引言：

2018年4月，美國商務部發布公告稱美國政府將在未來7年內禁止中興通訊向美國企業購買敏感產品。今年5月，美國政府將華為列入出口管制的“實體名單”后，美國芯片巨頭開始對華為斷供。隨著中興華為事件的發生，集成電路行業被推向了全民關注的高度，中國缺少高端芯片的現狀也逐步顯露在大眾面前。

據中國半導體行業協會數據顯示，2018年我國集成電路產業銷售額達到6531．4億元，同比增速達到了20．7％，遠超世界的平均增速8．09％，說明我國集成電路產業正處于高速發展期。

但根據海關總署公布的數據，2018年中國集成電路進口金額達到了3120．6億美元，而出口金額僅為846．4億美元，這其中超過2200多億美元的貿易逆差也顯示了我國集成電路產業同時也處在一個高度依賴進口的產業發展階段。

在集成電路這種技術壁壘高、資金密集的行業，中國芯現在處于什么樣的地位？行業的市場規模及國產化的情況如何？投資人重點關注行業內的哪些細分領域？集成電路行業未來還值得投資和創業嗎？根據這些問題，本文將圍繞以下五個板塊展開，深入分析集成電路的發展現狀和行業機會，希望給關注集成電路的投資人和創業者一些參考，增加對行業的理解：

1、中國芯的崢嶸歲月以及驅動因素；

2、集成電路的產業鏈、市場格局、國產替代化程度以及潛在的機會；

3、中國芯的市場規模；

4、投融資分析；

5、行業機會分析。

正文：

一、中國芯的崢嶸歲月以及驅動因素

從概念上來說，集成電路著重強調電路的設計和布線，而芯片更側重于電路的集成、生產和封裝。在本文當中，集成電路和芯片是同一個意思。

經過幾十年的發展，中國大陸已經建立具有一定技術基礎和較強國際競爭力的集成電路產業。從重大事件節點上來看，中國集成電路的發展大概經過初步形成→技術引進→中外合資→臺灣大陸建廠→外資獨資建廠→國家戰略等多個階段，完成了集成電路產業從無到有，從弱到強的歷史性跨越。

我們從需求和供給兩端，以及PEST模型等角度進行思考，總結了集成電路的驅動因素：

1、政策支持：政策層面，為推動整個集成電路產業快速發展，中國政府及地方政府近幾年相繼發布了超過幾十份的政策文件；

2、資金扶持：2014年9月－2018年5月，國家大基金一期已投資完畢，共投資1387億元；而地方政府設立的基金規模已超3000億元，資金的支持推動集成電路產業的發展；

3、國產替代加速：設計、制造、封測實力加強加速國產化替代：受半導體產業化向中國轉移的影響，加上有國家大基金的支持、積極收購國外優質資產，實力將快速加強；

4、新興技術興起：5G、IoT、AI、云計算、車聯網等新興技術為集成電路的發展帶來增量機會。

二、芯片的產業鏈、市場格局、國產替代化程度以及潛在的機會

從集成電路產業鏈角度來看，材料和設備位于產業鏈上游，對集成電路的發展起著支撐作用，中游為芯片的生產，又可以分為設計、制造、封測三個環節。下游為芯片各類細分市場的應用，比如手機、電腦、汽車、物聯網、網絡通訊等。

在鯨準即將發布的《2019集成電路行業研究報告》中，我們對每個環節的市場規模、市場格局、國產替代化程度以及潛在的機會等進行了詳細的闡述。本文以行業的設備環節為例進行分析：

根據SEMI最新統計跟預測：2018年世界半導體設備市場規模為645．5億美元，2019年市場規模預計為526．9億美元，同比下降18．4％。原因可能為世界政治經濟局勢不穩、貿易摩擦不斷，對世界半導體市場沖擊很大。到2020年有所增長，市場規模為587．9億美元，同比增長11．6％。

中國大陸2018年半導體設備市場規模為131．1億美元，預計2019年市場規模為116．9億美元，同比下降10．8％；2020年大幅增長至145．0億美元，同比增長24．0％，占世界市場規模的的24．7％，位居世界第一。

