2019年中國集成電路設計、制造、封裝市場占有率、格局及市場空間發(fā)展趨勢分析[圖]

    根據(jù)集成電路功能的不同，集成電路可以分為四種類型：模擬芯片、存儲芯片、邏輯芯片、微處理器。

    模擬芯片是處理連續(xù)性的光、聲音、速度、溫度等自然模擬信號的芯片。按技術類型分類：線性芯片、模數(shù)混合芯片；應用分類可分為標準型模擬芯片和特殊應用型模擬芯片。存儲器芯片是指利用電能方式存儲信息的半導體介質設備，其存儲與讀取過程體現(xiàn)為電子的存儲或釋放。邏輯芯片是對用來表示二進制數(shù)碼的離散信號進行傳遞和處理的電路。分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。微處理器由一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器。這些電路執(zhí)行控制部件和算術邏輯部件的功能。

    2018年，我國集成電路設計產(chǎn)業(yè)銷售額為2519.3億元，較上年同期增長21.5%，但增速較上年的26.1%有所回落。

    隨著5G時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)、通信對射頻器件的需求不斷放大，推動射頻器件進入快速發(fā)展時期。根據(jù)調查數(shù)據(jù)報告，整個射頻器件市場規(guī)模從2017年的150億美元增長到2023年的350億美元，6年間的年均復合增長率為14%。濾波器作為射頻器件市場中最大的業(yè)務板塊，新型天線和多載波聚合推動了對濾波器的更多需求。預測，其市場規(guī)模將從2017年的80億美元增長至2023年的225億美元，年均復合增長率達到19%。

    一、模擬芯片

    模擬芯片主要是用來處理電壓連續(xù)的模擬信號放大、混合、調變工作。最主要的兩大類產(chǎn)品為信號鏈產(chǎn)品和電源管理芯片，主要包括各種放大器、模擬開關、接口電路、無線及射頻IC、數(shù)據(jù)轉換芯片、各類電源管理及驅動芯片等。

    2018年世界模擬IC產(chǎn)業(yè)銷售收入為588億美元，同比增長10.8%；全球前10大模擬芯片廠商銷售額達到361億美元，同比增長9.4%，占到模擬電IC產(chǎn)業(yè)的61.5%從營收規(guī)?？?，TI一直牢牢占據(jù)模擬IC行業(yè)的行業(yè)龍頭地位。

    從下游應用看，模擬IC主要應用在網(wǎng)絡通信、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、計算機等領域。根據(jù)調查數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡通信領域是模擬IC應用需求最大的領域。預計2019年網(wǎng)絡通信領域需求占比38.5%，汽車電子領域需求占比24%，工業(yè)控制領域需求占比19%，消費電子領域需求占比10.2%。預測，到2022年，全球模擬芯片市場規(guī)模可達到748億美元。其中電源管理IC，專用模擬芯片和信號轉換器組件等產(chǎn)品將成為模擬IC市場成長的主要推動力。

    隨著5G時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)、通信對射頻器件的需求不斷放大，推動射頻器件進入快速發(fā)展時期。根據(jù)調查數(shù)據(jù)顯示，整個射頻器件市場規(guī)模從2017年的150億美元增長到2023年的350億美元，6年間的年均復合增長率為14%。濾波器作為射頻器件市場中最大的業(yè)務板塊，新型天線和多載波聚合推動了對濾波器的更多需求。預測，其市場規(guī)模將從2017年的80億美元增長至2023年的225億美元，年均復合增長率達到19%。

    2019年模擬芯片應用

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    二、存儲芯片

    2019年，存儲市場中仍然顯示出需求清淡的情況。NANDFlash價格、DRAM價格持續(xù)下滑。截至6月28日，2019上半年消費類NANDFlash價格指數(shù)累積跌幅高達32%，SSD、eMMC等部分產(chǎn)品價格跌幅也超過了30%，閃存卡產(chǎn)品跌幅甚至高達35%。

    DRAM廠商的業(yè)績跟隨產(chǎn)品價格持續(xù)下降。2019年第二季度，三星凈利潤5.18兆韓元，同比下滑53.1%；美光凈利潤為8.40億美元，同比下降78%；SK海力士凈利潤0.54兆韓元，環(huán)比下滑51%。

    在存儲芯片市場中，呈現(xiàn)出典型的寡頭壟斷格局。在DRAM市場中，三星、海力士和美光三家占據(jù)96%的市場份額。NANDFlash市場中，三星、西部數(shù)據(jù)/東芝、美光、海力士四家占據(jù)了93%的市場份額。

    全球DRAM市場競爭格局

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    全球NAND市場競爭格局

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    目前，長江存儲重點發(fā)展NANDFlash，2019年9月，長江存儲開始量產(chǎn)基于Xtacking架構的64層256GbTLC3DNAND閃存，以滿足固態(tài)硬盤、嵌入式存儲等主流市場應用需求。合肥長鑫專注發(fā)展DRAM，預計2019年底公司8GbLPDDR4內存將正式量產(chǎn)。

