2022-2023中国集成电路行业研究报告.pdf

2022-2023中国集成电路 行业研究报告目录 第一章中国集成电路行业概况-05 集成电路行业定义分类-06 集成电路制造流程-08 中国集成电路行业发展历程-09 中国及全球集成电路行业市场规模-10 全球集成电路行业竞争格局-12 集成电路行业产业链图谱-13 集成电路支撑产业-14 支撑产业EDA-14 支撑产业IP-15 支撑产业材料-16 支撑产业设备-17 集成电路产业链分析-18 上游设计-18 中游制造-19 下游封测-20 集成电路技术升级-21目录 第二章行业典型企业介绍-22 北京华大九天科技股份有限公司-23 中芯国际集成电路制造有限公司-24 上海硅产业集团股份有限公司-25名词解释u 集成电路（Integrated Circuit,IC）：一种微型电子器件或部件，采用集成电路加工工艺，将所需的晶体管、电阻、电容和电感等电子元器件按照要求连接起来，制作在同一晶圆衬底上，实现特定功能的电路。u 半导体（Semi-conductor）：是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，常见的半导体材料涉及硅、锗、砷化镓、碳化硅、氮化镓等。半导体产品主要分为集成电路、分立器件、光电子器件及传感器四类。u EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）：是指利用计算机软件完成大规模集成电路的设计、仿真、验证等流程的设计方式，融合了图形学、计算数学、微电子学，拓扑逻辑学、材料学及人工智能等技术。u IP核（Intellectual Property Core）：是指在集成电路设计中那些可以重复使用的、具有自主知识产权功能的设计模块。u 摩尔定律：戈登摩尔提出摩尔定律：集成电路上所集成的晶体管数量，每隔18个月就提升一倍，相应的性能增强一倍，成本随之下降一半。u 封装：安装集成电路芯片的外壳，这个外壳不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。u 测试：IC封装后需要对IC的功能、电参数进行测量以筛选出不合格的产品，并通过测试结果来发现芯片设计、制造及封装过程中的质量缺陷。u 集成电路晶圆代工：以8英寸或12英寸的晶圆为原材料，借助载有电路信息的光掩模，运用光刻和刻蚀等工艺流程，将客户要求的电路布图集成于晶圆上。u 晶圆、晶圆片：Wafer，是经过特定工艺加工，具备特定电路功能的硅半导体集成电路圆片，经切割、封装等工艺后可制作成IC成品。u IDM：Integrated Device Manufacturer，是涵盖集成电路设计、晶圆制造、封装及测试等各业务环节的集成电路企业。u Fabless：无晶圆厂的集成电路企业经营模式，采用该模式的厂商仅进行芯片的设计、研发、应用和销售，而将晶圆制造、封装和测试外包给专业的晶圆制造、封装和测试厂商。u 工艺节点：Technology Node，是集成电路内电路与电路之间的距离，精度越高，同等功能的IC体积越小、成本越低、功耗越小，当前工艺节点已达nm级。u PDK：Process Design Kit，即工艺设计工具包，是集成电路行业内用于对用于设计集成电路的设计工具的制造工艺进行建模的一组文件。u SoC：System on Chip，即片上系统，是将系统关键部件集成在一块芯片上，可以实现完整系统功能的芯片电路。行业概述p 集成电路是半导体的主要组成部分，占半导体产品80%以上的市场份额p 中国集成电路行业起步较晚，2018年美国贸易制裁后中国出台各项政策努力追赶p 中国集成电路需求旺盛，国内产量无法自给，对外依赖度较高，贸易逆差庞大p 全球集成电路市场增速将低于中国市场，预计2026年将达到7478.82亿美元p 集成电路产业链EDA、IP、材料、设备、设计、制造等关键环节参与者主要为国外企业，国产化率极低集成电路是微型电子器件或部件，将晶体管、电阻、电容等按要求连接实现特定功能 定义p 集成电路（Integrated Circuit，IC）是指组成电路的有源器件、无源元件及其互连一起制作在半导体衬底上或绝缘基片上，形成结构上紧密联系的、内部相关的电子电路。集成电路被广泛应用于通信、安防、军事、工业、交通、消费电子（例如：手机、电视、电脑等）等领域。p 芯片一般是肉眼能够看到的长满了很多小脚的或者脚看不到，但是很明显的方形的那块东西。