8月9日,，美國(guó)總統(tǒng)在白宮簽署《芯片和科學(xué)法案》。
法案內(nèi)容主要是對(duì)美本土芯片產(chǎn)業(yè)提供巨額補(bǔ)貼,，為美國(guó)半導(dǎo)體研發(fā),、制造以及勞動(dòng)力發(fā)展提供527億美元。其中390億美元將用于半導(dǎo)體制造業(yè)的激勵(lì)措施,，20億美元用于汽車和國(guó)防系統(tǒng)使用的傳統(tǒng)芯片,。此外，在美國(guó)建立芯片工廠的企業(yè)將獲得25%的減稅,。
早在2020年8月,，我國(guó)也提出，要從財(cái)稅,、投融資,、研發(fā)、進(jìn)出口,、人才,、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、市場(chǎng)應(yīng)用,、國(guó)際合作等方面支持集成電路和軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展,，提出中國(guó)芯片自給率要在2025年達(dá)到70%。
可見(jiàn),，芯片被大家重視的程度,。但芯片究竟為什么這么重要?我國(guó)芯片行業(yè)現(xiàn)狀如何?哪些賽道更被關(guān)注?
報(bào)告醬梳理了多篇相關(guān)報(bào)告，與大家一同分享,。
芯片為何重要?
想要了解芯片的重要性,，我們最好先了解芯片是什么。
如果用身邊實(shí)物來(lái)舉例的話,，半導(dǎo)體材料可以比作制作紙張的纖維,，集成電路可以比作紙張，芯片則是紙張做成的書(shū)本,。
工程師們努力的方向就是讓集成電路更小更復(fù)雜,，使得芯片的功能更強(qiáng)大。
集成電路是指組成電路的有源器件,、無(wú)源元件及其互連一起,，制作在半導(dǎo)體襯底上，或絕緣基片上,，形成結(jié)構(gòu)上緊密聯(lián)系的,、內(nèi)部相關(guān)的電子電路;芯片一般是肉眼能夠看到,、長(zhǎng)滿了很多小腳的，或者腳看不到,、但是很明顯的方形物體,。
它們都被廣泛應(yīng)用于通信、安防,、軍事,、工業(yè)、交通,、消費(fèi)電子(例如：手機(jī),、電視、電腦等)等領(lǐng)域,。
幾乎只要用電的東西,，它里面都或多或少存在一些芯片。一旦失去芯片,，我們生產(chǎn)制造的手機(jī),、電腦和家用電器，都會(huì)無(wú)法正常進(jìn)行下去,。這就是芯片重要的原因,。
芯片行業(yè)現(xiàn)狀
芯片屬于半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，是集成電路(IC,， integrated circuit)的載體,。
相比來(lái)說(shuō)，集成電路范圍要更廣,，把一些電阻電容二極管集成到一起就算是集成電路了,，但這個(gè)概念也會(huì)更加偏向于底層。
我們看行業(yè)現(xiàn)狀,，以集成電路為主來(lái)統(tǒng)計(jì),。
隨著貿(mào)易爭(zhēng)端問(wèn)題緩和、全球疫情逐步得以控制,、5G,、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能,、可穿戴設(shè)備等新興應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)蓬勃發(fā)展,，預(yù)計(jì)2026年，全球集成電路市場(chǎng)規(guī)模將增至7478.62億美元,。其中：
集成電路設(shè)計(jì)達(dá)到2774.57億美元;
集成電路制造達(dá)到3834.05億美元;
集成電路封測(cè)達(dá)到870億美元,。
國(guó)內(nèi)來(lái)看，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)起步較晚,，2018年以來(lái),，受“實(shí)體清單”影響,，中興、華為等企業(yè)被貿(mào)易制裁,，我國(guó)更加重視芯片的發(fā)展，行業(yè)也隨之進(jìn)入高速發(fā)展階段,。
據(jù)我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,，集成電路市場(chǎng)規(guī)模從2017年的5411億元增長(zhǎng)至2021年的約9145億元，其中2017-2021年復(fù)合增長(zhǎng)率為14%,。預(yù)計(jì)2026年,，我國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到22755億元，2021-2026CAGR為20%,。
從芯片的結(jié)構(gòu)來(lái)看,，產(chǎn)業(yè)有兩大核心：
一是電路理論，也就是芯片的研發(fā)設(shè)計(jì),，國(guó)內(nèi)為人熟知的芯片設(shè)計(jì)公司是華為的海思;
二是生產(chǎn)制造,，也就是芯片的制造工藝，典型的芯片制造公司是臺(tái)積電和中芯國(guó)際,。
目前,，我國(guó)集成電路需求旺盛，但國(guó)內(nèi)自給量不足,，需要大量進(jìn)口,，對(duì)外依賴度較高。根據(jù)海關(guān)總署的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),，2021年中國(guó)集成電路產(chǎn)品進(jìn)口數(shù)量為6354.81億個(gè),，出口數(shù)量為3107億個(gè)，進(jìn)口金額為4396.94億美元,，出口金額為1563億美元,，存在較大的貿(mào)易逆差。
其中,，EDA是集成電路產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支柱,，支撐著龐大的數(shù)字經(jīng)濟(jì)。下游中,，汽車智能化需求極大,，而智能化的硬件基礎(chǔ)便是芯片。這也是報(bào)告醬認(rèn)為,，當(dāng)下最火熱的兩大賽道,。
