凯发K8国际一文看懂全球半导体芯片|免费网址入口在线观看入口|产业

  凯发k8国际ღღ,凯发K8旗舰厅凯发k8娱真人凯发k8国际手机ღღ。凯发APPGartner和IDC全球半导体市场预测数据显示ღღ,2020年ღღ,全球半导体产品营收达到约3万亿人民 币ღღ,受到数据中心ღღ、IoT和NAND存储市场的需求驱动ღღ,至2025年ღღ,整体市场预计将保持约7%的年复合增长率(图1)ღღ。

  展望未来ღღ,2020-2025年ღღ,IoT芯片的年复合增长率有望达到13%ღღ,数据中心和NAND存储市场 紧随其后ღღ。

  按照企业所在地划分ღღ,在上述总量约3万亿元的半导体市场中ღღ,美国的芯片销售占据了近一半的市场份额ღღ,尤其以逻辑芯片为主ღღ,而韩国是存储芯片的主要供给地区(图2)ღღ。

  2020年全年ღღ,美国的芯片销售额达到了1.48万亿元ღღ,逻辑芯片占比超过60%ღღ,此后是韩国(5,600 亿元)ღღ,日本(2,900亿元)ღღ,欧洲(2,500亿元)ღღ,中国台湾地区(1,900亿元)和中国大陆(1,500 亿元)ღღ。

  细分市场方面ღღ。按照主要应用划分ღღ,数据处理(约1.1万亿元)ღღ、通讯(约1万亿元)是半导体产品的中坚营收力量ღღ。而不同应用领域中手机的营收表现突出ღღ,占比高达约25%ღღ,剩余市场较均匀地分布在工业电子设备ღღ、消费电子ღღ、汽车等多个下游应用领域(图3)ღღ。而对手机ღღ、汽车及各类消费电子产品ღღ,中国都是世界最大的制造基地和终端需求市场之一ღღ,这就为半导体芯片在中国的发展奠定了坚实的需求基础ღღ。

  近年来ღღ,伴随网络化ღღ、信息化ღღ、智能化飞速发展ღღ,半导体的应用领域不断拓展ღღ,在全球经济及社会发展中的重要性与日俱增ღღ。与此同时ღღ,越来越多的国家纷纷加码半导体ღღ,各个国家在半导体价值链 中拥有不同的竞争优势ღღ。

  半导体产品涉及的技术十分精细复杂ღღ。价值链主要包括设计ღღ、制造ღღ、封装环节ღღ;上游设备ღღ、材料ღღ、 设计软件等也不可或缺(图4 )ღღ。

  作为科技含量最为密集的行业之一ღღ,首先ღღ,研发是半导体价值链上的一大重要环节ღღ。参与研发的玩家大多为学术机构ღღ、政府机构和头部企业ღღ,比如法国的CEA-Leti公司ღღ、中国台湾工业技术研究院 (ITRI)等ღღ。实践中ღღ,研发水平对于行业技术的发展起到了至关重要的作用ღღ。目前ღღ,各国的研发人员致力于提高半导体产品的算力ღღ、存储密度ღღ、速度并降低成本和功耗ღღ。考虑到研发水平难以量化免费网址入口在线观看入口ღღ,因此在下文中不详细展开ღღ。

  最上游的企业负责生产半导体设计制造所需的设备ღღ、原材料和EDA软件ღღ。这些设备ღღ、原材料ღღ、EDA软件被 广泛应用于制造集成电路(IC)ღღ、光电子器件ღღ、分立器件ღღ、传感器等领域ღღ,是半导体产品设计制造的前道工序ღღ,也是整个价值链中不可或缺的组成部分ღღ。

  具体看ღღ,半导体的生产设备备货周期长ღღ,大多为单一供应源ღღ,并且在全球范围内涌现出了一批代表性企业ღღ,比如ღღ,专注于光刻机领域的荷兰公司阿斯麦尔(ASML)ღღ、提供晶圆缺陷监测系统的美国KLA-Tencor公司ღღ。为了打造洁净的厂房并放置生产设备ღღ,这些公司通常需要投入大量的时间和金钱ღღ,属于重资产公司ღღ。