芯片是内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分，是集成电路的载体，由晶圆分割而成。p 用身边实物来举例的话半导体材料可以比作制作纸张的纤维，集成电路可以比作纸张，芯片可以比作纸张做成的书本。工程师们努力的方向就是让集成电路更小更复杂，使得芯片的功能更强大。前端模块电源管理IC处理器内存超宽带ICwifi/蓝牙模块解调器收发器NAND闪存控制器iPhone13 Pro详细拆解图die，黑盒子里面的东西，又称裸片，是未经封装的芯片，是从晶圆（wafer）上扒拉下来的小方块。晶圆（芯片的母胎），一块晶圆上的一个个排列整齐的小方块就是芯片一片晶圆上有几千颗芯片集成电路占半导体产品80%以上市场份额，是半导体的主要组成部分分类p 半导体（semi-conductor）是常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。集成电路使用半导体材料制作而成，是半导体产品的主要组成部分，占半导体产品80%以上的市场份额，市场规模远超半导体领域中分立器件、光电子器件和传感器等其他细分领域。半导体产品集成电路分立器件光电子器件传感器数字集成芯片模拟集成电路逻辑芯片微处理器信号链电源管理器CPU GPU FPGA/ASICMCU MPU DSP数据转换器 放大器 接口、射频驱动IC 电池管理 过流过压保护 IGBT模块 MOSFET模块 BJT 晶闸管光通信器件光显示器件 光通照明器件光信息处理器MEMS传感器激光传感器 超声波传感器红外传感器半导体分类图随着制程提高，集成电路制造过程质量控制和制造难度成倍增加，工序数量剧增集成电路制造过程十分复杂，主要包括硅片制造、集成电路设计、前道工艺和后道工艺四大环节共计数百道工艺制造工艺流程硅 片 制 造 前 道 工 艺 后 道 工 艺 拉单晶 磨外圆 切片 倒角 磨削或研磨 CMP 外延生长扩散 薄膜沉积 光刻 刻蚀 离子注入 CMP 金属化 测试背面减薄 晶圆切割 贴片引线缝合模塑 封装成型 终测集成电路制造主要工序设计电路设计 版图设计 制作光罩重 复 数 十 次，通 过 相 关 设 备 控 制 质 量中国集成电路行业起步较晚，2018年美国贸易制裁后中国出台各项政策努力追赶中国发展历程中国集成电路产业起步较晚，2018年以来美国商务部将多家中国知名科技企业及实体列入“实体清单”，对中兴、华为等企业进行贸易制裁后，中国更加重视集成电路产业发展，政府出台多项政策促进国产集成电路发展，国产集成电路进入高速发展阶段。起步探索阶段（20世纪60-70年代）初步发展阶段（20世纪80年代-20世纪末）加速发展阶段（21世纪初-2009年）高速发展阶段（2010年至今）p 20世纪60年代，中国第一代单片集成电路诞生，落后美国6年。p 20世纪70年代，集成电路实现跨越式发展，中国自主研制的大规模集成电路诞生。p 1988年，集成电路年产量达到1亿颗，进入工业化生产阶段，落后美国20年。p 20世纪90年代，国家投资大额资金打造“908”、“909”两个五年计划的中国芯工程。p 2000年6月，国务院发布鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策，集成电路发展加速。p 2000-2010集成电路产量小幅增加p 2010年中国设立中国国家集成电路产业投资基金，集成电路高速发展。p 2018年美国对中兴、华为等企业的贸易制裁，加速国产集成电路的发展。2017.02发改委将集成电路芯片设计及服务，芯片设计平台（EDA工具）及配套IP库、集成电路材料、设备，集成电路芯片制造、封装和产品列入战略性新兴产业 重 点 产 品 和 服 务 指 导 目 录（2016版）。2016年12月“十三五”国家战略性新兴产业发展规划提升关键芯片设计水平，发展面向新应用的芯片。加快16/14纳米工艺产业化和存储器生产线建设，提升封装测试业技术水平和产业集中度，加紧布局后摩尔时代芯片相关领域。2 0 1 8、2 0 1 9、2020年财政部与国 务 院 均 出 台 政策 对 集 成 电 路 企业给予税收优惠2021年3月国务院”十四五“规划与2035远景目标提出要攻关集成电路领域，涉及装备、材料等多个细分。