集成电路市场前景

集成电路市场前景一、 集成电路行业概况（一）全球集成电路行业整体发展概况集成电路行业作为信息产业的基础，现已逐渐发展成为衡量一个国家或地区综合竞争力的重要标志，其发展水平直接反映了国家技术科研实力水平的高低。应用领域方面，集成电路广泛应用于信息、通信、消费电子、计算机、工业自动化等各个领域。5G通讯、人工智能、云计算、物联网、大数据、可穿戴设备等新业态的快速发展，为全球集成电路产业提供了巨大的市场需求和广阔的发展空间。如今，集成电路的应用已经渗透到现代生活和未来科技的各个方面，成为日常生产生活的重要组成部分。至今，全球集成电路产业的发展经历了四个阶段。第一阶段（1947至1967年）是集成电路产业的孕育期，该阶段产品线单一，专业化分工水平较低，美国集成电路厂商开始把制造业向日本和欧洲转移；第二阶段（1968至1981年）是集成电路产业的形成期，1968年英特尔成立，开辟了集成电路历史的新纪元，该阶段专业化分工水平逐步提高，以IDM为框架的集成电路产业初步形成；第三阶段（1982至1998年）是集成电路产业的成长期，1987年台积电成立，开创了集成电路制造的代工模式（Foundry），1990年后无晶圆模式（Fabless）逐步被世界认可，产业专业分工与合作体系逐步形成；第四阶段（1999年至今）是集成电路产业的拓展期，发展运作模式不断地调整，产业结构向高度专业化发展，开始形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立成行的局面。集成电路行业发展至今经历了70余年，主要产业集中在美国、欧洲、日本、韩国和中国台湾。近年来，全球集成电路产业快速发展，根据全球半导体贸易统计组织（WSTS）数据显示，2013年至2021年，全球集成电路行业销售额从2，518亿美元提升至4，630亿美元，年均复合增长率为791%，整体呈出发展态势。2018年全球集成电路行业销售额为3，933亿美元，同比增长146%，2019年受国际贸易摩擦冲击、全球宏观经济低迷以及智能手机与计算机需求动能减弱等多种因素影响，全球集成电路行业销售额下滑至3，334亿美元，同比下滑152%。2020年至2021年，随着贸易摩擦问题缓和，5G、物联网、人工智能、可穿戴设备、新能源汽车、生物医疗、安防电子等新兴应用领域的迅猛发展，全球集成电路产业市场迎来复苏，市场规模回升至4，630亿美元。根据WSTS预测，未来全球集成电路行业销售额将继续保持增长态势，2022年将超过5，000亿美元。目前，美国仍是全球集成电路产业最发达的国家，掌握着高端集成电路的知识产权，拥有经验丰富的研发人才，其他国家和地区较难在短期内追赶和超越。进入21世纪后，随着亚太地区经济水平的快速发展，居民消费能力进一步提升，对集成电路产品需求的增加推动了世界集成电路的市场重心从美国、日本及欧洲等发达国家向中国大陆、东南亚等发展中国家和地区转移。（二）中国集成电路行业整体发展概况中国集成电路行业起步较晚，但经过多年的积累与发展，在巨大的市场需求、良好的产业政策、丰富的人口红利、稳定的经济增长等众多优势条件驱动下，我国集成电路产业实现了快速发展并持续保持高速增长，整体实力显著提升。目前，中国集成电路行业已在全球集成电路产业中占据重要市场地位。至今，中国集成电路产业的发展经历了四个阶段。第一阶段（1965至1978年）是我国集成电路产业的初创期，该阶段以开发逻辑电路为主，初步建立了我国集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件；第二阶段（1978至1990年）是我国集成电路产业的探索发展期，该阶段初步改善了我国集成电路装备水平，以消费类整机作为配套重点，较好地解决了彩电集成电路的国产化问题；第三阶段（1990至2000年）是我国集成电路产业的重点建设期，该阶段抓好科技攻关和科研开发基地的建设，为信息产业提供服务，在多领域实现科研技术突破；第四阶段（2000年至今）是我国集成电路产业的快速发展期，该阶段成立了国家集成电路产业投资大基金，扶持集成电路企业快速成长，产业聚集效应明显。从产业规模上看，根据中国半导体行业协会（CSIA）统计，2013年至2021年，中国集成电路行业销售额从2，509亿元提升至10，458亿元，年均复合增长率为1954%，整体呈出稳步发展态势且远高于同期全球市场规模增速。