科技中国杂志

集成电路产业现状分析

来源:《科技中国》2018年第二期p73-77

日期:2018-02-07

/张倩北京市电子科技情报研究所

集成电路产业是信息时代的核心基础。我国把集成电路产业发展提高到国家战略的层面,无论从政策还是资金方面都为产业发展注入巨大能量。中国企业国内外收购以及国际巨头在中国的投资,体现了中国在全球集成电路市场的重要地位。随着我国集成电路产业自主创新发展,其市场规模、企业竞争力等将不断得到提升。本文对集成电路产业的现状分析是基于2017年12月份当月的数据与事件

一、政策动态

(一)北京出台十大高精尖产业指导意见

12月26日,北京市政府新闻办举行发布会向社会公布了《加快科技创新发展新一代信息技术等十个高精尖产业的指导意见》,以实现“瘦身健体”和“提质增效”。

此次发布的指导意见,选取了新一代信息技术、集成电路、医药健康、智能装备、节能环保、新能源智能汽车、新材料、人工智能、软件和信息服务以及科技服务业等十个产业作为本市重点发展的高精尖产业,分别编制了指导意见。在资金投入、人才培养、知识产权保护等方面,北京市将进行针对性的配套支持。

特别是在针对新材料的发展方面提出,要在石墨烯、光电子材料、量子材料等前沿方向推进原始创新和颠覆性技术创新,加速新材料科技成果转化,尽快实现产业化。另外,针对新能源汽车领域还提出,要增强汽车创新能力,完善整车和零部件技术的创新,提升整车竞争能力。新能源汽车将加快推广应用速度,在2022年冬奥会和冬残奥会中会得到进一步应用。

凭借北京400家人工智能企业的努力,《指导意见》要求攻克人工智能的前沿核心技术,培育人工智能芯片、智能驾驶、智能终端等新兴产业。

(二)大基金二期投资转向内存、IC设计

随着中国政府政策推动与第一期大基金的加持,中国半导体产业在国际市场的竞争力已有大幅提升,产业结构也逐步优化。就中国政府政策与动作来看,对半导体产业发展的支持力道会从中央至地方逐步扩大。未来,大基金除了将继续支持目前发展较弱,却又相当重要的产业链环节之外,内存相关、SiC/GaN等化合物半导体、围绕IoT/5G/AI/智能汽车等应用趋势的IC设计产业,预计将是中国政府政策与大基金投资的三大重点方向。

(三)升级IC产业,北京启动“核心企业”战略

北京市作为我国集成电路产业的四大聚集区之一,已经形成相对稳固的产业基础。北京市经信委电子信息处顾瑾栩处长表示,集成电路作为国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础。《国家集成电路产业发展推进纲要》和《中国制造2025》的出台,为我国集成电路产业实现跨越式发展注入了强大动力,中国集成电路产业面临着前所未有的发展机遇。针对下一步的发展,北京市将在资金、人才、各类资源保障方面进一步加大支持力度,集中资源重点投入,实施“核心企业关键领域重点产品”突破战略,推动产业整体提升,把北京集成电路产业打造成为承载国家战略、建设全国科技创新中心的重要支柱产业。

二、市场数据

(一)集成电路

1.全球集成电路产业近况

2017年全球半导体市场持续大幅扩张。世界半导体贸易统计协会(WSTS)在最新公布的预测报告中,将2017年全球半导体市场规模(销售额)上修至4086.91亿美元(年增20.6%),销售额将首度突破4000亿美元大关,创下历史新高纪录,且年增幅将创7年来(2010年以来、年增31.8%)新高。

WSTS指出,调升半导体销售预估主要是受惠于存储器需求旺盛。2017年全球4大地区半导体市场中,美国市场销售额预估将年增31.9%至864.58亿美元,欧洲将年增16.3%至380.48亿美元,亚太地区将年增18.9%至2,478.34亿美元,日本市场将年增12.6%至363.50亿美元。

拓墣产业研究院公布了2017年全球前十大晶圆代工厂商排名。数据显示,2017年,全球晶圆代工总产值约573亿美元,年增长7.1%。这也是全球晶圆代工产值年增长率连续第五年超过5%,其中超过95%增长动能由10纳米制程贡献。

 

2017年全球前十大晶圆代工企业整体排名与2016年相同,台积电、格罗方德、联电分居前三,其中台积电产能规模庞大加上高于全球平均水平的年成长率,市占率达55.9%,持续拉大与竞争者的距离;排名第二的格罗方德受惠于新产能的开出与产能利用率提升,2017年营收呈现年增8.2%的相对高成长表现;排名第三的联电于今年量产14纳米产品,但仅占全年营收约1%,然而在整体产能提升与产品组合转换带动下,实际营收年成长率达6.8%;而与台积电同为10纳米制程技术先驱的三星,则因采用的大客户仅有高通,致使成长受限,排名第四;排名第五的中芯国际虽然持续扩大资本支出,但受限于2017年实际开出的产能有限与28纳米良率的瓶颈未突破,使得成长率低于全球市场平均。(见图1