1989-2021年中国集成电路产量（亿块）1.31 1.07 1.71 1.62 2 4.8455 39 25 26 42 59 6496148236270336412439414653720780903101610871318156518532018261532951960196319661970197319761980198319861987198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021.11中国集成电路需求旺盛，自给量不足，需大量进口，对外依赖度高，贸易逆差庞大中国集成电路市场销售额增长较快，芯片设计占比逐渐提高，结构更加合理。因自给量不足，中国集成电路需要大量进口中国市场规模p 中国集成电路市场规模从2017年的5411亿元增长至2021年的约9145亿元，其中2017-2021年复合增长率为14%。预计2026年中国集成电路市场规模将达到22755亿元，2021-2026CAGR为20%。从细分产业看，目前中国集成电路发展仍以集成电路设计为主，且销售额占比不断增加，预计2021年集成电路设计占比将达到45%。p 中国集成电路需求旺盛，国内自给量不足，需要大量进口，对外依赖度较高。根据海关总署的统计数据，2021年中国集成电路产品进口数量为6354.81亿个，出口数量为3107亿个，进口金额为4396.94亿美元，出口金额为1563亿美元，存在较大的贸易逆差。2014年至2021年中国集成电路进出口（亿美元）218423072270.72601.43120.63055.53500.44396.94610.9693.1613.8668.8846.41015.8116615631573.11613.91656.91932.62274.22039.72334.42833.940 1000 2000 3000 4000 50002014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年贸易逆差 中国集成电路出口 中国集成电路进口54116532756288489145109741316915802189632275538%39%41%43%45%46%47%48%49%50%27%28%28%29%28%29%29%30%30%30%35%34%31%28%27%25%24%22%21%20%0%10%20%30%40%50%60%05000100001500020000250002017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E中国集成电路市场销售额（亿元）集成电路设计占比（%）集成电路制造占比（%）集成电路封测占比（%）2017-2026年中国集成电路市场销售规模及预测全球集成电路市场增速将低于中国市场，预计2026年将达到7478.82亿美元预计2026年全球IC市场规模将达到7478.82亿美元，设计、制造、封测分别为2774.57亿美元、3834.05亿美元、870亿美元全球市场规模2017年、2021年、2026年全球集成电路市场结构及预测 2017-2026年全球集成电路市场销售规模及预测3431.903932.903333.503612.304596.905108.005618.806180.686798.757478.621000.001139.001226.001279.001654.881843.992050.862274.492515.542774.57533.00 560.00 566.00 594.00 617.80670.00 701.00750.00820.00870.001898.92233.91541.51739.32324.2162594.012866.943156.193463.213834.052017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E全球集成电路销售额（亿美元）全球集成电路设计产业规模（亿美元）全球封测市场规模（亿美元）全球集成电路制造市场规模（亿美元）p 根据WSTS统计，2017年至2020年，全球集成电路市场规模从3431.9亿美元提升至3,612.30亿美元。2019年，受到中美贸易摩擦的影响，全球集成电路产业总收入为3,333.5亿美元，较2018年度下降15.24%。随着贸易争端问题缓和、全球疫情逐步得以控制、5G、物联网、人工智能、可穿戴设备等新兴应用领域持续蓬勃发展，2020年全球集成电路产业市场规模重回增长，预计未来将继续保持增长态势2026年全球集成电路市场规模将增至7478.62亿美元，其中集成电路设计达到2774.57亿美元；集成电路制造达到3834.05亿美元；集成电路封测达到870亿美元。