投机不成就蚀把米
半导体产品(Semiconductor Products),也称为芯片(Chip)。
按功能划分可分为集成电路(IC)、分立器件、光电子器件和传感器。
集成电路(IC)占半导体产品的80%以上,主要分为数字集成电路和模拟集成电路。
数字集成电路对离散的数字号(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。数字集成电路主要包括逻辑芯片(CPU、GPU、手机基带、以太网芯片等)、存储芯片(DRAM、NANDFlash、NORFlash)、微处理器(MCU、DSP等)。逻辑芯片主要用于逻辑计算。存储器芯片用于存储各种数据息的程序和存储器组件。微处理器可以完成诸如接收指令、执行指令以及与外部存储器和逻辑组件交换息等操作。
模拟集成电路是用于处理模拟号的芯片,主要包括号链路芯片、电源管理芯片等。
模拟集成电路主要是指以连续功能(如声音、光、温度等)的形式用于产生、放大和处理模拟号的集成电路,根据功能的不同(传输弱电号/强电能),模拟设备一般可分为号链和功率链。号链是指用于处理号的电路,而电源链用于管理电池和电能。号链主要包括比较器、运算放大器OPA、AD DA、接口芯片等;功率链主要包括PMIC、ADC、DAC、PWM、LDO调节器和驱动IC。在高频号部分,射频器件由于其快速的技术迭代和大量的出货量,经常被单独讨论。
中芯国际和海思分别是中国芯片制造和芯片设计的龙头企业,在它们的背后是中国大陆正在成形的芯片全产业链。接下来,让我们盘点一下中国大陆的半导体企业在全球半导体产业中的大致地位。
半导体制造过程主要体现“IC设计-IC制造-IC密封和测试”环节。
在芯片设计上,全球是中美两强对峙。美国和中国分别占了68%和29%的份额,其他国家可以忽略不计。在中国所占的份额中,台湾和大陆又各占16%和13%(IC Insights数据,2018)。
芯片设计的前3强,高通、博通和英伟达都是美国企业,但中国以海思为首的芯片设计新势力的崛起也不可轻视。由于手机芯片是目前人类社会中最复杂的芯片,而且又有很大的市场,所以中国芯片设计的龙头企业如海思、联发科和展锐都是以手机芯片的设计为主。可以说,中国的芯片设计产业抓住了智能手机兴起带来的机会。
在下一个热点的人工智能芯片设计上,仍将延续中美两国分据的局面。无论中国台湾还是中国大陆,风险投资都比较发达,创业氛围浓厚,所以中小芯片设计企业很有活力,这是韩国和日本远远不能比的。
关于芯片设计中最核心的处理器架构,美国英特尔的X86主要应用在个人电脑和服务器端;
英国安谋的ARM强势占据智能手机和平板电脑等移动端,并且正在涉入服务器和个人电脑领域;
美国RISC-V基金会的RISC-V目前主要在物联网设备领域立足。
在这些处理器架构中,X86的话语权在走弱,ARM因为其公正性而得到广泛的应用,免费而开源的RISC-V则代表了未来。
1、CPU芯片
在主流的CPU芯片中,由于台式电脑市场萎缩和超威咄咄逼人的攻势,英特尔“奔腾的芯”放慢了脚步;
海思打造出最强的5G手机芯片,在与苹果和高通的手机处理器的竞争上取得一定的优势,因此引来特朗普政府的嫉恨;
海思
各位用的华为手机里面就有大量的海思处理器和海思基带芯片,另外买的智能电视,安防系统也有海思的芯片,海思在长时间内将是中国最大的芯片设计公司,未来将随着华为集团的增长而上升。世界第一名高通,2016年营收154亿美元,是海思的3.5倍。
2、手机通用处理器芯片
在手机通用处理器芯片市场,高通主导高端,低端则是联发科和展锐的天下。
(1)紫光展锐
展讯,锐迪科合并之后成立,目前是三星手机处理器和基带芯片除自家产品之外的最大供应商,你买的三星手机,主要是中低端系列,里面的芯片是紫光展锐的。
(2)海光息(688041.SH)
海光息主要从事高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统的研发,包括海光通用处理器(CPU)和海光协处理器(DCU)。目前,海光CPU产品海光1号、海光2号和海光DCU产品神算1号已经商业化应用。CPU作为服务器和工作站的重要组成部分,在计算和存储设备中发挥着至关重要的作用。海光CPU主要面向复杂逻辑计算、多任务调度等通用处理器应用场景的需求。它兼容国际主流x86处理器架构和技术路线,具有工艺先进、系统架构优秀、软硬件生态丰富等优势。此外,海光CPU支持国家安全算法,扩展了安全算法指令,集成了安全算法专用加速电路,支持可计算,大大提高了高端处理器的安全性。在下游应用方面,使用海光CPU的服务器主要应用于电运营商、金融、互联网等领域,例如,电运营商的云服务资源池系统支持云业务应用、银行和证券公司查询和交易系统、互联网搜索、计算服务、存储等应用;使用海光CPU的工作站的主要应用场景是工业设计和应用、图形和图像处理,如VR、AR图形渲染场景和智能工厂数字孪生应用。
3、服务器芯片
服务器处理器还主要是英特尔的地盘,超威占据了5%左右的份额并且有继续上升的趋势。
4、NPU、TPU、NPU
随着人工智能物联网(AIoT)的走热,英伟达的图形处理器风头正健,各种新的处理器概念开始兴起,比如谷歌的张量处理器(TPU)和寒武纪的神经网络处理器(NPU),处理器市场正在不断出现新的机会。
中星微电子
