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中國集成電路產(chǎn)業(yè)十年分析

2023-09-11
作者: 豐寧
來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

本文作者: 豐寧 

本文來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

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  目前,中國已經(jīng)成為全球最大的集成電路市場之一,,集成電路產(chǎn)量穩(wěn)步提升,。

   01

  中國集成電路近十年產(chǎn)量

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  根據(jù)國家統(tǒng)計局公布數(shù)據(jù)顯示,,2014年中國集成電路產(chǎn)量1015.53億塊,同比增長12.4%,;2015年中國集成電路產(chǎn)量1087.2億塊,同比增長7.1%;2016年中國集成電路產(chǎn)量1317.95億塊,,同比增長21.2%;2017年中國集成電路產(chǎn)量1564.6億塊,,同比增長18.7%,;2018年中國集成電路產(chǎn)量1739.5億塊,同比增長11.16%,。

  2019年中國集成電路產(chǎn)量2018.2億塊,,同比增長7.2%;2020年中國集成電路產(chǎn)量2612.6億塊,,同比增長29.5%,;2021年中國集成電路產(chǎn)量3594億塊,同比增長33.3%,;2022年中國集成電路產(chǎn)量3241.9億塊 同比增長-9.8%,;2023年7月集成電路當(dāng)月產(chǎn)量為292億塊,,同比增長4.1%,1—7月累計產(chǎn)量1912億塊,,同比增長-3.9%,。

  可以看到,自2014年以來,,中國的集成電路產(chǎn)量一直在快速增加,。2014到2018 年,智能手機處于快速滲透期,,受下游智能手機,、TWS 等消費類電子需求旺盛的驅(qū)動,全球半導(dǎo)體市場蓬勃發(fā)展,。

  隨后在2019年以智能手機為代表的智能終端市場景氣度下滑,,全球半導(dǎo)體周期向下,因此當(dāng)年的集成電路產(chǎn)量同比增長數(shù)額只有7.2%,,不過隨著 5G 終端規(guī)模不斷擴大,,數(shù)據(jù)中心需求增加,以及 AIoT 等智能化場景逐步拓展及汽車電子不斷滲透,,疊加疫情背景下對遠(yuǎn)程辦公,、居家娛樂等需求增加,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模上行,。2020年中國集成電路產(chǎn)量達2613億塊,,同比增長率接近30%,2021年中國集成電路產(chǎn)量達3594億塊,,同比增長率達33%,。

  2021年與2014年相比,中國集成電路產(chǎn)量已實現(xiàn)三倍增長,,可以看到中國集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈正在實現(xiàn)跨越式發(fā)展,,中國也正在從高度依賴進口的模式逐漸改善,這一點從中國集成電路歷年來的進出口額數(shù)據(jù)變化中也可窺見一二,。

  02

  中國集成電路近十年進出口情況

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  可以看到,,近年來中國集成電路進出口額均呈現(xiàn)出高速增長的走勢。

  根據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,,2014年中國進口集成電路2857億塊,,同比增長7.3%;進口金額2184億美元,,同比下降6.9%,。出口集成電路1535.2億塊,同比增長7.6%;出口金額610.9億美元,,同比下降31.4%,。

  2021年中國集成電路進出口額均創(chuàng)下歷史新高。根據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,,2021年中國進口集成電路6355億塊,,同比增長16.9%;進口金額4326億美元,,同比增長23.6%,。中國集成電路出口3107億塊,同比增長19.6%,;出口金額1538億美元,同比增長32%,。

  通過將2021年與2014年的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),,2021年中國集成電路進口量達6355億塊,超過2014年的兩倍,,出口量4326億塊,,同樣兩倍于2014年。中國集成電路需求量增大的同時也意味著中國集成電路產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷高速發(fā)展,。

  值得注意的是,,2021年似乎是半導(dǎo)體市場鼎盛與衰退的分水嶺,在2021年之前不管是產(chǎn)量還是進出口量都保持高速增長的走勢,,但在2021年后這幾個數(shù)據(jù)指標(biāo)無一扛得住壓力,,紛紛下滑。

  那么,,2021年中國集成電路進出口數(shù)據(jù)為何會創(chuàng)下歷史新高,,而后續(xù)又持續(xù)衰退呢?

