史上最全的半导体产业链全景！

导 读 ( 文/ ittbank 授权发布 )

集成电路作为半导体产业的核心，市场份额达83%，由于其技术复杂性，产业结构高度专业化。随着产业规模的迅速扩张，产业竞争加剧，分工模式进一步细化。

目前市场产业链为IC设计、IC制造和IC封装测试。

○ 在核心环节中，IC设计处于产业链上游，IC制造为中游环节，IC封装为下游环节。

○ 全球集成电路产业的产业转移，由封装测试环节转移到制造环节，产业链里的每个环节由此而分工明确。

○ 由原来的IDM为主逐渐转变为Fabless+Foundry+OSAT。

▲全球半导体产业链收入构成占比图

① 设计：

细分领域具备亮点，核心关键领域设计能力不足。从应用类别(如：手机到 汽车 )到芯片项目(如：处理器到FPGA)，国内在高端关键芯片自给率几近为0，仍高度仰赖美国企业；

② 设备：

自给率低，需求缺口较大，当前在中端设备实现突破，初步产业链成套布局，但高端制程/产品仍需攻克。中国本土半导体设备厂商只占全球份额的1-2%，在关键领域如：沉积、刻蚀、离子注入、检测等，仍高度仰赖美国企业；

③ 材料：

在靶材等领域已经比肩国际水平，但在光刻胶等高端领域仍需较长时间实现国产替代。全球半导体材料市场规模443 亿美金，晶圆制造材料供应中国占比10%以下，部分封装材料供应占比在30%以上。在部分细分领域上比肩国际领先，高端领域仍未实现突破；

④ 制造：

全球市场集中，台积电占据60%的份额，受贸易战影响相对较低。大陆跻身第二集团，全球产能扩充集中在大陆地区。代工业呈现非常明显的头部效应，在全球前十大代工厂商中，台积电一家占据了60%的市场份额。此行业较不受贸易战影响；

⑤ 封测：

最先能实现自主可控的领域。封测行业国内企业整体实力不俗，在世界拥有较强竞争力，长电+华天+通富三家17 年全球整体市占率达19%，美国主要的竞争对手仅为Amkor。此行业较不受贸易战影响。

一、设计

按地域来看，当前全球IC 设计仍以美国为主导，中国大陆是重要参与者。2017 年美国IC设计公司占据了全球约53%的最大份额，IC Insight 预计，新博通将总部全部搬到美国后这一份额将攀升至69%左右。台湾地区IC 设计公司在2017 年的总销售额中占16%，与2010年持平。联发科、联咏和瑞昱去年的IC 销售额都超过了10 亿美元，而且都跻身全球前二十大IC 设计公司之列。欧洲IC 设计企业只占了全球市场份额的2%，日韩地区Fabless 模式并不流行。

与非美国海外地区相比，中国公司表现突出。世界前50 fabless IC 设计公司中，中国公司数量明显上涨，从2009 年1 家增加至2017 年10 家，呈现迅速追赶之势。2017 年全球前十大Fabless IC 厂商中，美国占据7 席，包括高通、英伟达、苹果、AMD、Marvell、博通、赛灵思；中国台湾地区联发科上榜，大陆地区海思和紫光上榜，分别排名第7 和第10。

2017 年全球前十大Fables s IC 设计厂商

（百万美元）

然而，尽管大陆地区海思和紫光上榜，但可以看到的是，高通、博通和美满电子在中国区营收占比达50%以上，国内高端 IC 设计能力严重不足。可以看出，国内对于美国公司在核心芯片设计领域的依赖程度较高。

自中美贸易战打响后，通过“中兴事件”和“华为事件”我们可以清晰的看到，核心的高端通用型芯片领域，国内的设计公司可提供的产品几乎为0。

大陆高端通用芯片与国外先进水平差距主要体现在四个方面：

1）移动处理器的国内外差距相对较小。

紫光展锐、华为海思等在移动处理器方面已进入全球前列。

2）中央处理器(CPU) 是追赶难度最大的高端芯片。

英特尔几乎垄断了全球市场，国内相关企业约有 3-5 家，但都没有实现商业量产，多仍然依靠申请科研项目经费和政府补贴维持运转。龙芯等国内 CPU 设计企业虽然能够做出 CPU 产品，而且在单一或部分指标上可能超越国外 CPU，但由于缺乏产业生态支撑，还无法与占主导地位的产品竞争。

