摘要:近年來,由于智能手機、個人電腦和服務(wù)器的需求上升,疊加汽車電氣化、能源清潔化不斷發(fā)展,全球芯片市場規(guī)模呈現(xiàn)波動上漲的趨勢。2022年全球芯片市場規(guī)模已達5430.1億美元。隨著中國芯片制造工藝不斷進步以及高端人才不斷涌現(xiàn),國產(chǎn)芯片實現(xiàn)核心技術(shù)突破,存儲芯片、模擬芯片、GPU芯片等產(chǎn)業(yè)空白得以填補同時,在我國利好政策的引導下,國產(chǎn)芯片進口替代的進程明顯加快。2023年上半年,我國數(shù)十座芯片工廠實現(xiàn)量產(chǎn),優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能持續(xù)釋放,中國芯片市場份額有望進一步提升。
一、定義及分類
芯片通常是集成電路經(jīng)過設(shè)計、制造、封裝、測試后可以立即使用的獨立的整體。使用單晶硅晶圓用作基層,利用微影、擴散等技術(shù)制成金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管或雙極結(jié)型晶體管等組件,使用微影、薄膜、和CMP技術(shù)制成導線,即完成芯片制作。按功能不同可分為計算芯片、存儲芯片、感知芯片、通信芯片、能源芯片五大類。
二、行業(yè)政策
1、主管部門和監(jiān)管體制
芯片制造企業(yè)在主管部門的產(chǎn)業(yè)宏觀調(diào)控和行業(yè)協(xié)會自律規(guī)范的約束下,面向市場自主經(jīng)營,自主承擔市場風險。芯片行業(yè)的主管部門主要為中華人民共和國工業(yè)和信息化部,主要負責提出新型工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略和政策,協(xié)調(diào)解決新型工業(yè)化進程中的重大問題,擬訂并組織實施工業(yè)、通信業(yè)、信息化的發(fā)展規(guī)劃;制定并組織實施行業(yè)規(guī)劃、計劃和產(chǎn)業(yè)政策,擬訂行業(yè)技術(shù)規(guī)范和標準并組織實施,指導行業(yè)質(zhì)量管理工作等。行業(yè)自律組織為中國半導體行業(yè)協(xié)會,主要負責貫徹落實政府產(chǎn)業(yè)政策;開展產(chǎn)業(yè)及市場研究,向會員單位和政府主管部門提供咨詢服務(wù);行業(yè)自律管理;代表會員單位向政府部門提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議和意見等。
2、行業(yè)相關(guān)政策
芯片是國家的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導性產(chǎn)業(yè),為中國新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的強勁推動力量。2023年為了鼓勵行業(yè)發(fā)展、規(guī)范行業(yè)秩序,我國各級政府及相關(guān)主管部門先后出臺了《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》《電子信息制造業(yè)2023—2024年穩(wěn)增長行動方案》等一系列針對芯片行業(yè)的法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策,提出基于能源電子需求,發(fā)展高速光通信芯片、高速調(diào)制器芯片、光傳輸用數(shù)字信號處理器芯片、高速驅(qū)動器和跨阻抗放大器芯片;著力提升芯片供給能力,積極協(xié)調(diào)芯片企業(yè)與應(yīng)用企業(yè)的對接交流等舉措。此外,我國政府還提供了財政、稅收、融資等資金支持,為我國芯片實現(xiàn)技術(shù)突破提供了良好的政策及市場環(huán)境。
三、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)及產(chǎn)品壁壘
合格的芯片產(chǎn)品不僅需要在體積、容量、讀寫速度等性能指標滿足市場要求,還需要能適用于市場上種類繁多的各種電子系統(tǒng)。這要求芯片企業(yè)具備從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、應(yīng)用到系統(tǒng)平臺等全方位的技術(shù)儲備。同時,下游不同廠商或同一廠商產(chǎn)品型號不同,需要的芯片產(chǎn)品類型也不盡相同。下游廠商為降低運營及采購成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,更傾向于選擇能提供完整解決方案的芯片廠商。從而構(gòu)成一定的技術(shù)和產(chǎn)品壁壘。
