国内芯片行业竞争逐步加剧分析

国内芯片行业竞争逐步加剧分析 一、 国内芯片行业竞争逐步加剧 随着国家有关部门对集成电路行业的重视程度不断提高，相关产业扶持政策相继出台，我国集成电路产业迎来了难得的发展机遇。目前，我国半导体行业正处于快速发展阶段，下游消费电子、汽车电子、工业电子等多个行业持续发展，物联网、新能源、智能装备制造等新兴领域不断涌现并日趋成熟。集成电路行业具有充分的发展潜力，吸引了诸多国内外企业加入竞争，这或将带来产品同质化程度提升、行业利润空间被压缩的风险。同时，显示芯片市场发展潜力充分，发展空间巨大，境内外厂商纷纷进行相关领域的布局，进一步加剧细分领域竞争态势。 为持续满足快速变化的市场需求、把握行业趋势，我国集成电路企业应当持续构筑自身研发实力护城河，加强产品竞争优势和不可替代性，我国显示芯片领域企业也应持续聚焦于细分市场，致力于为市场提供差异化的解决方案。 二、 芯片产业的竞争格局 在众多现代科技中，集成电路（芯片）占有独特地位，是信息处理和计算的基础，是高科技的核心。全球芯片产业在过去三十多年中保持了高速发展，年均增速近10%，2021年全球市场规模约为5600亿美元。 集成电路产业在全球经济体量中的直接占比并不高，约占全球GDP的0．5%，但其对经济的影响力却要大得多。近两年，汽车产业缺芯令很多汽车厂商不得不限产而带来巨大经济损失。汽车行业对芯片的消费占比从1998年的4．7%增长到2021年的12．4%。随着智能化和电动化发展，汽车行业在可见的未来将对集成电路的需求保持强劲增长。工业领域的信息化、智能化带来的芯片需求增量是另一个重要的增长点。 三、 行业发展前景 （一）国家政策支持行业发展 集成电路产业是现代信息产业的基础和核心产业之一。近年来，为加快推进我国集成电路产业发展，国家从财政、税收、技术和人才等多方面推出了一系列法律法规和产业政策。 （二）存储芯片加速行业升级 存储芯片是未来物联网、大数据、云计算等新兴领域不可或缺的关键元件，存储芯片的自主可控对我国新一轮信息化进程的推进具有十分重要的战略意义。目前我国存储芯片的自给率较低，尤其是DRAM及DFlash市场主要被美国、日韩企业所垄断，的空间较大。近年来在中美贸易摩擦频繁的背景下，掌握自主可控存储技术的重要性逐步凸显，存储芯片已成为必然趋势。 （三）下游市场需求不断涌现扩大行业市场空间 随着下游物联网应用的普及，消费电子、通讯设备、工业医疗、汽车电子等领域的不断发展，TWS耳机、可穿戴设备、5G基站、智能家居、ADAS系统等新兴应用需求不断增长，为集成电路行业带来更多增量需求，代码型闪存芯片的应用场景持续扩张。随着国内代码型闪存芯片厂商市场竞争力不断提升，下游市场的新兴应用需求将为行业带来新的发展契机。 四、 汽车芯片行业发展分析 我国作为汽车销售大国，每年汽车的销售总量约为2500万辆，占全球30%以上。而在全球的芯片市场当中，我国的生产规模则只有150亿，占全球产能的4．5%，关键零部件MCU等基本上都靠国外芯片企业供应，进口度超过了80%—90%。在芯片制造商方面，目前市场上的MCU供应商大多都是国外企业，国内做车规级MCU产品的企业并不多。因此，加快推动我国芯片产业链发展成为当下的一大重点。 汽车电子被视为继手机之后的半导体产业新风口，当前国内汽车电子自给率还比较低，增长潜力较大。目前，士兰微、国芯科技等多家公司车规级芯片已经出货，多家汽车芯片概念股披露了车芯新进展。 面对汽车芯片的爆发机遇，本土半导体厂商正在迎头赶上。长叁角车规级芯片企业由2021年的46家增加到69家，产品款数由2021年的148款增加到215款;其中，传感器、控制芯片、计算芯片款数合计占比44．5%。 五、 芯片行业的基础架构 芯片制造大概可分为前端单晶硅片的制造、从硅片到晶圆的前道工艺和晶圆切割封装测试的后道工艺三部分。芯片制造/代工企业，通常指在产业链中主要承担前道晶圆制造的企业，这部分也是整个制造链条中最精密复杂、技术和资本最为密集的领域。