斷供、轉機、突圍，中國芯的機會(huì )分析

從這份報告中，我們將知道國芯現在處于什么樣的地位、行業(yè)的市場(chǎng)規模及國產(chǎn)化的情況以及投資人重點(diǎn)關(guān)注行業(yè)內的哪些細分領(lǐng)域等。

本文來(lái)源：鯨準研究院，作者董超、張朝陽(yáng)，譚瑩指導

引言：

2018年4月，美國商務(wù)部發(fā)布公告稱(chēng)美國政府將在未來(lái)7年內禁止中興通訊向美國企業(yè)購買(mǎi)敏感產(chǎn)品。今年5月，美國政府將華為列入出口管制的“實(shí)體名單”后，美國芯片巨頭開(kāi)始對華為斷供。隨著(zhù)中興華為事件的發(fā)生，集成電路行業(yè)被推向了全民關(guān)注的高度，中國缺少高端芯片的現狀也逐步顯露在大眾面前。

據中國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )數據顯示，2018年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額達到6531.4億元，同比增速達到了20.7%，遠超世界的平均增速8.09%，說(shuō)明我國集成電路產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展期。

但根據海關(guān)總署公布的數據，2018年中國集成電路進(jìn)口金額達到了3120.6億美元，而出口金額僅為846.4億美元，這其中超過(guò)2200多億美元的貿易逆差也顯示了我國集成電路產(chǎn)業(yè)同時(shí)也處在一個(gè)高度依賴(lài)進(jìn)口的產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段。

在集成電路這種技術(shù)壁壘高、資金密集的行業(yè)，中國芯現在處于什么樣的地位？行業(yè)的市場(chǎng)規模及國產(chǎn)化的情況如何？投資人重點(diǎn)關(guān)注行業(yè)內的哪些細分領(lǐng)域？集成電路行業(yè)未來(lái)還值得投資和創(chuàng )業(yè)嗎？根據這些問(wèn)題，本文將圍繞以下五個(gè)板塊展開(kāi)，深入分析集成電路的發(fā)展現狀和行業(yè)機會(huì )，希望給關(guān)注集成電路的投資人和創(chuàng )業(yè)者一些參考，增加對行業(yè)的理解：

1、中國芯的崢嶸歲月以及驅動(dòng)因素；

2、集成電路的產(chǎn)業(yè)鏈、市場(chǎng)格局、國產(chǎn)替代化程度以及潛在的機會(huì )；

3、中國芯的市場(chǎng)規模；

4、投融資分析；

5、行業(yè)機會(huì )分析。

正文：

一、中國芯的崢嶸歲月以及驅動(dòng)因素

從概念上來(lái)說(shuō)，集成電路著(zhù)重強調電路的設計和布線(xiàn)，而芯片更側重于電路的集成、生產(chǎn)和封裝。在本文當中，集成電路和芯片是同一個(gè)意思。

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，中國大陸已經(jīng)建立具有一定技術(shù)基礎和較強國際競爭力的集成電路產(chǎn)業(yè)。從重大事件節點(diǎn)上來(lái)看，中國集成電路的發(fā)展大概經(jīng)過(guò)初步形成→技術(shù)引進(jìn)→中外合資→臺灣大陸建廠(chǎng)→外資獨資建廠(chǎng)→國家戰略等多個(gè)階段，完成了集成電路產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，從弱到強的歷史性跨越。

我們從需求和供給兩端，以及PEST模型等角度進(jìn)行思考，總結了集成電路的驅動(dòng)因素：

1、政策支持：政策層面，為推動(dòng)整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，中國政府及地方政府近幾年相繼發(fā)布了超過(guò)幾十份的政策文件；

2、資金扶持：2014年9月-2018年5月，國家大基金一期已投資完畢，共投資1387億元；而地方政府設立的基金規模已超3000億元，資金的支持推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；

3、國產(chǎn)替代加速：設計、制造、封測實(shí)力加強加速?lài)a(chǎn)化替代：受半導體產(chǎn)業(yè)化向中國轉移的影響，加上有國家大基金的支持、積極收購國外優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，實(shí)力將快速加強；

4、新興技術(shù)興起：5G、IoT、AI、云計算、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為集成電路的發(fā)展帶來(lái)增量機會(huì )。

二、芯片的產(chǎn)業(yè)鏈、市場(chǎng)格局、國產(chǎn)替代化程度以及潛在的機會(huì )

