芯片半导体国产替代快速崛起

美国工业与安全部要求 , 无论是否美国企业 , 只要在产品中使用了一定比例美国技术 , 向华为出口时都需要许可证 。 芯片领域美国的技术占比非常高 , 这使得华为的海思芯片受到较大的影响 。
同时 , 华为的消费者业务也受到较大影响 。 消费者业务以消费电子为主 , 包括手机、耳机、平板等 , 消费电子对芯片的要求是最高的 。 根据华为历年年报数据来看 , 消费者业务占比逐年提升 , 2019年占比超过了50%;反观运营商业务 , 销售收入占比逐渐下滑 , 但运营商及企业业务对芯片技术的要求并没有消费者业务那么高 。

芯片半导体国产替代快速崛起
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半导体行业国产替代砥砺前行的时刻已至
随着信息时代的来临 , 芯片广泛用于电脑、手机、家电、汽车、高铁、电网、医疗仪器、工业控制等各种电子产品和系统中 , 芯片的重要性可见一斑 。 目前 , 我国的半导体非常依赖进口 , 海关公布数据显示 , 2019年我国进口芯片共耗费了3055亿美元 , 远远超过了作为战略物资的原油 。
中国的企业要想完全独立于美国发展半导体技术 , 必须大力发展国产替代 。 从产业链的自主性 , 以及国内市场需要的背景下 , 国产替代都到了砥砺前行的时刻 。
目前 , 华为正在开启一轮国产供应链重塑 , 加强自主可控的国产企业布局 , 从目前的产业跟踪来看 , 代工生产、封装测试以及配套设备、材料已经开始实质性受益 。
现代集成电路(IC)产业分工愈发清晰 , 可以划分为:设计~制造~封测 。 此外 , EDA(电子设计自动化)、材料、设备并称为集成电路的三大基础 , EDA面向设计和制造 , 材料、设备面向制造和封测 。 如果不考虑下游应用 , 半导体的全产业链主要可以分为IC设计、IC制造、IC封测、EDA软件、半导体材料、半导体设备等六个主要环节 , 本文将分别研究这六个环节的行业现状及A股中的国产替代潜力股 。
集成电路是将海量的逻辑电路密集地分布在一块小小的硅片中 , 从而使其具有高速处理数据的能力 , IC设计就是构筑逻辑电路并将其完整、合理地分布在硅片上的过程 。 IC设计分为前端设计和后端设计 , 前端设计(也称逻辑设计)和后端设计(也称物理设计)并没有统一严格的界限 , 涉及到与工艺有关的设计就是后端设计 。
IC制造:科技含量十足
IC制造科技含量十足 , 涉及微电子、化学、光学等一系列高科技领域的协作 , 可划分为六个独立的生产步骤:扩散(包括氧化、膜淀积和掺杂工艺)、光刻、刻蚀、薄膜、离子注入和抛光 。
目前来看 , IC制造是中国大陆半导体发展的最大瓶颈 , 无论是设计还是封测 , 中国大陆企业已经有了不错的发展 , 但是制造环节则一直掌握在中国台湾、韩国、美国等地区和国家的企业手中 , 其技术很多来自美国 , 很容易受到外部市场环境及政策的影响 。
全球晶圆厂市占率排名为:台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、高塔、力晶、世界先进、东部高科 。 中国大陆代工龙头中芯国际排名第五 , 市场占有率4.3% 。 中芯国际在产能及先进制程的发展上 , 落后台积电一定的距离 , 目前台积电已经可以量产7nm , 中芯国际刚在梁孟松加盟后突破14nm的量产 。 目前华为、小米等国产企业的旗舰产品都已全面升级到7nm水平 , 如果制造环节受到制约 , 那对中国大陆消费电子企业的影响会比较大 。
另一个值得忧虑的是 , 制造环节对于光刻机等制造设备依赖非常大 , 主要的设备都掌握在欧美日企业手中 , 受到美国影响一直供货不正常 , 这也是制约国内IC制造行业发展的一大瓶颈 。
封测即集成电路的封装、测试 , 位于半导体产业链的末端中下游 。 封装是将芯片在基板上布局、固定及连接 , 并用可塑性绝缘介质灌封形成电子产品的过程;测试主要是对芯片、电路等半导体产品的功能和性能进行验证的步骤 。分页标题
EDA软件:国内半导体产业链最弱小的一环
EDA全称为电子设计自动化 , 是一种在计算机辅助下 , 完成芯片设计方案输入、处理、模拟、验证的软件工具集群 , 是现今芯片设计行业不可或缺的基础工具 , 甚至被部分业内人士称为“芯片之母” 。 近年来随着集成电路技术的不断发展 , EDA的技术含量也在以惊人的速度上升 。
在此方面 , 美国基本上一枝独大 , 美国的三家EDA企业几乎垄断了全球的EDA市场 , 华为海思芯片在此方面每年要付出巨额费用 。 这三家公司号称都可以提供芯片设计的全套解决方案 , 但实际上是在混合用 。 其中Synopsys占有的市场份额达到32% , Cadence市场份额达到22% , Mentor市场份额达到10% 。 Mentor尽管被德国西门子收购 , 但是其总部仍然在美国 , 仅这三家公司市场份额就超过了60% 。
半导体材料:大基金二期或开启国产化浪潮
半导体材料在整个产业链中非常重要 , 是实现芯片制造、封测必不可少的原材料 。 全球半导体材料市场规模超500亿美元 。 中国大陆2019年半导体材料行业规模达88.6亿美元 , 是全球唯一实现正增长的市场 , 中国巨大的市场需求正是国内材料企业实现突破的最大机会 。
从半导体材料的市场结构来看 , 硅片占据31%的份额 , 是半导体材料行业最重要的一环 , 此外的电子气体、掩膜版、光刻胶及配套试剂等也都占据较大的份额 。
【芯片半导体国产替代快速崛起】从行业竞争格局看 , 全球半导体材料产业依然由日、美、韩、德等国家占据绝对主导 。 在最重要的硅片领域 , 日本信越化工、日本胜高、台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国LG Silitron占比全球前五;在靶材领域 , 日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯等为行业龙头 。
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