2、資金及規(guī)模壁壘
芯片企業(yè)為保持產(chǎn)品競爭力,需進行持續(xù)的研發(fā)投入。但芯片研發(fā)投入高、周期長、風險大,且在研發(fā)階段需要反復修改、反復投入,回報周期過長,從而形成較高的資金壁壘。此外,芯片產(chǎn)品單位售價相對較低,但芯片研發(fā)、生產(chǎn)投入大,因此企業(yè)研發(fā)的芯片產(chǎn)品市場銷售數(shù)量需達到一定規(guī)模才能實現(xiàn)盈虧平衡。具備一定規(guī)模的芯片廠商在內(nèi)部研發(fā)資源分擔、產(chǎn)品良率、與上游供應(yīng)商議價能力、日常運營等方面存在優(yōu)勢,以搶占更多的市場份額,從而對規(guī)模較小的企業(yè)形成一定壁壘。
3、市場及客戶壁壘
芯片下游應(yīng)用包括移動設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊、汽車、軍事等高端消費領(lǐng)域,其對于芯片的可靠性以及穩(wěn)定性要求較高。因此,下游客戶在選擇芯片供應(yīng)商時極為嚴格謹慎,通常需經(jīng)過長期產(chǎn)品審核和驗證才能進入其供應(yīng)體系。同時,芯片產(chǎn)品一旦進入下游供應(yīng)體系,客戶基于供應(yīng)鏈穩(wěn)定性、產(chǎn)品可靠性及切換成本等考慮,一般不會輕易切換供應(yīng)商,從而形成較高的市場及客戶壁壘。
四、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游為集成電路設(shè)計、單晶硅片等核心材料以及晶圓制造、封裝、測試等設(shè)備。其中,集成電路設(shè)計是產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心,隨著國家政策紅利的持續(xù)釋放,我國集成電路產(chǎn)業(yè)獲得更深入的關(guān)注以及更持續(xù)資本助力,從而加速產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與變革,國產(chǎn)替代趨勢明顯,產(chǎn)品供應(yīng)相對充足。同時,我國硅等半導體原材料生產(chǎn)、加工成本逐步降低,使芯片制造企業(yè)盈利空間進一步擴大,有利于產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展。
產(chǎn)業(yè)鏈下游涵蓋移動通信、計算機、消費電子、家用電器、汽車、軍事等多個領(lǐng)域。芯片作為電子產(chǎn)品以及軟件系統(tǒng)的“大腦”,對下游產(chǎn)業(yè)沖擊高端市場具有重要作用。全球步入信息時代,我國順應(yīng)市場發(fā)展趨勢,大力推動電子產(chǎn)品、智能設(shè)備的市場化應(yīng)用及普及,并通過生產(chǎn)技術(shù)升級豐富產(chǎn)品功能、降低產(chǎn)品價格,擴大高端產(chǎn)品市場需求。下游的需求升級和行業(yè)發(fā)展為芯片帶來全新的市場增量。中國芯片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示:
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)杭州士蘭微電子股份有限公司
杭州士蘭微電子股份有限公司成立于1997年,專注于集成電路芯片設(shè)計以及半導體微電子相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)業(yè)務(wù),是國內(nèi)主要的綜合型芯片設(shè)計與制造上市企業(yè)之一。2023年士蘭微聚焦高端客戶和高門檻市場,重點瞄準當前汽車和新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的契機,利用多條不同尺寸硅芯片產(chǎn)線和化合物產(chǎn)線優(yōu)勢,加大新技術(shù)新產(chǎn)品開發(fā)投入,實現(xiàn)業(yè)績提升。2023年前三季度,士蘭微營業(yè)收入為68.99億元,同比增長10.49%。企業(yè)主營產(chǎn)品包括集成電路和分立器件5吋、6吋、8吋芯片以及發(fā)光二極管芯片。2023年上半年,士蘭微集成電路和分立器件5吋、6吋芯片產(chǎn)量為106.47萬片,同比下降16.6%;集成電路和分立器件8吋芯片產(chǎn)量為34.67萬片,同比增長11.34%;發(fā)光二極管芯片產(chǎn)量為1318.15億顆,同比下降20.67%。