占领全球计算机图像输入芯片60%以上的市场份额。2005年,中星微电子在美国纳斯达克证券市场成功上市, 2016年初,中星微推出了全球首款集成了神经网络处理器(NPU)的SVAC视频编解码SoC,使得智能分析结果可以与视频数据同时编码,形成结构化的视频码流。该技术被广泛应用于视频监控摄像头,开启了安防监控智能化的新时代。
三星电子、SK海力士和美光三巨头垄断了存储器的市场,目前正在面临中国的长江存储和合肥长鑫的挑战,中国取得存储器市场的突破只是个时间问题。
兆易创新(603986.SH)
兆易创新成立于2005年4月,2016年8月在上海证券交易所主板上市,是一家集先进存储器、MCU和传感器解决方案于一体的半导体设计公司。
经过十多年的发展,公司已成长为中国出货量最大的非晶圆厂NOR Flash供应商,市场份额在SPI NOR Flash领域位居世界第三;同时,该公司在国内32位ARM通用MCU市场排名第一,在国内指纹识别传感器领域排名第二。
该公司的核心产品是编码闪存芯片和小型存储器,包括NOR闪存、SLC NAND闪存和利基DRAM。NOR Flash产品系列覆盖512Kb-2Gb容量,SLC NAND Flash产品系列涵盖1Gb-8Gb容量,DRAM产品主要覆盖19nm 4Gb DDR4。
鉴于全球完善的存储芯片产品布局,具有一定规模的制造商主要集中在海外和中国台湾地区,该公司是国内少数能够同时提供NOR Flash、NAND Flash和DRAM产品的公司之一,能够在基于代码的存储市场与国际领先公司竞争。
作为国产存储龙头,兆易创新位列全球Nor flash市场前三位,且随着日美公司的退出,市场份额不断提高;存储价格不断高涨,公司的盈利能力亮眼。
公司打造IDM存储产业链。2017年10月,公司和合肥市产业投资控股(集团)有限公司签署了存储器研发相关合作协议,合作开展工艺制程19nm存储器的12英寸晶圆存储器(含DRAM 等)研发项目,即合肥长鑫,目前研发进展顺利。
紫光国芯存储设计+ FPGA
公司是国内的存储芯片设计龙头,公司的布局包括收购山东华芯持有的西安华芯51%股权,合计持股增至76%,实现跻身国内存储器设计第一梯队的目标。目前,公司新开发的DDR4产品正在验证优化中。公司近期开始发力FPGA。
1、中兴微电子
主要是自家的通设备用的部分芯片,手机芯片也还是外购。
2、艾为电子(688798.SH)
艾为电子是中国领先的模拟IC设计公司。其音频芯片产品已进入市场形成竞争力,并逐步扩展到多种类型的芯片并构建产品矩阵。目前,公司主要产品包括音频功放芯片、电源管理芯片、射频前端芯片、电机驱动芯片等,应用于智能手机、AIOT、工业等领域。该公司的芯片产品为通用芯片,下游应用集中在智能手机市场。同时,产品具有较强的可扩展性和适用性,可用于可穿戴设备、智能便携式设备、物联网设备等领域。该公司的终端客户包括华为、小米、OPPO、vivo、传音、TCL和联想等知名手机制造商,以及华琴、闻泰和龙奇科技等知名ODM制造商。
1、思瑞浦(688536.SH)
思瑞浦是一家专注于模拟集成电路产品研发和销售的集成电路设计企业。该公司成立于2012年4月,于2020年9月在科创板上市。自成立以来,该公司继续专注于模拟芯片的研发、设计和销售,采用Fabless的商业模式。该公司的模拟芯片分为号链芯片和电源管理芯片。号链模拟芯片主要包括线性产品、转换器产品和接口产品,其中高精度DAC已达到行业领先地位;电源管理模拟芯片主要包括线性稳压器、电源监控产品和其他电源管理产品。
中国手机处理器芯片的兴起,受益于中国拥有全球最大的智能手机市场以及中国本土手机品牌的成长。中国同样拥有全球最大的汽车市场,中国在电动汽车领域的发展基本上也与世界同步,但中国企业在汽车芯片市场上基本还无所作为。
汽车电子成本占电动汽车的总成本高达65%的比例,由此可见汽车芯片市场之大。汽车芯片属于工业级芯片,质量要求和设计门槛远大于手机芯片这样的消费级芯片。
汽车芯片被欧美日企业高度垄断,闻泰科技和韦尔股份通过对安世半导体的收购才切入了这块市场。早些时候,恩智浦为了方便被高通收购,拆分出了安世半导体,结果高通放弃收购恩智浦,安世半导体却便宜了中国买家。安世半导体40%的营收来自汽车功率半导体,被中国资本收购后,2018年收入同比增长超过35%。
1、EDA软件
2019年,全球EDA行业的三大龙头厂商Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登电子)、Mentor Graphics(明导国际)的市占率之和接近70%,这三家头部厂商具备对于半定制、全定制IC设计全链路的覆盖能力,有能力为客户提供整套的IC设计工具;而一些成长中的企业则大多以点工具切入特定环节,以取得一定的市场份额。
典型上市公司
(1)华大九天(301269.SZ)
该公司长期深耕EDA行业,在模拟电路、数字电路等领域布局EDA设计工具。它已成为中国最大的EDA供应商之一,拥有最完整的产品线。公司在EDA领域的全流程布局体现在三个层面1)模拟电路公司提供从电路到布局、从设计到验证的完整解决方案,在电路仿真等细分领域具有强大的竞争优势;2) 数字电路目前公司主要提供时序分析等设计点工具。随着筹款项目的推进,预计2025年将实现全覆盖;3) 设计+制造该公司不仅提供设计EDA工具,还在晶圆制造端进行布局,打通了从设计到制造的全产业链。公司客户涵盖集成电路细分领域的多家国内企业,如晶圆制造领域的中芯国际、华立微电子、华虹鸿利等,IC设计领域的华为海思、紫光展锐等,飞腾、Megacore、龙芯、华通等,国内主要CPU设计企业,以及京东方、汇科、,华兴光电、维诺等在液晶面板显示领域的应用。