3）存储器国内外差距同样较大。

目前全球存储芯片主要有三类产品，根据销售额大小依次为：DRAM、NAND Flash 以及Nor Flash。在内存和闪存领域中，IDM 厂韩国三星和海力士拥有绝对的优势，截止到2017年，在两大领域合计市场份额分别为75.7%和49.1%，中国厂商竞争空间极为有限，武汉长江存储试图发展 3D Nand Flash(闪存)的技术，但目前仅处于 32 层闪存样品阶段，而三星、英特尔等全球龙头企业已开始陆续量产 64 层闪存产品；在Nor flash 这个约为三四十亿美元的小市场中，兆易创新是世界主要参与厂家之一，其他主流供货厂家为台湾旺宏，美国Cypress，美国美光，台湾华邦。

4）FPGA、AD/DA 等高端通用型芯片，国内外技术悬殊。

这些领域由于都是属于通用型芯片，具有研发投入大，生命周期长，较难在短期聚集起经济效益，因此在国内公司层面发展较为缓慢，甚至有些领域是停滞的。

总的来看，芯片设计的上市公司，都是在细分领域的国内最强。比如2017 年汇顶 科技 在指纹识别芯片领域超越FPC 成为全球安卓阵营最大指纹IC 提供商，成为国产设计芯片在消费电子细分领域少有的全球第一。士兰微从集成电路芯片设计业务开始，逐步搭建了芯片制造平台，并已将技术和制造平台延伸至功率器件、功率模块和MEMS 传感器的封装领域。但与国际半导体大厂相比，不管是高端芯片设计能力，还是规模、盈利水平等方面仍有非常大的追赶空间。

二、设备

目前，我国半导体设备的现况是低端制程实现国产替代，高端制程有待突破，设备自给率低、需求缺口较大。

关键设备技术壁垒高，美日技术领先，CR10 份额接近80%，呈现寡头垄断局面。半导体设备处于产业链上游，贯穿半导体生产的各个环节。按照工艺流程可以分为四大板块——晶圆制造设备、测试设备、封装设备、前端相关设备。其中晶圆制造设备占据了中国市场70%的份额。再具体来说，晶圆制造设备根据制程可以主要分为8 大类，其中光刻机、刻蚀机和 薄膜沉积设备这三大类设备占据大部分的半导体设备市场。同时设备市场高度集中，光刻机、CVD 设备、刻蚀机、PVD 设备的产出均集中于少数欧美日本巨头企业手上。

中国半导体设备国产化率低，本土半导体设备厂商市占率仅占全球份额的1-2%。

关键设备在先进制程上仍未实现突破。目前世界集成电路设备研发水平处于12 英寸7nm，生产水平则已经达到12 英寸14nm；而中国设备研发水平还处于12 英寸14nm，生产水平为12 英寸65-28nm，总的来看国产设备在先进制程上与国内先进水平有2-6 年时间差；具体来看65/55/40/28nm 光刻机、40/28nm 的化学机械抛光机国产化率依然为0，28nm化学气相沉积设备、快速退火设备、国产化率很低。

三、材料

半导体材料发展历程

▲各代代表性材料主要应用

▲第二、三代半导体材料技术成熟度

细分领域已经实现弯道超车，核心领域仍未实现突破，半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料两大块。晶圆制造材料中，硅片机硅基材料最高占比31%，其次依次为光掩模版14%、光刻胶5%及其光刻胶配套试剂7%。封装材料中，封装基板占比最高，为40%，其次依次为引线框架16%，陶瓷基板11%，键合线15%。

日美德在全球半导体材料供应上占主导地位。各细分领域主要玩家有：硅片——Shin-Etsu、Sumco，光刻胶——TOK、Shipley，电子气体——Air Liquid、Praxair，CMP——DOW、3M，引线架构——住友金属，键合线——田中贵金属、封装基板——松下电工，塑封料——住友电木。

