【半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入第三階段，中國半導(dǎo)體潛力挖掘點(diǎn)在何處？】隨著物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、汽車電子、5G、AR／VR及AI等多項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展，毋庸置疑，半導(dǎo)體行業(yè)的前景是明朗的。作為電子產(chǎn)品的核心，半導(dǎo)體幾乎可以稱之為整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的基石，而半導(dǎo)體行業(yè)具有上下游應(yīng)用廣泛、工藝復(fù)雜、種類繁多、技術(shù)更新?lián)Q代快等特點(diǎn)。那么，從設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、設(shè)備、材料看半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)，國產(chǎn)半導(dǎo)體究竟處于何種水平，處在何處階段？

數(shù)據(jù)對(duì)比

根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織(WSTS)數(shù)據(jù)披露，全球半導(dǎo)體銷售額于1994年突破1000億美元，2000年突破2000億美元，2010年將近3000億美元,預(yù)計(jì)2017年將會(huì)突破4000億美元，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，逐漸成為一個(gè)超級(jí)巨無霸的行業(yè)。

從全球半導(dǎo)體銷售額同比增速上看，全球半導(dǎo)體行業(yè)大致以4-6年為一個(gè)周期，景氣周期與宏觀經(jīng)濟(jì)、下游應(yīng)用需求以及自身產(chǎn)能庫存等因素密切相關(guān)。

美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）數(shù)據(jù)顯示，2018年1月全球半導(dǎo)體銷售額增長(zhǎng)22.7%，達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的376億美元，連續(xù)18個(gè)月實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。其中，美國半導(dǎo)體銷售額同比飆升40.6%，創(chuàng)有史以來最大增幅；歐洲銷售額增長(zhǎng)19.9%，亞太及所有其它地區(qū)銷售額增長(zhǎng)18.6%，中國市場(chǎng)銷售額增長(zhǎng)18.3%，日本銷售額增長(zhǎng)15.1%。

SEMI預(yù)估，2018年半導(dǎo)體產(chǎn)值年增率約5%至8%，再創(chuàng)新高，2019年可望續(xù)增，產(chǎn)值將首度站上5,000億美元大關(guān)。研究機(jī)構(gòu)Gartner預(yù)期半導(dǎo)體市場(chǎng)2018年仍持續(xù)是個(gè)好年，但相較于2017年成長(zhǎng)將會(huì)趨緩，2018年預(yù)測(cè)約達(dá)到7.5%，而在往后2019-2020年成長(zhǎng)將呈現(xiàn)持平的狀態(tài)。

中國半導(dǎo)體市場(chǎng)接近全球的1/3。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)，2016年全球半導(dǎo)體銷售額為3389億美元，其中我國半導(dǎo)體銷售額1075億，占全球市場(chǎng)的31.7%。中國為全球需求增長(zhǎng)最快的地區(qū)。2010年-2016年，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增速為6.3%，而中國年均復(fù)合增速為21.5%。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，不難看出，中國對(duì)芯片需求巨大，但是芯片自給率低，國產(chǎn)化已是當(dāng)務(wù)之急。根據(jù)ICinsights數(shù)據(jù)，2015國內(nèi)半導(dǎo)體自給率還沒超過10%，16年自給率剛達(dá)到10.4%。預(yù)計(jì)15年到20年，國內(nèi)的半導(dǎo)體自給產(chǎn)值CAGR能達(dá)到28.5%，從而達(dá)到2020年國產(chǎn)化比例15%的水平。

目前，從半導(dǎo)體全生產(chǎn)流程來看，我國半導(dǎo)體整體現(xiàn)狀是，芯片高端設(shè)計(jì)不足、設(shè)備與材料高端制程有待突破，晶圓制造穩(wěn)步前進(jìn)，而封測(cè)是有望實(shí)現(xiàn)自主可控的領(lǐng)域。

半導(dǎo)體行業(yè)潛力有多大？

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一代半導(dǎo)體材料以硅（Si）為代表；再到以砷化鎵（GaAs）為代表的第二代半導(dǎo)體材料；現(xiàn)在逐漸過渡到以氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化鋅（ZnO）等寬禁帶為代表的第三代半導(dǎo)體材料。

以GaN、SiC為代表的第三代半導(dǎo)體材料最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠適應(yīng)高壓，高頻和高溫的極端環(huán)境，性能大幅提升。由于SiC和GaN的禁帶寬度遠(yuǎn)大于Si和GaAs，相應(yīng)的寬禁帶半導(dǎo)體的最高工作溫度要高于第一、第二代半導(dǎo)體材料。擊穿場(chǎng)強(qiáng)和飽和熱導(dǎo)率也遠(yuǎn)大于Si和GaAs。因此，它們是以5G時(shí)代為特點(diǎn)的信息產(chǎn)業(yè)的理想材料。