2、IP核
IP是指在集成电路设计中,经过验证的、可重复使用且具备特定功能的集成电路模块。通常由第三方IP供应商开发,并提供成熟的IP模块给IC设计公司用于集成,该模式可有效缩短芯片设计周期并提升芯片性能。
(1)芯原股份(688521.SH)
芯原股份是一家依靠独立的半导体IP为客户提供基于平台的、全方位的一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的公司。在公司独特的硅平台即服务(SiPaaS)业务模式下,通过基于公司独立半导体IP构建的技术平台,Siyuan可以在短时间内创建从定义到测试封装的半导体产品。公司主要业务应用领域包括消费电子、汽车电子、计算机及外围设备、工业、数据处理、物联网等。主要客户包括IDM、芯片设计公司、系统制造商、大型互联网公司、云服务提供商等。经过十多年的行业积累,该公司拥有相对完整的知识产权储备,涵盖广泛的领域。公司拥有自主可控图形处理器IP、神经网络处理器IP、视频处理器IP、数字号处理器IP和图像号处理器IP五种类型的处理器IP,1400多个数模混合IP和物联网连接IP(包括RF)。应用领域包括消费电子、汽车电子、计算机和外围设备、工业、数据处理、物联网等。除了CPUIP和其他一些尚未探索的细分领域外,思源在处理器IP、有线接口IP、数字IP和其他物理IP这四大IP细分领域均有布局。根据IPnest的数据(按IP业务收入排序),思源是2020年中国大陆第一家、全球第七家半导体IP授权服务提供商。
晶圆代工领域,无论是规模还是制程工艺,台积电都拥有绝对优势。台积电加上联华电子、世界先进和力晶等厂,中国台湾在晶圆代工行业稳占65%以上的份额。而模拟芯片领域是中国企业的薄弱环节,美国、欧洲和日本的各IDM厂拥有很大优势。
半导体产业制造与面板产业相似,属于资产和技术密集型产业,设备需求量大、技术含量高、附加值高。单厂投资在百亿量级,资料显示一条最先进12英寸晶圆生产线需投资约450亿元,台积电的3纳米工厂投资预计200亿美元。重点上市公司有中芯国际、华虹半导体等。
中国的硅片产业起步较晚,技术积累不如海外。目前,国内半导体硅片企业主要生产6英寸及以下的半导体硅片,少数企业拥有8英寸和12英寸的生产能力。2017年之前,几乎所有12英寸的半导体硅片都是进口的。2018年,上海硅业集团旗下的上海新生作为中国大陆第一家实现12英寸硅片大规模销售的企业,打破了12英寸半导体硅片国产化率长期几乎为零的局面。近年来,国内厂商加快了半导体硅片的研发投入和建设。许多制造商已经实现了从8英寸到12英寸半导体硅片的突破。目前,半导体硅片的国产替代空间巨大。未来,国内制造商有望充分受益于半导体硅片的国产化。在中国从事硅片生产的上市公司包括上海硅业、里昂微、中环和申工。
(1)沪硅产业(688126.SH)
目前,该公司已成为国内为数不多的具有一定国际竞争力的半导体硅片企业,其产品得到了众多国内外客户的认可。目前,该公司已成为多家主流半导体企业的供应商,提供300毫米抛光晶片和外延晶片、200毫米及以下抛光晶片、外延晶片和SOI硅片的产品。该公司主要从事半导体硅片的研发、生产和销售。它是中国大陆最大的半导体硅片制造商之一,也是中国大陆第一家实现300mm半导体硅片大规模销售的企业。打破了我国300mm半导体硅片国产化率几乎为0%的局面,推动了我国关键半导体材料生产技术“自主可控”的进程。公司技术水平和科技创新能力在国内领先。该公司及其控股子公司拥有300项授权专利,其中105项在中国大陆,195项在中国台湾和国外;公司及其控股子公司拥有273项授权发明专利。
(2)立昂微(605358.SH)
公司自成立以来,一直专注于半导体材料、半导体芯片及相关产品的研发和制造。经过多年的发展,公司在半导体硅片、半导体分立器件芯片和分立器件产品方面形成了自己的主要产品。
1、长江存储2016年3月,总投资约1600亿元人民币的国家存储器基地在武汉启动。四个月后“长江存储”集团正式成立,紫光集团参与了长江存储的二期出资。据武汉新芯介绍,长江存储的注册资本分两期出资。一期由国家集成电路产业投资基金、湖北国芯产业投资基金和武汉新芯股东湖北省科技投资集团共同出资,在武汉新芯集成电路制造有限公司(即“武汉新芯”)的基础上建立长江存储。二期将由紫光集团和国家集成电路产业投资基金共同出资。长江存储将以芯片制造环节为突破口,集存储器产品设计、技术研发、晶圆生产与测试、销售于一体,预计到2020年形成月产能30万片的生产规模,到2030年建成每月100万片的产能。
2、福建晋华存储器集成电路生产项目就坐落在泉州晋江的集成电路产业园,由福建省电子息集团和泉州、晋江两级政府共同投建,总规划面积594亩,一期投资370亿元,建设内容包括晶圆制造、产业链配套等,预计2018年9月形成月产6万片12寸先进制程内存晶圆的生产规模。项目建成后将填补我国主流存储器领域空白。据悉,作为国家重点支持的DRAM存储器生产项目,晋华项目已纳入国家“十三五”集成电路重大生产力布局规划重大项目清单,并获得国家专项建设基金支持。
3、合肥长鑫是由北京兆易创新(GigaDevice)与合肥市政府合作的存储器项目。投资72亿美元(约新台币2,166.46亿元),兴建12寸晶圆厂以发展DRAM产品,未来完成后,预计最大月产将高达12.5万片规模。