29.14%15.53%55.33%36.00%13.44%50.56%37.10%11.63%51.27%集成电路设计占比集成电路封测占比集成电路制造占比从内到外依次为2017年、2021年、2026年全球竞争格局各国家和地区在发挥比较优势之际，与其它国家和地区互相协作形成优势互补p 美国在集成电路支撑和集成电路制造产业的多个细分领域占据显著优势，尤其在EDA/IP、逻辑芯片设计、制造设备等领域占比均达到40%以上。从全球其他国家和地区来看，日本在集成电路材料方面具有优势，而中国台湾和中国大陆在晶圆制造和封装测试方面具有领先地位。p 全球集成电路产业链形成深度分工协作格局，相关国家和地区的集成电路企业专业化程度高，在集成电路产品设计和制造等环节形成优势互补和比较优势。IP光刻机中国大陆封装测试中国台湾晶圆制造封装测试硅片、光刻胶、光掩模存储器EDA/IP电子特气集成电路设备芯片设计（CPU/GPU/FPGA)1欧 洲 IP公 司 对 于 芯 片 架 构 进 行 IP许 可 2美国EDA公司提供芯片设计所需的EDA软件3美国芯片设计公司进行芯片设计4美 国 智 能 手 机 设 备 制 造 商 选 定 芯 片 5美、日、欧 设 备 厂 商 提 供 生 产 制 造 关 键 设 备 6美国公司开采二氧化硅并提炼成冶金硅。7日本多晶硅制造商将冶金硅通过熔化和重结晶等流程加工成电子级多晶硅。8韩国厂商将硅锭切片然后加工成硅片并运送到晶圆制造厂9中国台湾晶圆制造厂进行一系列加工形成晶圆。10晶 圆 封 装 厂 对 芯 片 进 行 封 装 11中国智能手机制造商将芯片组装进智能手机12智能手机销售到美国市场图例说明各国和地区优势领域各国和地区分工协作EDA、IP、材料、设备、设计、制造等集成电路关键环节参与者主要为国外企业集成电路支撑产业包括EDA、IP、材料、设备，集成电路产业链分为设计、制造、封测三部分，终端应用包括各类电子产业链图谱集成电路支撑产业 集成电路产业链 终端应用EDAIP 上游IC设计（全球36%，中国45%）中游IC制造（全球50.56%，中国28%）下游IC封测（全球13.44%，中国27%）材料设备制 造 封 测 应用飞机轮船轨道交通通信、云计算汽车电子医疗安防手机可穿戴面板 电脑人工智能支撑产业-EDAEDA是IC产业的基础支柱，全球市场被三巨头垄断，预计中国将快速发展EDA是集成电路产业的基础支柱，支撑着庞大的数字经济 EDA对现代集成电路设计和制造环节形成支撑中国EDA市场增速高于全球水平，未来将高速增长中国EDA市场国产化率极低，三大巨头垄断EDA是集成电路产业的基础支柱p 芯片越来越复杂，目前最常用的SOC的晶体管个数更是动辄就是几亿，甚至上十亿，其设计的复杂度决定了必须要由EDA完成。p EDA贯穿于集成电路设计、制造、封测环节，是集成电路产业的战略基础支柱之一。IC制造-工艺平台开发阶段EDA支撑着庞大的数字经济IC设计阶段IC制造-晶圆生产阶段IC器件制造工艺设计器件建模及验证电路设计电路仿真及验证物理实践集成电路制造PDK单元库建库IP和标准单元库IC制造类EDA IC设计类EDAIC制造类EDAEDA集成电路电子信息（数万亿美元）数字经济（数十万亿美元）产业层级（对应年产值数量级）超过4000亿美元超过70亿美元2017-2026年全球及中国EDA市场规模及预测2020年全球与中国市场EDA竞争格局拥 有 完 整、全 流 程产品，占绝对优势，占全球市场78%份额，中国市场77.7%份额。第一梯队第二梯队特 定 领 域 拥 有 全 流程产品，占全球15%份额，中国14%份额。第三梯队点工具为主，约占全球7%，约占中国8.3%份额。92.8797.04102.73114.67123.84133.75144.45156.01168.49181.9744.91 55.21 66.20 79.44 95.33 114.39 137.27 164.73 197.670501001502002500204060801001201401601802002017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E全球EDA市场规模（亿美元）中国EDA市场销售额（亿元）数 据 来 源：S E M I，亿 渡 数 据支撑产业-IPIP是集成电路设计不可或缺的要素，关键技术主要为国外企业掌握，国产率十分低IP是现代集成电路设计与开发工作中不可或缺的要素 制程进步芯片上所集成硬件IP数量上升预计全球IP市场规模将快速增长，2026年将达到77.6亿美元全球集成电路IP市场主要被ARM、Synopsys和Cadence占据p IP（Intellectual Property Core）是指在集成电路设计中那些可以重复使用的、具有自主知识产权功能的设计模块。