 

数据来源:拓扑产业研究院,北京市电子科技情报研究所整理

1 2017年全球前十大晶圆代工企业市占率

 

封测业方面,根据拓墣预估,2017年全球IC封测产值增长2.2%达到517.3亿美元,相较于2016年出现了止跌回升现象。

应用方面,市场研究公司IC Insights预测,至少到2021年,汽车半导体市场都会是最强劲的芯片终端应用市场。该公司预测,从2016年到2021年间,车用电子系统销售额将以5.4%的复合年成长率(CAGR)增长。

2.中国集成电路产业状况

中国半导体产业正以双位数成长,根据调研机构调查,2017年中国半导体产值将达到5176亿元,年增率19.39%,预估2018年可望挑战6200亿元的新高纪录,维持20%的年成长速度,高于全球半导体产业2018年的3.4%成长率。

SEMI中国区总裁居龙在出席“SIIP China欧洲论坛”时指出,中国半导体市场规模全球最大,全球80%的智能手机、70%的笔记本/平板电脑和60%的智能电视都在中国生产制造,并且占比还在持续增长。但中国半导体产业自给能力和市场需求存在极大的差距,产品严重依赖进口。巨大的市场需求和严重不足的供给能力是近年来中国半导体产业加快发展的根本驱动因素,“纲要”和大基金的推进恰逢其时,有助于中国半导体产业的快速发展。

长期来看,5G、人工智能、物联网、大数据、智能制造、智慧交通、智能电网等技术将在中国得到快速发展和应用,成为驱动全球半导体产业持续发展的关键驱动力,中国也将完成从低成本制造到系统方案再到技术创新的角色转变,成为全球产业生态链的重要合作伙伴。

中国IC设计分会魏少军理事长在“中国集成电路设计业2017年会暨北京集成电路产业创新发展高峰论坛”指出,中国IC设计产业在高端产能严重不足的情况下,2017年预计全行业销售额将达到1945.98亿元增长28.15%,占全球近30%。

观察中国IC制造产业,目前12英寸晶圆厂共有22座,其中在建11座;8英寸晶圆厂18座,在建5座。预估2018年将有更多新厂进入量产阶段,整体产值可望进一步攀升,带动IC制造业的占比在2018年快速提升至28.48%。根据晶圆厂产能规划,估计2018年底前12英寸晶圆每月产能新增约16.2万片,届时总月产能为原产能20万片的1.8倍。另外,随着多数在建晶圆厂及封测厂于2018下半年投入量产,将开启中国本土半导体材料及设备业的成长机会。

国家集成电路产业投资基金总裁丁文武在“2017中国半导体产业百人高峰论坛”上表示,在大基金的强力拉动下,我国集成电路制造业正在迎来新一轮的高速增长。未来几年,制造业的年均复合增长率有望保持在两位数以上。

封测方面,随着物联网、大数据、智能终端等新兴产业的快速崛起,我国集成电路封测业开始从中低端封装向高端先进封装技术迈进。研发和布局先进封装市场也成为长电、华天和通富微电等封测企业营收增长的重要推动力。由于全球产业整合及竞争加剧,中国IC封测厂商发展重点将从海外并购取得高阶封装技术及市占率,转而着力在开发Fan-Out及SiP等先进封装技术。同时中国晶圆产能的提升将进一步成为中国封测业2018年成长的重要驱动力。

目前大基金正进行第二期募资,预计规模将超过千亿元,连带使得投资项目也会有所调整,其中IC设计比重将增加至20%~25%,投资项目将扩大到具发展潜力的新创企业。

另一方面,中国政府以中央带动地方发展的策略也已相当明确。至2017年6月,配合大基金而成立的地方半导体产业投资基金已达5145亿元,其中规模最大者高达500亿元,各地方政府响应中央号召,陆续发布半导体产业专项政策,涉及资金、研发、投资、创新、人才等方面,彰显着地方发展半导体产业的决心及魄力,为企业提供实实在在的支持。

中国政府以全新的方式,更有计划性且更全面地(从中央到地方)推动半导体产业发展。新一代半导体重镇将陆续崛起,除了传统的上海、江苏、深圳、北京等半导体重镇之外,合肥、厦门、晋江等将成为新一代半导体重镇,中国半导体产业强势崛起将会如何牵动全球半导体产业格局,已成为全球关注的焦点。

(二)半导体设备与材料

国际半导体产业协会SEMI公布,2017年第三季度全球半导体设备出货金额达143亿美元,超越上一季度创下的季度高点,再度刷新单季出货纪录。2017年第三季度全球半导体设备出货金额较第二季度成长2%,与去年同期相比大幅成长30%。

