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(Global Foundries)、联电(UMC)、中芯国际(SMIC)、高塔半导体(Tower jazz)、力晶(Power Chip)、世界先进(VIS)、华虹、东部高科(Dongbu HiTek)、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。
2020年,我国集成电路产业整体规模达到8848亿元,同比增长17%,“十三五”期间年均复合增长率为19.6%。我国集成电路产业结构也实现突破性改善,2020年集成电路制造业规模实现对封测业规模的历史首次超越。
我国集成电路产业结构在持续优化。2020年我国芯片设计业规模达到3778.4亿元,同比增长高达23.3%;“十三五”期间,芯片设计业规模年均复合增长率达23.3%。2020年我国芯片制造业规模达到2560.1亿元,同比增长19.1%,“十三五”期间的年均复合增长率达23.2%。2020年我国封测业规模2509.5亿元,同比增长6.8%,“十三五”期间的年均复合增长率为12.6%。
汽车、手机、服务器、个人电脑、基站、家电是芯片几大较为重要的下游应用领域。我们认为随着智能汽车、人工智能、物联网等技术的发展,汽车、5G手机等领域有望成为驱动半导体行业进一步增长的重要动力。鉴于芯片需求如此旺盛,现在的预期是芯片短缺局面将在 2022 年年中至年底结束,具体取决于芯片类型。如果2022年情况还未能好转,那么缺芯的局面可能将持续到 2023 年。
根据中研普华研究院报告《2021-2025年中国芯片制造商行业市场调研与投资战略研究报告》统计分析显示:
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。
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。
1.半导体材料
在半导体材料市场构成方面,大硅片占比最大,占比为32.9%。其次为气体,占比为14.1%,光掩膜排名第三,占比为12.6%,其后:分别为抛光液和抛光垫、光刻胶配套试剂、光刻胶、湿化学品、建设靶材,比分别为7.2%、6.9%、6.1%、4%和3%。
2.生产设备
半导体设备作为半导体产业链的支撑行业,主要应用于IC制造、IC封测。其中,IC制造包括晶圆制造和晶圆加工设备;IC封测主要用封测产进行采购,包括拣选、测试、贴片、键合等环节。目前,中国半导体设备国产化低于20%,国内市场被国外巨头垄断。
图表:芯片产业链上游情况


数据来源:公开资料整理
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),PC/平板,消费电子,汽车电子。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。
1.电子计算机
近几年随着电子行业的崛起,智能手机、平板电脑、汽车电子、工业控制、仪器仪表以及智能家居等物联网的飞速发展,半导体已在全球市场占据领先地位,同时各类集成电路产品需求不断增长。2020年12月全国电子计算机整机产量为4806.8万台,同比增长44.5%,全年累计产量为40509.2万台,累计增长16%。
2.新能源:光伏组件
半导体材料光生伏特效应是太阳能电池运行的基本原理。现阶段半导体材料的光伏应用已经成为一大热门,是目前世界上增长最快、发展最好的清洁能源市场。根据应用的半导体材料的不同,太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池以及III-V族化合物电池。2019年,我国光伏组件产量98.6GW,同比增长17.0%。截至2020年,我国光伏累计装机预计将达240吉瓦,是2015年末43.2吉瓦装机的5.6倍。
3.LED照明
LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管,采用LED技术半导体光源体积小,可以实现平面封装,因其工作时发热量低、节能高效,产品寿命长、反应速度快,而且绿色环保无污染,还能开发成轻薄短小的产品,成为新一代的优质照明光源,目前已经广泛的运用在我们的生活中。如交通指示灯、电子产品的背光源、城市夜景美化光源、室内照明等各个领域。
中国LED照明市场产值规模由2015年的2596亿元增长到2018年的4155亿元,年均复合增长率达到16.97%,增速高于全球平均水平。预计到2021年,中国LED照明市场产值有望达到5900亿元,2019-2021年仍有望能保持超过12%的年均复合增长水平。
图表:2016-2020年中国LED照明市场产值规模(单位:亿元)

数据来源:公开资料整理
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