英特尔、德州仪器等芯片企业，既从事芯片研发设计，又通过自有工厂制造晶圆。这类企业被称为IDM（整合制造模式）公司。IDM模式是集成电路产业早期发展的主流模式。但随着产业分工的发展，以台积电为代表的晶圆代工厂（为纯芯片设计企业提供制造服务的模式）在芯片制造领域的影响力越来越大，成为主流模式。 在晶圆代工领域，台积电约占全球晶圆代工市场52%的份额。此外，中国台湾还有联电、力晶等代工厂，与台积电合计约占全球64%的市场份额。韩国三星市占率约18%（代工份额，不包括IDM部分），是全球第二大晶圆代工企业。美国和中国大陆也有部分领先企业，但整体份额较小。中芯国际的全球市占率约为5%。芯片的制程是衡量其先进性的重要标准，制程越小，芯片性能越高，制造难度也越大，企业获得的超额收益也更高。从不同制程的市场格局看，在制程越先进的领域，台积电的市场份额越高。10nm以下的尖端制程领域，台积电占据近90%的市场份额。5nm制程，目前仅有台积电和三星有能力实现量产。也只有台积电、三星和英特尔三家公司，还在对未来先进制程进行研发和建厂的规划。中芯国际在制程方面，和产业领先水平还有较大差距。高昂的资本开支也对芯片制造的成本结构影响很大，台积电的完全成本中近一半为折旧摊销费用，直接人力成本和原料成本分别只占3%和6%。大型晶圆厂制造芯片的边际成本很低，规模效应很强。此外，晶圆制造对研发人才的需求高。台积电2021年的研发支出约为45亿美元，是中芯国际的7．4倍，其发展壮大也得益于创始团队深厚的技术背景以及高质量电子业工程师群体。 简单测算，如果每道工艺的良品率是99．9%，900道工艺最终良品率仅有40%，3300道工艺的最终良品率只有3．7%。可见晶圆生产对于精益制造品质的要求有多高。完成晶圆制造后需要对生产出的裸片进行封装测试。从全球封测市场格局看，中国台湾占52%市场份额，中国大陆占21%。 封测可以说是国内集成电路产业链发展最成熟的领域，国内公司在全球十大封测公司中占据三席，其中长电科技是全球第三大封测企业，市占率约10．8%。除中国外，马来西亚、新加坡等国家也在封测行业中占据一定市场份额。但封测行业具有附加值较低、进入门槛较低和相对的劳动密集的特点，是芯片产业链中价值分布较少的环节，只占了6%的产业链附加值。芯片设计企业的代表高通和制造企业台积电的多年平均毛利率都在50%以上，而封测龙头日月光、长电科技等企业的毛利率都不到20%。观察成本结构，长电科技材料成本占68%，直接人工成本占12%，远高于典型的晶圆代工企业。此外，封测行业进入门槛较低还和封测技术路线并不遵循摩尔定律有关。封测技术的迭代发展速度远低于晶圆制造环节的技术进步速度，这使得该领域后发者的追赶难度没那么大，竞争更加激烈，头部企业也无法获得台积电式的议价能力。但随着芯片制程不断进步，摩尔定律的效应逼近极限，从制程进步中获得芯片性能提升的难度和成本越来越高。这令3D封装等前沿封装技术成为提升复杂芯片性能的重要途径，封测行业未来有可能会往更加技术密集的方向转变。 六、 芯片行业发展趋势预测 到2025年，中国的集成电路制造业规模将增加到432亿美元。那时，中国的集成电路制造仍将仅占预测的2025年全球集成电路市场总额5，779亿美元的7．5%。即使部分中国生产商的芯片销售量大幅增加（许多中国芯片生产商都是代工，他们将其芯片出售给将这些产品转售给电子系统生产商），中国生产的芯片到2025年仍然仅占全球集成电路市场的10%。目前的预测是，中国集成电路生产将在2020年至2025年期间实现13．7%的高复合年增长率。 人工智能属于十四五规划的国家战略性创新领域，我国出台了一系列支持的相关政策支持人工智能产业，其中，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（以下简称纲要）明确指出要瞄准人工智能等前沿领域，实施一批具有前瞻性战略性的国家重大科技项目。 