半導體設備主要包括晶圓制造設備、封裝設備、測試設備、其他設備等。制造設備主要包括光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設備等，封裝設備主要包括切片機、裝片機、引線縫合機等。測試設備主要包括測試機、分選機、探針臺。按價值鏈分布，制造設備約占半導體設備的78％，測試設備約占10％，封裝設備約占7％，其他設備約占5％。

我們詳細梳理了芯片的生產工序、相對應的設備以及國產化替代的難易程度。其中測試設備技術門檻較低，國內廠商占據了一定的市場份額，而制造設備不論是技術還是資金壁壘都較高，國內與發達國家相比還存在特別大的差距。

根據制造工序，制造設備包括：長晶爐、切片機、化學機械拋光機、氧化爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、CVD和PVD等。其中一個晶圓代工廠中，光刻機價值約占制造設備的30％，刻蝕機價值約占25％，薄膜沉積設備價值約占25％（包括CVD和PVD）。

需要注意的是，制造設備，尤其是高端制造設備是個高度壟斷的市場。

根據各細分設備市場占有率統計數據，在光刻機、PVD、刻蝕機設備領域，前三家設備商的總市占率都達80％以上。光刻機被阿斯麥ASML、尼康Nikon、佳能Canon所壟斷，刻蝕機被泛林半導體LAM、東京電子TEL、應用材料AMAT所壟斷，PVD被應用材料AMAT、Evatec、愛發科Ulvac壟斷。

而國產設備一般用于制造后段，線寬較大的工序。比如CVD設備（沈陽拓荊）一般用于Cu或者Al介質層SIO、SIN、TEOS的沉積，刻蝕設備（中微半導體）一般用于Cu或者Al介質層的刻蝕，PVD設備（北方華創）一般用于Al或者Hard Mask TiN的沉積。國內最先進的曝光機為上海微電子生產，對應的工藝能力為90nm。

半導體測試設備包括測試機、探針臺和分選機。芯片測試分為初測和終測，在初測環節，測試機配合探針臺完成晶圓測試，測試出壞的芯片不進行封裝，從而節省封裝成本；在終測環節，測試機配合分選機完成成品測試，測試出壞的芯片不進行發貨，從而提高芯片的良率。

測試機屬于定制化的設備，定制性主要體現在測試板卡和測試程序的定制，每一款待測芯片都有自己特定的測試程序。一般是由設計廠商來確定。探針臺和分選機則是相對通用的設備。探針臺一般是由晶圓代工廠確定，分選機一般是由封測廠商確定。

測試設備中，測試機市場份額最大，各類測試機加總約占測試設備市場空間的65％左右。其中，數字（Soc）測試機占比50％左右，存儲器（Memory）測試機占比10％左右，模擬測試機大約占比5％左右，分選機與探針臺占比相近，約各占測試設備總市場空間15％左右。

在國內市場，低端測試設備領域，目前已經實現國產替代；中端測試設備領域，部分實現國產替代；高端測試設備領域，目前國內公司正在研發。在技術難度相對稍低的分選機和模擬測試機領域，以長川科技、北京華峰為代表的具有高品質、低成本優勢的國產測試設備已進入國內封測龍頭企業。國產測試設備，從模擬測試機、分選機等中低端測試領域開始和國際廠商展開競爭。

我們認為：在半導體的投資熱潮中，設備國產替代由易到難，也就是測試設備廠商有望率先受益。我們統計了目前國內在建的晶圓廠，根據估算，投資金額超7000億元。假設晶圓廠70％的投資用于購買設備，未來幾年，國內設備的投資額為5000億元，測試設備占比10％，為500億元。即使是技術難度相對較低，國產替代做的最好的分選機和模擬測試機領域（占比20％），也有100億的市場規模。而國內的測試設備龍頭長川科技2018年的營收才2．16億元，國內的測試設備市場仍有很大的成長空間。

三、中國芯的千億美元市場規模：汽車電子、物聯網、服務器成拉動產業需求的主力

從下游應用端來看，據鯨準研究院測算，2018年我國集成電路市場規模為1356億美元，2019、2020年預計可以達到1503億美元、1690億美元，三年復合增速為10％。