  03

  2021-強盛與衰退的分水嶺

  2021年中國集成電路產(chǎn)量,、進出口量均創(chuàng)歷史新高的原因主要有三點:

  第一,,地緣政治的緊張以及國際供應(yīng)關(guān)系的不穩(wěn)定倒逼中國集成電路產(chǎn)業(yè)加速國產(chǎn)化進程,中國廠商加足馬力生產(chǎn)與擴產(chǎn),。再加上2020年受疫情影響,,芯片短缺日趨嚴(yán)重,導(dǎo)致眾多本土廠商開始囤貨,,直接拉高集成電路進出口金額,。

  第二,在全球持續(xù)缺芯情況下,,集成電路產(chǎn)量長期處于供不應(yīng)求的狀態(tài),,芯片價格上漲,進而導(dǎo)致進口金額也隨之上漲。此外,,汽車芯片的激增也是一重要影響因素,。在傳統(tǒng)工業(yè)制造領(lǐng)域,芯片每年產(chǎn)量的增長基本維持在5%~7%之間,。從2019年下半年到2020年年中開始,,新能源汽車和智能汽車在市場走紅,芯片市場需求每年的增幅達到了大約20%,。這樣的高速增長讓汽車芯片市場出現(xiàn)了大約10%的產(chǎn)能短缺,。這些數(shù)據(jù)都直接拉高了2021年中國集成電路行業(yè)的各類指標(biāo)。

  第三,,隨著數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善,,5G、人工智能,、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,,也帶動了芯片需求量的上升。

  受前幾年供需錯配,、“缺芯”漲價,、疫情期間用戶對消費電子超前消費等多因素影響,全行業(yè)的庫存在2022年達到歷史高位,,隨后進入快速去庫存階段,。對應(yīng)的中國集成電路產(chǎn)量與進出口量均出現(xiàn)不同程度的下滑。

  不只是中國,,2021年是全世界集成電路產(chǎn)業(yè)的分水嶺,。

  04

  設(shè)計、制造業(yè)高速成長

  從始至今,,中國一直在努力加快本土集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐,,不管是設(shè)計水平的提高還是設(shè)備國產(chǎn)化的突破;不管是通過新技術(shù)的研發(fā)還是產(chǎn)能的擴充,;不管是存儲產(chǎn)品的突破還是模擬產(chǎn)品品類的豐富,,都可以體現(xiàn)中國集成電路產(chǎn)業(yè)的進步。

  這些在中國集成電路各細(xì)分產(chǎn)業(yè)銷售增長情況中都可窺見一二,。

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  根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,,2014年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為3015.4億元,同比增長20.2%,。其中,,設(shè)計業(yè)增速最快,銷售額為1047.4億元,,同比增長29.5%,;制造業(yè)受到西安三星投產(chǎn)影響,2014年增長率達到了18.5%,銷售額達712.1億元,;封裝測試業(yè)銷售額1255.9億元,,同比增長14.3%。

  隨后在2018年,,中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達到2014年的兩倍以上,,2021年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額更是超過2014年的三倍。就細(xì)分產(chǎn)業(yè)銷售情況來看,,集成電路設(shè)計和制造均保持快速的增長率,,在2021年之前,中國集成電路設(shè)計增長率常年保持在20%以上,,2015年到2018年中國集成電路制造增長率均超過25%,。封測產(chǎn)業(yè)作為中國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),市場規(guī)模也在持續(xù)向上突破,。

  可見,,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)盡管面臨技術(shù)和地緣政治的雙重挑戰(zhàn)和巨大壓力,但高速增長的市場規(guī)模依然為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級優(yōu)化提供了重要機遇,。根據(jù)工信部介紹,,近十年集成電路產(chǎn)業(yè)的復(fù)合增長率為19%,,是全球增速的3倍,。

  再看中國集成電路產(chǎn)業(yè)進出口產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

  05

  處理器,、控制器,、存儲器進口量最大

  目前中國大陸進口最多的是處理器和控制器類芯片,其次是存儲器,。這些芯片單價較高,、消耗量大且國內(nèi)自主生產(chǎn)能力較弱,所以進口量最大,。

  從海關(guān)總署公布的進出口細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)來看(處理器,、控制器、存儲器,、放大器,、其他集成電路和集成電路零件),2022年處理器及控制器進口金額2051億美元,,占比49.2%,,同比增長2.7%;存儲器進口金額1013億美元,,占比24.3%,,同比下降7.1%。處理器及控制器貿(mào)易逆差1528億美元,存儲器貿(mào)易逆差310億美元,。

  處理器及控制器以及存儲器的進口金額過高意味著中國大陸是整機的最主要生產(chǎn)組裝地,,但核心芯片卻嚴(yán)重依賴海外進口。而中國臺灣,、韓國是中國集成電路進口主要來源地,,2021年在兩地分別進口1558.7億美元和881.9億美元,同比增幅分別為25.8%和28.4%,,合計占比為56.4%,。過去十年間,這一比重以年均約1個百分點的速度持續(xù)提升,,半導(dǎo)體行業(yè)強者恒強的馬太效應(yīng)是其要因,。從進口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,自中國臺灣進口以處理器為主,,韓國則側(cè)重于存儲器,。

  由于廣東地區(qū)擁有大量的電子組裝廠,所以進口的半導(dǎo)體器件最多(超過三分之一),。其次需求最大的是江蘇,、上海和四川。這四個省份包攬了絕大多數(shù)進口半導(dǎo)體器件的消耗,。

  06

  取得了那些突破,?