從集成電路產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)看，材料和設備位于產(chǎn)業(yè)鏈上游，對集成電路的發(fā)展起著(zhù)支撐作用，中游為芯片的生產(chǎn)，又可以分為設計、制造、封測三個(gè)環(huán)節。下游為芯片各類(lèi)細分市場(chǎng)的應用，比如手機、電腦、汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò )通訊等。

在鯨準即將發(fā)布的《2019集成電路行業(yè)研究報告》中，我們對每個(gè)環(huán)節的市場(chǎng)規模、市場(chǎng)格局、國產(chǎn)替代化程度以及潛在的機會(huì )等進(jìn)行了詳細的闡述。本文以行業(yè)的設備環(huán)節為例進(jìn)行分析：

根據SEMI最新統計跟預測：2018年世界半導體設備市場(chǎng)規模為645.5億美元，2019年市場(chǎng)規模預計為526.9億美元，同比下降18.4%。原因可能為世界政治經(jīng)濟局勢不穩、貿易摩擦不斷，對世界半導體市場(chǎng)沖擊很大。到2020年有所增長(cháng)，市場(chǎng)規模為587.9億美元，同比增長(cháng)11.6%。

中國大陸2018年半導體設備市場(chǎng)規模為131.1億美元，預計2019年市場(chǎng)規模為116.9億美元，同比下降10.8%；2020年大幅增長(cháng)至145.0億美元，同比增長(cháng)24.0%，占世界市場(chǎng)規模的的24.7%，位居世界第一。

半導體設備主要包括晶圓制造設備、封裝設備、測試設備、其他設備等。制造設備主要包括光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設備等，封裝設備主要包括切片機、裝片機、引線(xiàn)縫合機等。測試設備主要包括測試機、分選機、探針臺。按價(jià)值鏈分布，制造設備約占半導體設備的78%，測試設備約占10%，封裝設備約占7%,其他設備約占5%。

我們詳細梳理了芯片的生產(chǎn)工序、相對應的設備以及國產(chǎn)化替代的難易程度。其中測試設備技術(shù)門(mén)檻較低，國內廠(chǎng)商占據了一定的市場(chǎng)份額，而制造設備不論是技術(shù)還是資金壁壘都較高，國內與發(fā)達國家相比還存在特別大的差距。

根據制造工序，制造設備包括：長(cháng)晶爐、切片機、化學(xué)機械拋光機、氧化爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、CVD和PVD等。其中一個(gè)晶圓代工廠(chǎng)中，光刻機價(jià)值約占制造設備的30%，刻蝕機價(jià)值約占25%，薄膜沉積設備價(jià)值約占25%（包括CVD和PVD）。

需要注意的是，制造設備，尤其是高端制造設備是個(gè)高度壟斷的市場(chǎng)。

根據各細分設備市場(chǎng)占有率統計數據，在光刻機、PVD、刻蝕機設備領(lǐng)域，前三家設備商的總市占率都達80%以上。光刻機被阿斯麥ASML、尼康Nikon、佳能Canon所壟斷，刻蝕機被泛林半導體LAM、東京電子TEL、應用材料AMAT所壟斷，PVD被應用材料AMAT、Evatec、愛(ài)發(fā)科Ulvac壟斷。

而國產(chǎn)設備一般用于制造后段，線(xiàn)寬較大的工序。比如CVD設備（沈陽(yáng)拓荊）一般用于Cu或者Al介質(zhì)層SIO、SIN、TEOS的沉積，刻蝕設備（中微半導體）一般用于Cu或者Al介質(zhì)層的刻蝕，PVD設備（北方華創(chuàng )）一般用于A(yíng)l或者Hard Mask TiN的沉積。國內最先進(jìn)的曝光機為上海微電子生產(chǎn)，對應的工藝能力為90nm。

半導體測試設備包括測試機、探針臺和分選機。芯片測試分為初測和終測，在初測環(huán)節，測試機配合探針臺完成晶圓測試，測試出壞的芯片不進(jìn)行封裝，從而節省封裝成本;在終測環(huán)節，測試機配合分選機完成成品測試，測試出壞的芯片不進(jìn)行發(fā)貨，從而提高芯片的良率。