根據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2016全球半導(dǎo)體下游終端需求主要以通信類（含智能手機(jī)）占比為31.5%，PC/平板占比為29.5%，消費(fèi)電子占比13.5%，汽車電子占比11.6%。

未來，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)除了傳統(tǒng)3C及PC驅(qū)動(dòng)外，物聯(lián)網(wǎng)、5G、AI、汽車電子、區(qū)塊鏈及AR／VR等多項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用將成為半導(dǎo)體行業(yè)長(zhǎng)效發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。

物聯(lián)網(wǎng)IOT：到2020年全球產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到2.93萬億美元

移動(dòng)通訊商愛立信的數(shù)據(jù)顯示，2015-2021年期間，全球基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)設(shè)備年復(fù)合增長(zhǎng)率將分別達(dá)到27%、22%，增速約為傳統(tǒng)移動(dòng)電話的7倍。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增長(zhǎng)帶動(dòng)全球市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。

據(jù)ICInsights等機(jī)構(gòu)研究，2016年全球具備聯(lián)網(wǎng)及感測(cè)功能的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模為700億美元，比上年增長(zhǎng)21%。預(yù)計(jì)2017年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到798億美元，增速為14%。2018年全球市場(chǎng)增速將達(dá)30%，規(guī)模有望超千億美元。

市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner數(shù)據(jù)顯示，2017年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.69萬億美元，較2016年增長(zhǎng)22%。在新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革帶動(dòng)下，預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展將保持20%左右的增速，到2020年，全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到2.93萬億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到20.3%。

人工智能AI&區(qū)塊鏈等特殊應(yīng)用芯片高速成長(zhǎng)

人工智能芯片的發(fā)展路徑經(jīng)歷了從通用走向?qū)Ｓ?，從CPU到GPU到FPGA再到ASIC。

《2016-2017中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展年度報(bào)告》顯示2016年全球人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到23.88億美金，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到146億美金，增長(zhǎng)迅猛，發(fā)展空間巨大。

以區(qū)塊鏈為底層技術(shù)的加密貨幣帶動(dòng)挖礦芯片及其封裝市場(chǎng)的增長(zhǎng)。

據(jù)預(yù)測(cè)，2017年若以主流28納米流片的芯片數(shù)目來計(jì)算，2017年對(duì)應(yīng)的芯片用量約為3.2億個(gè)挖礦芯片，2017年全年礦機(jī)芯片封裝市場(chǎng)約為9-11億元之間。展望2018，往后還將出現(xiàn)12納米制程以下的ASIC礦機(jī)芯片，根據(jù)DIGITIMES預(yù)估，2018年礦機(jī)芯片封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)估將成長(zhǎng)至少四倍，逼近40億元人民幣以上。

汽車電子：電動(dòng)化+智能化+網(wǎng)聯(lián)化推動(dòng)汽車電子附加值顯著提升

隨著全球能源、環(huán)境、交通安全等問題日漸突出和消費(fèi)者對(duì)汽車的舒適、便利、娛樂等的要求越來越高，汽車向電動(dòng)化、輕量化、智能化、聯(lián)網(wǎng)化發(fā)展。根據(jù)普華永道和思略特預(yù)測(cè)，從2025年開始，電動(dòng)車將迅速發(fā)展；而到2028年，4/5級(jí)無人駕駛汽車將成為主流。

汽車電動(dòng)化+智能化+網(wǎng)聯(lián)化趨勢(shì)下，汽車電子含量顯著提升，主要來自于兩方面：一是電動(dòng)化帶來功率半導(dǎo)體、MCU、傳感器等增加；二是智能化和網(wǎng)聯(lián)化帶來車載攝像頭、雷達(dá)、芯片等增加。在智能化帶來的增量方面，自動(dòng)駕駛級(jí)別每提升一級(jí)，傳感器的需求數(shù)量將相應(yīng)的增加，到L4/L5級(jí)別，車輛全身傳感器將多達(dá)十幾個(gè)以上。

中國的半導(dǎo)體發(fā)展策略

目前，美、日、歐等國都在積極進(jìn)行第三代半導(dǎo)體材料的戰(zhàn)略部署，重點(diǎn)圍繞SiC。在高速列車、風(fēng)力發(fā)電以及智能電網(wǎng)，SiC借其優(yōu)異的材料特性有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

