摘要:集成電路是電子信息產業的基礎和核心,是關系國民經濟和社會發展全局的戰略性、基礎性和先導性產業,影響著社會信息化進程。進入21世紀以來,隨著全球化、信息化不斷推進,發達國家集成電路產業鏈逐漸向發展中國家不斷轉移,促使我國成為重要的主流市場之一,集成電路國產替代趨勢明顯。2023年我國集成電路產量為3514.4億塊,同比增長6.9%。
一、定義及分類
集成電路是一種微型電子器件或部件,即采用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然后封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構。集成電路按其功能、結構的不同,可以分為模擬集成電路、數字集成電路兩大類。模擬集成電路又稱線性電路,用來產生、放大和處理各種模擬信號,其輸入信號和輸出信號成比例關系;而數字集成電路用來產生、放大和處理各種數字信號。
二、商業模式
1、垂直整合制造模式(IDM模式)
IDM模式為Integrated Device Manufacture的簡稱,指垂直整合制造模式。該模式下的集成電路企業業務范圍涵蓋集成電路設計、掩膜、晶圓制造、封裝、測試等產業鏈條上的各個環節,對集成電路企業的資金實力、研發能力及市場影響力要求極高。該制造模式有利于企業實現產業鏈協同優化,充分發掘技術潛力。該模式代表企業有英特爾、三星、德州儀器等全球集成電路行業大型跨國企業。
2、垂直分工模式模式(Fabless模式)
垂直分工模式即Fabless模式,也稱為無工廠模式。在該模式下,集成電路設計企業僅從事集成電路的設計業務,其余的掩膜、晶圓制造、封裝、測試等環節全部通過專業的生產廠商完成。與IDM模式相比,Fabless模式降低了集成電路設計企業的初期門檻,沒有生產加工環節,無需廠房建設及生產設備購置等固定資產投入,前期資本投入較少,資產較輕,轉型相對靈活,使得企業專注于集成電路設計和研發環節,縮短了產品開發周期。目前,集成電路企業大多采用 Fabless 模式,主要代表企業包括美國的高通、中國的聯發科、華為海思、展訊等。
3、代工廠模式(Foundry模式)
代工廠模式即Foundry模式。該模式下的集成電路企業只進行集成電路制造、封裝、測試等生產環節,而不涉及集成電路設計、研發業務。由于半導體產品出貨量的增加,疊加采用Fabless模式的集成電路企業不斷涌現,集成電路代工廠企業則可以靈活對接全球市場的生產訂單。該模式下,企業研發成本低,規模效應更強,主要代表企業包括臺積電、格羅方德、聯電等。
三、行業政策
1、主管部門和監管體制
集成電路所屬行業主管部門主要為中華人民共和國工業和信息化部,主要負責提出新型工業化發展戰略和政策,協調解決新型工業化進程中的重大問題,擬訂并組織實施工業、通信業、信息化的發展規劃;制定并組織實施行業規劃、計劃和產業政策,擬訂行業技術規范和標準并組織實施,指導行業質量管理工作等。
行業自律組織為中國半導體行業協會,主要負責貫徹落實政府有關的政策、法規,向政府業務主管部門提出本行業發展的經濟、技術和裝備政策的咨詢意見和建議;做好信息咨詢工作;調查、研究、預測本行業產業與市場;制(修)訂行業標準、國家標準及推薦標準,推動標準的貫徹執行;促進和組織訂立行規行約,推動市場機制的建立和完善等。
2、行業相關政策
集成電路是信息技術產業的核心,是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業。2021年3月,十三屆全國人大四次會議表決通過《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》,指出培育先進制造業集群,推動集成電路、工程機械、高端數控機床產業創新發展。同時,我國政府頒布了一系列政策法規,為集成電路發展提供了財政、稅收、技術和人才等多方面的支持,助推國內集成電路企業完成技術突破與規模積累,形成以長三角、珠三角、京津環渤海等地區為主的產業集群,縮小了中國與世界先進水平的技術差距。
四、行業壁壘
1、技術壁壘
集成電路屬于技術密集型行業,對于集成電路設計及生產企業而言,需要緊跟工藝的進步以及生產技術的發展,以保持自身在市場上的競爭優勢。隨著集成電路技術的迭代更新,原材料日益精密,電路結構日趨復雜,加工、封裝要求日益嚴格,行業內部分龍頭企業依托自身技術、資源優勢,創新研發出差異化產品,形成自主核心技術,從而形成較高的技術壁壘。