測試機屬于定制化的設備，定制性主要體現在測試板卡和測試程序的定制，每一款待測芯片都有自己特定的測試程序。一般是由設計廠(chǎng)商來(lái)確定。探針臺和分選機則是相對通用的設備。探針臺一般是由晶圓代工廠(chǎng)確定，分選機一般是由封測廠(chǎng)商確定。

測試設備中，測試機市場(chǎng)份額最大，各類(lèi)測試機加總約占測試設備市場(chǎng)空間的65%左右。其中，數字（Soc）測試機占比50%左右，存儲器（Memory）測試機占比10%左右，模擬測試機大約占比5%左右，分選機與探針臺占比相近，約各占測試設備總市場(chǎng)空間15%左右。

在國內市場(chǎng)，低端測試設備領(lǐng)域，目前已經(jīng)實(shí)現國產(chǎn)替代;中端測試設備領(lǐng)域，部分實(shí)現國產(chǎn)替代;高端測試設備領(lǐng)域，目前國內公司正在研發(fā)。在技術(shù)難度相對稍低的分選機和模擬測試機領(lǐng)域，以長(cháng)川科技、北京華峰為代表的具有高品質(zhì)、低成本優(yōu)勢的國產(chǎn)測試設備已進(jìn)入國內封測龍頭企業(yè)。國產(chǎn)測試設備，從模擬測試機、分選機等中低端測試領(lǐng)域開(kāi)始和國際廠(chǎng)商展開(kāi)競爭。

我們認為：在半導體的投資熱潮中，設備國產(chǎn)替代由易到難，也就是測試設備廠(chǎng)商有望率先受益。我們統計了目前國內在建的晶圓廠(chǎng)，根據估算，投資金額超7000億元。假設晶圓廠(chǎng)70%的投資用于購買(mǎi)設備，未來(lái)幾年，國內設備的投資額為5000億元，測試設備占比10%，為500億元。即使是技術(shù)難度相對較低，國產(chǎn)替代做的最好的分選機和模擬測試機領(lǐng)域（占比20%），也有100億的市場(chǎng)規模。而國內的測試設備龍頭長(cháng)川科技2018年的營(yíng)收才2.16億元，國內的測試設備市場(chǎng)仍有很大的成長(cháng)空間。

三、中國芯的千億美元市場(chǎng)規模：汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)器成拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)需求的主力

從下游應用端來(lái)看，據鯨準研究院測算，2018年我國集成電路市場(chǎng)規模為1356億美元，2019、2020年預計可以達到1503億美元、1690億美元，三年復合增速為10%。

汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)器成為當前拉動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)需求的主力：手機，電腦占比最大但是2017-2020年均復合增長(cháng)率分別下滑至7.7%和4%。汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)器合計占比16%且年復合增速超15%。其中汽車(chē)電子的市場(chǎng)規模由2017年的84億美元迅速增加到2020年的126美元，年復合增速為15%；物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)規模由2017年的60億美元迅速增加到2020年的95億美元，年復合增速達16.6%；服務(wù)器的市場(chǎng)規模由2017年的33.5億美元迅速增加到2020年的69.7億美元，年復合增速達27.7%。汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)器成為拉動(dòng)集成電路市場(chǎng)的重要增長(cháng)點(diǎn)。以下是集成電路市場(chǎng)規模測算表，具體的詳細測算邏輯會(huì )在報告體現：

四、投融資分析：獲投企業(yè)數量逐年攀升，設計企業(yè)獨樹(shù)一幟

在一級市場(chǎng)中，2010年到2019年Q1，集成電路投資事件超過(guò)了835起，涉及的企業(yè)達到了450家，投融資金額約達1,077億元。

從獲得融資的項目數量來(lái)看，集成電路產(chǎn)業(yè)獲投融資企業(yè)的數量逐年上升，但從2015年開(kāi)始，出現質(zhì)的飛躍，受融資的企業(yè)極速增長(cháng)。主要原因是：在國家集成電路大基金以及各地方基金的資本驅動(dòng)下，集成電路產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了成長(cháng)爆發(fā)期，也得到了創(chuàng )投圈的密切關(guān)注。

從獲得融資的輪次來(lái)看，B輪、C輪及以后的輪次比例逐年升高，我們認為可能的原因是：集成電路是技術(shù)驅動(dòng)型企業(yè)，在資本的加持下，企業(yè)更容易走到下一輪。

