近年来，中国集成电路产业加快速度进行发展，市场规模和技术水平都在逐步的提升。芯片是指封装后的集成电路，是信息产业的核心之一。随着人工智能、人机一体化智能系统、汽车电子、物联网、5G等为代表的新兴起的产业快速崛起，集成电路成为中国信息技术发展的核心。

  集成电路，英文为 IntegratedCircuit，缩写为IC，是一种微型电子器件或部件； 采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”（也有用文字符号“N”等）表示。集成电路中的晶体管数量都是上百万级的，像苹果A系列，高通骁龙系列，华为麒麟系列的芯片，晶体管数量达到了几十亿、几百亿的级别。

  集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到普遍的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到普遍的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定上班时间也可大大提高。

  半导体可分为四类产品，分别是集成电路、分立器件、光电子器件以及传感器四大类。其中集成电路属于半导体行业的第一大产品品种类型，根据WSTS多个方面数据显示，集成电路市场占有率在2019年占整个半导体市场的82%，占据着全球半导体的绝大部分市场份额。

  半导体产品最重要的包含两大类：集成电路IC（即我们常说的芯片）和 半导体分立器件（D-O-S）。

  。其中，存储器、逻辑器件、微处理器，都称为数字IC；模拟器件，即模拟IC。

  半导体分立器件可分为分立器件（二极管、三极管等）、光电子器件和敏感器件。分立器件是与集成电路/芯片相对而言的，指普通的电阻、电容、晶体管等电子元件，是最小的元件，内部没有集成的东西。代表器件：半导体晶体二极管、半导体三极管。光电子器件指利用半导体光-电子（或电-光子）转换效应制成的各种功能器件。代表器件： 发光二极管（LED）和激光二极管（LD）、光电探测器或光电接收器、太阳电池。敏感器件是传感器的重要组成部分，能敏锐地感受某种物理、化学、生物的信息并将其转变为电信息的特种电子元件。代表器件：热敏电阻器、压敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、磁敏电阻器、气敏电子器、湿敏电阻器。

  逻辑器件1）逻辑器件分类逻辑电路，是一种离散信号的传递和处理，以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路， 它们在计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面中被大量运用，逻辑电路能分为标准化和非标准化两大类。逻辑器件分类

  全球逻辑芯片的厂商很多，但以国外玩家为主，大多数的逻辑芯片厂商都是无晶圆的IC设计厂商，比如AMD、英伟达、高通、苹果、华为等等，竞争壁垒极高。国内逻辑芯片发展速度较为缓慢，除了在移动端CPU领域有一定的突破，其它领域的发展都与世界顶级公司之间存在很大的差距。其次，我国的研发大多局限在应用端，涉及底层架构、颠覆性创新的成果较少。另外，逻辑器件为追求性能，一般追求先进制程生产，主要由台积电、三星等代工厂来完成。芯片代工领域需要的技术及资金投入更为巨大，门槛更高，玩家也相对有限，但是竞争却非常的惨烈。2）不同类型逻辑器件介绍（1）CPU中央处理器（CPU），是负责信息处理、程序运行的执行元件，按照架构和性能的不同被广泛应用在个人计算机、移动电子设备、游戏机、路由器、激光打印机等设备上。CPU指令集是CPU中计算和控制计算机系统所有指令的集合。目前CPU可大致分为复杂指令集（CISC）、简单指令集（RISC）两大类。复杂指令集主要为X86架构，简单指令集又可以细分为Arm、MIPS、RISC-V、Power-PC、Alpha架构，其中生态较为完善的是Arm架构，基本占据简单指令集9成的市场。我国厂商在底层架构指令集和IP的设计上比较落后，因此多采用IP授权或指令集授权的方式开发CPU。近几年随着国内手机等移动电子产品的发展，国内在移动芯片设计方面取得了突破，华为海思基于ARM架构的移动芯片设计水平跻身世界前列，不过遭遇美国打压，现在没人给代工他的高端芯片。（芯片架构，一般指的是指令集，就是CPU使用的语言。CPU执行计算任务时，程序在被执行前需要先翻译为CPU可以理解的语言，这种语言就是指令集，x86、ARM、MIPS都是指令集的代号，也是全球三大芯片架构。）在封测层面，上世纪末成立的通富微电通过合资、收购等途径获得AMD在国内的封测厂，是国内唯一掌握高端CPU芯片封测技术的公司。在IP开发、指令集编制等上业，以及7nm或更精细的5nm先进制程逻辑芯片制造领域，国内企业还没有实现突破。需要提下的是，芯原股份（688521）的泛GPU IP已获NXP等全球龙头认可，在CPU方面，虽然芯原没有相关IP，但已经开始布局。国内做CPU的公司很少，主要公司基本都未上市。