A股现有的晶圆制造企业大多是以IDM为主要业务模式的半导体制造商。随着近年来芯片需求的急剧增长和国产化进程的加快,国内芯片代工厂逆势扩张。在Foundry模式下,除中芯国际已上市外,2022年6月,中国第三大晶圆代工厂合肥晶合集成获得注册批准,主要从事12英寸晶圆代工业务,致力于行业先进工艺的研发和应用,为客户提供各种工艺节点和不同工艺平台的晶圆代工服务;同年7月,上海华虹集团排名第二的子公司华虹半导体完成上市辅导,拟募资180亿元,用于产能扩张、晶圆厂优化升级和补充流动资金。如果整合和华虹半导体都能成功上市,中国大陆晶圆代工厂的“三巨头”将齐聚A股科创板。随着国内晶圆厂的大幅扩张,预计将继续增加对上游设备和材料的需求,从而带动整个IC制造业向更专业、更大规模的生产方向发展。除上述纯晶圆代工厂外,其他具备IDM能力的拟上市公司,如北京燕东微电子和陕西远捷科技,均已通过会议并提交注册。
典型(拟)上市公司
1、中芯国际(688981.SH)
中芯国际目前是中国大陆第一大晶圆代工厂。其主要业务是根据下游客户的设计和要求,实现基于8/12英寸晶圆的集成电路功能;除了IC晶圆代工,公司还致力于打造基于平台的生态服务模式,为客户提供设计服务、IP支持、光掩模制造等一站式配套服务。,促进集成电路产业链的上下游协作,与产业链各个环节的合作伙伴一起为客户提供全面的集成电路解决方案。2022年8月,中芯国际宣布计划在天津建设12英寸晶圆代工生产线项目,计划建设产能为10万片/月,可在28nm至180nm的不同技术节点提供晶圆代工和技术服务,总投资75亿美元(约合505.9亿元人民币)。
2、燕东微(699172.SH)
燕东微多年来一直致力于分立器件、模拟集成电路、专用集成电路和器件的研发和制造。其主要市场领域包括消费电子、电力电子、新能源和特殊应用。同时,晶圆制造规模的扩大带动了晶圆制造和密封测试业务的增长,这导致公司形成了IDM&Foundry的商业模式。2019年至2021,公司承担了16项国家、省、部级科研或技术改造项目,其中国家重大科技项目1项,参与制定了4项国家标准和1项电子行业标准。远捷科技的主要业务是光学芯片的研发、设计、生产和销售。其主要产品包括2.5G、10G、25G和更高速率激光芯片系列。目前主要应用于光纤接入、4G/5G移动通网络和数据中心。它已经实现了发展海宽带的目标,中集旭创(300308。SZ)、博创科技(300548。SZ)明普光电(002902。SZ)等国际国内十大主流光学模块制造商批量供货。
IC封测位于集成电路产业链下游,是半导体制造过程中的后道工艺,承接着后端的半导体产品应用。行业内公司多为专业的封测企业(OSAT)或IDM厂商,知名企业包括台湾日月光、美国安靠(Amkor)、江苏长电科技(600584.SH)等。A股上市公司中,除长电科技(龙头)外,还有华天科技(002185.SZ)(财务指标优秀)、通富微电(002156.SZ)、气派科技(688215.SH)、伟测科技(688372.SH)、太极实业(DRAM封测、洁净室)、深科技等专注于半导 体封测工艺的厂商。
1、长电科技(600584.SH)
长电科技成立于1972年,前身为江阴晶体管厂,于2003年在上交所上市,内生成长+外延并购使公司跻身目前国内规模最大、全球OSAT第一梯队的封测企业。公司技术布局全面,拥有当前全球先进封测技术,包括FC(倒装)、eWLB(嵌入式晶圆级球栅阵列)、TSV(硅通孔封装技术)、SiP(系统级封装)、PiP(堆叠组装)、PoP(堆叠封装)、Fanout(扇出)、Bumping(凸块技术)等。公司处于半导体产业链的中后段,提供全方位的微系统集成一站式服务,向全球提供封装设计、产品开发及认证,以及从芯片中测、封装到成品测试及出货的全套专业生产服务。公司产品广泛应用于5G通讯网络、智能移动终端、汽车电子、大数据中心与存储、人工智能与工业自动化控制等电子整机和智能化领域。
2、利扬芯片(688135.SH)
作为国内知名的独立专业测试技术服务商,利扬芯片多年来致力于IC测试领域,拥有8/12英寸晶圆级测试能力。其工艺涵盖8nm、16nm、28nm等先进制造工艺。其“计算芯片测试技术”为先进制造工艺的离散问题提供了全套测试解决方案,重点解决功耗比、芯片内阻、大电流测试电路测试温度控制等关键技术难题;2022年7月,该公司在投资者互动平台上表示,3nm先进制造工艺的芯片测试方案已经成功调试,标志着该公司已经完成了全球首款3nm芯片的测试和开发,随后将有序推进量产测试阶段。此外,作为专业IC测试a股公司中的后起之秀,威测科技是中国高端芯片测试服务的主要供应商之一。目前正在积极布局高端测试业务,重点突破6nm-14nm先进工艺芯片、5G射频芯片、高性能CPU芯片、复杂SoC芯片等各类高端芯片的测试工艺难点。
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答:以公司总股本17386.0175万股为基详情>>
EDA概念逆势上涨,台基股份周四主力资金净流入4379.4万元
今天存储芯片概念在涨幅排行榜位居第二,涨幅领先个股为国科微、西测测试
今天汽车芯片概念涨幅2.74%,涨幅领先个股为富满微、雅创电子
今天国家大基金持股概念主力资金净流入11.29亿元,涨幅领先个股为国科微、芯朋微