p 设计师可以把成熟的IP模块设计应用于多个复杂的芯片的电路设计图中，能避免复杂和重复的设计工作，缩短设计周期，提高芯片设计的成功率。IP使得IC设计变得如同搭积木一样。p 以IP复用、软硬件协同设计和超深亚微米/纳米级设计为技术支撑的SoC已成为当今超大规模集成电路的主流方向，当前国际上绝大部分SoC都是基于多种不同IP组合进行设计的。10142028385064811021264 51119273749627692020406080100120140180nm 130nm 90nm 65nm 45nm 28nm 16nm 10nm 7nm 5nm数字IP数量 数模混合IP数量数 据 来 源：I B S，亿 渡 数 据 整 理不同制程芯片所集成的硬件IP的平均数量（个）3539.4346.0349.4453.8158.9264.8270.7877.60010203040506070802018年 2019年 2020年 2021年 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E2018-2026年全球IP市场规模及预测（亿美元）40.99%19.21%6.02%2.72%2.18%2.10%1.99%1.63%1.38%1.06%20.70%ARM Synopsys CadenceImagination TechnologiesCeva SST 芯原股份 2020年全球IP竞争格局集成电路IP业务主要以授权模式为主，壁垒较高，产品生态构建天然护城河。2020年的全球IP市场前三名为ARM、Synopsys和Cadence，其市占率分别为41.0%、19.2%和6.0%，中国大陆公司仅芯原股份挤入前10，市占率为2.0%，中国IP市场国产率较低。支撑产业-材料关键集成电路制造材料被国外企业垄断，国产率极低集成电路材料按制程分为制造材料和封装材料 2026年预计全球集成电路材料市场规模将达到726.82亿美元硅片是晶圆制造的最主要材料，占比最大，重要性极高集成电路关键材料壁垒极高，国外厂商垄断市场，国产率极低p 根据工艺过程，集成电路材料可以分为制造材料和封装材料。制造材料主要用于晶圆制造，硅片、光刻胶是最主要部分，封装材料主要用于晶圆封装。硅片 光掩膜 光刻胶与辅助材料 湿电子化学品电子特气 溅射靶材CMP材料基板引线框架键合丝 塑封材料制造材料 封装材料p 晶圆制造材料中占比最大的是硅片，2020年硅片市场规模占晶圆制造材料总规模的35%，金额为122亿美元。硅片处于最上游，是唯一贯穿IC制程的材料，质量直接影响芯片的质量与良率。p 电子特气、光掩膜、光刻胶及其辅助材料、湿电子化学品占比分别为13%、12%、14%和7%。35%13%12%8%7%6%6%2%11%硅片电子特气光掩模光刻胶辅助材料湿电子化学品CMP抛光材料光刻胶溅射靶材其他2020年全球晶圆制造材料价值量分布数 据 来 源：S E M I，亿 渡 数 据 整 理30%23%29%11%2%5%27.50%21.50%26.30%11.30%5.70%5.50%日本信越化学ShinEtsu日本胜高SUMCO台湾环球晶圆与德国世创Siltronic韩国SK Siltron法国Soitec其他2019-2020年全球IC硅片市场五巨头垄断外圈2020年内圈2019年硅片行业壁垒较高，客户验证至关重要，一经验证即形成长期稳定合作关系，新入者难突破硅片主要材料电子级多晶硅纯度需达到99.999999999%（11N）。关键技术被海外6大厂商垄断。