與此同時(shí)種子天使的數量也迅速增多，主要原因是：5G、AIOT等新興技術(shù)的爆發(fā)，引來(lái)許多初創(chuàng )公司入局。

我們對集成電路的投融資數量和投融資金額按產(chǎn)業(yè)鏈劃分后發(fā)現，設計企業(yè)有347家，占比高達76%，投融資總額為615億元，占比57%，不論投資數量還是投資金額，設計環(huán)節都占比最高，主要原因是：Foundry 的出現降低了IC 設計業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻，眾多的中小型IC設計廠(chǎng)商紛紛成立。

制造企業(yè)雖然只有9家，但投融資總額達到231億元，這說(shuō)明晶圓代工廠(chǎng)是重資本企業(yè)，根據業(yè)界經(jīng)驗，一條8英寸生產(chǎn)線(xiàn)需要50億人民幣左右，一條12 英寸生產(chǎn)線(xiàn)需要80億元的投資，除此之外，每年的運行保養、設備更新與新技術(shù)開(kāi)發(fā)等成本占總投資的20%。

材料設備環(huán)節是國內發(fā)展最薄弱的環(huán)節，只有在技術(shù)壁壘相對較弱的靶材、封裝基板、CMP拋光液、光刻膠去除液、引線(xiàn)框等領(lǐng)域，我國可量產(chǎn)。大多數創(chuàng )投機構也是針對上述領(lǐng)域布局。

封測企業(yè)數量則較少，投融資金額較低的原因是：相比于設計、制造、設備材料等，封測行業(yè)因為技術(shù)門(mén)檻相對較低，我國已發(fā)展到全球領(lǐng)先，市場(chǎng)格局頭部效應明顯。除了少數的戰略投資，獲得融資的企業(yè)大多處于種子天使和A輪。

五、行業(yè)機會(huì )分析：物聯(lián)網(wǎng)芯片和AI芯片有望率先實(shí)現國產(chǎn)化

伴隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)以及下游應用領(lǐng)域的多樣化發(fā)展，芯片應用場(chǎng)景越來(lái)越廣泛，對芯片廠(chǎng)商也提出了更多的要求，而能夠滿(mǎn)足低功耗、高算力等市場(chǎng)需求的國內芯片廠(chǎng)商則有望把握住新興市場(chǎng)機會(huì )。我們認為物聯(lián)網(wǎng)芯片和AI芯片有望率先實(shí)現國產(chǎn)化。（本文著(zhù)重書(shū)寫(xiě)AI芯片，物聯(lián)網(wǎng)芯片部分可詳細看大報告。）

在人工智能技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，深度學(xué)習作為一種新的計算方式來(lái)到了人們的面前，深度學(xué)習模式不同于傳統計算機模式，它不需要編程，但需要海量數據并行計算。而傳統處理器架構（X86和ARM等）無(wú)法支持深度學(xué)習進(jìn)行大規模并行計算，因此，需要新的底層硬件來(lái)加速計算，由于人工智能芯片具備高性能的并行計算能力，同時(shí)也支持各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，使得人工智能芯片成為了新的發(fā)展趨勢。

當前，人工智能芯片的技術(shù)架構主要分為四類(lèi)，第一類(lèi)為通用性的芯片，如GPU；第二類(lèi)為以FPGA為代表的半定制化芯片；第三類(lèi)為以ASIC為代表的全定制化芯片；第四類(lèi)為模擬人腦神經(jīng)元的結構來(lái)設計芯片架構的類(lèi)腦芯片。

人工智能的應用場(chǎng)景主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)是云端，一個(gè)是邊緣端或終端。從實(shí)際情況看，四種技術(shù)架構的芯片均有自身的優(yōu)勢，GPU技術(shù)架構由于其功耗大以及成本高的劣勢，可主攻云端應用領(lǐng)域。FPGA技術(shù)架構可根據不同的行業(yè)，進(jìn)行半定制化的開(kāi)發(fā)，但其開(kāi)發(fā)難度大；而ASIC由于其功耗低、成本低、開(kāi)發(fā)難度適中，可應用于更多種終端設備上，而且ASIC現沒(méi)有一家或幾家企業(yè)壟斷的狀態(tài)，未來(lái)可重點(diǎn)關(guān)注。

注：欲獲得更多關(guān)于集成電路行業(yè)的分析及預測，敬請關(guān)注鯨準研究院《2019年集成電路行業(yè)研究報告》。

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