（1）靶材、封装基板、CMP 等，我国技术已经比肩国际先进水平的、实现大批量供货、可以立刻实现国产化。已经实现国产化的半导体材料典例——靶材。

（2）硅片、电子气体、掩模板等，技术比肩国际、但仍未大批量供货的产品。

（3）光刻胶，技术仍未实现突破，仍需要较长时间实现国产替代。

四、制造

晶圆制造环节作为半导体产业链中至关重要的工序，制造工艺高低直接影响半导体产业先进程度。过去二十年内国内晶圆制造环节发展较为滞后，未来在国家政策和大基金的支持之下有望进行快速追赶，将有效提振整个半导体行业链的技术密度。

半导体制造在半导体产业链里具有卡口地位。制造是产业链里的核心环节，地位的重要性不言而喻。统计行业里各个环节的价值量，制造环节的价值量最大，同时毛利率也处于行业较高水平，因为Fabless+Foundry+OSAT 的模式成为趋势，Foundry 在整个产业链中的重要程度也逐步提升，可以这么认为，Foundry 是一个卡口，产能的输出都由制造企业所掌控。

代工业呈现非常明显的头部效应 根据IC Insights 的数据显示，在全球前十大代工厂商中，台积电一家占据了超过一半的市场份额，2017 年前八家市场份额接近90%，同时代工主要集中在东亚地区，美国很少有此类型的公司，这也和产业转移和产业分工有关。我们认为，中国大陆通过资本投资和人才集聚，是有可能在未来十年实现代工超越的。

“中国制造”要从下游往上游延伸，在技术转移路线上，半导体制造是“中国制造”尚未攻克的技术堡垒。中国是个“制造大国”，但“中国制造”主要都是整机产品，在最上游的“芯片制造”领域，中国还和国际领先水平有很大差距。

在从下游的制造向“芯片制造”转移过程中，一定要涌现出一批技术领先的晶圆代工企业。在芯片贸易战打响之时，美国对我国制造业技术封锁和打压首当其冲，我们在努力传承“两d一星”精神，自力更生艰苦创业的同时，如何处理与台湾地区先进企业台积电、联电之间的关系也会对后续发展产生较大的蝴蝶效应。

五、封测

当前大陆地区半导体产业在封测行业影响力为最强，市场占有率十分优秀，龙头企业长电 科技 /通富微电/华天 科技 /晶方 科技 市场规模不断提升，对比台湾地区公司，大陆封测行业整体增长潜力已不落下风，台湾地区知名IC 设计公司联发科、联咏、瑞昱等企业已经将本地封测订单逐步转向大陆同业公司。封测行业呈现出台湾地区、美国、大陆地区三足鼎立之态，其中长电 科技 /通富微电/华天 科技 已通过资本并购运作，市场占有率跻身全球前十（长电 科技 市场规模位列全球第三），先进封装技术水平和海外龙头企业基本同步，BGA、WLP、SiP 等先进封装技术均能顺利量产。

封测行业我国大陆企业整体实力不俗，在世界拥有较强竞争力，美国主要的竞争对手为Amkor 公司，在华业务营收占比约为18%，封测行业美国市场份额一般，前十大封测厂商中，仅有Amkor 公司一家，应该说贸易战对封测整体行业影响较小，从短中长期而言，Amkor 公司业务取代的可能性较高。

封测行业位于半导体产业链末端，其附加价值较低，劳动密集度高，进入技术壁垒较低，封测龙头日月光每年的研发费用占收入比例约为4%左右，远低于半导体IC 设计、设备和制造的世界龙头公司。随着晶圆代工厂台积电向下游封测行业扩张，也会对传统封测企业会构成较大的威胁。

2017-2018 年以后，大陆地区封测（OSAT）业者将维持快速成长，目前长电 科技 /通富微电已经能够提供高阶、高毛利产品，未来的3-5 年内，大陆地区的封测企CAGR增长率将持续超越全球同业。

9月15号华为麒麟系列高端芯片，包括全新的麒麟9000，在售的麒麟990或都将迎来断供。这意味着接下来即将发布的全新旗舰，Mate40系列手机不仅产能有限，而且将会是麒麟系列芯片的绝版手机。华为手机或将退回联发科时代。

而这样的结果，原因已经人尽皆知，美国的疯狂制裁，遏制华为这类中国半导体企业。就是为了限制中国半导体产业的天花板高度，你可以做得比别人好 但是你不能超过我，归根到底就是钱。