  国产CPU龙头。龙芯：是中国科学院计算所自主研发的通用CPU，采用自主LoongISA指令系统（简称龙芯架构），兼容MIPS指令（2）GPU芯片图形处理器（GPU）最初的应用是处理图形数据，与CPU相比，其并行处理的能力更加强大。在个人计算机中，CPU、GPU的主板往往决定产品的性能。GPU市场主要由Intel、AMD、Nvidia三家瓜分，长期占领AI商用计算和民用市场的绝大部分市场份额，为多家公司提供GPU IP。在GPU行业，我国拥有的芯片开发经验比较少。截至2021年3月，国内GPU相关的企业或机构只有18家，其中上市公司有景嘉微、航锦科技（3）FPGA现场可编程逻辑门阵列（FPGA），是一种可以对电路功能进行编程定义的半定制电路。FPGA具有无限次编程的特点，且开发时间短、延迟低、能耗低，被大范围的应用在视频图像处理、通信、数字系统模数转换、嵌入式系统等行业。单块FPGA的计算能力没有GPU强大，但将通用结构的FPGA芯片构造成一个规模宏大的并行的计算结构，就可以满足类似GPU的应用需求。相较于CPU、GPU千亿美元的市场，FPGA市场规模达比较小，仅100多亿美元，但增长很快。据Gartner统计，2019年我国FPGA市场规模为176亿元，预计到2023年我国FPGA市场规模将接近460亿元，增长远高于世界水平。全球FPGA市场主要被美国Xilinx、Intel两家企业垄断，市占率分别为49%和34%；国内FPGA市场国产率低于1%。目前我国已经有企业掌握了28nm FPGA技术并实现生产应用，但离世界领先企业的12nm制程和顶尖7nm制程工艺的FPGA芯片还存在着不小的差距（4）CPLD复杂可编程逻辑器件（CPLD），属于高密度、高速度和低功耗的可编程逻辑器件，现在一般把所有超过某一集成度（如1000门以上）的PLD器件都称为CPLD，规模大、结构复杂，属于大规模集成电路范围。CPLD、FPGA、GPU比较

  说以下AI芯片，当前主流的AI芯片主要分为三类，GPU、FPGA、ASIC。其中GPU、FPGA均是前期较为成熟的芯片架构，属于通用型芯片，ASIC属于为AI特定场景定制的芯片。ASIC，也叫专用集成电路，是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。目前用CPLD（复杂可编程逻辑器件）和 FPGA（现场可编程逻辑门阵列）来进行ASIC设计是最为流行的方式之一。国内三种芯片的设计水平都与行业前列有着较大的差距，且以非上市公司为主。寒武纪（688256）：2020年7月20日在科创板上市，2016年成立当年即发布了世界首款面向人工智能场景的专用芯片寒武纪1A处理器（Cambricon-1A）。公司的芯片已经应用在云端服务器、边缘计算设备、终端设备等多个应用场景。华为海思自2017年起发布的麒麟970和麒麟980均搭载了寒武纪提供的AI芯片。微处理器（MPU）1）MPU介绍MPU（Micro Processor Unit）：微机中的中央处理器（CPU）称为微处理器（MPU），是构成微机的核心部件，也可以说是微机的心脏，可以简单理解为增强版的CPU。它起到控制整个微型计算机工作的作用，产生控制信号对相应的部件进行控制，并执行相应的操作。MPU不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片，往往是个人计算机和高端工作站的核心CPU。Intel X86，ARM的一些Cortex-A芯片如飞思卡尔i.MX6、全志A20、TI AM335X等都属于MPU。此外，MCU和SoC容易和MPU弄混。MCU（Micro Control Unit）：叫微控制器，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的芯片。SoC（System on Chip）：指的是片上系统，MCU只是芯片级的芯片，而SOC是系统级的芯片，它既像MCU那样有内置RAM、ROM，同时又像MPU一样强大，可以运行操作系统，可以简单理解为是MCU集成化与MPU强处理力各优点二合一。2）MPU分类微处理器可大致分为三类：计算机CPU处理器，手机应用处理器，嵌入式微处理器。计算机CPU处理器：占MPU市场规模的比重为50%，是主要应用领域，主要包括PC、服务器、平板电脑CPU，代表公司有英特尔、AMD、苹果等。手机应用处理器：占MPU市场规模的比重为30%，代笔公司主要有高通、联发科、苹果、华为海思、紫光展讯等。嵌入式微处理器：占MPU市场规模的比重为20%，主营应用领域为智能家居、物联网设备等，近年来市场占有率快速提升，近五年复合增速为10.76%。A股代表公司有全志科技、瑞芯微、北京君正、晶晨股份等。模拟芯片1、模拟芯片分类模拟芯片主要包括电源管理芯片和信号链芯片。模拟芯片中因电子系统基本均需供电，因此电源管理芯片为主体，占模拟芯片市场比例约为53%，信号链芯片市场占比约为47%。电源管理芯片（power IC）：是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片，大致上可以分为AC-DC交直流转换、DC-DC直流和直接电压转化（适用于大压差）、电压调节器（适用于小压差）、交流与直流稳压电源。电源管理IC是功率半导体的重要构成部分，全球市场约为功率半导体市场的50%。信号链芯片：是一个系统中信号从输入到输出的路径中使用的芯片，包括信号的采集、放大、传输、处理等功能。通信和消费类应用是信号链模拟IC的最大用途应用，根据IC Insights2019年预测，通讯类模拟芯片占比约为38.5%，消费电子模拟芯片占比约为10.2%。模拟芯片分类：电源管理芯片占比53%