  除设备以外ღღ,在制造半导体的过程中ღღ,还离不开前端及后端原材料ღღ,前端材料包括硅片ღღ、金属以及各类化学品和气体ღღ,后端则包括封装材料或基材ღღ。类似生产设备ღღ,半导体原材料大多为单一供应源ღღ。以硅晶圆为例ღღ,由于半导体级硅晶圆对于纯度的要求极高(99.999999999%)ღღ,因此ღღ,行业壁垒高ღღ,当前ღღ,领先企业包括德国硅晶圆制造商世创(Siltronic)和日本信越半导体(Shin-Etsu)等ღღ。

  此外ღღ,在半导体制造的上游产业中ღღ,由数十亿个组件构成的EDA (电子设计自动化)是实现半导体元器 件和集成电路设计流程自动化的必备软件工具ღღ,是半导体市场的先驱和风向标ღღ。在该领域ღღ,国内企业与三大国际巨头新思科技(Synopsys)ღღ,明导国际(Mentor Graphics)ღღ,楷登电子(Cadence)仍存在一 定差距ღღ,需要长时间与晶圆代工联动的设计数据库积累ღღ,和相关人才投入ღღ,逐步提升产品竞争力ღღ。

  值得一提的是ღღ,随着集成电路技术升级ღღ,半导体行业的分工趋于细化ღღ,半导体IP核ღღ,即可以授权给第三方的知识产权核迎来新一轮增长

  经过多年的发展ღღ,半导体生态逐步完善凯发K8国际ღღ,主要包括设计ღღ、代工ღღ、封装和测试环节ღღ。

  设计环节ღღ。主要有IC设计(集成电路设计)和IDM (垂直整合制造)两类企业ღღ,前者只参与芯片和集成电路的架构和设计ღღ,后者则兼顾了设计与制造步骤ღღ。代表企业有英伟达ღღ、恩智浦半导体ღღ、英特尔ღღ、三星等ღღ。

  代工环节凯发K8国际ღღ。一直以来ღღ,逻辑芯片的制造受到摩尔定律的驱动ღღ,遵循集成电路上可以容纳的晶体管数目大约每两年会增加一倍的规律演进ღღ,而在摩尔定律的推动下ღღ,半导体制造走向“更大硅片”和“更小制程”以降造成本和功耗ღღ。按照尺寸和制程划分ღღ,当前主流为8英寸/12英寸硅片ღღ;以及65纳米/28纳米/7纳米等不同制程ღღ。代表企业有台积电ღღ、联华电子等ღღ。

  封装和测试环节ღღ。封测指的是通过引线键合ღღ、倒装等技术ღღ,使芯片与外部电路连接ღღ,是半导体价值链中必不可少的下游环节ღღ,具有劳动密集型的特征ღღ,通常由外包半导体封装测试行业(O SAT)完成ღღ。值得注意的是ღღ,贝恩观察到ღღ,封测厂商常常需要提供定制化服务ღღ,与设计厂商进行联合开发ღღ,以此保证紧跟芯片产品的需求ღღ,所以ღღ,该环节的创新活动日益活跃凯发K8国际ღღ。代表企业有日月光集团ღღ、安靠科技等免费网址入口在线观看入口ღღ。

  晶圆制造通常包含沉积ღღ、光刻ღღ、刻蚀ღღ、离子注入4大核心步骤组成ღღ。首先ღღ,使用沉积设备(如 CVDღღ、PVDღღ、ALD)在基材表面沉积多层薄膜ღღ;其次ღღ,在晶圆表面均匀涂上光刻胶ღღ,使射强激光通过含有电路设计的光掩膜ღღ,将其设计图形刻制到晶圆表面ღღ;第三ღღ,刻蚀形成3D图形ღღ;最后ღღ,将离子材料ღღ、掺杂剂注入晶圆ღღ,通过带电的离子控制电流ღღ,并实现晶体管的功能ღღ。

  Gartner全球市场份额数据ღღ、半导体晶圆厂设备公司招股说明书ღღ、分析师报告综合显示ღღ,2020年ღღ,全球半导体前端设备的市场规模已达到4,200亿元ღღ,基于上述制造步骤ღღ,刻蚀ღღ、光刻ღღ、沉积设备占据了约75%的营收份额ღღ,并且保持平稳增长ღღ。中国厂商在主要前端设备市场处于起步阶段凯发K8国际ღღ,从沉积ღღ、刻蚀设备开始获取份额(图5)ღღ。