    根據(jù)長江存儲、合肥長鑫的投資規(guī)劃，長江存儲一期產(chǎn)品為3DNAND，預計到2020年形成月產(chǎn)能30萬片的生產(chǎn)規(guī)模；到2030年將建成月產(chǎn)能100萬片的生產(chǎn)規(guī)模。合肥長鑫預計到2019年底實現(xiàn)產(chǎn)能2萬片/月，2020年開始規(guī)劃二廠建設；2021年則完成17nn的研發(fā)。

    受益于下游智能手機、AI、數(shù)據(jù)中心、汽車、物聯(lián)網(wǎng)等多領域應用持續(xù)放大，DRAM和NAND為主導的存儲芯片仍將保持高速增長。預測，2017-2021年，DRAM需求的復合年增長率將達20%，NAND需求復合年增長率將達40-45%。

    三、邏輯芯片

    FPGA——現(xiàn)場可編程門陣列，是指一切通過軟件手段更改、配置器件內部連接結構和邏輯單元，完成既定設計功能的數(shù)字集成電路。與ASIC和DSP相比，F(xiàn)PGA可隨意定制內部邏輯的陣列，并且可以在用戶現(xiàn)場進行即時編程，以修改內部的硬件邏輯，從而實現(xiàn)任意邏輯功能。這一點是ASIC和DSP無法做到的。

    在FPGA市場中，呈現(xiàn)Xilinx與英特爾（Altera）的雙寡頭壟斷。2018年全球FPGA市場規(guī)模60億元左右，其中Xilinx營收為29億美元，英特爾（Altera）的營收為21億美元，兩家公司占據(jù)超過80%的市場份額。Xilinx與英特爾（Altera）擁有FPGA相關專利達6000多項，這么多的技術專利構成了很高的技術壁壘。

    2018年全球FPGA廠商營收情況

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    2013年全球FPGA的市場規(guī)模為45.63億美元，2018年全球FPGA的市場規(guī)模為63.35億美元。在2025年，MRFR預測全球FPGA的市場規(guī)模有望達到125億美元。

    從下游應用領域看，2017年，F(xiàn)PGA在通訊、消費電子、汽車、工業(yè)、數(shù)據(jù)中心等領域的市場規(guī)模分別為23.5億、13.2億、9.5億、7.4億、4.4億美元。
預測，至2025年，通訊、消費電子、汽車、工業(yè)、數(shù)據(jù)中心等領域的市場規(guī)模將分別增長到44.0億、27.7億、25.1億、117.0億、11.3億美元。其中汽車領域的增速最快，8年的年均復合增長率為13.1%。

    FPGA下游市場規(guī)模變動情況

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    四、集成電路—制造

    晶圓制造屬于技術密集型、資金密集型產(chǎn)業(yè)，晶圓制造廠為了獲得最先進制程需要巨額的研發(fā)投入和資本開支。臺積電在過去5年間投資了500億美元用于半導體工藝研發(fā)、生產(chǎn)，2019年的資本開支也超過了100億美元。巨額資金投入造成了晶圓制造行業(yè)呈現(xiàn)寡頭競爭局面，臺積電一家就占據(jù)行業(yè)50%左右的市場份額。

    隨著全球集成電路設計與制造垂直分工愈加明顯的趨勢下，全球晶圓代工產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大。根據(jù)調查數(shù)據(jù)顯示，2018年全球晶圓代工市場規(guī)模為642億美元，較2017年增長4.5%。臺積電的市場份額達到了53.3%，前5大晶圓代工廠商的市場占有率為83.1%，較上年有所提升。

    目前，臺積電的7納米、7納米增強版制程工藝已經(jīng)進入量產(chǎn)。根據(jù)其制程規(guī)劃，2019年臺積電的5納米技術開始試產(chǎn)，2021年3納米技術進入試產(chǎn)階段。在先進制程方面，三星緊跟臺積電步伐。三星的7納米EUV制程已經(jīng)量產(chǎn)，5納米、3納米制程技術計劃同步于臺積電推出。

    英特爾目前量產(chǎn)10納米制程工藝，根據(jù)其規(guī)劃，英特爾在2021年推出7納米產(chǎn)品、2022年推出5納米產(chǎn)品。

    相較于臺積電、三星、英特爾等在先進制程上的積極態(tài)度，格羅方德、聯(lián)電、中芯國際等代工企業(yè)的先進制程發(fā)展有所落后。

    2018年8月，聯(lián)電宣布不再投資12納米以下的先進工藝；格羅方德宣布無限期暫停暫停7納米工藝制程的投資計劃；兩家代工企業(yè)退出了先進制程競爭。成立較晚的中芯國際在先進制程上快速發(fā)展。公司在2015年成功量產(chǎn)28納米工藝，14納米工藝在2019年上半年開始進入客戶風險量產(chǎn)，且在7納米工藝上也開始做相應布局。

    截至2018年底，中國臺灣地區(qū)晶圓廠的月產(chǎn)能達到412.6萬片，位居全球首位，其市場份額為21.8%。緊隨其后的是韓國，月產(chǎn)能為403.3萬片。近幾年，中國大陸晶圓廠大量建設，產(chǎn)能明顯提升，中國大陸晶圓廠的月產(chǎn)能達到236.1萬片，市場份額為12.5%。