第三季度半导体设备出货金额全球各地区的成长率表现不一,欧洲地区成长幅度最为强劲。就整年度出货金额而言,韩国、中国台湾与中国大陆仍稳居全球前三大半导体设备市场。

材料方面,半导体硅晶圆缺货潮持续。研究机构统计预估,这波半导体硅晶圆缺货要到2021年才会纾解;据市调机构调查,全球12英寸硅晶圆市场需求将维持成长走势,预估至2021年的五年内,年复合成长率约7.1%,期间8英寸晶圆年复合成长率也达2.1%。

硅晶圆厂表示,这波硅晶圆缺货,主要与市场供需失衡有关。在业界新增产能有限,但中国大陆晶圆厂快速崛起、需求陡增影响下,造成硅晶圆供不应求。

根据SEMI对硅片行业的季度分析显示,2017年第三季度全球硅片出货面积与2017年第二季度的出货量相比有所增加。2017第三季度,硅晶圆总出货量为2997MSI(百万平方英寸),比上个季度的2978MSI增长了0.7%,比2016年第三季度的出货量高出9.8%,再创季度新高。

三、投融资事件

(一)投资数据

2017年12月14日,台湾封测厂颀邦宣布将出售大陆子公司颀中科技(苏州)股权给面板厂商京东方与合肥地方政府基金,同时成立大陆卷带公司,引进京东方和合肥市政府基金入股,藉此建立紧密合作关系,抢攻大陆快速崛起的面板驱动IC市场商机。此案交易金额约1.66亿美元。

“杭州中芯晶圆大硅片项目”将启动,Ferrotec(中国)公司与杭州大江东产业集聚区签署投资协议,建设月产30万片8英寸半导体硅抛光片项目和月产20万片12英寸半导体硅抛光片项目,总投资60亿元。计划通过新投资项目的实施,形成8英寸和12英寸半导体大尺寸硅片的规模化生产能力。

中芯长电采购爱德万设备,抢进NOR Flash市场。中芯长电将自爱德万测试购入大量的存储器测试系统T5830,用于测试串行外设接口(SPI)NOR Flash装置。在OLED与触控面板感应芯片(TDDI)迅速成长的带动下,SPI NOR Flash装置需求持续走强。

兆易创新发布公告称,拟以境外全资子公司芯技佳易为主体参与认购中芯国际发行配售股份,投资总额不超过7000万美元。具体配售情况为,兆易创新以每股10.65港元的价格认购中芯国际发行配售股份约5000.34万股,总金额约5.33亿港元。成功配售后,兆易创新将持有中芯国际1.02%的股份。兆易创新和中芯国际的股份交割日为2017年12月6日,这意味着双方之间的合作关系从供应链升级到股权投资。

(二)产线建设

2017年12月6日,安徽省首个12英寸晶圆代工的企业、合肥市首个百亿级的集成电路项目——合肥晶合集成电路有限公司正式量产。总投资128.1亿元的合肥晶合,2015年10月20日奠基开工,2017年6月28日一期竣工试产,7月中旬第一批晶圆正式下线。量产后到2017年底可实现每月3000片的产能,预计2018年可达到月产4万片规模,合肥晶合有望成为全球最大的专注于面板驱动芯片的制造商。

ARM宣布与合肥高新技术产业开发区签署两项合作协议,共同建设ARM物联网协同创新中心并设立ARM中国研究生院项目。双方将携手打造物联网集成电路产业的聚合效应,为产业今后的发展培养人才,积极推进合肥电子产业创新生态圈建设。

晶盛机电发布公告,拟与中环股份协同无锡市政府下属投资平台共同在宜兴市建设集成电路用大硅片生产与制造项目,总投资约30亿美元。

联电以6亿美元间接增资厦门联芯集成电路制造有限公司,从事12英寸晶圆生产等业务,将为联芯厦门12英寸晶圆厂的二期建厂开发和生产做准备。厦门联芯目前月产能已达1.2万片,预计2018年第二季度前可望拉升到1.6万片。

厦门市规划委网站公示,拟将海沧区临港打造国家集成电路产业发展布局中的重要承载区。按照规划,到2025年,海沧集成电路总产值不低于500亿元,带动电子信息技术、物联网、云计算、智能制造、网络通信、大数据和云计算等相关产业规模超千亿元。

重庆万国半导体12英寸功率半导体芯片制造及封装测试生产基地项目完成主体建筑封顶,预计于2018年上半年投产。总投资10亿美元,其中一期投资约5亿美元,建筑面积93111平方米,预计达到月产2万片及封装测试月产500KK产能;二期投资约5亿美元,预计达到月产5万片及封装测试月产1250KK的产能。