  资料来源：公开资料2、模拟芯片特点模拟芯片种类复杂、生命周期长，工艺制程要求低，设计工艺依赖经验积累，需要高知识产权制造工艺支撑。由于模拟芯片由于下游需求范围广，需要根据下游不同领域进行定制设计，且定制芯片功效发挥与芯片制造工艺相结合。国内大部分芯片厂商需要根据晶圆制造工厂标准工艺进行芯片生产，目前仅有少数国内厂商拥有成熟自主模拟IC制造工艺。模拟芯片与元器件结合更加紧密，需要考虑元器件布局的对祢结构和元器件参数匹配形式，需要设计人员充分熟悉了解元器件特性、拥有成熟的拓扑结构设计与布线能力，模拟芯片的设计十分依赖工作人员日积月累的经验存储芯片存储芯片，又称半导体存储器，是以半导体电路作为存储媒介的存储器，用于保存二进制数据的记忆设备，是现代数字系统的重要组成部分。存储芯片按按照断电后数据是否丢失，可分为易失性存储芯片和非易失性存储芯片。易失性存储芯片常见的有DRAM和SRAM。非易失性存储芯片常见的是NAND闪存芯片和NOR闪存芯片。

  从中国存储芯片行业竞争格局来看，市场主要由国外存储芯片巨头领导，细分领域也落后于国外及台湾厂商(如NOR Flash的旺宏/华邦等)，但近年来国内厂商奋力追赶，已在部分领域实现突破，逐步缩小与国外原厂的差距，其中，兆易创新位列NOR Flash市场前三，聚辰股份在EEPROM芯片领域市占率全球第三，长江存储128层3DNAND存储芯片，直接跳过96层，加速赶超国外厂商先进技术。集成电路分类按照不同的处理信号来分类集成电路可大致分为模拟芯片和数字芯片两种。处理模拟信号的芯片叫做模拟芯片，处理数字信号的芯片叫做数字芯片。模拟集成电路:用来产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），其输入信号和输出信号成比例关系。经常用于处理连续性的光、声音、速度、温度等自然模拟信号，处理的信号都具有连续性的。最典型的就是正弦波，如下