2020年全球光刻胶市场被日企垄断东京应化,25.60%美国杜邦,17.60%日本JSR,15.80%住友化学,10.40%其他,30.60%原材料壁垒、配方壁垒、质量控制壁垒278330 328349373.43399.57427.54457.47489.49523.75191197 193204207.06210.17213.32216.52219.77223.0601002003004005006007008002017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年E 2023年E 2024年E 2025年E 2026年E晶圆制造材料市场规模（亿美元）晶圆封装材料市场规模（亿美元）2017-2026年全球集成电路材料市场规模及预测全 球 光 刻 胶主 要 龙 头 东京 应 化、信越 化 学、日本JSR、住友化 学、富 士胶 片 等 日 企和 美 国 的 陶氏 化 学 占 据超过85%份额.支撑产业-设备关键集成电路制造设备被国外企业垄断，并且国外对中国封锁高端制程配套设备集成电路设备按制程分为制造设备和封装设备 2026年预计全球集成电路设备市场规模将达到1097.15亿美元薄膜沉积、光刻机、干法刻蚀、质量检测四类设备难度高国外五大供应商几乎垄断集成电路设备市场，国产化率极低p 集成电路制造设备主要包括退火炉、光刻机、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备等；封测设备主要包括划片机、裂片机、引线键合机、测试机、探针台等。2017-2026年全球集成电路设备市场规模及预测（亿美元）退火炉 光刻机 刻蚀机 离子注入机清洗设备 薄膜沉积设备CMP设备裂片机 引线键合机探针台 分选机制造设备 封装设备2020年全球晶圆制造设备价值量分布数 据 来 源：亿 渡 数 据集成电路设备国产化率极低划片机测试机502.61571.87531.02632.26846.26891.37938.88988.921041.631097.150.00200.00400.00600.00800.001000.001200.002017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年E 2023年E 2024年E 2025年E 2026年Ep 在集成电路制造设备中，薄膜沉积设备、光刻机、干法刻蚀设备、质量检测设备技术难度最高，2020年全球市场规模分别为139亿美元、133亿美元、126亿美元、70亿美元。p 瓦森纳协定为了更好维护成员国的利益，一直对中国禁售最新的几代设备薄膜沉积设备,22%光刻机,21%干法刻蚀设备,20%质量检测设备,11%其他,26%薄膜沉积设备光刻机干法刻蚀设备质量检测设备其他7%0%8%2%20%2%10%7%16%93%100%92%98%80%98%90%93%84%刻蚀 光刻 薄膜沉积 质量检测 清洗 离子注入 CMP 涂胶显影 其他国产设备率 进口设备率p 2020年全球集成电 路 设 备 前 五 大供 应 商 美 国 应 用材料、荷兰ASML、美国泛林半导体、日 本 东 京 电 子 以及 美 国 科 磊 合 计占据全球约66%市场份额IC产业链上游集成电路市场垂直分工深化，专业设计重要性凸显，未来将快速增长集成电路制造分工深化，Fabless设计模式具有轻资产优势 集成电路制造产业链上下游分工模式中国集成电路设计将快速增长预计2026年销售额将达万亿元集成电路设计市场集中度较高p 为了适应技术的发展和市场的需求，集成电路的产业模式经历了由垂直整合模式（Integrated Device Manufacture，IDM模式）到垂直分工模式（Fabless、Foundry、OSAT）。p Fabless专注于芯片设计环节，将生产和封测环节外包，芯片设计企业具有轻资产优势；Foundry专注于晶圆代工领域，代工厂商承接芯片设计企业委外订单，并形成规模效应，此类企业投资规模较大，维持生产线正常运作的经营成本较高；OSAT则专注于封装测试环节。p IDM是指厂商承担设计、制造、封装测试的全部流程，该模式具备产业链整合优势。芯片设计资 料 来 源：亿 渡 数 据 整 理IDM模式（芯片设计+晶圆制造+封装测试）晶圆制造封装测试垂直分工模式Fabless模式 Foundry模式 OSAT模式垂直整合模式2017-2026年中国集成电路设计市场销售额及预测（亿元）15.17%13.87%12.05%8.54%7.63%2.39%2.30%2.12%2.06%1.08%32.78%高通博通英伟达联发科AMD赛灵思MarvelL联咏科技瑞昱半导体Dialog其他2020年全球集成电路设计市场格局2073.612519.393063.493778.104148.085047.936189.207585.069291.7011377.590.002000.004000.006000.008000.0010000.0012000.002017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E数据来源：中国半 导体行业 协会p 全球范围内主要的IC设计企业包括高通、博通、英伟达等，2020年全球前十大IC设计公司（F a b l e s s）收 入 共 计 达 到859.74亿美元。