MCU芯片概念大幅上涨2.47%,富满微当天主力资金净流入4160.18万元
投机不成就蚀把米
半导体芯片产业链主要公司整理(一)设计、制造、封测
一、半导体行业概述及分类
半导体产品(Semiconductor Products),也称为芯片(Chip)。
按功能划分可分为集成电路(IC)、分立器件、光电子器件和传感器。
集成电路(IC)占半导体产品的80%以上,主要分为数字集成电路和模拟集成电路。
数字集成电路对离散的数字号(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。数字集成电路主要包括逻辑芯片(CPU、GPU、手机基带、以太网芯片等)、存储芯片(DRAM、NANDFlash、NORFlash)、微处理器(MCU、DSP等)。逻辑芯片主要用于逻辑计算。存储器芯片用于存储各种数据息的程序和存储器组件。微处理器可以完成诸如接收指令、执行指令以及与外部存储器和逻辑组件交换息等操作。
模拟集成电路是用于处理模拟号的芯片,主要包括号链路芯片、电源管理芯片等。
模拟集成电路主要是指以连续功能(如声音、光、温度等)的形式用于产生、放大和处理模拟号的集成电路,根据功能的不同(传输弱电号/强电能),模拟设备一般可分为号链和功率链。号链是指用于处理号的电路,而电源链用于管理电池和电能。号链主要包括比较器、运算放大器OPA、AD DA、接口芯片等;功率链主要包括PMIC、ADC、DAC、PWM、LDO调节器和驱动IC。在高频号部分,射频器件由于其快速的技术迭代和大量的出货量,经常被单独讨论。
中芯国际和海思分别是中国芯片制造和芯片设计的龙头企业,在它们的背后是中国大陆正在成形的芯片全产业链。接下来,让我们盘点一下中国大陆的半导体企业在全球半导体产业中的大致地位。
半导体制造过程主要体现“IC设计-IC制造-IC密封和测试”环节。
一、IC设计
在芯片设计上,全球是中美两强对峙。美国和中国分别占了68%和29%的份额,其他国家可以忽略不计。在中国所占的份额中,台湾和大陆又各占16%和13%(IC Insights数据,2018)。
芯片设计的前3强,高通、博通和英伟达都是美国企业,但中国以海思为首的芯片设计新势力的崛起也不可轻视。由于手机芯片是目前人类社会中最复杂的芯片,而且又有很大的市场,所以中国芯片设计的龙头企业如海思、联发科和展锐都是以手机芯片的设计为主。可以说,中国的芯片设计产业抓住了智能手机兴起带来的机会。
在下一个热点的人工智能芯片设计上,仍将延续中美两国分据的局面。无论中国台湾还是中国大陆,风险投资都比较发达,创业氛围浓厚,所以中小芯片设计企业很有活力,这是韩国和日本远远不能比的。
(一)处理器架构
关于芯片设计中最核心的处理器架构,美国英特尔的X86主要应用在个人电脑和服务器端;
英国安谋的ARM强势占据智能手机和平板电脑等移动端,并且正在涉入服务器和个人电脑领域;
美国RISC-V基金会的RISC-V目前主要在物联网设备领域立足。
在这些处理器架构中,X86的话语权在走弱,ARM因为其公正性而得到广泛的应用,免费而开源的RISC-V则代表了未来。
(二)处理器芯片
1、CPU芯片
在主流的CPU芯片中,由于台式电脑市场萎缩和超威咄咄逼人的攻势,英特尔“奔腾的芯”放慢了脚步;
海思打造出最强的5G手机芯片,在与苹果和高通的手机处理器的竞争上取得一定的优势,因此引来特朗普政府的嫉恨;
海思
各位用的华为手机里面就有大量的海思处理器和海思基带芯片,另外买的智能电视,安防系统也有海思的芯片,海思在长时间内将是中国最大的芯片设计公司,未来将随着华为集团的增长而上升。世界第一名高通,2016年营收154亿美元,是海思的3.5倍。
2、手机通用处理器芯片
在手机通用处理器芯片市场,高通主导高端,低端则是联发科和展锐的天下。
(1)紫光展锐
展讯,锐迪科合并之后成立,目前是三星手机处理器和基带芯片除自家产品之外的最大供应商,你买的三星手机,主要是中低端系列,里面的芯片是紫光展锐的。
(2)海光息(688041.SH)
海光息主要从事高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统的研发,包括海光通用处理器(CPU)和海光协处理器(DCU)。目前,海光CPU产品海光1号、海光2号和海光DCU产品神算1号已经商业化应用。CPU作为服务器和工作站的重要组成部分,在计算和存储设备中发挥着至关重要的作用。海光CPU主要面向复杂逻辑计算、多任务调度等通用处理器应用场景的需求。它兼容国际主流x86处理器架构和技术路线,具有工艺先进、系统架构优秀、软硬件生态丰富等优势。此外,海光CPU支持国家安全算法,扩展了安全算法指令,集成了安全算法专用加速电路,支持可计算,大大提高了高端处理器的安全性。在下游应用方面,使用海光CPU的服务器主要应用于电运营商、金融、互联网等领域,例如,电运营商的云服务资源池系统支持云业务应用、银行和证券公司查询和交易系统、互联网搜索、计算服务、存储等应用;使用海光CPU的工作站的主要应用场景是工业设计和应用、图形和图像处理,如VR、AR图形渲染场景和智能工厂数字孪生应用。
3、服务器芯片
服务器处理器还主要是英特尔的地盘,超威占据了5%左右的份额并且有继续上升的趋势。
4、NPU、TPU、NPU
随着人工智能物联网(AIoT)的走热,英伟达的图形处理器风头正健,各种新的处理器概念开始兴起,比如谷歌的张量处理器(TPU)和寒武纪的神经网络处理器(NPU),处理器市场正在不断出现新的机会。