EDA&汽車芯片
1. EDA，半導(dǎo)體皇冠上的明珠
EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的簡(jiǎn)稱,，是電子設(shè)計(jì)與制造技術(shù)發(fā)展中的核心,。
EDA技術(shù)以計(jì)算機(jī)為工具,，采用硬件描述語(yǔ)言的表達(dá)方式，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù),、計(jì)算數(shù)學(xué)等進(jìn)行科學(xué),、有效的融合，是用于輔助完成超大規(guī)模集成電路芯片設(shè)計(jì),、制造,、封裝、測(cè)試整個(gè)流程的計(jì)算機(jī)軟件,。
如果說(shuō)半導(dǎo)體是工業(yè)皇冠,，那么EDA無(wú)疑是皇冠上的明珠。
2020年整個(gè)EDA的市場(chǎng)規(guī)模僅為115億美元,，在整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)中占比很小,，和以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)相比更是九牛一毛。
但是EDA產(chǎn)業(yè)是電子設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的最上游,，也是整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)的基石之一,。一家集成電路企業(yè)如果沒(méi)有EDA工具，會(huì)陷入巧婦難為無(wú)米之炊的境地,。如果抽調(diào)這顆小小的基石,，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都將崩塌。
EDA工具的發(fā)展創(chuàng)新極大程度提高了芯片設(shè)計(jì)效率,，一直以來(lái)是推動(dòng)芯片設(shè)計(jì)成本保持在合理范圍的重要方式,。根據(jù)加州大學(xué)圣迭戈分校AndrewKahng教授在2013年的推測(cè)，2011年設(shè)計(jì)一款消費(fèi)級(jí)應(yīng)用處理器芯片的成本約4000萬(wàn)美元,，如果不考慮1993年至2009年的EDA技術(shù)進(jìn)步,，相關(guān)設(shè)計(jì)成本可能高達(dá)77億美元，EDA技術(shù)進(jìn)步讓設(shè)計(jì)效率提升近200倍,。
EDA市場(chǎng)規(guī)模雖小,，但卻需要覆蓋集成電路從設(shè)計(jì)到制造的全流程。故全球三巨頭在發(fā)展前期均選擇了優(yōu)先發(fā)展部分點(diǎn)工具,，后逐步布局全流程的發(fā)展模式,。
Synopsys的優(yōu)勢(shì)在于數(shù)字芯片設(shè)計(jì)、靜態(tài)時(shí)序驗(yàn)證確認(rèn)以及SIP提供;
Cadence的強(qiáng)項(xiàng)在于模擬或混合信號(hào)的定制化電路和版圖設(shè)計(jì);
SimensEDA(原MentorGraphics)主攻后端驗(yàn)證,、可測(cè)試性設(shè)計(jì)和光學(xué)臨近修正,。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，華大九天已實(shí)現(xiàn)模擬電路的全流程工具覆蓋,，同時(shí),，華大九天也擁有全球領(lǐng)先的全流程平板顯示(FPD)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，市場(chǎng)份額6%左右,。其次是概倫電子,，在我國(guó)的市場(chǎng)份額約在1%,。
2. 汽車芯片
目前，芯片大多分為四個(gè)等級(jí),，軍工級(jí),、車規(guī)級(jí)、工業(yè)級(jí)以及消費(fèi)級(jí),，不同等級(jí)的芯片,，無(wú)論是在成本、制作難度,、制作工藝上都有著一定的差別。
車規(guī)級(jí)芯片,，顧名思義,，就是使用在汽車身上的芯片。在一輛汽車身上,，芯片的數(shù)量一般在50-150個(gè)之間,，大部分汽車包括主要的ADAS系統(tǒng)、ESP,、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU,、傳感器等等，而一些高端的車型,，比如說(shuō)帶有雨量感應(yīng)配置的,，這其中也需要用到一個(gè)芯片。
因此,，別看汽車屬于機(jī)械產(chǎn)物,，但是對(duì)于現(xiàn)代汽車來(lái)說(shuō)，芯片已經(jīng)是汽車內(nèi)部構(gòu)造中不可缺少的一個(gè)重要部件,。
與手機(jī),、電腦芯片不同，汽車所使用的車規(guī)級(jí)芯片運(yùn)算能力上要更快,、更強(qiáng),，并且需要保證其穩(wěn)定性，如果汽車上的芯片出現(xiàn)故障,，很可能會(huì)導(dǎo)致安全性的下降,，比如說(shuō)ADAS系統(tǒng)芯片、ESP芯片等等,。
并且因?yàn)檐囈?guī)級(jí)芯片的制作成本和工藝要求較高,，其中研發(fā)的成本和研發(fā)周期也非常長(zhǎng)，不是資本充足的科技公司,，基本無(wú)法承受,，所以能夠制造和生產(chǎn)汽車芯片的企業(yè)少之又少,。
物以稀為貴，參考天風(fēng)《汽車芯片：電動(dòng)化乘勢(shì)而行,，智能化浪潮之巔》觀點(diǎn),，看好我國(guó)核心汽車芯片公司在智能&電動(dòng)化浪潮下的產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)+國(guó)產(chǎn)替代浪潮下的機(jī)遇。
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