汽車電子、物聯網、服務器成為當前拉動集成電路產業需求的主力：手機，電腦占比最大但是2017－2020年均復合增長率分別下滑至7．7％和4％。汽車電子、物聯網、服務器合計占比16％且年復合增速超15％。其中汽車電子的市場規模由2017年的84億美元迅速增加到2020年的126美元，年復合增速為15％；物聯網的市場規模由2017年的60億美元迅速增加到2020年的95億美元，年復合增速達16．6％；服務器的市場規模由2017年的33．5億美元迅速增加到2020年的69．7億美元，年復合增速達27．7％。汽車電子、物聯網、服務器成為拉動集成電路市場的重要增長點。以下是集成電路市場規模測算表，具體的詳細測算邏輯會在報告體現：

四、投融資分析：獲投企業數量逐年攀升，設計企業獨樹一幟

在一級市場中，2010年到2019年Q1，集成電路投資事件超過了835起，涉及的企業達到了450家，投融資金額約達1，077億元。

從獲得融資的項目數量來看，集成電路產業獲投融資企業的數量逐年上升，但從2015年開始，出現質的飛躍，受融資的企業極速增長。主要原因是：在國家集成電路大基金以及各地方基金的資本驅動下，集成電路產業迎來了成長爆發期，也得到了創投圈的密切關注。

從獲得融資的輪次來看，B輪、C輪及以后的輪次比例逐年升高，我們認為可能的原因是：集成電路是技術驅動型企業，在資本的加持下，企業更容易走到下一輪。

與此同時種子天使的數量也迅速增多，主要原因是：5G、AIOT等新興技術的爆發，引來許多初創公司入局。

我們對集成電路的投融資數量和投融資金額按產業鏈劃分后發現，設計企業有347家，占比高達76％，投融資總額為615億元，占比57％，不論投資數量還是投資金額，設計環節都占比最高，主要原因是：Foundry 的出現降低了IC 設計業的進入門檻，眾多的中小型IC設計廠商紛紛成立。

制造企業雖然只有9家，但投融資總額達到231億元，這說明晶圓代工廠是重資本企業，根據業界經驗，一條8英寸生產線需要50億人民幣左右，一條12 英寸生產線需要80億元的投資，除此之外，每年的運行保養、設備更新與新技術開發等成本占總投資的20％。

材料設備環節是國內發展最薄弱的環節，只有在技術壁壘相對較弱的靶材、封裝基板、CMP拋光液、光刻膠去除液、引線框等領域，我國可量產。大多數創投機構也是針對上述領域布局。

封測企業數量則較少，投融資金額較低的原因是：相比于設計、制造、設備材料等，封測行業因為技術門檻相對較低，我國已發展到全球領先，市場格局頭部效應明顯。除了少數的戰略投資，獲得融資的企業大多處于種子天使和A輪。

五、行業機會分析：物聯網芯片和AI芯片有望率先實現國產化

伴隨著物聯網、人工智能技術以及下游應用領域的多樣化發展，芯片應用場景越來越廣泛，對芯片廠商也提出了更多的要求，而能夠滿足低功耗、高算力等市場需求的國內芯片廠商則有望把握住新興市場機會。我們認為物聯網芯片和AI芯片有望率先實現國產化。（本文著重書寫AI芯片，物聯網芯片部分可詳細看大報告。）

在人工智能技術的發展過程中，深度學習作為一種新的計算方式來到了人們的面前，深度學習模式不同于傳統計算機模式，它不需要編程，但需要海量數據并行計算。而傳統處理器架構（X86和ARM等）無法支持深度學習進行大規模并行計算，因此，需要新的底層硬件來加速計算，由于人工智能芯片具備高性能的并行計算能力，同時也支持各種神經網絡算法，使得人工智能芯片成為了新的發展趨勢。

當前，人工智能芯片的技術架構主要分為四類，第一類為通用性的芯片，如GPU；第二類為以FPGA為代表的半定制化芯片；第三類為以ASIC為代表的全定制化芯片；第四類為模擬人腦神經元的結構來設計芯片架構的類腦芯片。

人工智能的應用場景主要包括兩個方面，一個是云端，一個是邊緣端或終端。從實際情況看，四種技術架構的芯片均有自身的優勢，GPU技術架構由于其功耗大以及成本高的劣勢，可主攻云端應用領域。FPGA技術架構可根據不同的行業，進行半定制化的開發，但其開發難度大；而ASIC由于其功耗低、成本低、開發難度適中，可應用于更多種終端設備上，而且ASIC現沒有一家或幾家企業壟斷的狀態，未來可重點關注。（作者：董超、張朝陽）