若按照全球IC设计规模1279亿美元来算，2020年全球前十大IC设计公司市占率达到67.22%，集中度高。IC产业链中游全球晶圆制造产能中10-20nm制程规模最高，中国台湾和韩国拥有最先进制程预计2026年中国集成电路制造销售额将达到6826.56亿元 2020年全球晶圆产能中10-20nm制程的晶圆产能规模最高2020年全球晶圆产能分布情况先进晶圆产能基本为国外企业或中国台湾企业掌握2020年全球晶圆产能情况（按制程，等效8英寸晶圆）（百万片）2020年全球晶圆产能分布情况（按制程和地区）（百万片）2020年全球12英寸晶圆厂产能前10厂商2017-2026年中国集成电路制造销售额及预测（亿元）数 据 来 源：中 国 半 导 体 行 业 协 会，亿 渡 数 据55.947.935.478.45.15747.632.29310.657.448.52899.726大于0.18um0.18um40nm40nm20nm20nm10nm小于10nmp 2018-2020年全球晶圆产能整体呈现增长态势，其中10-20nm制程的晶圆产能规模最高，从2018年的7,840万片增长至2020年的9,970万片，在各类制程晶圆产能中占比始终保持在35%以上；10nm以下的先进制程晶圆产能也在逐年提升，2020年达到2,060万片。从内圈开始依次为2018、2019、2020年数 据 来 源：I C I n s i g h t s，亿 渡 数 据 整 理21%13%18%57%57%39%36%11%40%15%13%11%15%13%5%28%10%17%20%20%26%26%18%8%26%29%29%49%29%中国台湾 韩国 日本 中国大陆 北美 欧洲 其他地区小于10nm 20nm10nm 40nm20nm0.18um40nm 大于0.18ump 当前全球晶圆代工产业区域集中度较高，产能主要分布在中国台湾、韩国、日本、中国大陆等东亚国家和地区。p 中国台湾和韩国拥有最先进制程（5/7nm）晶圆生产能力10%6%6%6%6%5%4%4%4%3%台积电意法半导体联电英飞凌德州仪器中芯国际世界先进恩智浦安森美东芝21%15%14%13%11%6%4%3%2%2%三星台积电美光海力士铠侠/西部数据英特尔格罗方德联电力晶德州仪器2020年全球8英寸晶圆厂产能前10厂商1448.061818.512149.212559.73 2530.373182.393818.874740.665688.806826.560.001000.002000.003000.004000.005000.006000.007000.008000.002017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E数据来源：ICIns ights 数据来源：ICIns ightsIC产业链下游封测环节已成为中国大陆集成电路产业中最成熟环节，内资企业快速崛起先进封装已成为提升电子系统级性能的关键环节 中国大陆封测厂商技术平台已基本和海外厂商同步预计2026年中国集成电路封测市场销售额将达4551.04亿元集成电路封测市场内资企业快速崛起，国产替代空间大p 集成电路封装测试包括封装和测试两个环节，是集成电路产业链的下游。封装环节价值占封测比例约为80%-85%，测试环节价值占比约15%-20%。p 近些年，随着芯片工艺不断演进，硅的工艺发展趋近于其物理瓶颈，晶体管再变小变得愈加困难，先进封装能同时提高产品功能和降低成本是后摩尔时代的主流发展方向。p 目前封测行业正在从传统封装（SOT、QFN、BGA等）向先进封装（FC、FIWLP、FOWLP、TSV、SIP等）转型。先进封装主要向小型化和集成化方向发展。2017-2026年中国集成电路封测销售额及预测（亿元）p 封测环节已成为中国大陆集成电路产业中最成熟环节，长电科技等国内企业的技术能力已达国际先进水平。全球十大外包封测厂中大陆占据三席，包括长电科技、通富微电和华天科技。p 2020年内资封测企业占据20.94%份额，国产替代空间巨大。