中星微电子
占领全球计算机图像输入芯片60%以上的市场份额。2005年,中星微电子在美国纳斯达克证券市场成功上市, 2016年初,中星微推出了全球首款集成了神经网络处理器(NPU)的SVAC视频编解码SoC,使得智能分析结果可以与视频数据同时编码,形成结构化的视频码流。该技术被广泛应用于视频监控摄像头,开启了安防监控智能化的新时代。
(三)存储器芯片
三星电子、SK海力士和美光三巨头垄断了存储器的市场,目前正在面临中国的长江存储和合肥长鑫的挑战,中国取得存储器市场的突破只是个时间问题。
兆易创新(603986.SH)
兆易创新成立于2005年4月,2016年8月在上海证券交易所主板上市,是一家集先进存储器、MCU和传感器解决方案于一体的半导体设计公司。
经过十多年的发展,公司已成长为中国出货量最大的非晶圆厂NOR Flash供应商,市场份额在SPI NOR Flash领域位居世界第三;同时,该公司在国内32位ARM通用MCU市场排名第一,在国内指纹识别传感器领域排名第二。
该公司的核心产品是编码闪存芯片和小型存储器,包括NOR闪存、SLC NAND闪存和利基DRAM。NOR Flash产品系列覆盖512Kb-2Gb容量,SLC NAND Flash产品系列涵盖1Gb-8Gb容量,DRAM产品主要覆盖19nm 4Gb DDR4。
鉴于全球完善的存储芯片产品布局,具有一定规模的制造商主要集中在海外和中国台湾地区,该公司是国内少数能够同时提供NOR Flash、NAND Flash和DRAM产品的公司之一,能够在基于代码的存储市场与国际领先公司竞争。
作为国产存储龙头,兆易创新位列全球Nor flash市场前三位,且随着日美公司的退出,市场份额不断提高;存储价格不断高涨,公司的盈利能力亮眼。
公司打造IDM存储产业链。2017年10月,公司和合肥市产业投资控股(集团)有限公司签署了存储器研发相关合作协议,合作开展工艺制程19nm存储器的12英寸晶圆存储器(含DRAM 等)研发项目,即合肥长鑫,目前研发进展顺利。
紫光国芯存储设计+ FPGA
公司是国内的存储芯片设计龙头,公司的布局包括收购山东华芯持有的西安华芯51%股权,合计持股增至76%,实现跻身国内存储器设计第一梯队的目标。目前,公司新开发的DDR4产品正在验证优化中。公司近期开始发力FPGA。
(四)通芯片
1、中兴微电子
主要是自家的通设备用的部分芯片,手机芯片也还是外购。
2、艾为电子(688798.SH)
艾为电子是中国领先的模拟IC设计公司。其音频芯片产品已进入市场形成竞争力,并逐步扩展到多种类型的芯片并构建产品矩阵。目前,公司主要产品包括音频功放芯片、电源管理芯片、射频前端芯片、电机驱动芯片等,应用于智能手机、AIOT、工业等领域。该公司的芯片产品为通用芯片,下游应用集中在智能手机市场。同时,产品具有较强的可扩展性和适用性,可用于可穿戴设备、智能便携式设备、物联网设备等领域。该公司的终端客户包括华为、小米、OPPO、vivo、传音、TCL和联想等知名手机制造商,以及华琴、闻泰和龙奇科技等知名ODM制造商。
(五)接口芯片
1、思瑞浦(688536.SH)
思瑞浦是一家专注于模拟集成电路产品研发和销售的集成电路设计企业。该公司成立于2012年4月,于2020年9月在科创板上市。自成立以来,该公司继续专注于模拟芯片的研发、设计和销售,采用Fabless的商业模式。该公司的模拟芯片分为号链芯片和电源管理芯片。号链模拟芯片主要包括线性产品、转换器产品和接口产品,其中高精度DAC已达到行业领先地位;电源管理模拟芯片主要包括线性稳压器、电源监控产品和其他电源管理产品。
(六)汽车芯片
中国手机处理器芯片的兴起,受益于中国拥有全球最大的智能手机市场以及中国本土手机品牌的成长。中国同样拥有全球最大的汽车市场,中国在电动汽车领域的发展基本上也与世界同步,但中国企业在汽车芯片市场上基本还无所作为。
汽车电子成本占电动汽车的总成本高达65%的比例,由此可见汽车芯片市场之大。汽车芯片属于工业级芯片,质量要求和设计门槛远大于手机芯片这样的消费级芯片。
汽车芯片被欧美日企业高度垄断,闻泰科技和韦尔股份通过对安世半导体的收购才切入了这块市场。早些时候,恩智浦为了方便被高通收购,拆分出了安世半导体,结果高通放弃收购恩智浦,安世半导体却便宜了中国买家。安世半导体40%的营收来自汽车功率半导体,被中国资本收购后,2018年收入同比增长超过35%。
(七)芯片设计工具
1、EDA软件
2019年,全球EDA行业的三大龙头厂商Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登电子)、Mentor Graphics(明导国际)的市占率之和接近70%,这三家头部厂商具备对于半定制、全定制IC设计全链路的覆盖能力,有能力为客户提供整套的IC设计工具;而一些成长中的企业则大多以点工具切入特定环节,以取得一定的市场份额。
典型上市公司
(1)华大九天(301269.SZ)
