作者：董超 张朝阳
辅导：谭莹
2018年4月，美国商务部发布公告称美国政府将在未来7年内制止中兴通讯向美国企业购买灵敏产品。本年5月，美国政府将华为列入出口控制的“实体名单”后，美国芯片巨子开端对华为断供。跟着中兴华为事情的发作，集成电路职业被面向了全民重视的高度，我国短少高端芯片的现状也逐渐显露在群众面前。
据我国半导体职业协会数据显现，2018年我国集成电路工业销售额到达6531.4亿元，同比增速到达了20.7%，远超世界的均匀增速8.09%，阐明我国集成电路工业正处于高速开展期。
但依据海关总署发布的数据，2018年我国集成电路进口金额到达了3120.6亿美元，而出口金额仅为846.4亿美元，这其间超越2200多亿美元的贸易逆差也显现了我国集成电路工业一起也处在一个高度依靠进口的工业开展阶段。
在集成电路这种技能壁垒高、资金密布的职业，我国芯现在处于什么样的位置？职业的商场规划及国产化的情况如何？出资人要点重视职业界的哪些细分范畴？集成电路职业未来还值得出资和创业吗？依据这些问题，本文将环绕以下五个板块打开，深入剖析集成电路的开展现状和职业时机，期望给重视集成电路的出资人和创业者一些参阅，增加对职业的了解：
1、 我国芯的峥嵘岁月以及驱动要素；
2、 集成电路的工业链、商场格式、国产代替化程度以及潜在的时机；
3、 我国芯的商场规划；
4、 投融资剖析；
5、 职业时机剖析。
一、我国芯的峥嵘岁月以及驱动要素
从概念上来说，集成电路侧重强调电路的规划和布线，而芯片更侧重于电路的集成、出产和封装。在本文傍边，集成电路和芯片是同一个意思。
通过几十年的开展，我国大陆现已树立具有必定技能根底和较强世界竞赛力的集成电路工业。从重大事情节点上来看，我国集成电路的开展大约通过开端构成→技能引进→中外合资→台湾大陆建厂→外资独资建厂→国家战略等多个阶段，完结了集成电路工业从无到有，从弱到强的历史性跨过。
咱们从需求和供应两头，以及PEST模型等视点进行考虑，总结了集成电路的驱动要素：
1、方针支撑：方针层面，为推进整个集成电路工业快速开展，我国政府及地方政府近几年相继发布了超越几十份的方针文件；
2、资金扶持：2014年9月-2018年5月，国家大基金一期已出资结束，共出资1387亿元；而地方政府建立的基金规划已超3000亿元，资金的支撑推进集成电路工业的开展；
3、国产代替加快：规划、制作、封测实力加强加快国产化代替：受半导体工业化向我国搬运的影响，加上有国家大基金的支撑、活跃收买国外优质财物，实力将快速加强；
4、新式技能鼓起：5G、IoT、AI、云核算、车联网等新式技能为集成电路的开展带来增量时机。
二、芯片的工业链、商场格式、国产代替化程度以及潜在的时机
从集成电路工业链视点来看，资料和设备坐落工业链上游，对集成电路的开展起着支撑效果，中游为芯片的出产，又可以分为规划、制作、封测三个环节。下流为芯片各类细分商场的使用，比方手机、电脑、轿车、物联网、网络通讯等。
在鲸准行将发布的《2019集成电路职业研究陈述》中，咱们对每个环节的商场规划、商场格式、国产代替化程度以及潜在的时机等进行了具体的论述。本文以职业的设备环节为例进行剖析：
依据SEMI最新核算跟猜测：2018年世界半导体设备商场规划为645.5亿美元，2019年商场规划估计为526.9亿美元，同比下降18.4%。到2020年有所增加，商场规划为587.9亿美元，同比增加11.6%。
我国大陆2018年半导体设备商场规划为131.1亿美元，估计2019年商场规划为116.9亿美元，同比下降10.8%；2020年大幅增加至145.0亿美元，同比增加24.0%，占世界商场规划的的24.7%，位居世界第一。