2017年，中国集成电路产业总销售额突破5，000亿元，同比增长248%。2019年，在全球集成电路行业市场规模下滑的情况下，中国集成电路行业销售额仍同比增长158%，成为全球主要经济体中少数实现逆势增长的区域。2021年，我国集成电路行业实现销售额10，458亿元，同比增长182%。从产业结构上看，中国集成电路产业链的三大环节包括设计业、制造业和封装测试业，我国集成电路行业聚焦于产业链的下游位置，主要优势在于集成电路封装和测试，但近年来产业结构持续优化。2013年至2021年各环节的市场规模均始终保持着持续快速发展的态势，其中，设计业与制造业的占比整体持续增长，封装测试业的占比持续下降。设计业销售额由2013年的809亿元增长至2021年的4，519亿元，年均复合增长率为2399%，在2016年以379%的比重超越了封装测试产业，成为我国集成电路最大的产业。产业结构方面，我国集成电路产业重心整体呈现由封装测试业向设计业与制造业转移的趋势，国内集成电路的产业结构趋于合理。从细分产业上看，国内集成电路设计业是集成电路行业中最具发展活力的领域，尽管国内集成电路设计产业销售额持续增长，然而国内集成电路设计技术和创新能力与国际最先进水平仍有较大差距，具备规模优势和核心技术优势的IC设计企业较少。在集成电路产业链中，封装测试业领域的技术和资金门槛相对较低，我国发展集成电路封装测试业具有明显的成本和市场地缘优势，因此封装测试业的发展相对较早，目前的技术水平也较为成熟，在国际上已具备较强的竞争力。根据CSIA的统计数据，我国集成电路封装测试行业的市场规模逐年增长，2021年达到了2，763亿元，同比增长101%。从产业特性上看，集成电路制造行业投资规模大，投资门槛高，行业聚集性效应明显。全球IC制造领域的领头企业中国台湾的台积电，2021年度营业收入为57225亿美元，相较于2020年度增长高达185%。占全球前十大芯片代工企业总收入的比例超过50%，具有显著的市场份额优势。目前，中国大陆主要的IC制造企业包括中芯国际、华虹半导体等，与国际先进水平企业仍然存在较大的技术和规模差距，在未来进入更高阶制程的过程中面临的压力将会越来越大。从自给程度上看，国内集成电路行业与欧美发达国家相比仍有较大差距。根据ICInsights的数据，2021年国内集成电路自给率仅有16%，使得集成电路行业已成为我国进口依赖程度较高的行业之一，尤其是高端芯片严重依赖进口。考虑到集成电路行业对国民经济及社会发展的战略性地位和国际贸易摩擦预期等因素，集成电路的国产化更具紧迫性。当前，中国经济发展正处在产业结构调整升级的重要时期，物联网、大数据、云服务等产业发展带来的新的市场机会已经形成，互联网发展的市场环境、人才环境将会越来越好，政府对集成电路产业所给予的政策和资金支持将会越来越强，国内本土芯片厂商正在步入快速成长的发展阶段。二、 国内模拟集成电路产业发展概况根据统计数据，2012-2020年期间，我国模拟集成电路行业市场规模由1，3685亿元增长至2，6666亿元，年均复合增长率达870%，明显高于同期全球复合增长率。此外，我国已成为全球模拟集成电路最大应用市场。近年来，我国模拟集成电路应用市场占全球市场份额不断扩大，占全球市场规模超过50%，国内模拟集成电路行业巨大的市场需求给了本土企业广阔的发展空间。目前，我国在5G商业应用领域处于领先地位，同时也在不断推动工业自动化、汽车电动化和智能化的发展，未来我国模拟集成电路行业市场有望继续保持较快增长。三、 模拟集成电路行业概况模拟集成电路一般分为信号链产品和电源管理产品。信号链产品和电源管理产品又有多种品类的产品，每一品类根据不同的终端产品应用又有不同的系列，因此模拟集成电路种类繁多。模拟集成电路下游客户以耐用可靠为主要需求，产品生命周期较长，最长可达10年以上。模拟集成电路主要追求的是产品的信噪比高、失真低、功耗低、可靠性高等，制程的缩小有时反而会导致性能的降低，目前模拟集成电路的主流工艺制程为018m和013m制程，比较先进的制程是65nm制程。模拟集成电路的性能考核标准在带宽、增益、面积、摆幅、噪声等多方面的折中。