國產半導體芯片產業,走向新時代

近年來,隨著智能手機、物聯網、人工智能、智能汽車等眾多行業的發展,推動了對於半導體需求的持續快速增長。而作為全球電子製造業的中心以及全球最大的消費電子市場,近年來中國半導體產業也是增長迅速。

半導體芯片的市場有多大

我們已經介紹了數字芯片、模擬芯片、射頻芯片這三類主要芯片,每種類型的全球市場空間分別有多大呢?

國產半導體芯片產業,走向新時代

目前全球半導體芯片總消費量約4500億美元/年,數字芯片+模擬芯片+射頻芯片是最重要的三類芯片,約佔88%;光電芯片(用於光通信中的光模塊)、傳感器芯片及分立器件佔餘下的12%。本文主要分析前三種主要芯片類型。

1、數字芯片領域

在微處理器芯片上,國產ARM架構的處理器已經取得了突破,華為鯤鵬處理器已經發布。相信不遠的將來,基於ARM架構的IT基礎設施生態將被建立起來,不再依賴英特爾的X86架構CPU,起碼不會因為英特爾斷供而影響到國內IT基礎設施安全。

在邏輯芯片上,FPGA(現場可編程邏輯陣列)及CPLD(複雜可編程邏輯器件)基本上是被美系廠商壟斷,但這類邏輯器件功能可以通過微處理器+ASIC(專用集成電路)的方式去替換,國內還有時間慢慢追趕,最重要的是取得存儲芯片的突破。

存儲芯片是組成最小系統的三大芯片之一,而目前國內在主流的DRAM和NAND FLASH領域的市佔率為0,只有在細分的Nor FLASH賽道上有兆易創新佔有一席之地。

值得高興的是,目前國內DRAM廠商合肥長鑫及NAND FLASH廠商長江存儲都處在量產突破前夕,如進展順利,預計未來1-2年國內存儲芯片的市佔率將迅速上升。

2、模擬芯片領域

模擬芯片競爭格局非常穩定,1995年的前十大廠商與2017年的前十大廠商相比,只有日系東芝和Sanyo真正掉隊,其餘廠商都經過各種拆分併購演變成現在的前十大,目前合併市佔率58%,美系廠商占主導地位。

國內模擬芯片銷售規模佔比全球整體銷售規模約60%,但是國產模擬芯片廠銷售額的全球佔比只有10%,即使是國內矽力傑+韋爾股份+聖邦股份加起來市佔率都不到1%。模擬芯片國產替代之路任重道遠。

國產半導體芯片產業,走向新時代

3、射頻芯片領域

受益於5G商用,未來3-5年射頻芯片市場規模會持續增長,預計將從2017年的150億美金增長到2023年的350億美金,其中濾波器是最大的增長點。

射頻芯片集中度比模擬芯片還高,屬於寡頭壟斷格局,前五大廠商市佔率大於80%,其中BAW濾波器和PA的美系廠商壟斷性最強,終端廠的供應鏈安全風險很高。國內數得上好的也就是做手機射頻開關和LNA的卓勝微、做手機PA的唯捷創芯和紫光展銳,以及隱藏實力強的華為海思,但體量還非常小,技術差距比較大。

國內卓勝微因中美貿易戰原因,射頻開關收入增速較快,目前全球市市佔率已經上升到10%左右,射頻開關的技術壁壘在射頻器件中相對較低,因此突破更快。

手機每增加一個頻段,大約需要增加2只濾波器。從2G到4G,使用的頻段變多了,且頻帶寬了。5G到來後新頻段增加,手機濾波器的需求將大幅增加。3G時單隻手機的SAW濾波器需求約為3-6只,4G時單隻手機的SAW濾波器需求約為20-40只,5G時單隻手機的SAW濾波器需求至少在50只以上。SAW濾波器是4G手機時代的主流濾波器,主要覆蓋2GHz以下的頻段,目前國內廠商幾乎沒有形成份額,只有麥捷科技、德清華瑩(信維通信參股企業)等公司開始在消費電子SAW濾波器領域取得一些突破。

5G對濾波器的需求增量主要體現在BAW濾波器上,因為5G的頻段主要集中在2GHz以上,這個區間頻段SAW濾波器的性能會顯著下降,而BAW由於專利壁壘極高,基本上被博通一家壟斷,國內幾乎沒有涉足BAW濾波器領域,即使技術上突破,商業上也很難繞過博通的專利封鎖。華為被美國列入實體清單後無法採購博通的BAW濾波器,解決辦法是犧牲一點體積,用LTCC濾波器替換掉BAW濾波器,未來供應鏈怎麼演變還有待進一步觀察。

PA被美系三大廠壟斷了93%的份額,4G時代沒掉隊的唯捷創芯和紫光展銳在5G時代可能會取得突破,華為海思已經在PA領域默默研發多年,預計未來1-2年內將會實現自主可控。

國產半導體芯片產業,走向新時代

中國半導體產業的崛起將勢在必行

中國電子製造大國的地位已被廣泛認可,中國集成電路市場在全球份額中的佔比仍在不斷增加。中國半導體行業協會副理事長於燮康在2019世界半導體大會開幕式上演講表示,預計到2020年中國集成電路市場佔全球市場份額將達到46%。

據相關數據,2018年中國集成電路進口金額為2.06萬億元人民幣(約合3120.6億美元),同比增長19.8%,且首次超過3000億美元;而集成電路的出口金額僅為846.4億美元,同比增長26.6%。中國的集成電路產品進口額逆差仍在擴大,這說明集成電路產品仍然為我國單一最大進口商品,原因是我國IT終端產業快速發展,應用領域擴大,需要大量的集成電路。據統計,中國移動手機市場已佔據全球市場份額的40%,平板電腦佔全球市場35%,液晶電視佔全球市場35%,筆記本電腦佔全球市場25%。

儘管中國半導體產業的海外併購遇到了一定阻力,但增強了自主研發的決心和凸顯建立完整自主產業鏈的重要意義,中國半導體產業的崛起將勢在必行。

全球半導體貿易協會數據顯示,2018年全球半導體市場規模達到4688億美元,同比增長13.7%,是2010年以來增長最快的年份之一。從具體產品來看,半導體包括集成電路、分立器件、光電器件和傳感器,2018年這四大類產品市場規模分別為3933億美元、241億美元、380億美元、134億美元。集成電路市場規模增速回落,達到14.59%;分立器件市場規模增速小幅回落,達到11.1%;光電器件市場規模繼續保持增長,增速達到9.2%;傳感器市場市場規模大幅下降,增速僅為6.3%。

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