  数字集成电路：。传递、加工、处理数字信号的IC，主要处理离散的电学“1”和“0”信号，处理的是非连续性信号，都是脉冲方波，就是离散信号，简单点就是不连续的。

  在现在的芯片中，早已经不是单纯的模拟芯片或者是数字芯片了。现在的芯片里面既能处理模拟信号的部分，也能处理数字信号的部分。主要看哪个多哪个少，如果处理模拟信号的部分多一些，就叫做模拟芯片，反之叫做数字芯片。举例：比如一台电脑主板，最主要的是CPU，其次是逻辑存储器，这些都是数字化器件，但对自然环境的检视，如对声音信号、对影像信号的拾取，就要依靠模拟器件。相比而言，数字芯片设计通常为大型团队作战，研发周期较短，生命周期仅有1-2年，平均成本高，因此价格较高，下游需求主要集中在服务器与消费电子上。模拟芯片的设计十分依赖工作人员日积月累的经验，一般为小团队作战，研发周期较长，产品使用周期较长（10年以上），价格相对较低，下游领域广泛、需求分散，可以应用于消费电子、汽车电子、工控医疗等

  按照不同应用场景来分类如果按照这个标准类分类，大概可以分为4类，民用级（消费级），工业级，汽车级，军工级（还有人把航天级芯片当作第5类）

  按照制造工艺来分集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。半导体制造工艺皇冠明珠，随摩尔定律逼近物理极限。摩尔定律指出：“集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔 18-24 个月就翻一 倍；微处理器的性能提高一倍，或价格下降一半。”根据摩尔定律，制程节点以 0.7 倍（实 际为根号 2 的倒数）递减逼近物理极限，从 1μm、0.8μm、0.5μm、0.35μm、0.25μm、 0.18μm、0.13μm、90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm、 5nm、3nm。我们平时经常听到 7 nm 芯片，14 nm 芯片等等，都是按照这个工艺来分的。

  按集成度高低分集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。按导电类型不同分集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路，他们都是数字集成电路。双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路，代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。按照用途分类集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。(1)电视机用集成电路包括行、场扫描集成电路、中放集成电路、伴音集成电路、彩色解码集成电路、AV/TV转换集成电路、开关电源集成电路、遥控集成电路、丽音解码集成电路、画中画处理集成电路、微处理器(CPU)集成电路、存储器集成电路等。(2)音响用集成电路包括AM/FM高中频电路、立体声解码电路、音频前置放大电路、音频运算放大集成电路、音频功率放大集成电路、环绕声处理集成电路、电平驱动集成电路，电子音量控制集成电路、延时混响集成电路、电子开关集成电路等。(3)影碟机用集成电路有系统控制集成电路、视频编码集成电路、MPEG解码集成电路、音频信号处理集成电路、音响效果集成电路、RF信号处理集成电路、数字信号处理集成电路、伺服集成电路、电动机驱动集成电路等。(4)录像机用集成电路有系统控制集成电路、伺服集成电路、驱动集成电路、音频处理集成电路、视频处理集成电路。按外形分集成电路按外形可分为圆形(金属外壳晶体管封装型,一般适合用于大功率)、扁平型(稳定性好,体积小)和双列直插型.集成电路作用(1)减少元器件的使用。集成电路的诞生，小规模的集成电路使内容元器件的数量减少，在零散元器件上有了很大的技术提高。(2)产品性能得到有效提高。将元器件都集合到了一起，不仅减少了外电信号的干扰，也在电路设计方面有了很大的提升，提高了运行速度。(3)更加方便应用。一种功能对应一种电路，将一种功能集中成一个集成电路，如此一来，在以后应用中，要什么功能就可以应用相应的集成电路，从而大大方便了应用。集成电路/芯片产业链概述集成电路/芯片的产业链上游主要是集成电路/芯片制造所需的原材料和生产设备。集成电路/芯片的生产工序主要涉及芯片设计、芯片加工、封装和测试。集成电路/芯片主要应用于通信设备（包括手机）、PC/平板、消费电子、汽车电子等下业。

  1集成电路/芯片的主要工序集成电路/芯片的主要工序为IC设计、晶圆制造、封装和测试。IC设计公司根据下游用户（系统厂商）的需求设计芯片，然后交给晶圆代工厂（即晶圆制造厂）进行制造，其主要任务就是把IC设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司（即硅片制造商）制造好的硅片上。完成后的晶圆再送往下游的IC封测厂，由封装测试厂进行封装测试，最后将性能良好的IC产品/芯片出售给系统厂商。2 集成电路/芯片上游集成电路/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。硅片的制造本文暂不讨论。3 集成电路/芯片下游应用根据SIA数据，2016全球集成电路/芯片下游终端需求主要以通信类（含智能手机）占比为31.5%，PC/平板占比为29.5%，消费电子占比13.5%，汽车电子占比11.6%。半导体产业除了传统通信类设备及PC驱动外，物联网、5G、AI、汽车电子、区块链及AR／VR等多项创新应用将成为半导体行业长效发展的驱动力。