资 料 来 源：亿 渡 数 据 整 理中国在全球封测市场中占有率较高30.11%14.62%11.96%8.18%5.05%3.93%3.11%2.47%2.39%日月光安靠长电科技力成科技通富微电华天科技京元电子南茂科技顾邦2020年全球主要封测企业市场份额公司 SIP TSV WLCSP BUMP Fan-ou IC日月光 安靠科技 长电科技 矽品精密 通富微电-华天科技 1889.632194.102349.612509.29 2466.352743.443160.443476.493982.164551.042017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026Ep 受益于半导体产业向中国大陆转移，中国封测市场快速发展。数据来源：中国半 导体行业 协会技术升级 依照摩尔定律每18-24个月集成电路上可容纳的晶体管数量翻一番，芯片性能提升晶 圆 制 造 厂 先 进工 艺 节 点 突 破 情况封测8英寸以下成熟制程中国已掌握12英寸（硅片尺寸变大，硅片边缘损失越小，从而降低芯片成本）高端制程中国待掌握18英寸设备集成电路制程遵循摩尔定律，器件线宽由原来的微米级水平缩小至纳米级水平，晶圆直径也由6英寸放大到现在的12英寸90nm2004-200665nm2006-200832nm/28nm2010-201222nm/20nm2012-201410nm2017-201945nm/40nm2008-2010130nm2002-200316nm/14nm2014-20167nm/3nm2020-2022材料集成电路硅晶圆都是单晶硅，硅片纯度标准要求为99.999999999%以上（业内简称11N），先进制程对纯度和杂质要求越来越高。集成电路线宽不断缩小，集成电路光刻胶波长由紫外宽谱向线线KrFArFF2EUV方向转移，并通过分辨率增强技术不断提升光刻胶分辨率水平。成熟制程所需要的集成电路晶圆制造设备的生产技术中国已基本掌握，国际厂商20年前已放弃该类设备生产。摩尔定律逐步放缓，芯片设计逐步进入瓶颈期，封装与材料备受重视。目前先进封装有两种技术路径，一是减小封装体积，使其接近芯片本身大小，统称为晶圆级芯片封装（WLCSP）；另一种是将多个Die封装在一起，提高整个模组的集成度，这一技术路径叫做系统级封装（SiP）工艺成熟度硅片尺寸技术节点高端制程配套的高端设备供应紧张，瓦森纳协定为了更好维护成员国的利益，一直对中国禁售最新的几代设备行业企业p 北京华大九天科技股份有限公司：国内规模最大、产品线最完整的EDA供应商p 中芯国际集成电路制造有限公司：中国大陆IC制造龙头，晶圆代工中国第一，全球第五p 上海硅产业集团股份有限公司：中国大陆最大的集成电路硅片企 业 之 一，率 先 生 产300mm硅片的内资企业国内规模最大、产品线最完整的EDA供应商，部分工具支持最先进制程国内EDA领军企业，拥有模拟电路、平板显示电路全流程EDA工具系统华大九天北京华大九天科技股份有限公司（简称“华大九天”）成立于2009年，主要从事EDA工具软件的开发、销售及相关服务，主要产品包括模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系统和晶圆制造EDA工具等。经过多年发展创新，华大九天已经成为国内规模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的本土EDA企业。模拟电路EDA工具覆盖全流程，电路仿真工具支持5nm制程五大数字电路设计EDA工具支持5nm制程平板显示电路设计全流程EDA工具系统全球领先为晶圆制造厂提供了相关的晶圆制造EDA工具华大九天电路仿真工具支持最先进的5nm量产工艺制程，处于国际领先水平；其他模拟电路设计EDA工具支持28nm工艺制程。原理图编辑电路仿真版图编辑物理验证 寄生参数提取 版图后仿真及分析原理图编辑工具 电路仿真工具版图编辑工具物理验证工具 寄生参数提取工具 电路仿真与可靠性分析工具华大九天目前在数字电路设计中有六大工具，除单元库特征化提取工具外（目前可支持40nm量产工艺制程），其余五大工具均可支持目前国际最先进的5nm量产工艺制程，处于国际领先水平。单元库特征化提取工具单元库/IP质量验证工具 时钟质量检视分析工具高精度时序仿真分析工具时序功耗优化分析工具版图集成与分析工具华大九天平板显示电路设计全流程EDA工具提供从原理图到版图、从设计到验证的一站式解决方案