目前中国每年的半导体产品进口额，已超过三千亿美元。贸易逆差超两千亿美元。这样的逆差是什么概念？也就是说我们每年要给半导体全球产业链上的国家，贡献两千多亿美元，两千亿美元的外汇又是什么概念，我们每年的原油进口额不到两千亿美元。随着中国互联网的全面扩大，半导体产品进口已经悄无声息地成为进口商品第一大项目。如果我们在半导体上取得突破，某些人不仅会失去全球最大的客户，还会被自己的客户抢去饭碗，也正是因为这样的逆差，我们更要下定决心发展自己的半导体产业。

目前旧版的EDA软件还能用，各种公版芯片架构也还没被限制授权。华为芯片设计水平依然能处于世界一流水平，麒麟9000芯片制程已经缩小到5纳米级别。能够媲美苹果旗舰芯片。其实，看美国人有多紧张，就能知道今天的华为有多出色。目前被抓住咽喉的是如何把设计变成产品，至于为什么说是目前，不言而喻，EDA设计软件停更 架构限制授权，都会成为美国接下来的限制工具。目前美国砍向华为的大刀是让华为喘不过气来的荷兰阿斯麦尔EUV光刻机。我们不生产芯片，我们只是光刻机制造商。这是一家一年卖222套机器，净利润就有14.67亿欧元的光刻机垄断企业。

阿斯麦尔也是全球唯一一家，能够提供7纳米及以下制程的企业，为什么这么牛X的企业不在法国，不在美国。而是在一个以发达农业著称。全球工作时间最短的荷兰。

1984年阿斯麦尔和飞利浦合资成立阿斯麦尔，后来阿斯麦尔买下了飞利浦的股份，成为阿斯麦尔独资公司。成立之初只有31名员工，那时候的光刻机还是日本和美国企业的天下。

一直到2007年，阿斯麦尔都没办法在尼康面前抬起头，直到台积电的工程师林本坚提出浸润式光刻机。阿斯麦尔翻身的日子来了。日美没有光刻机公司愿意和台积电联合研发浸润式光刻机。阿斯麦尔决定赌一把，和台积电合作，最终成功实现了132纳米的芯片工艺。一把把尼康甩在身后，阿斯麦尔的EUV光刻机迅速走红。台积电、英特尔年年砸钱抢着要，荷兰只是阿斯麦尔的注册地背后是整个欧洲和美国的支持。德国工业的蔡司镜头，Cymer的光源技术，HMI的电子束检测设备等。阿斯麦尔自然也受到美国的监管和扶持，也正是因为荷兰实力较弱，把阿斯麦尔放在荷兰让美国人很放心。

两年前我们好说歹说，为荷兰送去天价的贸易订单，换来阿斯麦尔2019年向中芯国际，交付两台极紫外EUV光刻机，但是这两台光刻机目前来看已经是化为泡影。等到若干年后阿斯麦尔履行合同已经是老旧产品，人类文明发展到如今，一块芯片是目前人类文明最为顶尖的体现，一台顶级光刻机是比航母战斗群还要致命的国之重器。

美国人自然要牢牢抓着光刻机，美国掌握全球半导体产业的话语权这点不奇怪。要分析的是美国为什么会掌握着全球半导体产业的话语权，向来在 科技 领域藐视美国的日本，为什么突然显得无声无息。

早在1946年，世界第一块PN结型晶体管在美国人威廉·肖克利的手中诞生。1960世界第一块硅集成电路在美国仙童半导体公司出现。标志着半导体产业进入“硅”时代。彼时的日本还是一个意气风发的少年，完全看不出是首都被炸得满目疮痍。两个城市挨过原子d的国家，战后的日本人什么都想做 也什么都能做。对于半导体而言，日本人志在必得。

1955年，索尼成立仅十年，开始涉足半导体产业，用来制造收音机。日本企业纷纷加入生产，大量爆款收音机涌入美国。十年后的1959年，一年内日本就制造了8600万个晶体管直接超越美国成为世界第一晶体管生产国，真的是初生牛犊不怕虎。日本又在一个行业超越了老大哥三菱、京都电气等也在日本政府的扶持下，在美国技术的基础上 涉足半导体产业，这种上下一心通力合作的单一民族国家，不可谓不可怕。