  中國集成電路在技術(shù)創(chuàng)新上不斷取得突破,制造工藝,、封裝技術(shù),、關(guān)鍵設(shè)備材料都有大幅提升。

  先看中國集成電路設(shè)備的進步,。根據(jù)中國本土晶圓廠設(shè)備采購數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,,結(jié)果顯示,截至 6 月,,去膠設(shè)備國產(chǎn)化率達到 90% 以上,,代表廠商是屹唐半導(dǎo)體;清洗設(shè)備國產(chǎn)化率約為 58%,,代表廠商是盛美,、北方華創(chuàng)和至純科技;刻蝕設(shè)備國產(chǎn)化率約為 44%,,代表廠商是中微公司,、北方華創(chuàng)和屹唐半導(dǎo)體;CMP 設(shè)備國產(chǎn)化率為 32%,,代表廠商是華海清科,;熱處理設(shè)備國產(chǎn)化率約為 25%,,代表廠商是北方華創(chuàng)和屹唐半導(dǎo)體;

  CVD 設(shè)備國產(chǎn)化率為 29%,,代表廠商是北方華創(chuàng)和拓荊科技,;PVD 設(shè)備國產(chǎn)化率為 10%;涂膠顯影設(shè)備國產(chǎn)化率為 29%,,代表廠商是芯源微,;離子注入機國產(chǎn)化率為 7%,代表廠商是萬業(yè)企業(yè)(凱世通),;量測設(shè)備國產(chǎn)化率為 4%,,代表廠商是精測電子。此外,,28nm 制程光刻設(shè)備也實現(xiàn)了零的突破,。

  再看集成電路制造。芯片制造是中國大陸的薄弱環(huán)節(jié),,特別是在先進制程(10nm 以下)方面,,鮮有能進入市場的量產(chǎn)芯片。近兩年,,中國本土晶圓廠也在努力攻克技術(shù)難關(guān),,爭取補齊本土高端芯片制造能力不足的短板。

  2022年也有一些有關(guān)本土高端芯片制造的好消息傳出,。2022年9月上海市委外宣辦,、上海市政府新聞辦宣布了上海市集成電路產(chǎn)業(yè)最新進展:聚焦“全鏈發(fā)展+芯機聯(lián)動”,先進工藝產(chǎn)能,、核心芯片能級,、關(guān)鍵設(shè)備和基礎(chǔ)材料配套支撐能力不斷提升,,14納米先進工藝規(guī)模實現(xiàn)量產(chǎn),,90納米光刻機、5納米刻蝕機,、12英寸大硅片,、國產(chǎn)CPU、5G芯片等實現(xiàn)突破,。

  最后看集成電路設(shè)計,,從全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)來看,中國芯片設(shè)計業(yè)的整體影響力偏低,,兩端受制于人,、處于產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)位的從屬地位。不過就是在這樣的背景下,,2022年中國集成電路設(shè)計業(yè)在疫情不斷反復(fù)的情況下仍然取得了16.5%的增長,。從銷售額過億元的企業(yè)增長情況來看,,2022年預(yù)計有566家企業(yè)的銷售超過1億元人民幣,比2021年的413家增加135家,,增長37.0%,。從產(chǎn)品端來看,國內(nèi)技術(shù)能力大幅提高,,處理器(CPU),、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、通信系統(tǒng)級芯片 (SOC)等取得突破,。

  中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路分會理事長,、中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長兼秘書長、國家科技重大專項02專項技術(shù)總師葉甜春提供了一則數(shù)據(jù):2008年至2022年集成電路設(shè)計業(yè)銷售額增長13.2倍,、制造業(yè)銷售額增長9.8倍,、裝備業(yè)銷售額增長30.8倍、集成電路材料業(yè)增長8.5倍,。2022年,,國內(nèi)14家代表設(shè)備廠商營業(yè)收入已超過300億元,預(yù)計總體增速達36%,。高速的增長自然也反映出中國集成電路的努力與成就,。

  07

  結(jié)語

  隨著政府、資本,、企業(yè)組織等對集成電路產(chǎn)業(yè)的重視和支持,,芯片產(chǎn)業(yè)正步入快速發(fā)展階段。根據(jù)《中國制造2025》,,至2025年,,我國集成電路市場規(guī)模要達到1734-2445億美元,占全球市場的43.35%-45.64%,。

  然而值得注意的是,,國際龍頭對集成電路產(chǎn)業(yè)鏈仍有著極強的把控力,比如:美國的EDA/IP占有全球90%的市場,,提供全球50%的裝備和20%的材料,;日本提供全球約30%的裝備和70%的材料;歐洲提供全球約20%的裝備,,主要是光刻機,,荷蘭ASML光刻機占全球市場的80%。

  在重重壓力之下,,中國集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成共識,,要培養(yǎng)“系統(tǒng)-芯片-工藝-裝備-材料”協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的良性生態(tài),但現(xiàn)實情況離目標(biāo)還有很大,。因此發(fā)展集成電路,,各產(chǎn)業(yè)鏈要攜手共進,,揚長避短,做好長期博弈的準(zhǔn)備,。


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