硅晶圓供應(yīng)商近 15 年份額變化

硅晶圓需求廠商格局： 海外為主， 國產(chǎn)廠商不乏亮點(diǎn)

IC 設(shè)計方面， 巨頭把控競爭壁壘較高， 2018 年以來 AI 芯片成為新成長動力。 高通、博通、聯(lián)發(fā)科、蘋果等廠商實(shí)力最強(qiáng)，大陸廠商海思崛起。 隨著科技發(fā)展引領(lǐng)終端產(chǎn)品升級，AI 芯片等創(chuàng)新應(yīng)用對 IC 產(chǎn)品需求不斷擴(kuò)大，預(yù)計到 2020 年 AI 芯片市場規(guī)模將從 2016 年約 6 億美元升至 26 億美元， CAGR 達(dá) 43.9%，目前國內(nèi)外 IC 設(shè)計廠商正積極布局 AI 芯片產(chǎn)業(yè)。英偉達(dá)是 AI 芯片市場領(lǐng)導(dǎo)者， AMD 與特斯拉正聯(lián)合研發(fā)用于自動駕駛的 AI 芯片

對于國內(nèi)廠商，華為海思于 2017 年 9 月率先推出麒麟 970 AI 芯片，目前已成功搭載入 P20等機(jī)型；比特大陸發(fā)布的全球首款張量加速計算芯片 BM1680 已成功運(yùn)用于比特幣礦機(jī)；寒武紀(jì)的 1A 處理器、地平線的征程和旭日處理器也已嶄露頭角。IC 設(shè)計面向終端、面向市場成為必然，國內(nèi)廠商優(yōu)勢明顯。 IC 設(shè)計業(yè)以需求為導(dǎo)向，才能夠更好服務(wù)于下游客戶。海思、展銳等移動處理芯片、基帶芯片廠商依靠近些年中國智能手機(jī)市場爆發(fā)迅速崛起，躋身世界 IC 設(shè)計十強(qiáng)，海思芯片已全面應(yīng)用到華為智能手機(jī)當(dāng)中，三星、小米等廠商亦采用了自研芯片， 現(xiàn)今中國為全球最大的終端需求市場，因而國內(nèi)IC 設(shè)計業(yè)有巨大發(fā)展優(yōu)勢。

全球 IC 設(shè)計廠商 2017 年排名

代工制造方面，廠商 Capex 快速增長，三星、臺積電等巨頭領(lǐng)銜。 從資本支出來看，目前全球先進(jìn)制程芯片市場競爭激烈，全球排名前三的芯片制造商三星、英特爾、臺積電的Capex 均達(dá)到百億美元級別， 2017 年分別為 440/120/108 億美元，預(yù)計三星未來三年總Capex 接近 1100 億美元，英特爾和臺積電 2018 年 Capex 則預(yù)計分別達(dá)到 140 和 120 億美元，均有較大幅度的增長，利于巨頭通過研發(fā)先進(jìn)制程技術(shù)和擴(kuò)張產(chǎn)線來占領(lǐng)市場。

封測方面，未來高端制造+封測融合趨勢初顯，大陸廠商與臺廠技術(shù)差距縮小。 封裝測試技術(shù)目前已發(fā)展四代，在最高端技術(shù)上制造與封測已實(shí)現(xiàn)融合，其中臺積電已建立起CoWoS 及 InFO 兩大高階封裝生態(tài)系統(tǒng)，并計劃通過從龍?zhí)堆由熘林锌茖?InFO 產(chǎn)能擴(kuò)增一倍，以滿足蘋果 A12 芯片的需求。

封測龍頭日月光則掌握頂尖封裝與微電子制造技術(shù)，率先量產(chǎn) TSV/2.5D/3D 相關(guān)產(chǎn)品，并于 2018 年 3 月與日廠 TDK 合資成立日月旸電子擴(kuò)大 SiP布局。由于封裝技術(shù)門檻相對較低，目前大陸廠商正快速追趕，與全球領(lǐng)先廠商的技術(shù)差距正逐步縮小，大陸廠商已基本掌握 SiP、 WLCSP、 FOWLP 等先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用方面 FC、 SiP等封裝技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