2021-2023年上半年士蘭微芯片產(chǎn)量
(2)珠海航宇微科技股份有限公司
珠海航宇微科技股份有限公司成立于2003年,主要經(jīng)營宇航嵌入式SOC處理器芯片、SIP立體封裝模塊/微系統(tǒng)的研制、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售等業(yè)務(wù),是我國宇航SPARC V8處理器SOC芯片的標桿企業(yè)、SIP立體封裝微系統(tǒng)的開拓者,解決了我國宇航電子系統(tǒng)核心處理器及微系統(tǒng)國產(chǎn)化、自主可控、高性能、高可靠等問題。2023年企業(yè)緊跟市場需求推動新產(chǎn)品技術(shù)升級,開展SoC、SiP、宇航總線新技術(shù)新產(chǎn)品預研,保持公司宇航電子技術(shù)的領(lǐng)先地位。2023年上半年,航宇微芯片業(yè)務(wù)收入為1.05億元,同比增長16.24%;毛利率為79.05%。
五、行業(yè)現(xiàn)狀
近年來,由于智能手機、個人電腦和服務(wù)器的需求上升,疊加汽車電氣化、能源清潔化不斷發(fā)展,全球芯片市場規(guī)模呈現(xiàn)波動上漲的趨勢。2022年全球芯片市場規(guī)模已達5430.1億美元。隨著中國芯片制造工藝不斷進步以及高端人才不斷涌現(xiàn),國產(chǎn)芯片實現(xiàn)核心技術(shù)突破,存儲芯片、模擬芯片、GPU芯片等產(chǎn)業(yè)空白得以填補。2023年受地緣政治沖突、通脹,以及一些西方國家政府采取“單邊主義”貿(mào)易政策的影響,全球芯片出貨量有所下降,市場規(guī)模增速放緩。2023年全球芯片市場規(guī)模約為5593.9億美元。同時,在我國利好政策的引導下,國產(chǎn)芯片進口替代的進程明顯加快。2023年上半年,我國數(shù)十座芯片工廠實現(xiàn)量產(chǎn),優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能持續(xù)釋放,中國芯片市場份額有望進一步提升。
六、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)產(chǎn)業(yè)政策有力支持
芯片是代表國家科技水平的標志性行業(yè)之一,對國民經(jīng)濟和國家戰(zhàn)略發(fā)展具有重要影響。目前,全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈逐步向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移,為緊跟市場潮流趨勢,我國出臺了一系列財政、稅收、知識產(chǎn)權(quán)保護等政策。同時,國家還將高端通用芯片列為16個國家中長期重大科技專項之一,與載人航天與探月工程、重大新藥創(chuàng)制等具有同等戰(zhàn)略意義。國家產(chǎn)業(yè)政策的支持促進了國產(chǎn)芯片的創(chuàng)新發(fā)展,提高了國內(nèi)芯片企業(yè)的整體競爭力。
(2)發(fā)展空間持續(xù)擴大
物聯(lián)網(wǎng)、新一代移動通信、人工智能等新技術(shù)的不斷成熟,以及工業(yè)控制、汽車電子等主要下游制造行業(yè)升級轉(zhuǎn)型,成為國內(nèi)芯片市場規(guī)模增長的重要推動力。隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)研發(fā)實力以及整合資源能力不斷增強,我國已形成多個全鏈條全要素的特色產(chǎn)業(yè)集群,推動國內(nèi)芯片市場空間持續(xù)擴大,為行業(yè)內(nèi)企業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。
(3)國產(chǎn)替代進程加快
國內(nèi)芯片制造技術(shù)的日益成熟,疊加封裝和測試工藝水平的快速進步,使得國產(chǎn)芯片單位成本逐步降低,芯片產(chǎn)品的性價比不斷提升,從而提升國產(chǎn)芯片產(chǎn)品市場競爭力,吸引大量下游客戶以國產(chǎn)芯片替換昂貴進口芯片。同時,國際貿(mào)易環(huán)境不確定因素日益增多,我國面臨國外技術(shù)壟斷、進口限制等風險,國產(chǎn)替代成為芯片發(fā)展的必然趨勢,為國內(nèi)芯片企業(yè)的發(fā)展提供重大機遇。
2、不利因素
(1)人才儲備不足
