国产芯片才能崛起？

MrL1 · 发表于 2021-4-19 10:50

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我国目前有接近九成的芯片产品是依靠进口国外产品的，单单去年一年，我国的芯片进口总规模就达到了2322亿美元，远超过了石油的进口规模，那么，可能会有很多朋友问，我们泱泱大国，难道会被这小小的芯片给难住?我们与国外芯片产业相比，究竟差在哪?

中国第一块集成电路诞生

1965年，中国第一块半导体集成电路诞生于上海，随后，陆续建立了几个集成电路科研及生产基地。一大批半导体先行者如黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志、王阳元、许居衍等为中国培养了数以万计的半导体人才。

从上世纪70年代起，中国政府就一再努力尝试打造本土半导体产业。不过，直到上世纪90年代后期，中国政府在半导体产业投入的资金还不到10亿美元。

到了2014年，中国政府终于公布将在半导体行业投入1500亿美元资金，目的是到2030年前，中国半导体技术上赶上世界领先企业，在各类芯片的设计、制造及封装上达到先进水平，并且，10年内能生产中国产业所消耗芯片的70%。以下为大陆IC产业发展的大致历程：

近年，受益于人口成本及相关政策红利，中国本土半导体产业确实取得了不错的成绩。不过，绕不开的专利、技术门槛，一直是中国半导体产业发展的绊脚石。

国内芯片发展现状

2015年，中国本土及外资制造商共消耗了价值1450亿美元的各类微芯片，但国内芯片业的产值仅为这一数字的十分之一。而对于某些高价值半导体(计算机核心部件处理器芯片以及坚固耐用的嵌入式车用芯片)，中国消费的几乎全是进口产品。

数据显示，2015年国内不少关键IC内需市场自给率仍处于较低水平，部分甚至还未实现零的突破。

其中，主流半导体芯片自给率为：CPU：1%，DRAM：0%，mcu：15%，银行IC卡：3%，IGBT：5%。

国内CPU主要供应商：龙芯(血统比较纯正的国产CPU厂商)、上海高性能集成电路设计中心(申威系列CPU)、天津飞腾(飞腾系列CPU)、上海兆芯、天津海光(获得AMD x86授权)、华为海思(麒麟系列CPU)、展讯通信、全志科技、瑞芯微、北京君正(MIPS32、64架构授权)、宏芯(获IBM Power架构授权)、北大众志(获x86授权)、深圳中微电(自主指令集)、苏州国芯(PowerPC架构授权)等。

国外竞争对手：英特尔、AMD、ARM、高通、Marvell等。

国内主要DRAM供应商：华芯半导体、合肥长鑫、福建晋华、长江存储等。

国外竞争对手：三星、SK海力士、尔必达(已被收购)、美光、英特尔等。

国内主要MCU供应商：中颖电子、东软载波、珠海炬力、灵动微电子、中微半导体、华润微电子、华大半导体、凌阳科技、希格玛微电子、兆易创新等。

国外竞争对手：意法半导体、瑞萨电子、Microchip、德州仪器等。

国内主要银行IC卡供应商：同方国芯、华大电子、大唐微电子、华虹、复旦微电子等。

国外竞争对手：恩智浦(已被高通收购，占据国内90%以上份额)、英飞凌、三星

国内主要IGBT供应商：南车时代电气、比亚迪、士兰微、吉林华微、中环股份、中航微电子、威海新佳、西安爱帕克、江苏宏微等。

国外竞争对手：英飞凌、三菱、东芝、仙童(已被收购)、富士、ABB等。

除此之外，手机芯片自给率为：PMU(电源管理单元)：25%，MAP(应用处理器)：30%，显示芯片驱动：7%，CMOS(图像传感器)：45%，射频转换器：3%，触屏控制器：60%，功率分离：5%，指纹识别：10%，MEMS：7%，NAND：0%。

以下从设计、制造到封测对国内芯片产业进行梳理：

手机芯片：海思、展讯崛起

目前，中国芯片进口已成功超越石油，位列第一。进口芯片主要是手机芯片、计算机电脑芯片、航天航空芯片等。在功能机时代，国内手机市场充斥着杂牌山寨货，由于芯片比较低端，那时的手机芯片几乎是联发科一家独大。

到了智能手机时代，几乎就成了高通的天下。虽然苹果A系列芯片性能非常好，但只供应自家，并不对外出售。三星除了给自家供应之外，还卖给别家。不过，三星目前也逐渐向苹果看齐。所以，想要高端芯片只有找高通，而找高通的代价就是必须缴纳高昂的专利费用。

目前，国内性能最强，最有知名度的就是海思的麒麟系列芯片，其最新发布的960性能几乎可以与高通旗舰821相媲美了。在最新的安卓旗舰SoC大战中，海思的麒麟960成功秒掉了高通骁龙821、三星Exynos 8890等。以下为高通骁龙821、三星Exynos 8890、联发科Helio X25及麒麟960的参数对比：

除了海思之外，展讯也是国产手机芯片的佼佼者，在被紫光收购并与RDA整合之后，曾于2015年一起拿下了全球手机基带芯片市场25.4%的份额，并且首次成功超越了联发科(联发科的市场份额为24.7%)。