模拟集成电路设计的核心在于电路设计，需要根据实际参数调整，要求设计工程师既要熟悉集成电路设计和晶圆制造的工艺流程，又要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性，对经验要求高，学习曲线在10-15年。与数字集成电路相比，模拟集成电路的制程要求较低，加之其拥有更长的生命周期，单款模拟集成电路的平均价格往往低于数字集成电路，但由于终端应用领域广，受单一产业景气度影响较低，价格波动较为稳定，且行业周期性较弱。四、 集成电路行业基本情况集成电路是采用特定的制造工艺，将晶体管、电容、电阻和电感等元件以及布线互连，制作在若干块半导体晶片或者介质基片上，进而封装在一个管壳内，成为具有某种电路功能的微型电子器件。相对于传统的分立电路，集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性强、性能好、成本低、能耗较小、故障率低、便于大规模生产等优点，并在各领域得到广泛的应用。集成电路产业作为信息技术产业群的基础和核心，已成为关系国民经济和社会发展的的战略性、基础性和先导性产业，是转变经济发展方式、调整产业结构、保障国家安全的重要支撑，也是培育和发展战略性新兴产业、推动信息化与工业在集成电路技术进步基础上的全球信息化、网络化和知识经济浪潮，进一步提高了集成电路产业的地位。（一）集成电路的分类模拟集成电路是主要用来产生、放大和处理连续性的声、光、电、电磁波、速度、温度和湿度等自然模拟信号的集成电路；数字集成电路主要用来运算、存储、传输、转换和处理离散的数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号，如电学1和0信号）的集成电路。与数字集成电路相比，模拟集成电路具有设计门槛高、产品种类复杂、工艺制程要求低和生命周期长等特点。（二）集成电路产业链集成电路产业链包括集成电路设计、制造、封装测试等环节，各环节均具有独特的技术体系及特点，现已分别发展成独立、成熟的子行业。集成电路设计处于集成电路产业链的前端，是根据终端产品市场的需求设计开发各类芯片产品，通过架构设计、电路设计和物理设计，将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的设计版图，集成电路设计是后续集成电路制造环节的基础，其设计水平的高低直接决定了芯片的功能、性能及成本。集成电路制造是通过版图文件生产掩膜，并通过氧化、光刻、掺杂、溅射、刻蚀等制造工艺过程，将掩膜上的电路图形复制到晶圆基片上，从而在晶圆基片上形成具备特定功能的集成电路，其技术含量高、工艺复杂，在芯片生产过程中处于至关重要的地位。集成电路封装是将加工完成后的晶圆切割、焊线、封装，保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤，增强芯片的散热性能，实现电气连接，确保电路正常工作；集成电路测试主要是对封装完毕的芯片产品的功能、电参数和性能进行测试，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，测试合格后，芯片成品即可使用。五、 模拟芯片：集成电路的重要部分模拟芯片负责处理连续的模拟信号。半导体市场主要包括集成电路（即芯片）、分立器件、光电子器件、传感器等四大类产品，其中集成电路市场占比最大。集成电路按其功能通常可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路主要是指在现实世界与物理世界之间，由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起，用来产生、放大和处理连续函数形式的模拟信号（如声音、光线、温度等）；数字集成电路是对离散的数字信号（如用0和1两个逻辑电平来表示的二进制码）进行算术和逻辑运算的集成电路。模拟芯片是电子系统中不可或缺的部分。与数字集成电路相比，模拟集成电路应用领域繁杂、生命周期长、人才培养时间长、价低但稳定。模拟芯片可广泛应用于消费类电子、通讯设备、工业控制、医疗仪器、汽车电子等领域，以及物联网、新能源、智能穿戴、人工智能、智能家居、智能制造、5G通讯等各类新兴电子产品领域。模拟芯片人才培养周期长，经验依赖提升技术壁垒。