從工藝制程來看，臺積電走在行業(yè)前列，目前已大規(guī)模生產(chǎn) 10nm 制程芯片， 7nm 制程將于 2018年量產(chǎn)；中國大陸最為領(lǐng)先的代工廠商中芯國際目前具備 28nm 制程量產(chǎn)能力，而臺積電早于 2011 年已具備 28nm 量產(chǎn)能力，相比之下大陸廠商仍有較大差距。

全球晶圓純代工（Pure-Play）廠商 2016 年排名

半導(dǎo)體晶圓材料的基本框架

20 世紀(jì) 50 年代，鍺（Ge）是最早采用的半導(dǎo)體材料，最先用于分立器件中。集成電路的產(chǎn)生是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向前邁進(jìn)的重要一步， 1958 年 7 月，在德克薩斯州達(dá)拉斯市的德州儀器公司，杰克·基爾比制造的第一塊集成電路是采用一片鍺半導(dǎo)體材料作為襯底制造的。

關(guān)于半導(dǎo)體晶圓的介紹和分析

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈流程

但是鍺器件的耐高溫和抗輻射性能存在短板，到 60 年代后期逐漸被硅（Si） 器件取代。 硅儲量極其豐富，提純與結(jié)晶工藝成熟， 并且氧化形成的二氧化硅（SiO2）薄膜絕緣性能好，使得器件的穩(wěn)定性與可靠性大為提高， 因而硅已經(jīng)成為應(yīng)用最廣的一種半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體器件產(chǎn)值來看，全球 95%以上的半導(dǎo)體器件和 99%以上的集成電路采用硅作為襯底材料。

硅晶圓供應(yīng)商競爭力

近 15 年來日本廠商始終占據(jù)硅晶圓 50%以上市場份額。硅晶圓產(chǎn)能未發(fā)生明顯區(qū)域性轉(zhuǎn)移。 根據(jù) Gartner， 2007 年硅晶圓市占率第一日本信越（32.5%）、第二日本 SUMCO（21.7%）、第三德國 Siltronic（14.8%） ； 2002 年硅晶圓市占率第一日本信越（28.9%）、第二日本 SUMCO（23.3%）、第三德國 Siltronic（15.4%） 。 近期市場比較大的變動是 2016年 12 月臺灣環(huán)球晶圓收購美國 SunEdison，從第六大晉升第三大廠商。但日本廠商始終占據(jù) 50%+份額。

日本在 fab 環(huán)節(jié)競爭力衰落而材料環(huán)節(jié)始終保持領(lǐng)先地位。 20 世紀(jì) 80 年代中旬，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的世界份額曾經(jīng)超過了 50%。日本在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的優(yōu)勢從上世紀(jì)延續(xù)而來，而晶圓制造競爭力明顯減弱， 半導(dǎo)體 fab 環(huán)節(jié)出現(xiàn)了明顯的區(qū)域轉(zhuǎn)移。究其原因， fab 環(huán)節(jié)離需求端較近，市場變動大；但硅晶圓同質(zhì)化程度高，新進(jìn)入玩家需要在客戶有比較久的時間驗(yàn)證；且晶圓在晶圓代工中成本占比 10%以下，晶圓代工廠不愿為較小的價格差別冒險更換不成熟的產(chǎn)品。

2017 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模約 4122 億美元，而化合物半導(dǎo)體市場規(guī)模約 200億美元，占比 5%以內(nèi)。 從晶圓襯底市場規(guī)�？矗� 2017 年硅襯底年銷售額 87 億美元， GaAs襯底年銷售額約 8 億美元。 GaN 襯底年銷售額約 1 億美元， SiC 襯底年銷售額約 3 億美元。硅襯底銷售額占比達(dá) 85%+。 在 21 世紀(jì)，它的主導(dǎo)和核心地位仍不會動搖。但是 Si 材料的物理性質(zhì)限制了其在光電子和高頻、 高功率器件上的應(yīng)用。

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