  芯片厂商经营模式概述先进制程进入 IDM 与代工两大模式竞争阶段。半导体产业目前有两大商业模式：1）IDM （Integrated Device Manufacture，整合器件制造商）模式同时完成设计、制造、封测和销 售四个环节。早期的半导体制造企业为 IDM 模式，例如英特尔自 1968 年创立，为 IDM 模 式的代表。IDM 优点在于规模经济性以及对内部全流程的掌握和整合优化，产品开发时间短、 厂商具备核心技术优势，多适用于大型企业；然而 IDM 模式长期发展带来的问题是投资规 模巨大、沉没成本高，随着制程发展需不断投入新产能，对中小型公司不太适用，因此产生 了设计+代工的垂直分工模式。2）垂直分工模式则是无晶圆厂半导体设计公司（Fabless） 专注于设计和营销并将生产外包于晶圆代工厂（Foundry），将封装测试分工至封测厂 （Outsourced Assembly and Test，OSAT）。台积电于 1987 年开创晶圆代工的商业模式， 推进制造与设计、封装相分离。随着制程更细微的发展趋势拉动研发、建厂开支急剧增长， 推动 IDM 公司持续扩大委外释单，向 Fab-lite（部分 IDM+部分委外）、Fabless 模式转移， 例如英飞凌、恩智浦、意法半导体均较早采用了 Fab-lite 策略将部分订单转移至台积电。

  从全球半导体行业每个主要细分领域的市场占有率来看，2019年，美国在逻辑芯片和模拟芯片方面明显领先；韩国在存储器方面领先（美国紧随其后）；欧洲在分立器件方面领先。总部位于中国的企业在逻辑芯片市场的占有率为9%，在分立器件市场的占有率为5%，中国哪个领域都落后，芯片实现国产替代任重道远。四、芯片行业市场分析全球市场规模市场方面，以集成电路为主的半导体行业在过去几十年里整体处于上涨 趋势，据WSTS统计数据，自2017年起全球半导体销售规模已经连续四 年超过4000亿美元。2019年，由于存储芯片厂商产能扩张，市场供大于 求；且模拟芯片需求也有所下降，导致世界半导体销售规模出现下滑。 随后的2020年，疫情导致芯片出现短缺，全球销售规模又随价格波动和 需求的增长而小幅上扬。

  从区域分布来看，WSTS统计结果显示，2020年亚太地区(除日本)半导 体市场规模为2675.90亿美元，占全球市场的61.78%。而据美国半导体协会（SIA）数据，2020年中国半导体行业市场规模为 1517亿美元，占全球比重34.5%，虽然较2019年世界占比34.9%有所下 降，但仍是全球最大半导体消费国家。

  中国集成电路市场规模据IC Insight统计，2020年我国集成电路市场规模为1434亿美元，约合 9894.6亿人民币（以2020年美元兑人民币平均汇率6.90计算），市场规 模逼近万亿。我国芯片制造的产值也有了一定的提升，但这一产值数据 包含外国及中国台湾公司在中国大陆投资的制造厂贡献的产值，仅仅中 国大陆的公司2020年芯片制造产值仅为83亿美元，相比千亿美元的市场 规模，大陆芯片企业制造的产品仅满足了内需的5.8%。据芯思想研究预估计，2020年中国大陆地区芯片制造公司营收排名前五 名的企业中，三家都由外资投资建设，其中三星西安、英特尔大连两家 企业占据前两名，海力士无锡排名第五；中资企业中，中芯国际、华虹 集团跻身前五，营收与三星西安的差距还很大。据IC insights机构预测， 中国集成电路市场规模自2021年起将保持9.2%的年复合增长率，在 2025年达到2230亿美元。而中国的芯片制造规模将略快于整体市场规模 的增长，保持13.2%的年符合增长率，至2025年约为432亿美元。目前 我国集成电路的国产化替代率还很低。

  受原材料价格波动大影响，我国集成电路行业市场规模和集成电路制造 业产值在过去五年内呈现小幅波动，但国家统计局数据显示，我国芯片 制造业保持高速增长，近五年符合增长率高达18.68%，显著快于市场规 模增速。集成电路产量已经连续两年突破两千亿块，2020年增速更是高 达近30%。