该公司长期深耕EDA行业,在模拟电路、数字电路等领域布局EDA设计工具。它已成为中国最大的EDA供应商之一,拥有最完整的产品线。公司在EDA领域的全流程布局体现在三个层面1)模拟电路公司提供从电路到布局、从设计到验证的完整解决方案,在电路仿真等细分领域具有强大的竞争优势;2) 数字电路目前公司主要提供时序分析等设计点工具。随着筹款项目的推进,预计2025年将实现全覆盖;3) 设计+制造该公司不仅提供设计EDA工具,还在晶圆制造端进行布局,打通了从设计到制造的全产业链。公司客户涵盖集成电路细分领域的多家国内企业,如晶圆制造领域的中芯国际、华立微电子、华虹鸿利等,IC设计领域的华为海思、紫光展锐等,飞腾、Megacore、龙芯、华通等,国内主要CPU设计企业,以及京东方、汇科、,华兴光电、维诺等在液晶面板显示领域的应用。
2、IP核
IP是指在集成电路设计中,经过验证的、可重复使用且具备特定功能的集成电路模块。通常由第三方IP供应商开发,并提供成熟的IP模块给IC设计公司用于集成,该模式可有效缩短芯片设计周期并提升芯片性能。
典型上市公司
(1)芯原股份(688521.SH)
芯原股份是一家依靠独立的半导体IP为客户提供基于平台的、全方位的一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的公司。在公司独特的硅平台即服务(SiPaaS)业务模式下,通过基于公司独立半导体IP构建的技术平台,Siyuan可以在短时间内创建从定义到测试封装的半导体产品。公司主要业务应用领域包括消费电子、汽车电子、计算机及外围设备、工业、数据处理、物联网等。主要客户包括IDM、芯片设计公司、系统制造商、大型互联网公司、云服务提供商等。经过十多年的行业积累,该公司拥有相对完整的知识产权储备,涵盖广泛的领域。公司拥有自主可控图形处理器IP、神经网络处理器IP、视频处理器IP、数字号处理器IP和图像号处理器IP五种类型的处理器IP,1400多个数模混合IP和物联网连接IP(包括RF)。应用领域包括消费电子、汽车电子、计算机和外围设备、工业、数据处理、物联网等。除了CPUIP和其他一些尚未探索的细分领域外,思源在处理器IP、有线接口IP、数字IP和其他物理IP这四大IP细分领域均有布局。根据IPnest的数据(按IP业务收入排序),思源是2020年中国大陆第一家、全球第七家半导体IP授权服务提供商。
二、IC制造
晶圆代工领域,无论是规模还是制程工艺,台积电都拥有绝对优势。台积电加上联华电子、世界先进和力晶等厂,中国台湾在晶圆代工行业稳占65%以上的份额。而模拟芯片领域是中国企业的薄弱环节,美国、欧洲和日本的各IDM厂拥有很大优势。
半导体产业制造与面板产业相似,属于资产和技术密集型产业,设备需求量大、技术含量高、附加值高。单厂投资在百亿量级,资料显示一条最先进12英寸晶圆生产线需投资约450亿元,台积电的3纳米工厂投资预计200亿美元。重点上市公司有中芯国际、华虹半导体等。
(一)硅片生产
中国的硅片产业起步较晚,技术积累不如海外。目前,国内半导体硅片企业主要生产6英寸及以下的半导体硅片,少数企业拥有8英寸和12英寸的生产能力。2017年之前,几乎所有12英寸的半导体硅片都是进口的。2018年,上海硅业集团旗下的上海新生作为中国大陆第一家实现12英寸硅片大规模销售的企业,打破了12英寸半导体硅片国产化率长期几乎为零的局面。近年来,国内厂商加快了半导体硅片的研发投入和建设。许多制造商已经实现了从8英寸到12英寸半导体硅片的突破。目前,半导体硅片的国产替代空间巨大。未来,国内制造商有望充分受益于半导体硅片的国产化。在中国从事硅片生产的上市公司包括上海硅业、里昂微、中环和申工。
(1)沪硅产业(688126.SH)
目前,该公司已成为国内为数不多的具有一定国际竞争力的半导体硅片企业,其产品得到了众多国内外客户的认可。目前,该公司已成为多家主流半导体企业的供应商,提供300毫米抛光晶片和外延晶片、200毫米及以下抛光晶片、外延晶片和SOI硅片的产品。该公司主要从事半导体硅片的研发、生产和销售。它是中国大陆最大的半导体硅片制造商之一,也是中国大陆第一家实现300mm半导体硅片大规模销售的企业。打破了我国300mm半导体硅片国产化率几乎为0%的局面,推动了我国关键半导体材料生产技术“自主可控”的进程。公司技术水平和科技创新能力在国内领先。该公司及其控股子公司拥有300项授权专利,其中105项在中国大陆,195项在中国台湾和国外;公司及其控股子公司拥有273项授权发明专利。
(2)立昂微(605358.SH)
公司自成立以来,一直专注于半导体材料、半导体芯片及相关产品的研发和制造。经过多年的发展,公司在半导体硅片、半导体分立器件芯片和分立器件产品方面形成了自己的主要产品。
(二)存储器制造
1、长江存储2016年3月,总投资约1600亿元人民币的国家存储器基地在武汉启动。四个月后“长江存储”集团正式成立,紫光集团参与了长江存储的二期出资。据武汉新芯介绍,长江存储的注册资本分两期出资。一期由国家集成电路产业投资基金、湖北国芯产业投资基金和武汉新芯股东湖北省科技投资集团共同出资,在武汉新芯集成电路制造有限公司(即“武汉新芯”)的基础上建立长江存储。二期将由紫光集团和国家集成电路产业投资基金共同出资。长江存储将以芯片制造环节为突破口,集存储器产品设计、技术研发、晶圆生产与测试、销售于一体,预计到2020年形成月产能30万片的生产规模,到2030年建成每月100万片的产能。
2、福建晋华存储器集成电路生产项目就坐落在泉州晋江的集成电路产业园,由福建省电子息集团和泉州、晋江两级政府共同投建,总规划面积594亩,一期投资370亿元,建设内容包括晶圆制造、产业链配套等,预计2018年9月形成月产6万片12寸先进制程内存晶圆的生产规模。项目建成后将填补我国主流存储器领域空白。据悉,作为国家重点支持的DRAM存储器生产项目,晋华项目已纳入国家“十三五”集成电路重大生产力布局规划重大项目清单,并获得国家专项建设基金支持。