楷登(Cadence)电子(中国)半导体产业基地项目落户浦口区,双方签署战略合作协议备忘录及集成电路知识产权开发与服务平台投资协议。楷登公司是全球领先的电子设计技术程序方案服务和设计服务供应商。此次落户浦口的项目包括新设中资控股的合资公司全球总部及半导体产业园,其中产业园项目将打造国内重要的集成电路核心知识产权开发与服务产业基地,研发销售各类具有世界先进水平的集成电路设计产品。

位于大同市装备制造园区的“诺亚方舟”半导体产业园项目开工建设。据悉,该项目包含三个子项目,分别是高品质蓝宝石项目、全生态热平衡综合解决系统(HTM)项目、诺亚方舟人工智能产业项目,总投资115亿元。高品质蓝宝石项目总投资约15亿元,项目全部建成后,预计年产蓝宝石晶体约1200万毫米(对应500台蓝宝石单晶炉规模),实现年产值约5.76亿元,上缴税金1.5亿元,净利润2.3亿元;全生态热平衡综合解决系统(HTM)项目总投资50亿元,分三期建设,建成后可实现年产值18.2亿元,年缴纳税金1.15亿元,新增就业300人;诺亚方舟人工智能产业项目总投资约50亿元,建设期5年,建成后可实现年产值约400亿元。

四、典型企业动态

晶圆代工龙头台积电表示,7纳米产品将于2018年启动量产,紧接着5纳米制程也将要开始展开。台积电预计,5纳米制程将在2018年动工,2019年上半年进行试产。另外,台积电将向电路线宽为3纳米的新一代半导体投资超过200亿美元,3纳米产品预计2022年量产。通过对尖端领域投入巨资,以期领先于韩国三星电子等竞争对手。

联电公司董事会通过资本预算执行案,预计投资金额为新台币189.9亿元(约6.3亿美元),创2009年以来资本预算最低,显示2018年联电扩产动作将趋保守,联电希望先拉升产能利用率,以提升近几个季度以来持续走跌的毛利率表现。

紫光国芯表示,前三季度因研发投入加大及市场竞争加剧,整体毛利率下降,导致业绩下降。第四季度经营好于预期,对全年业绩估计相对乐观,公司积极开拓集成电路业务市场,营业收入稳定增长。紫光国芯预计,公司2017年全年净利润为2.35亿~3.36亿元;上年同期为3.36亿元,同比变动-30%~0%。

兆易创新获中芯国际力挺,全力抢进NOR Flash生产,中芯国际承诺每月提供兆易创新2.5万片产能、占全球NOR供应量近三成的规模,大举拓展大陆NOR Flash版图。

在芯片业务强劲表现的推动下,三星电子第四季度营业利润将达到16.3万亿韩元(约合149亿美元),创下新纪录,同比增长77.2%。三星电子表示,现在是押宝汽车行业向电动化、车联网以及自动驾驶技术转型的重要时期,预期到2025年左右,公司汽车业务领域的收入将增加4倍,达到200亿美元。

环球晶圆表示,看好未来三年全球半导体硅晶圆仍供不应求,环球晶圆12英寸硅晶圆至2019年底产能已被预购一空,8英寸硅晶圆至2018年上半年也全满,同时,缺货现象也朝6英寸产品蔓延。

五、情报所观点

1.摩尔定律趋于平缓,5纳米以下晶圆厂将面临巨大压力

半导体产业生态正在改变,随着摩尔定律成长开始平缓,5纳米以下晶圆厂将面临庞大的资金与经济压力,摩尔定律能否走到2030年尚未可知。未来能否让成本每两年下降一倍将是关键,整个产业链面临往下整合、挤压,半导体业的整并正在进行且加速中,大者恒大才有价值。

2.2018年半导体并购热潮将持续

半导体整并已成趋势,大厂整并后规模壮大,确实有利于提升议价权。未来半导体产业可能必须靠并购维持企业持续成长,因此可以预见2018年并购热潮仍将持续。

3.与国外设备供应商合作互利越来越受到国内设备厂商青睐

设备需求与生产的差距为中国供应商提供增加中国市场份额的大好机会。但与其和美国、欧洲、日本的大型厂商进行正面竞争,不如采取鼓励外国供应商更多地从中国供应商那里获得零部件和装配服务这种柔和的做法,因为其失败风险较低,并能让中国供应商了解开发先进技术产品所需的质量流程,并提高在半导体芯片制造领域竞争所需的技术和人才资源。

六、小结

集成电路产业是重资金投入发展的产业,从我国装备和高端材料的发展瓶颈来看,我们还需要更多的投入需要政府、企业、金融、科研等诸多领域的共同努力。只有实现了我国集成电路自主体系,才能实现信息安全、国家安全,并在国际竞争中掌握更多的主动权。