  尽管我国集成电路产量增速迅猛，但我国集成电路供应量与需求量之间 的差距过于悬殊，大量的芯片仍然需要通过进口获得。据海关总署统计， 2020年我国集成电路进口金额3500.4亿美元，出口仅为1166亿美元， 进出口贸易差达高2334.4亿美元，较2019年的2039亿美元再度扩大。

  中国现状在整个芯片产业链中，我国除了上世纪七十年代起步的封测技术较为领 先外，芯片设计、制造行业的整体水平还与领先国家有较大的差距。其 中，在芯片设计领域，我国移动处理器设计水平与世界差距较小，其他 细致划分领域均较为落后，缺乏高端芯片设计话语权；在制造环节中，先进 制程工艺最为“卡脖子”，据中芯国际官方网站介绍，其14纳米FinFET 技术于2019年第四季度进入量产，是中国大陆目前最先进水平，而2021 年4月台积电3纳米工艺芯片已经进入试产，远远领先大陆水平。制造工艺

  制造设备我国芯片行业的支撑产业发展也与世界存在差距。高端芯片的制造主要 依靠光刻机为核心的制造设备，目前我国在低端光刻机国产化进程上， 取得了一定的成果，而尖端光刻机技术被荷兰ASML公司垄断。

  芯片占有率在芯片设计领域，知识产权竞争十分激烈，中高端芯片几乎被海外厂商 垄断，中国企业在全球集成电路产业中长期处于中低端领域，逻辑、存 储等高端芯片仍依赖进口。据国务院发布的相关数据，2019年我国芯片 自给率仅为30%左右，提升高端芯片国产化率，实现高端芯片设计制造 的国产化替代将是中国芯片产业下一阶段的重要奋斗目标。

  半导体产业结构变化中国集成电路产业结构也逐步从附加值相比来说较低的封装测试领域向附加 价值更高的设计领域转型。2012年至2020年前三季度，芯片设计在中国 半导体产业所占比重从29%增至45%，2018至2020年增长增速加快。

  全球半导体TOP10虽然中国集成电路产业发展道路艰难，但中国依旧诞生了一批优秀的芯 片厂商。据IC Insights发布的2020上半年全球半导体厂商Top10中，国 产企业海思半导列第十。但受到制裁影响，年末Gartner做出的统计 中，全球半导体营收前十名的企业又被外国公司占领。

  四、芯片行业下游应用分析终端市场结构近年自动驾驶、人脸识别、通信技术 和云计算等新兴产业的快速发展促使集成电路行业本身加速进步，以适 应更多元化的应用场景和更庞大的算力需求。 从终端应用需求来看，通信行业（手机）、计算机是半导体行业的主要 需求侧。据美国半导体行业协会数据，2019年全球半导体应用中通信行 业和计算机行业应用占比分别为33%和28.5%。

  虽然智能手机和计算机贡献了半导体终端应用过半的需求，市场庞大， 但这两类产品已经步入存量市场，它们对半导体市场需求增长的拉动帮 助并不明显

  物联网物联网产业迅猛发展是芯片需求增长的一大推动力，物联网产业感知、 传输、平台、应用四层架构中的每一层级，都需要各类芯片的参与。其 中物联网终端层、边缘计算层和应用层对芯片的需求更加多元化，数量 也相对较大。

  据GSMA统计数据显示，2020年，全球物联网设备连接数量高达126亿 个，GSMA预测到2025年这一数字将达到246亿。近年来全球物联网设 备数量高速增长，五年后全球物联网设备数量近乎翻倍。

  智慧汽车以智慧汽车为例，目前汽车集成了更多提升驾乘体验的功能，如驾驶辅 助、车联网、智慧座舱等，已经远远超出了作为代步和货运工具的角色。 而这些智能化的功能都由复杂的机电系统完成，这些系统通常是由机械 设备、传感器和多种芯片共同组成的。智慧汽车的发展也使得汽车对芯 片的需求不断提升。据中汽协预测，到2022年，中国品牌电动汽车平均 芯片数量将高达1459颗。

  智能可穿戴设备智能可穿戴设备也是物联网的一大应用领域。近年来，智能可穿戴设备 市场不断扩大，据Gartner统计，2019年全球用户在可穿戴设备的支出 为461.94亿美元，2020年达到689.85亿美元，增幅达到49.3%。随着下 游市场快速扩大，上游芯片需求也将水涨船高。