  在半导体的上游产业中ღღ,不同的材料被应用于不同的生产步骤ღღ,缺一不可ღღ:硅片是半导体器件的主要载体ღღ,气体被广泛运用于掺杂ღღ、外延ღღ、离子ღღ、刻蚀ღღ、化学气相沉积等生产步骤ღღ,光掩膜可以把集成电路的图形转印到硅晶圆上ღღ,光刻胶可以将光掩膜版图案转移到光刻胶再转移到晶圆片ღღ。

  贝恩结合案头研究ღღ、公司报告和券商研报发现ღღ:纵观半导体材料市场ღღ,市场较为稳定ღღ,2020年ღღ,全球前端材料市场规模约2,100亿元ღღ,2018-2020年复合增长率为5%ღღ。硅片ღღ、气体ღღ、光刻胶ღღ、光掩膜版是主要的上游材料ღღ,占据了约80%的营收份额ღღ。

  EDA和IP贯穿芯片制造的全流程ღღ,是芯片设计的重要工具ღღ,可以缩短芯片的开发时间ღღ,并提高芯片性能ღღ。ESD Alliance研究报告以及各个公司年报和券商研报表明ღღ,2020年ღღ,全球EDA和IP的市场规模达到了 745亿元ღღ,且增长稳健ღღ。

  -EDA (电子设计自动化)ღღ:是一套协助半导体器件的定义ღღ、规划ღღ、设计ღღ、实施ღღ、验证和后续制造的工具ღღ,包括仿真ღღ、设计ღღ、验证ღღ。

  -IPღღ:是可重复使用的具有独立功能模块的预设计电路ღღ,包括IP软核ღღ、IP固核ღღ、IP硬核ღღ,可减少设计工作量ღღ,缩短周期并提高成功率ღღ。

  2020年ღღ,逻辑芯片贡献了约一半的销售额ღღ,大约1.6万亿元ღღ,但是不同细分领域有各自的领先玩家ღღ。比如ღღ,在GPU领域ღღ,头部企业英伟达占据了约八成的销售额ღღ;在MPU领域ღღ,英特尔拥有较强的优势ღღ;在应用/媒体处理器领域ღღ,苹果和联发科表现亮眼ღღ。

  有别于逻辑芯片ღღ,存储芯片市场高度集中ღღ,2020年的营收额约8,000亿元ღღ。无论在内存(DRAM)还是 闪存(NAND)领域ღღ,三星都是主力军ღღ,SK海力士ღღ、美光紧随其后ღღ,铠侠和西部数据则更加专注于 NAND领域ღღ。

  模拟芯片的厂商众多ღღ,在三大芯片中ღღ,格局最分散ღღ:德州仪器ღღ、亚德诺占据了模拟领域的半壁江山ღღ;分立器件ღღ、光电子领域中ღღ,各大厂商不分伯仲ღღ;传感器领域同样如此凯发K8国际ღღ,除博世以外ღღ,其他厂商竞争激烈ღღ。

  总体上ღღ,全球晶圆制造代工市场由成熟制程(>=14nm)和先进制程(<14nm)组成ღღ。其中ღღ,成熟制程占据约70%的市场份额ღღ,先进制程芯片制造占据约30%ღღ,并且高度集中于台积电和三星(图7)ღღ。

  2020年ღღ,全球晶圆制造代工的总营收共计约5,000亿元ღღ。值得一提的是ღღ,作为老牌制造商ღღ,台积电积极布局各个制程免费网址入口在线观看入口ღღ,并且都取得了较高的市场份额ღღ,尤其是在14/16-20nm和5nm,台积电约占据了约9成的份额ღღ。

  贝恩参考各大公司年报ღღ、Yoleღღ、券商研报并进行案头研究后得到ღღ,2018-2020年ღღ,全球半导体封测营收的年复合增长率为3%ღღ,封装和测试的增速也均为约3%ღღ,是一个稳定的市场凯发K8国际ღღ。

  -封装ღღ:指的是实现芯片电路与外部器件电气连接ღღ,并为芯片提供机械物理保护ღღ,包括传统封装和先进封装ღღ。

  -测试ღღ:将封装完毕的芯片进行性能ღღ、持久性等方面的测试ღღ,包括初始测试(Initial Testღღ,在不同环 境下进行电气特性测试)和最后测试(Final test)ღღ。