    預計2019年底全球將有15座新晶圓廠開建，總投資額達380億美元；未來每月新增晶圓產(chǎn)能超過74萬片，大部分集中于晶圓代工，占比37%，其次是存儲和微處理器，分別占24%和17%。2020年全球將有18座新晶圓廠開工，投產(chǎn)后每月新增產(chǎn)能110萬片；其中晶圓代工占35%，存儲占34%。

    中國大陸在12寸晶圓廠已投資數(shù)千億美元，未來中芯國際、華虹、紫光集團、合肥長鑫、粵芯、三星、士蘭微等10條12寸產(chǎn)線進入生產(chǎn)。8寸線方面，國內的多數(shù)8英寸晶圓廠已經(jīng)運行多年，但仍有中芯國際、積塔半導體、格科微電子、耐威科技、士蘭微等10條產(chǎn)線在進行擴產(chǎn)、建設。

    五、集成電路-封裝

    1、先進封裝技術向輕薄化方向發(fā)展

    集成電路封裝保護了芯片免受物理、化學等環(huán)境因素造成的損傷，增強了芯片的散熱性能，通過端口實現(xiàn)芯片與外界電路的連接。在小型化、多功能化的驅動下，封裝技術不斷進步，倒裝焊（FC）、晶圓級（WLP）、3維（3D）封裝技術不斷出現(xiàn)。

    三維封裝技術可以使芯片做到在三維方向上密度最大，這將大大改善芯片速度和低功耗的性能，使其成為了繼續(xù)延續(xù)摩爾定律的最佳選擇。

    根據(jù)調查數(shù)據(jù)顯示，在先進封裝市場中，倒裝芯片處于主導地位。2018年倒裝芯片占先進封裝市場81%的市場份額，但隨著3D堆疊和扇出型封裝的增長，預計到2024年，倒裝芯片市場份額將下降到72%。

    晶圓級封裝(WLP)一般是指直接在晶圓上進行大多數(shù)或是全部的封裝測試程序，之后再進行切割制成單顆組件。WLP封裝具有較小封裝尺寸與較佳電性表現(xiàn)的優(yōu)勢。目前的WLCSP、Fan-Out、EmbeddedIC、3DWLCSP、3DIC、2.5Dinterposer等先進封裝技術大多與晶圓級封裝技術相關。目前，高密度TSV技術、Fan-Out扇出技術由于其具備靈活、高密度等特點，適于系統(tǒng)集成，因而成為目前先進封裝的核心技術。

    2、3D堆疊技術

    3D堆疊技術是把不同功能的芯片或結構，通過堆疊技術或過孔互連等微機械加工技術，使其在Z軸方向上形成立體集成、信號連通及圓片級、芯片級、硅帽封裝等封裝和可靠性技術為目標的三維立體堆疊加工技術。

    與傳統(tǒng)的二維芯片把所有的模塊放在平面層相比，三維芯片允許多層堆疊，TSV是3D芯片堆疊技術的關鍵。TSV工藝主要包括深硅刻蝕形成微孔，絕緣層/阻擋層/種子層的沉積，深孔填充，化學機械拋光，減薄、pad的制備及再分布線制備等工藝技術。

    3、Fan-Out扇出封裝技術市場快速增長

    晶圓級封裝主要分為扇入型（Fan-in）和扇出型（Fan-out）兩種。傳統(tǒng)的WLP封裝主要采用Fan-in型，應用于引腳數(shù)量較少的IC；但隨著引腳數(shù)量增加，F(xiàn)an-out封裝形式更多的被采用。

    預測，2017年扇出型封裝的市場規(guī)模為14億美元，到2022年，市場規(guī)模將達到23億美元，年均復合增長率為20%。

    4、全球先進封裝技術市場規(guī)模

    預測，移動和消費電子占據(jù)了先進封裝市場的大部分市場份額，2018年的市場份額為84%；電信和集成設施的市場份額較低，僅為6%；汽車和交通的市場份額為9%。2018-2024年間，電信和基礎設施領域將保持28%的年均復合增速快速成長，而移動和消費電子領域增速較慢僅為5%。下游領域的高速需求，推動先進封裝市場表現(xiàn)強勁。2018年全球先進封裝市場規(guī)模約為280億美元，到2024年全球先進封裝市場將達到440億美元，年均復合增長率為8%。

    5、中國封測企業(yè)龍頭已具備先進封裝技術

    2018年全球封測代工業(yè)產(chǎn)值為311億美元，同比增長7.5%。全球前10大廠商中，長電科技、華天科技、通富微電位列其中。近幾年，長電科技并購星科金朋，通富微電收購超威，華天科技收購Unisem，使得國內封測代工企業(yè)獲得了先進封裝技術并快速拓展海外市場。

    相關報告：智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國集成電路行業(yè)市場發(fā)展調研及未來前景規(guī)劃報告》