2、資金壁壘
集成電路屬于高新技術產業,無論是在產品的設計研發或是制造生產環節均需要大量的資金投入,對企業的資金規模以及融資能力提出較高要求。若研發投入不足導致研發進度滯緩,亦或是設備更新不及時導致產能過剩,則可能使集成電路企業失去技術和成本優勢。大部分新進入企業資金實力相對薄弱,且融資渠道有限,難以維持大規模生產支出以及長時期的研發支出。
3、人才壁壘
集成電路設計、研發、生產等各個環節涉及多方面學科知識,綜合性技術創新人才和經驗豐富的管理人才對于行業未來的發展和市場競爭力的提高具有重要的推動作用。目前,我國成熟的集成電路企業大多為Fabless模式經營的輕資產企業,擁有較為完善的人才培養、晉升管理體系,易組建完整的綜合性研發團隊并具有豐富的人才儲備,形成較高的人才壁壘。
4、客戶壁壘
集成電路作為整個電子器件的核心,其可靠性和穩定性對電子產品具有重大意義。因此,下游終端客戶對上游集成電路供應商的選擇極為謹慎,客戶通常需進行嚴格的篩選與評測后,選擇最優質的集成電路供應商。此外,下游客戶在選定供應商并實現產品量產后,通常不會輕易更換。目前,我國集成電路生產商整體銷售網絡趨于穩定,新進入企業難以在短時間內獲取長期客源。
五、產業鏈
1、行業產業鏈分析
集成電路產業鏈上游主要包括電容、電阻、電感、硅片、晶體管等原材料以及封測設備、晶圓制造設備等智能設備。電容、電阻、電感是各類電子制造業生產中不可缺少且使用量較大的電子元件,被稱為“工業大米”。電阻、電阻等原材料由于價格便宜、阻值范圍寬、穩定性和可靠性好,成為集成電路最主要的原材料,其價格波動幅度較小,市場供應充足,為國內集成電路行業發展提供了強勁的支撐。此外,晶圓制造、封裝和測試設備為集成電路發展的重要設備,其工藝水平、測試能力均會直接影響到集成電路產品的最終性能。
產業鏈下游主要涵蓋通信、計算機、消費電子、汽車、醫療、軍事等產業。近年來,下游產業面臨產品性能提升、成本優化、技術升級等改革,帶動集成電路市場需求持續攀升,為國內集成電路企業高質量發展提供了優質的市場環境。中國集成電路行業產業鏈如下圖所示:



















2、行業領先企業分析
(1)紫光國芯微電子股份有限公司
紫光國芯微電子股份有限公司為國內主要的綜合性集成電路上市公司之一,以特種集成電路、智能安全芯片為兩大主業,產品涵蓋微處理器、可編程器件、存儲器、網絡及接口、模擬器件、ASIC/SoPC等600多個品種,同時為移動通信、金融、政務、汽車、工業、物聯網等多個行業提供芯片、系統解決方案和終端產品。2023年紫光國微進一步擴展產品品類,加強研發管理,生產效率、產品供應能力和客戶響應速度得到明顯提升,經營業績持續提升。2023年上半年,紫光國微集成電路業務營業收入為36.26億元,同比增長31.55%;毛利率為66.16%。
(2)中芯國際集成電路制造有限公司
中芯國際集成電路制造有限公司是世界領先的集成電路晶圓代工企業之一,也是中國大陸集成電路制造業領導者,擁有全球化的制造和服務基地,在上海、北京、天津、深圳建有三座8英寸晶圓廠和四座12英寸晶圓廠。中芯國際擁有領先的工藝制造能力、產能優勢、服務配套,除集成電路晶圓代工外,企業還為客戶提供設計服務與IP支持、光掩模制造等一站式配套服務,并促進集成電路產業鏈的上下游協同,為客戶提供全方位的集成電路解決方案。2023年前三季度,中芯國際營業收入為330.98億元,同比下降12.4%。
六、行業現狀
集成電路是電子信息產業的基礎和核心,是關系國民經濟和社會發展全局的戰略性、基礎性和先導性產業,影響著社會信息化進程。進入21世紀以來,隨著全球化、信息化不斷推進,發達國家集成電路產業鏈逐漸向發展中國家不斷轉移,促使我國成為重要的主流市場之一,集成電路國產替代趨勢明顯。2023年我國集成電路產量為3514.4億塊,同比增長6.9%。目前,新一代信息技術產業對集成電路存在重大依賴,下游需求的持續釋放為我國集成電路帶來新的發展機遇,產業具備良好的市場發展前景,市場容量有望進一步擴大。同時,隨著國家政策紅利的持續釋放,我國集成電路產業獲得更深入的關注以及更持續資本助力,從而加速產業創新與變革,有助于我國集成電路在國際產業生態體系內實現彎道超車。