  智慧工厂智慧工厂的建设也如火如荼。与面向消费者 的设备不同的是，智慧工厂、工业互联网应用的芯片多为工作温度范围 更广、设计使用寿命更长的芯片，其在制造与封装工艺上的要求也更高。 在芯片种类方面，工业应用中对电源管理芯片、信号链芯片等模拟芯片 的需求更大，对微控制器、逻辑芯片等也有一定需求。数据显示，2016至2019年，全球工业互联网市场规模复合增长率超过 5%，总量已经逼近8500亿美元，市场体量庞大。机构预测在2020年至 2025年，这一市场将继续保持6%左右的复合增长率，在2025年市场规 模将超过1.2万亿美元。

  智慧安防智慧安防也是备受关注的行业，行业又可以划分为城市安全、企业及机 构安防、家庭安防等不同的细分领域，每一领域中都有。智慧安防设备 包括监控设备、人脸识别摄像头、中央计算平台、智能报警器等，这些 设备都需要芯片实现一定的功能。据中安网数据，2020年全国安防行业 增长率为3%，总产值达到8510亿元。2019年，智慧安防在整个安防市 场的渗透率约为5.5%，可以预见这一比例在未来短期内将会极速上升。 据估算，2026年前后我国智慧安防市场规模将达到2500亿元人民币。这 一市场快速增长的同时，会拉动对显示控制芯片、各类通信芯片、微控 制器、用于AI计算的逻辑芯片等不同芯片种类的需求。云计算云计算等后端算力同样对芯片有巨大需求。云计算是将计 算能力以服务的形式提供给用户。数据中心则是云计算服务的基础设施， 其主机房包含了交换机、服务器和其它与之配套的设备（例如通信和存 储系统)。 由于数据中心需要对大量原始数据进行运算处理，对于芯片等基础硬件 的计算能力、存储能力等都有较高要求。 据赛迪顾问数据，截至2019年，中国数据中心数量约为7.4万个，约占 全球数据中心总量的23%，机架数量由2016年的124万架上升至2019 年的227万架，年复合增长率超20%

  5G在数据传输端，5G技术的应用也推动芯片需求的增长。除了在消费端的 应用，如手机里的5G基带芯片，大量的芯片需求来自于5G基站的建设。 不同于4G基站，5G信号频段的特性决定了将信号覆盖同样的面积，其基 站数量将是4G基站的2倍及以上。据工信部数据显示，截至2021年3月 底中国5G基站数量达81.9万座，2021年预计新建基站80万座。同时， 高盛预测，中国5G基站将在未来五年循序渐进式增长

  六、芯片行业国家政策分析为了提高中国自身芯片研发能力以及降低西方技术封锁对我国科技产业 的影响。自2014年以来，我国依据集成电路行业情况一方面出台政策对 集成电路从业公司进行税收减免，另一方面制定技术战略发展纲要指导 集成电路行业技术进步，多方面政策共同推动集成电路行业进步。

  七、中国集成电路行业未来展望中国集成电路行业发展的新趋势封测业市占率稳超20%国内封测业起步早，产业规模大，龙头企业发展态势也很稳健。目前中 国大陆封测业龙头企业长电科技市场占有率稳居世界前四，通富微电与 天水华天市占率稳定在世界前十。在技术层面，长电科技与世界龙头日 月光、安靠的技术水平不相上下，都能够实现SiP、TSV等先进封测技术 的运用。目前我国封测产业将发力突破高密度芯片封测，弥补技术短板， 同时业内企业需要逐步扩大产能，比肩日月光、安靠这样常年占据世界 20%市场占有率的国际大厂。