半导体设备首要包含晶圆制作设备、封装设备、测验设备、其他设备等。制作设备首要包含光刻机、刻蚀机和薄膜堆积设备等，封装设备首要包含切片机、装片机、引线缝合机等。测验设备首要包含测验机、分选机、探针台。按价值链散布，制作设备约占半导体设备的78%，测验设备约占10%，封装设备约占7%,其他设备约占5%。
咱们具体梳理了芯片的出产工序、相对应的设备以及国产化代替的难易程度。其间测验设备技能门槛较低，国内厂商占有了必定的商场份额，而制作设备不管是技能仍是资金壁垒都较高，国内与发达国家比较还存在特别大的距离。
依据制作工序，制作设备包含：长晶炉、切片机、化学机械抛光机、氧化炉、光刻机、刻蚀机、离子注入机、CVD和PVD等。其间一个晶圆代工厂中，光刻机价值约占制作设备的30%，刻蚀机价值约占25%，薄膜堆积设备价值约占25%（包含CVD和PVD）。
需求留意的是，制作设备，尤其是高端制作设备是个高度独占的商场。
依据各细分设备商场占有率核算数据，在光刻机、PVD、刻蚀机设备范畴，前三家设备商的总市占率都达80%以上。光刻机被阿斯麦ASML、尼康Nikon、佳能Canon所独占，刻蚀机被泛林半导体LAM、东京电子TEL、使用资料AMAT所独占，PVD被使用资料AMAT、Evatec、爱发科Ulvac独占。
而国产设备一般用于制作后段，线宽较大的工序。比方CVD设备（沈阳拓荆）一般用于Cu或许Al介质层SIO、SIN、TEOS的堆积，刻蚀设备（中微半导体）一般用于Cu或许Al介质层的刻蚀，PVD设备（北方华创）一般用于Al或许Hard Mask TiN的堆积。国内最先进的曝光机为上海微电子出产，对应的工艺才能为90nm。
半导体测验设备包含测验机、探针台和分选机。芯片测验分为初测和终测，在初测环节，测验机合作探针台完结晶圆测验，测验出坏的芯片不进行封装，然后节约封装本钱;在终测环节，测验机合作分选机完结制品测验，测验出坏的芯片不进行发货，然后进步芯片的良率。
测验机归于定制化的设备，定制性首要表现在测验板卡和测验程序的定制，每一款待测芯片都有自己特定的测验程序。一般是由规划厂商来确认。探针台和分选机则是相对通用的设备。探针台一般是由晶圆代工厂确认，分选机一般是由封测厂商确认。
测验设备中，测验机商场份额最大，各类测验机加总约占测验设备商场空间的65%左右。其间，数字（Soc）测验机占比50%左右，存储器（Memory）测验机占比10%左右，模仿测验机大约占比5%左右，分选机与探针台占比附近，约各占测验设备总商场空间15%左右。
在国内商场，低端测验设备范畴，现在现已完成国产代替；中端测验设备范畴，部分完成国产代替;高端测验设备范畴，现在国内公司正在研制。在技能难度相对稍低的分选机和模仿测验机范畴，以长川科技、北京华峰为代表的具有高品质、低本钱优势的国产测验设备已进入国内封测龙头企业。国产测验设备，从模仿测验机、分选机等中低端测验范畴开端和世界厂商打开竞赛。
咱们以为：在半导体的出资热潮中，设备国产代替由易到难，也便是测验设备厂商有望首先获益。咱们核算了现在国内在建的晶圆厂，依据预算，出资金额超7000亿元。假定晶圆厂70%的出资用于购买设备，未来几年，国内设备的出资额为5000亿元，测验设备占比10%，为500亿元。即使是技能难度相对较低，国产代替做的最好的分选机和模仿测验机范畴（占比20%），也有100亿的商场规划。而国内的测验设备龙头长川科技2018年的营收才2.16亿元，国内的测验设备商场仍有很大的生长空间。