3、合肥长鑫是由北京兆易创新(GigaDevice)与合肥市政府合作的存储器项目。投资72亿美元(约新台币2,166.46亿元),兴建12寸晶圆厂以发展DRAM产品,未来完成后,预计最大月产将高达12.5万片规模。
(三)晶圆代工
A股现有的晶圆制造企业大多是以IDM为主要业务模式的半导体制造商。随着近年来芯片需求的急剧增长和国产化进程的加快,国内芯片代工厂逆势扩张。在Foundry模式下,除中芯国际已上市外,2022年6月,中国第三大晶圆代工厂合肥晶合集成获得注册批准,主要从事12英寸晶圆代工业务,致力于行业先进工艺的研发和应用,为客户提供各种工艺节点和不同工艺平台的晶圆代工服务;同年7月,上海华虹集团排名第二的子公司华虹半导体完成上市辅导,拟募资180亿元,用于产能扩张、晶圆厂优化升级和补充流动资金。如果整合和华虹半导体都能成功上市,中国大陆晶圆代工厂的“三巨头”将齐聚A股科创板。随着国内晶圆厂的大幅扩张,预计将继续增加对上游设备和材料的需求,从而带动整个IC制造业向更专业、更大规模的生产方向发展。除上述纯晶圆代工厂外,其他具备IDM能力的拟上市公司,如北京燕东微电子和陕西远捷科技,均已通过会议并提交注册。
典型(拟)上市公司
1、中芯国际(688981.SH)
中芯国际目前是中国大陆第一大晶圆代工厂。其主要业务是根据下游客户的设计和要求,实现基于8/12英寸晶圆的集成电路功能;除了IC晶圆代工,公司还致力于打造基于平台的生态服务模式,为客户提供设计服务、IP支持、光掩模制造等一站式配套服务。,促进集成电路产业链的上下游协作,与产业链各个环节的合作伙伴一起为客户提供全面的集成电路解决方案。2022年8月,中芯国际宣布计划在天津建设12英寸晶圆代工生产线项目,计划建设产能为10万片/月,可在28nm至180nm的不同技术节点提供晶圆代工和技术服务,总投资75亿美元(约合505.9亿元人民币)。
2、燕东微(699172.SH)
燕东微多年来一直致力于分立器件、模拟集成电路、专用集成电路和器件的研发和制造。其主要市场领域包括消费电子、电力电子、新能源和特殊应用。同时,晶圆制造规模的扩大带动了晶圆制造和密封测试业务的增长,这导致公司形成了IDM&Foundry的商业模式。2019年至2021,公司承担了16项国家、省、部级科研或技术改造项目,其中国家重大科技项目1项,参与制定了4项国家标准和1项电子行业标准。远捷科技的主要业务是光学芯片的研发、设计、生产和销售。其主要产品包括2.5G、10G、25G和更高速率激光芯片系列。目前主要应用于光纤接入、4G/5G移动通网络和数据中心。它已经实现了发展海宽带的目标,中集旭创(300308。SZ)、博创科技(300548。SZ)明普光电(002902。SZ)等国际国内十大主流光学模块制造商批量供货。
三、封装测试
IC封测位于集成电路产业链下游,是半导体制造过程中的后道工艺,承接着后端的半导体产品应用。行业内公司多为专业的封测企业(OSAT)或IDM厂商,知名企业包括台湾日月光、美国安靠(Amkor)、江苏长电科技(600584.SH)等。A股上市公司中,除长电科技(龙头)外,还有华天科技(002185.SZ)(财务指标优秀)、通富微电(002156.SZ)、气派科技(688215.SH)、伟测科技(688372.SH)、太极实业(DRAM封测、洁净室)、深科技等专注于半导 体封测工艺的厂商。
1、长电科技(600584.SH)
长电科技成立于1972年,前身为江阴晶体管厂,于2003年在上交所上市,内生成长+外延并购使公司跻身目前国内规模最大、全球OSAT第一梯队的封测企业。公司技术布局全面,拥有当前全球先进封测技术,包括FC(倒装)、eWLB(嵌入式晶圆级球栅阵列)、TSV(硅通孔封装技术)、SiP(系统级封装)、PiP(堆叠组装)、PoP(堆叠封装)、Fanout(扇出)、Bumping(凸块技术)等。公司处于半导体产业链的中后段,提供全方位的微系统集成一站式服务,向全球提供封装设计、产品开发及认证,以及从芯片中测、封装到成品测试及出货的全套专业生产服务。公司产品广泛应用于5G通讯网络、智能移动终端、汽车电子、大数据中心与存储、人工智能与工业自动化控制等电子整机和智能化领域。
2、利扬芯片(688135.SH)
作为国内知名的独立专业测试技术服务商,利扬芯片多年来致力于IC测试领域,拥有8/12英寸晶圆级测试能力。其工艺涵盖8nm、16nm、28nm等先进制造工艺。其“计算芯片测试技术”为先进制造工艺的离散问题提供了全套测试解决方案,重点解决功耗比、芯片内阻、大电流测试电路测试温度控制等关键技术难题;2022年7月,该公司在投资者互动平台上表示,3nm先进制造工艺的芯片测试方案已经成功调试,标志着该公司已经完成了全球首款3nm芯片的测试和开发,随后将有序推进量产测试阶段。此外,作为专业IC测试a股公司中的后起之秀,威测科技是中国高端芯片测试服务的主要供应商之一。目前正在积极布局高端测试业务,重点突破6nm-14nm先进工艺芯片、5G射频芯片、高性能CPU芯片、复杂SoC芯片等各类高端芯片的测试工艺难点。
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