全球SiC產(chǎn)業(yè)格局已呈現(xiàn)美、日、歐三足鼎立之勢(shì)，其中美國居于領(lǐng)導(dǎo)地位，其SiC產(chǎn)量占全球70%~80%; 歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。而日本在設(shè)備和模塊開發(fā)方面早已占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，中國在SiC、GaN材料和器件方面的研究工作方面開展比較晚，與國外差距不小。為此，在以第三代半導(dǎo)體材料為代表的新材料原始創(chuàng)新方面難免捉襟見肘。但是，認(rèn)清形勢(shì)迎頭追趕并不是沒有機(jī)會(huì)，中國的企業(yè)、政策、學(xué)校在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面正在砥礪合作。

政策支持：國家和地方政府陸續(xù)出臺(tái)政策，建立產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金以扶持第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，2014年《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新技術(shù)研發(fā)提升至國家戰(zhàn)略高度。大基金首期投資成果顯著，撬動(dòng)了地方產(chǎn)業(yè)基金達(dá)5000億元。地方政府在2016年起出臺(tái)相關(guān)政策性鼓勵(lì)措施，包括廣東、福建、江蘇、北京、青海等27個(gè)地區(qū)，相繼把第三代半導(dǎo)體相關(guān)政策寫入“十三五”規(guī)劃，有針對(duì)性的對(duì)具有一定優(yōu)勢(shì)的SiC和GaN材料企業(yè)進(jìn)行扶持。

產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟：近日，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟發(fā)布國內(nèi)首個(gè)《第三代半導(dǎo)體電力電子技術(shù)路線圖》，該聯(lián)盟由相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、大專院校、龍頭企業(yè)自愿發(fā)起的民間產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)，背后有國家科技部、工信部以及北京市科委的鼎力支持。聯(lián)盟成員的理事會(huì)提名中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、北京大學(xué)、南京大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、三安光電股份有限公司、國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院、中興通訊股份有限公司、蘇州能訊高能半導(dǎo)體有限公司、山東天岳先進(jìn)材料科技有限公司等創(chuàng)新鏈條上的重要機(jī)構(gòu)作為副理事長(zhǎng)單位。

自主發(fā)展，循序漸進(jìn)：海思展訊進(jìn)入全球前十。根據(jù)ICInsights2017年全球前十大Fabless排名，國內(nèi)有兩家廠商殺進(jìn)前十名，分別是海思和紫光集團(tuán)(展訊+RDA)，這兩者分別以47.15億美元和20.50億美元的收入分居第七位和第10位，其中海思的同比增長(zhǎng)更是達(dá)到驚人的21%，僅僅次于英偉達(dá)和AMD，在Fabless增長(zhǎng)中位居全球第三。

創(chuàng)新型企業(yè)瞄準(zhǔn)未來產(chǎn)業(yè)：2017年中國IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)廠商技術(shù)發(fā)展僅限于低端產(chǎn)品的狀況已逐步改善，海思的高端手機(jī)應(yīng)用處理芯片率先采用了10nm先進(jìn)制程，海思、中興微的NB-IoT、寒武紀(jì)、地平線的AI布局在國際嶄露頭角，展銳、大唐、海思的5G部署也順利進(jìn)行。

利用優(yōu)勢(shì)，晶圓代工：在半導(dǎo)體向國內(nèi)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)下，國際大廠紛紛到大陸地區(qū)設(shè)廠或者增大國內(nèi)建廠的規(guī)模。據(jù)ICInsight數(shù)據(jù)，2016年底，大陸地區(qū)晶圓廠12寸產(chǎn)能210K（包括存儲(chǔ)產(chǎn)能），8寸產(chǎn)能611K。本土的中芯國際、華力微以及武漢新芯的12寸產(chǎn)能合計(jì)為160K。國內(nèi)出現(xiàn)了中芯國際、華虹半導(dǎo)體、華力微為代表的大陸代工廠。根據(jù)ICinsight預(yù)測(cè)，2017年大陸地區(qū)晶圓代工市場(chǎng)達(dá)到70億美金，同比增長(zhǎng)16%，顯著高于全球平均增速。臺(tái)積電依然是一家獨(dú)大，占比高達(dá)47%。

經(jīng)過多年的發(fā)展，通過培育本土半導(dǎo)體企業(yè)和國外招商引進(jìn)國際跨國公司，國內(nèi)逐漸建成了覆蓋設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)以及配套的設(shè)備和材料等各個(gè)環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈半導(dǎo)體生態(tài)。大陸涌現(xiàn)了一批優(yōu)質(zhì)的企業(yè)，包括華為海思、紫光展銳、兆易創(chuàng)新、匯頂科技等芯片設(shè)計(jì)公司，以中芯國際、華虹半導(dǎo)體、華力微電子為代表的晶圓制造企業(yè)，以及長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電、晶方科技等芯片封測(cè)企業(yè)。