为减少对国外厂商的依赖，小米也成功研发了自家处理器——小米松果芯片。小米松果芯片整体表现属于中端水平，频率达到2.2GHz，为八核A53架构，GPU为Mali-T860 MP4，安兔兔跑分为63581。从得分上来看，和骁龙625基本属于一个梯队水平。

国内芯片代工：中芯国际一家独大

中芯国际是大陆最大、全球前四的晶圆代工厂。其他三家分别是台积电、GF(格罗方德)、联电。其中，台积电独占全球晶圆代工市场59%的份额，格罗方德、联华电子和中芯国际三家合并市场份额占26%。

中芯国际去年销售额增至29.2亿美元，比2015年大增31%，市占率提升1个百分点至6%，与联电的营收差距进一步缩窄。

受中国反垄断调查的压力，高通在2015年选择与中芯国际合作，帮助后者提升工艺制程，同时将部分芯片订单交给后者。在高通的帮助下，中芯国际的28nm工艺迅速在2015年量产，更在去年成功将工艺改进到28nm HKMG，与联电处于同一水平。

中芯国际在先进的28nm HKMG开始投入生产后，大陆的芯片设计企业就无需再前往台湾，而这一市场自2014年中国推出的集成电路产业基金成立以来芯片设计企业开始日益兴盛，凭借着这种地利优势它的营收于是取得了迅速的增长。

去年10月，中芯国际连续宣布新厂投资计划，在上海和深圳分别新建一条12英寸生产线，天津的8英寸生产线产能预计将从4.5万片/月扩大至15万片/月，成为全球单体最大的8英寸生产线，未来中芯国际将联合创新，带动中国半导体产业链的发展稳步前进。

除了中芯国际以外，武汉新芯及厦门联芯(联电与当地政府合资成立)、华力微、德科玛等产能也相当耀眼。华力微于2016年11月总投资387亿元的二期12英寸集成电路芯片生产线项目已在上海开工，项目建成后将助推其母公司上海华虹的制造规模进入全球前五名。

四大本土封测厂：长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技

目前，全球半导体封测厂主要由台湾厂商主导，大陆厂商则靠着一系列并购成功崛起。2014年，长电科技一举拿下当时排名第四的新加坡封测大厂星科金朋，而通富微电则于2015年宣布收购AMD苏州和AMD槟城两家封测工厂各85%股份。紫光也盯上全球最大内存封测厂力成科技及台湾排名第四的南茂科技，不过入股计划最终流产。

目前，大陆本土规模最大封测厂是长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技。

长电科技并购星科金朋：2014年，长电科技“蛇吞象”收购比自己体量大得多的新加坡封测大厂星科金朋。由于当时的星科金朋处于亏损状态，收购完成后，长电科技很长一段时间都没有缓过神来。不过，近日长电科技发布了2016年整体业绩预测，预计2016年将实现超过1亿元的净利润，增幅将达到90%-120%，收购星科金朋初见成效。

通富微电收购AMD封测资产：2015年，在国家集成电路产业基金的支持下，通富微电以3.7亿美元的价格收购了AMD苏州和槟城封测厂各85%的股权。AMD苏州和槟城封测厂主要承接AMD自产CPU、APU、GPU以及Gaming Console Chip芯片产品的封装与测试，产品，主要应用于台式机、笔记本、服务器、高端游戏主机以及云计算中心等高端领域。2015年，通富微电实现营收23.22亿元，收购AMD相关业务后，2016年整体营收或将突破百亿规模。

华天科技三大王牌：华天科技是大陆封测龙头企业之一，先后收购美国FCI、迈克光电等公司100%股权及51%股权，目前在昆山、西安和天水三厂全面布局。其中，昆山厂主攻高端技术，主营晶圆级高端封装，订单量最大的是CIS封装。目前，昆山厂已具备8寸和12寸产能。西安厂，主攻中端封装，以基本封装产品为主，定位于指纹识别、RF、PA和MEMS。天水厂，定位低端封装。2015年，天水厂营收达20.8亿元，是华天科技营收主要来源。

晶方科技收购瑞智达：晶方科技是中国大陆首家、全球第二大为影像传感芯片提供WLCSP量产服务的封测厂商，拥有多样化的包括硅通孔晶圆级芯片尺寸封装在内的多项WLCSP技术。目前，晶方科技凭借生物身份识别产品的晶圆级芯片封装已经切入国际一线客户。2014年，晶方科技收购全球领先的半导体后道封测及电子制造服务商瑞智达科技。

由价格低廉的沙子到性能卓越的芯片，集成电路的制作流程可分为设计、制造、封测(封装和测试)三个环节。

半导体行业处于整个电子产业链的最上游，也是电子行业中受经济波动影响最大的行业。以下为半导体产业链流程：

半导体行业的产值增速与全球GDP的增长速度高度相关，整体周期性较为显著。随着新兴技术的不断发展，半导体产业模式变革以及下游应用多样化，半导体产业的周期性也发生了改变。

经过提纯得到的多晶硅经过高温熔融，通过拉晶工艺制成纯度高达99.9999999%以上的高纯单晶硅晶柱。切割晶柱并通过抛光、研磨等工艺，得到薄而光滑的晶圆，后进行检测。按照设计好的电路，对晶圆进行显影、掺杂、蚀刻等复杂的加工处理，分小格，将集成电路“印”在晶圆上。

经过晶圆测试后，从晶圆上切割出质量合格的晶块，后进行封装。封装测试通过后，得到可以使用的集成电路芯片。