模拟集成电路设计主要是通过有经验的设计人员进行晶体管级的电路设计和相应的版图设计与仿真，需要额外考虑噪声、匹配、干扰等诸多因素，要求其设计者既要熟悉集成电路设计和晶圆制造的工艺流程，又需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性。而数字集成电路设计大部分是通过使用硬件描述语言以基本逻辑门电路为单位在EDA软件的协助下自动综合产生，布图布线也是借助EDA软件自动生成。与数字集成电路相比，模拟芯片设计自动化程度低，加上辅助设计工具少、测试周期长等原因，模拟电路设计更依赖于人工设计，对工程师的经验要求也更高，培养一名优秀的模拟集成电路设计师往往需要10年甚至更长的时间。按定制化程度，模拟芯片可分为通用模拟芯片和专用模拟芯片。通用型模拟芯片，也叫标准型模拟芯片，属于标准化产品，适用于多类电子系统，其设计性能参数不会特定适配于某类应用，可用于不同产品中。专用型模拟芯片根据专用的应用场景进行设计，一般集成了数字和模拟IC，复杂度和集成程度更高，有的时候也叫混合信号IC。根据ICInsights，2022年全球通用模拟芯片和专用模拟芯片占比分别为40%和60%。电源管理和信号链芯片是模拟芯片的重要组成部分。广义模拟芯片市场包含信号链、电源管理和射频三大类。其中，电源管理芯片主要是指管理电池与电能的电路，包括充电管理芯片、转换器产品、充电保护芯片、无线充电芯片、驱动芯片等；信号链芯片主要是指用于处理信号的电路，包括线性产品、转换器产品、接口产品等。六、 集成电路设计行业发展趋势（一）新兴应用引领集成电路设计行业新发展集成电路设计行业下游应用领域广泛。一方面，消费电子、汽车电子以及智能终端等集成电路应用的重要领域升级换代进程加快，促进了集成电路产业链的持续扩张，有利于集成电路设计行业的需求规模持续增长。另一方面国内人工智能、大数据、物联网、云计算、5G等新一代信息技术的蓬勃发展极大丰富了集成电路的应用场景和细分领域，尤其是随着新一代信息技术深入应用，在移动智能终端、物联网、汽车电子等新兴领域的应用需求拉动下，将推动新一轮的消费升级，将催生大量芯片产品需求，并有望成为推动集成电路产业发展的新动力，为集成电路设计企业带来新的发展机遇。（二）我国集成电路设计业占比不断提升，产业结构不断优化我国集成电路市场保持快速发展，集成电路设计业的销售额在整个产业中的占比不断提升。我国集成电路市场规模从2013年的2，509亿元，快速上涨至2021年的10，458亿元，年均复合增长率为1954%；集成电路设计业销售收入从2013年的8088亿元增长到2021年的4，519亿元，年均复合增长率为2399%，高于集成电路整体产业增速，且集成电路设计占行业比重由2013年的3224%增加至2021年的4321%，产业结构趋于优化。（三）自主可控将为国内集成电路设计企业提供新机遇我国集成电路设计产业总体处在发展初期，集成电路自给率较低。根据中国半导体行业协会公开数据，2021年中国进口集成电路6，3548亿块，同比增长1692%，进口金额4，32554亿美元，同比增长2359%；出口集成电路3，107亿块，同比增长1959%，出口金额1，5379亿美元，同比增长3190%，进口的集成电路在数量和金额上均远超出口，且出口的芯片以中低端为主，当前集成电路国产化需求强烈。当前我国集成电路设计以中低端芯片为主，在中高端芯片市场，国内自主研发能够可替代产品相对较少，国际贸易摩擦已经突显了自主可控的重要性，国内集成电路行业仍有较大的市场空间，未来随着集成电路自给率提升，将为我国集成电路设计产业带来新的发展机遇。七、 行业发展态势及面临的机遇与挑战（一）面临的机遇集成电路是国民经济的战略产业、支柱产业，为推动集成电路产业发展，我国地方政府推出了一系列鼓励和支持集成电路产业发展的政策，为产业的发展营造了良好的政策环境。比如2018年政府工作报告，将集成电路排在实体经济第一位置，足见政府对集成电路支持力度之大，北京、上海、深圳、青岛等各地方对集成电路产业较为重视，在政策、资金、人才方面都给予大力支持。除了政策支持，国家推动成立了集成电路产业投资基金，该基金由国开金融、中国烟草、亦庄国投、中国移动、上海国盛、中国电科、紫光通信、华芯投资等企业于发起，重点投资集成电路芯片制造业，兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业，实施市场化运作和专业化管理。