1973年石油危机爆发。经济衰退，欧美家庭加不起油也买不起电脑，半导体产业衰退。日本人的卡西欧计算器遭遇了滑铁卢。美国人又研发出了更先进的 IC集成电路。日本人就从危机中看到了机会，日本迅速落实DRAM制法革新，日本政府出资320亿日元。民间企业抱团出资400亿日元。差不多有2.36亿美元 这是70年代，日本VLSI 技术研究所由此成立，专攻电子计算机领域。日本最终实现了DRAM的全国产化，DRAM这个东西很常见，也就是现在计算机上的内存条，是一种作为存储功能的半导体元件。而这时候的中国，选择了解决温饱加强国防 科技 为优先的道路。

日本人没炸出核d，却炸出了一个半导体。日本继续投入研发在半导体的道路上迅速超越了美国。SUMCO、京瓷、东京电子等很多现在耳熟能详的日本企业在当年都是日本半导体产业链上的功勋企业，而在最关键的光刻机领域，日本也实现了国产化。尼康光刻机誉满全球。没错，早期的世界光刻机霸主是尼康。

1985年日本半导体市场占有率超过美国。日本企业占有率达53%，美国仅37%，拿得出手的公司只有德州仪器、因特尔、摩托罗拉，此时欧共体占12%。主要由飞利浦的阿斯麦尔贡献，当年谁也没想到这家阿斯麦尔才是最后的赢家。说个题外话，这一年的韩国也有1%的市场份额。总之，全球半导体产业已经由美国转移到日本。而且日本半导体已经强大到难以想象，用形容美国的词来说，就是一超多强。

除了战后美国要扶持日本，更因为日本自己就是一个DRAM大市场。仅 汽车 产业一块 每年就有源源不断的订单，而美国的半导体订单更多的是来自军方，其实看很多产业 美国和日本都是亦敌亦友的存在，不过是兄弟又能怎么样，本来是我吃肉你喝汤，现在把我的肉都吞了。

在PC还没普及的年代，全世界已经知道未来的工业引擎一定会从内燃机转移到半导体芯片上。正好赶上80年代国际局势缓和，日本在远东的政治作用下降，美日之间的贸易问题反而浮出水面。

仅在1985年，日本就给美国送去了497亿美元的贸易逆差。美国人对日本半导体产业的崛起已经不想忍了，美日半导体战争爆发，今天在中兴、华为身上发生的。在上个世纪的日本已经上演过。

第一波被针对的日本企业是三菱和日立，FBI假扮成IBM的员工，把10卷包含商业机密的文件，主动发给日立公司高级工程师林贤治。这位不幸的工程就这么上钩了。

1931年的南满铁路路轨和1937年的卢沟桥。日本人也是同样的手段 现在自己也要挨炮了，日本企业窃取美国技术的新闻迅速传开，日本威胁论也在美国大行其道。

1989年美国人最喜欢做的民意调查显示，68%的美国人认为日本是最大的敌人。第一次美日半导体谈判，美国要求没多的半导体，在日本的市场提升到20%~30%。建立价格监督机制。终止第三国倾销。加上一份《广场协定》和房地产增值，日本陷入经济泡沫。没办法，如果不让美国芯片进入日本市场，老大哥的各种的制裁让你不得安生，就不给你国防扶持。

1986年7月31日日本人签下了条约，但是美国半导体企业还是不争气，老爹都这样铺路了 市场份额还是不及日本企业。日本给美国制造的贸易逆差扩大到了586亿美元，美国人软硬兼施，先是在二战后第一次向日本低头，肯定日本半导体行业主动涨价。

1987年东芝事件被曝光，美国趁着东芝私自给苏联出口大型铣床为由，对东芝好一顿胖揍 目的自然是要打压东芝的半导体生产，1989年再次和日本签订了不平等条约《日美半导体保障协定》。

但是日本的半导体产业真的是小强完全打不死。美国人准备开始搞第三次《日美半导体保障协定》，这一回美国人开始玩起了套路，开始扶持韩国来和日本竞争，这时候全球通讯技术刚好进入1G时代。三星和现在的韩国车一样，凭借性价比出击市场，而日本企业还在走品质路线，所以吃了不少亏。美国帮助三星拿下东芝的半导体生产线 从日本企业挖人。美国对日本进口的半导体产品征税100%，对韩国半导体产品只征收象征性的0.74%，做到这一步 第三次《日美半导体保障协定》没有签署。因为美国的预期已经达到了。