AI芯片是人工智能的大脑，目前AI芯片主要类型有CPU、GPU（图形处理器）、FPGA（现场可编辑门阵列）、DSP、ASIC（针对神经网络算法的专用芯片）和类人脑芯片几种，ASIC有望在今后数年内取代当前的通用芯片成为人工智能芯片的主力。 《十四五规划纲要和2035年远景目标纲要》指出，十四五期间，我国新一代人工智能产业将聚焦高端芯片等关键领域，从国家战略高度为人工智能芯片行业建立了优良的政策环境。AI芯片产业链上游主要是芯片设计，按照商业模式，可再细分成叁种：IP设计、芯片设计代工和芯片设计，大部分公司是IC设计公司。 七、 射频芯片发展分析 工信部再次召开加快5G发展专题会，要求加快网络建设，丰富5G技术应用场景，发展基于5G的平台经济，带动5G终端设备等产业发展。射频芯片发展和应用推广将是自动识别行业的一场技术革命。而RFID在交通物流行业的应用更是为通信技术提供了一个崭新的舞台，将成为未来电信业有潜力的利润增长点之一。 射频前端芯片是移动智能终端产品的核心组成部分，追求低功耗、高性能、低成本是其技术升级的主要驱动力，也是芯片设计研发的主要方向，5G标准下现有的移动通信、物联网通信标准将进行统一，因此未来在统一标准下射频前端芯片产品的应用领域会被进一步放大。同时，5G下单个智能手机的射频前端芯片价值亦将继续上升。 在随着全球5G世代即将来临，持续驱动8寸与12寸晶圆厂产能需求，不仅部分晶圆厂扩产旗下8寸厂射频SOI（RFSiconOnInsulator）产能，以期能赶上强劲的市场需求，目前包括台积电、GlobalFoundries、TowerJazz及联电等更同时扩充或导入12寸厂RFSOI制程，全力迎接第一波5G射频芯片订单商机。 芯片产业的发展从集体进入高点再急速滑坡，仅仅用了不到一年的时间。其中有两个原因，第一，是因为最大的客户中国一直被打压，想要扩大芯片进口量，也少有外国厂商敢出售;第二，是因为消费降级，电子产品的出货量极具下滑，对芯片的需求量也大大降低。但这对于国内的芯片厂商来说，确实一次发展的机遇。 从国际上看，芯片产业经过了几十年的发展，早已步入发展的成熟阶段，产业格局早已固定，快要成为一个夕阳产业。但就国内市场而言，中国芯片产业起步较晚，尚未形成固定的发展格局，加上中国对芯片的需求量在，却不能在国际市场上得到满足，政府也对芯片产业加大了芯片投入，再加上物联网和人工智能的迅速发展，几个因素叠加，让芯片产业在中国成为了朝阳产业，进入了新一轮的爆发期。就国内芯片厂商而言，只要迅速提升技术实力，就能在这个档口抓住发展的机遇，站上芯片产业的封口。 据了解，芯片核心竞争力是衡量当代一国信息科技发展水平核心指标，芯片产业链包括设计、制造、封装、测试、销售，其中芯片设计占据重中之重的地位，芯片核心实力重心也在芯片设计。TMT产业发展焦点的5G芯片、AI芯片，也着眼于芯片设计，而芯片设计离不开芯片设计软件EDA。 广义芯片包括了集成电路、传感器、分立器件、光电器件产品，狭义芯片单指集成电路。晶圆制造主要为晶圆制造代工厂。全球主要晶圆代工企业有台积电（TSMC）、格罗方德（GlobalFoundries）、联电（UMC）、中芯国际（SMIC）、高塔半导体（Towerjazz）、力晶（PowerChip）、世界先进（VIS）、华虹、东部高科（DongbuHiTek）、X-Fab、SSMC。其中，中芯国际、华虹为中国大陆企业。大陆的企业还有三安光电、士兰微、华力微电子、长鑫存储、普华存储、长江存储。 芯片的上游包括原材料和在各生产环节的主要生产设备。原材料包括晶圆制造材料和封装材料。晶圆制造材料包括硅片、光罩、高纯化学试剂、特种气体、光刻胶、靶材、CMP抛光液等。封装材料包括抛光垫等和引线框架、封装基板、陶瓷封装材料、键合丝、包装材料、芯片粘结材料等。其中硅片是最重要的原材料，晶圆的制造就是在硅片基础上进行的。 全球集成电路/芯片下游终端需求主要以通