根据公开资料，国家集成电路产业投资基金一期已经投资完毕，总投资额为1，387亿元，累计有效投资项目达到70个左右，投资范围涵盖集成电路产业上下游各个环节。国家集成电路产业投资基金二期已经于2019年10月22日正式设立，注册资本为2，0415亿元，投资覆盖设计、制造、封测、材料、设备等环节的同时，更侧重投入到更薄弱的设备和材料两大环节。除了国家集成电路产业投资基金，各路产业资金也纷纷投向集成电路领域，进一步推动了行业发展。随着以大数据、人工智能、云计算、物联网等为代表的新一代信息技术飞速发展，智能化成为社会生产生活中的主流趋势，新兴领域的兴起与发展加速了智能化进程。集成电路作为产业智能化进程中必不可少的关键电子部件，是新产品智能化功能实现的基础平台，也是物联网等新技术应用的核心载体。集成电路技术改变着人类的生产与生活方式，成为社会信息化的引擎。模拟集成电路作为集成电路的子行业，贯穿于生产生活的各个领域，并在不断发展和革新，模拟芯片产品广泛应用于通信、汽车、智能家居、消费类电子等领域。根据ICInsights相关数据，受益于信息网络基础建设和新能源汽车行业快速渗透，未来通信和汽车电子占比有望进一步提升，成为拉动模拟芯片需求的重要动力。同时，随着物联网、人工智能、云技术、5G等新兴技术的兴起，新兴应用领域的需求将不断带动下游终端市场的快速增长，为上游集成电路设计行业创造了巨大的市场空间和发展前景。当前我国集成电路设计以中低端芯片为主，在中高端芯片市场，国内自主研发的产品相对较少，国际贸易摩擦已经突显了自主可控的重要性。近年来，随着市场需求的拉动和政策支持，我国集成电路设计行业快速发展，整体技术水平显著提升，涌现出一大批具有优秀研发实力的企业。未来随着集成电路自给率提升，我国集成电路设计产业将迎来新的发展机遇。（二）面临的挑战我国集成电路企业尚处于快速成长的阶段，个别领域在量（销售规模）方面也进入了世界前列，但是在质（技术水平）方面却与国外先进水平仍有着显著的差距。比如在模拟芯片领域，国内主要还集中在低端产品，在高电压、高频率、高性能和高可靠性上与国外企业差距较大。国内集成电路企业在整体研发实力、创新能力等方面仍有待不断提升。人才是集成电路产业的第一资源，也是制约集成电路产业发展的关键瓶颈。随着中国半导体行业的迅速发展，行业内的企业对专业人才的需求不断扩大，但由于国内半导体行业起步较晚，具有完备知识储备、丰富技术和市场经验、能胜任相应工作岗位的人才较为稀缺，行业内高端人才需求缺口日益扩大，一定程度上抑制了行业内企业的进一步发展。八、 多因素驱动模拟芯片市场成长全球集成电路市场规模持续扩大，中国市场发展快速。根据Frost&Sullivan统计，2020年全球集成电路市场规模为3，546亿美元，伴随着以新能源汽车、5G、AIoT和云计算为代表的新技术的推广，集成电路产业将会迎来进一步发展，预计2025年将达到4，750亿美元，复合增长率约为6%。2020年中国集成电路行业市场规模为8，928亿元，同比增长18%。随着消费电子、汽车电子、工业控制、医疗电子等市场需求的不断提升，中国集成电路行业发展快速，未来五年将以16%的年复合增长率增长，至2025年市场规模将达到18，932亿元。模拟芯片全球市场规模稳步扩张，中国为其最主要的消费市场。因其使用周期长的特性，模拟芯片市场增速表现与数字芯片略有不同。根据Frost&Sullivan统计，2021年全球模拟芯片行业市场规模约586亿美元，中国市场规模约2731亿元，占比七成左右，中国为全球最主要的消费市场，且增速高于全球模拟芯片市场整体增速。预计2025年中国模拟芯片市场规模将增长至3340亿元，20-25年复合增长率为6%。模拟芯片下游各细分市场快速扩大，通信市场规模最大，通信、汽车占比进一步提升。根据ICInsights统计，专用模拟芯片的下游市场主要包含通信、汽车、工业、计算机、消费电子等领域。通信是专用模拟芯片最重要的下游市场，包含手机、网络及通讯设备等，2022年全球市场规模为262亿美元，占整个模拟芯片市场的32%。汽车是专用模拟芯片增速最快的下游市场，22年增速为17%，2022年市场规模为137亿美元，位居第二。