韩国人也真不是吃素的，鹬蚌相争渔翁得利。三星迅速崛起，形成了全球半导体产业以美日韩三国鼎立的局面。

时间到了1995年，死扛了十余年的日本半导体企业终于喘不过气。NEC(第一)、东芝(第二)、日立制作所(第三)、富士通(第八)、三菱电机(第九)这个排名是1995年全球半导体产业企业排名。日本企业交出的成绩单，也是最后的光辉时刻。到了九十年代末期，日本半导体市场不仅被美国超越，还被韩国超越。全球半导体产业从日本转移到韩国，韩国还超越了美国，仅仅靠三星一家公司，而三星为什么能活到现在。

作为韩国最大的财阀，三星的股本有多少是美资，心知肚明，20世纪的最后一年，日本还能喘息的几家半导体企业联合成立Elpida，也就是尔必达。这个尔必达注定是个南明政权。美国人没有手下留情，继续出击，2012年尔必达宣布破产。

日本企业全面退出DRAM的全球竞争，尼康光刻机也在2007年败下阵来，日本半导体行业进入萧条期。回顾日本半导体产业成长的近半个世纪时间，政府牵头避免企业间重复研发，敏锐的嗅觉，超高的良品率，都是日本半导体辉煌的原因。失败的原因也很明显，除了来自老大哥的压力 日本也有自己的内因。

90年代末期，日本半导体公司就没有预期到PC时代的全面普及。在电脑芯片领域完全败下阵来，更别说在现在的智能手机时代分一杯羹了。不过瘦死的骆驼比马大，现在的日本半导体产业，还能老老实实为全球提供硅片、溅射靶材、光刻胶等半导体材料。每年依然赚的满满当当，而美国重新回到半导体产业的头把交椅，整个行业一直拿捏得死死的。

日本半导体产业当年挨打的 历史 ，和今天的华为如出一辙，还有中兴的前车之鉴，证明了一只狼，就算是已经吃饱的狼，不可能喂饱。不断割肉只会削弱自己的实力。在半导体产业上的落后，我们承认，但是我们不认输。由中芯国际已经能生产14纳米级别芯片，理论上可以在未来几年内完成对7纳米芯片的冲刺，而且能自主制造90纳米光刻机，底子还是有的。而摆在华为，中芯国际眼前的掣肘就是这个东西我知道长什么样子，但是我要怎么做出这个样子的东西，一台光刻机难倒了14亿中国人。除了光刻机，还要拿下EDA软件，更高自主性的架构才能设计出更高性能芯片。

这是一条非常长的路，可能是一场长达十余年的没有硝烟的战争。我们也没把鸡蛋放在一个篮子里，随着摩尔定律的逼近。如果阿斯麦尔这几年不能交付2纳米的EUV光刻机，全球半导体产业即将迎来天花板，不然芯片就要从纳米级跳进原子级别，想用 *** 刀原子来建造一座指甲盖大小的超级城市，这就不是地球上的光刻机能完成的了。

其实硅基半导体并不是信息产业唯一的支柱，如果说半导体技术是打开了20世纪的大门，那么叩响21世纪大门的 则是量子信息技术，在集成电路逐渐触及天花板的情况下，量子通信有望实现降维打击。传统的集成电路只能现实0或者1，需要进行大量运算，需要海量电路，属于二进制信息单元，即经典比特，而量子芯片能通过亚原子粒子编码数据，以量子比特进行运算，最大的优势就是能进行叠加态运算。

经典比特需要一次一次运算，需要更密集的集成电路。而量子比特可以用量子状态进行表示能同时进行一百次的运算或者存储，而且量子芯片能摆脱硅基的限制，能改变欧美光刻机垄断的局面。

中国在量子信息技术上已经走在了世界前列，世界首颗量子卫星“墨子号”世界第一条量子通信保密干线、京沪干线都由出自中国科学家之手，芯动不如行动，只要肯做 肯投入、肯合作、沉得住气，距离国产芯片摆脱掣肘的一天 并不会太远。

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