芯片在電路設(shè)計、軟件開發(fā)、封裝測試等方面對創(chuàng)新型人才的數(shù)量和專業(yè)水平均有較高的要求,目前在政策、資本等的支持下,我國已經(jīng)積累了一批中高端人才。但基于國內(nèi)芯片發(fā)展速度較快且人才培養(yǎng)周期較長,我國芯片技術(shù)人才,尤其是專業(yè)能力強、技術(shù)水平高且經(jīng)驗豐富的領(lǐng)軍型人才的需求缺口仍然較大。未來一段時間,高端芯片人才匱乏仍然是制約國產(chǎn)芯片高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸之一。
(2)企業(yè)資金實力相對不足
國際市場上主流的芯片企業(yè)大都經(jīng)歷了數(shù)十年以上的發(fā)展,具備一定的市場資源以及資產(chǎn)實力。盡管我國政府對芯片發(fā)展高度重視,但由于大部分芯片企業(yè)發(fā)展時間相對較短,融資渠道及融資能力欠缺,導致資金實力普遍不足,無法支撐大規(guī)模產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn),技術(shù)發(fā)展存在滯后性。同時,芯片研發(fā)、生產(chǎn)投資回報周期較長,部分投資者不愿面臨投資失敗的巨大風險,導致我國芯片投資規(guī)模較小,行業(yè)發(fā)展受限。
(3)國際認可度有待提升
長期以來,我國芯片產(chǎn)品主要應(yīng)用于中低端市場,高端產(chǎn)品供給不足,導致大部分產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品性能無法得到國際先進企業(yè)的認可。同時,部分國內(nèi)芯片制造企業(yè)專注于產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計,但對產(chǎn)品及企業(yè)的市場營銷不夠重視,尚未建立起全球性的品牌形象,即使自身產(chǎn)品在性能、可靠性上已經(jīng)達到了國外廠商同等的水平,但在國際市場,特別是面對國際高端市場時,競爭力明顯偏弱。
七、競爭格局
從全球芯片發(fā)展格局來看,國際一流芯片供應(yīng)商德州儀器、亞德諾、思佳訊、Infineon、意法半導體等依托資金、技術(shù)、品牌知名度等方面的積累,在全球市場上形成領(lǐng)先優(yōu)勢,市場份額位居前列。隨著中國整體信息化水平不斷提升,國內(nèi)芯片設(shè)計、制造技術(shù)取得長足進步,國內(nèi)芯片領(lǐng)先企業(yè)北斗星通、士蘭微、華為海思、華微電子等憑借巨大的市場需求、經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展和有利的政策環(huán)境等眾多優(yōu)勢條件,吸引行業(yè)優(yōu)質(zhì)資源逐步聚集,增強企業(yè)自主研發(fā)能力,大幅提升品牌知名度和產(chǎn)品競爭力,成為中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動力。
2023年前三季度中國芯片上市企業(yè)營業(yè)收入
八、發(fā)展趨勢
當前,移動化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化和低功耗化的發(fā)展趨勢為大容量、高處理速度的芯片帶來了良好的發(fā)展機遇,全球一流芯片廠商開始對下一代芯片產(chǎn)品進行布局。未來,嵌入式、獨立式非易失性存儲器以及功率器件、模擬與電源管理等多元化特色工藝技術(shù)得以快速發(fā)展,推動企業(yè)創(chuàng)新、生產(chǎn)、應(yīng)用能力進一步提升,國產(chǎn)芯片產(chǎn)品趨向多元化發(fā)展。同時,隨著芯片市場需求持續(xù)擴大,疊加國產(chǎn)替代能力持續(xù)增強,我國現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)集群范圍有望進一步擴大。此外,從我國芯片市場應(yīng)用來看,汽車、通訊、智能設(shè)備等產(chǎn)業(yè)芯片應(yīng)用相對成熟,但應(yīng)用于生物、醫(yī)療領(lǐng)域的生物芯片比例相較于發(fā)達國家還有一定的差距。未來,突破生物芯片的基礎(chǔ)核心技術(shù),進行生物芯片技術(shù)和個體化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的擴大和集成,實現(xiàn)國產(chǎn)芯片在臨床醫(yī)學、生物研究等領(lǐng)域市場化應(yīng)用,成為我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點。
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