，企业要想介入集成电路领域，唯一的途径就是自身掌握包括产品设计、加工制造在内的全套技术，拥有半导体材料制备和生产设备，也就是我们通常所说的“全能企业”美国的综合型电子企业最早开始投资集成电路产业，如德州仪器、仙童、Motorola、IBM、DECD等这些美国公司参与到集成电路产业中主要是为自身制造的电子整机产品（电子设备、通信设备、家用电器等）服务的，以此增加其整机产品的附加值，提升产品的质量和功能，降低生产成本，争夺市场当时的电路产品主要是双极器件电路和简单功能的MOS电路，用于替代成本较高的晶体管器件事实上，包括美国、日本的早期集成电路企业都是依附于大型企业集团的，在本集团战略思想的统一指导，从事产品的设计与生产，而产业内的组织结构也主要表现为水平整合，即综合型IDM，集整机产品和集成电路的设计、制造、封装和测试等生产过程于一身材料、设备业的分离随着工业技术的提升和市场规模的扩大，专业化分工的优点日益体现出来，于是，产品形态明晰的设备业、材料业最先从这些“全能企业”中分离出来，作为独立的行业发展起来。
这样，整个产业系统就分化成为集成电路业、设备业和材料业三个细分子产业在这种大背景下，应用材料公司于1967年在美国成立，现已成为世界最大的半导体设备厂商材料、设备制造业从集成电路产业中分离的较早，加之开发技术难度大，属于基础科学类，开发费用高，因此，进入门槛高到目前为止，半导体设备制造被应用材料、日本东京电子、荷兰ASML等美国、日本、欧盟三家企业垄断同样的情况也发生在材料业，美国、日本、欧盟掌握着控制权封装、测试业的分离二十世纪70年代，集成电路产业结构发生了一次重大调整，那就是，封装、测试业逐渐从整个产业中分离出来，作为一个独立的产业发展这一阶段，后道封装、测试技术己基本上物化到了设备仪器技术和原材料技术之中也就是说，集成电路的后道封装具有较高技术的部分已集中体现在设备仪器技术和原材料技术之中后道封装、测试生产工序实际上己经转化为劳动密集型工作，而发展中国家劳动力成本低廉，在发展劳动密集型产业上具有发达国家难以达到的成本优势因此，这一时期，发达国家开始将封装转移到本土以外的其他地区生产，单独的封装测试业开始出现到了20世界70年代末，美国的绝大多数集成电路制造公司为了降低其部分生产成本，开始将纵向生产链中技术含量最低的封装、测试工序大量移向海外，主要是马来西亚、菲律宾、韩国和中国台湾地区。
恰巧这些地区的政府或当局也正将集成电路作为本地区的支柱产业发展目前，台湾企业在全球封装测试产业中所占的比重最大，全球前5大封测厂家已占3席，不仅是收入，盈利表现也相当好，先进封装和测试的专业厂商几乎全部集中在台湾。