  在芯片产业的三个环节中，我国在每一环节的发展都与世界顶尖水平有 一定的差距，芯片设计存在比较明显的偏科发展、芯片制造中先进工艺 难以突破、芯片封测还未实现大规模和高集成芯片的封测能力。同时我 们也要肯定两千多家芯片从业企业对中国芯片发展所做的贡献和突破， 让我们在诸如通用GPU、移动CPU设计等领域跻身世界顶尖水平。在“十四五”开年之际，各地方政府对所管辖区域芯片行业的长处与短 板应有清晰的梳理。在新一轮的项目招商和落地过程中，优先着力于充实优势领域的产业链，补齐产业链缺少的环节和板块，向上游或下游产 业链延伸发展，发挥地方产业特色，将过去积累的芯片产业资源聚拢、 活化，形成规模化、链条化的产业聚集区和产业园。芯片行业是资金密 集型与技术密集型产业，对资金、人才、产业成熟度的要求都比较高， 地方政府在招商引资的过程中，对于新的芯片门类、新的产业方向要谨 慎落地，避免企业水土不服，造成资源和时间的浪费。在国家优惠政策、产业基金充沛和庞大内需的推动下，可以预见在不久 的将来，我国芯片行业将有更多的领域跻身世界前列，立于世界之巅。中国集成电路行业面临的挑战虽然我国芯片行业在市场和政策的双重促进下正保持着高速发展，但我 们也应该清楚地认识到我们存在的短板和不足。综合来看，我国芯片行 业已经面对或未来将会面对的挑战将会主要出现在生产设备难以突破、 设计工具自主水平低、材料发展水平有待提升、行业人才存在缺口等方 面。生产设备难以突破先进的芯片制造工艺高度依赖尖端的芯片制造设备，我国在最重要的光 刻机上与世界领先的EUV、DUV机器都有不小的差距，在多年的探索中 进步较为缓慢。除了光刻机之外，我国企业生产的用于薄膜沉积和离子 注入的设备与世界水平差距较大。

  目前世界顶尖芯片制造商——中国台湾的台积电已经在测试3nm工艺制 程，5nm工艺制程已经实现商用。生产设备国产化水平无法满足高端芯 片需要的现状下，荷兰ASML公司拒售最先进的EUV光刻机严重限制了我 国高端芯片制造的发展。在美国对华科技企业发起一系列制裁后，我国 顶尖的芯片设计公司海思便无法通过台积电进行高端芯片的代工，国内 无法满足生产需求的现状下，相关业务发展不得不陷入停滞。目前，芯 片制造关键设备基本都被日本、美国的设备制造商把持，一旦国际政治 环境出现恶化，我国芯片制造的其他环节也会直接陷入产能无法继续提 升的窘境。设计工具自主水平低芯片设计主要需要使用EDA仿真软件等设计工具，据雷锋网援引赛迪智 库分析师的发言，2019年在EDA市场国产化替代率仅约10%，且份额基 本被产品较为全面的华大九天占据。世界顶尖的三家EDA设计软件公司 Synopsys、Cadence和Mentor都是美国公司，我国的华大九天、芯远 景、芯禾科技、广利微电子等企业也能够提供部分环节的EDA软件，但 在技术成熟度和完整性上与顶尖企业还存在差距，在高端芯片设计中， 中国企业还没有非常好的本土化软件可以替代。材料发展水平有待提升在芯片材料方面，我国的大尺寸硅片、光刻胶、掩膜板制造技术与目前 的芯片设计水平还存在差距，许多门类的材料不能满足国内企业生产制 造需求，需要依赖进口。在设计软件、芯片制造设备、芯片制造核心材 料，部分封测设备上都存在短板，导致我国芯片行业发展受到国外限制 的领域较多，容易在政治环境较差的时候陷入发展停滞的局面。行业人才存在缺口我国集成电路长期以二级学科地位发展，直到2020年7月底才被确定设 立为一级学科独立发展。学科等级也影响了高等院校和科研机构对集成 电路的独立支持，独立的高校和学院近几年才逐渐设立，如南京市于 2020年11月设立专门的南京集成电路大学，清华大学于2021年4月22日 才成立独立的集成电路学院，这对行业人才的专门化培养有很大的影响。据《中国集成电路产业人才白皮书（2019-2020年版）》多个方面数据显示，截 至2019年年底，我国直接从事集成电路产业的人员规模在约为51.19万 人，同比增长11.04%。相比2017年的40万人，2年增长了11.19万人。该白皮书预测，2022年集成电路整体从业人员要达到74.4万人左右，缺 口尚有近25.2万人，设计与制造领域人才缺口均在9万人左右。值得注意 的是，2019年从业人员增量相比2018年呈现略微下滑趋势，尽管许多高 校通过新开设专业或扩大招生规模来提高相关行业人才供给，但数据显 示2019年仅有12%的集成电路专业毕业生进入本行业工作，人才与岗位 的矛盾也很尖锐，未来从业人员规模是否会出现快速地增长尚不可知。