七、發展因素
1、有利因素
(1)國家利好政策持續發力
集成電路是信息化社會的基礎行業之一,其發展程度是衡量一個國家科技發展水平的重要指標。近年來,中國政府通過一系列法律法規及產業政策,從提供稅收優惠、保護知識產權、提供技術支持、引導風險資金流入等角度,大力推動集成電路的發展。同時,基于信息安全以及進口替代考慮,國家成立集成電路產業基金,吸引大型企業、金融機構以及社會資金,為產業發展注入新動力。
(2)新興產業發展催生需求增量
目前,我國是全球主要的電子信息制造業的生產基地,也是全球規模最大、增速最快的集成電路市場。隨著終端市場的便攜化、智能化、網絡化的發展趨勢日趨明顯,下游產品更新迭代速度加快,集成電路傳統應用領域持續繁榮推動集成電路市場需求穩步上升。同時,以物聯網、人工智能、云計算、智能汽車、智能家居、可穿戴設備等為代表的新興產業快速發展,催生大量集成電路產品需求,成為繼計算機、網絡通信、消費電子之后推動集成電路產業發展的新動力,為集成電路帶來新的發展機遇。
(3)產業鏈日趨成熟
目前,臺積電、通富微電等全球一流制造企業、封裝測試企業陸續在中國大陸建立和擴充產線,使國內原有的代工制造企業的工藝水平得到顯著提升,為采用Fabless模式的國內集成電路企業提供了優質產能保障。同時,全球集成電路正經歷第三次產業轉移,世界集成電路產業的制造重心、消費市場及人才在中國快速集聚,國際領先的集成電路龍頭企業不斷加大在中國市場的投資布局,促進我國集成電路產業鏈日趨成熟。
2、不利因素
(1)產業發展受地緣政治因素影響較大
集成電路的發展與宏觀經濟走勢密切相關。當前,我國經濟正由高速增長階段向高質量發展階段轉變,產業結構性調整特征十分明顯。而我國集成電路整體發展相對落后,部分關鍵技術、核心零部件、操控軟件等仍高度依賴進口。近年來,受國際形勢動蕩影響,我國面臨發達國家技術封鎖、生產設備及零部件進口成本上漲、進口渠道不穩定性增強等風險,從而對國內集成電路發展產生不利影響。
(2)技術水平有待提升
盡管中國政府和企業愈發重視集成電路的發展,但由于技術發展水平、人才培養、研發投入等方面的滯后性,國內集成電路研發力量薄弱、自主創新能力不足的狀況依然存在,尤其在設計、制造環節的高端技術方面存在明顯的短板。先進技術的欠缺,導致我國高端集成電路市場仍由國外企業占據主導地位,在一定程度上限制了我國集成電路的發展。
(3)投資回報周期較長
在集成電路設計研發環節,電路設計、軟件開發等方面均需要企業投入大量的創新型人才資源以及研發資金。在產品生產環節,從前期產線建設、設備投入到批量化生產,都需要大量的資金投入。同時,產線建成以后,企業還需要經歷下游客戶長時間地篩選、評測,以達到客戶多樣化的需求,進而形成穩定的銷售渠道。投資回報周期較長,對行業內企業的資金實力和資源調配能力形成了一定的挑戰。
八、競爭格局
隨著全球整體信息化水平不斷提升,集成電路已經成為全球的支柱核心產業之一,并實現與其他行業的深度融合。從全球來看,德州儀器、亞德諾半導體等企業在模擬集成電路領域具備突出的競爭實力,保持領先的市場占有率。我國集成電路雖起步較晚,但憑借巨大的市場需求、經濟的穩定發展和有利的政策環境等眾多優勢條件,已成為全球集成電路行業增長的主要驅動力。近年來,我國集成電路頭部企業呈穩步發展態勢,創新產品輸出能力不斷增強,吸引行業優質資源逐步聚集,推動產業集中度進一步提升。其中,臺積電、紫光國微、中芯國際、長電科技、中穎電子、復旦微電等企業技術積累深厚,創新研發能力較強,在產品性能等方面具備較強的競爭優勢,市場份額位居國內前列。
九、發展趨勢
隨著國民經濟的穩步增長,中國已成為全球最重要的電子產品消費市場。基于國產集成電路的快速發展,疊加國際政治形勢不確定性增強,國內客戶供應穩定性的需求不斷增大。國內集成電路企業充分發揮貼近本土市場的地緣優勢,在多個應用領域實現國產替代。在全球集成電路競爭日益激烈的背景下,我國推出系統級芯片設計,采用新的器件結構和布局,實現不同功能的電子元件按設計組合集成。此外,為同時滿足低功耗、微型化的要求,我國將持續加大集成電路研發投入,推進下游場景需求定制化生產,推進集成電路由單一產品向多品種方向發展。
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