三、我国芯的千亿美元商场规划：轿车电子、物联网、服务器成拉动工业需求的主力
从下流使用端来看，据鲸准研究院测算，2018年我国集成电路商场规划为1356亿美元，2019、2020年估计可以到达1503亿美元、1690亿美元，三年复合增速为10%。
轿车电子、物联网、服务器成为当时拉动集成电路工业需求的主力：手机，电脑占比最大可是2017-2020年均复合增加率别离下滑至7.7%和4%。轿车电子、物联网、服务器算计占比16%且年复合增速超15%。
其间轿车电子的商场规划由2017年的84亿美元敏捷增加到2020年的126美元，年复合增速为15%；物联网的商场规划由2017年的60亿美元敏捷增加到2020年的95亿美元，年复合增速达16.6%；服务器的商场规划由2017年的33.5亿美元敏捷增加到2020年的69.7亿美元，年复合增速达27.7%。轿车电子、物联网、服务器成为拉动集成电路商场的重要增加点。以下是集成电路商场规划测算表，具体的具体测算逻辑会在陈述表现：
四、投融资剖析：获投企业数量逐年攀升，规划企业别出心裁
在一级商场中，2010年到2019年Q1，集成电路出资事情超越了835起，触及的企业到达了450家，投融资金额约达1,077亿元。
从取得融资的项目数量来看，集成电路工业获投融资企业的数量逐年上升，但从2015年开端，呈现质的腾跃，受融资的企业极速增加。首要原因是：在国家集成电路大基金以及各地方基金的本钱驱动下，集成电路工业迎来了生长迸发期，也得到了创投圈的亲近重视。
从取得融资的次序来看，B轮、C轮及今后的次序份额逐年升高，咱们以为或许的原因是：集成电路是技能驱动型企业，在本钱的加持下，企业更简单走到下一轮。
与此一起种子天使的数量也敏捷增多，首要原因是：5G、AIOT等新式技能的迸发，引来许多草创公司入局。
咱们对集成电路的投融资数量和投融资金额按工业链区分后发现，规划企业有347家，占比高达76%，投融资总额为615亿元，占比57%，不管出资数量仍是出资金额，规划环节都占比最高，首要原因是：Foundry 的呈现降低了IC 规划业的进入门槛，很多的中小型IC规划厂商纷繁建立。
制作企业尽管只要9家，但投融资总额到达231亿元，这阐明晶圆代工厂是重本钱企业，依据业界经历，一条8英寸出产线需求50亿人民币左右，一条12 英寸出产线需求80亿元的出资，除此之外，每年的运转保养、设备更新与新技能开发等本钱占总出资的20%。
资料设备环节是国内开展最单薄的环节，只要在技能壁垒相对较弱的靶材、封装基板、CMP抛光液、光刻胶去除液、引线框等范畴，我国可量产。大多数创投组织也是针对上述范畴布局。
封测企业数量则较少，投融资金额较低的原因是：比较于规划、制作、设备资料等，封测职业因为技能门槛相对较低，我国已开展到全球抢先，商场格式头部效应显着。除了少量的战略出资，取得融资的企业大多处于种子天使和A轮。
五、职业时机剖析：物联网芯片和AI芯片有望首先完成国产化
伴跟着物联网、人工智能技能以及下流使用范畴的多样化开展，芯片使用场景越来越广泛，对芯片厂商也提出了更多的要求，而可以满意低功耗、高算力等商场需求的国内芯片厂商则有望把握住新式商场时机。咱们以为物联网芯片和AI芯片有望首先完成国产化。（本文侧重书写AI芯片，物联网芯片部分可具体看大陈述。）
在人工智能技能的开展过程中，深度学习作为一种新的核算方法来到了人们的面前，深度学习形式不同于传统核算机形式，它不需求编程，但需求海量数据并行核算。而传统处理器架构（X86和ARM等）无法支撑深度学习进行大规划并行核算，因而，需求新的底层硬件来加快核算，因为人工智能芯片具有高性能的并行核算才能，一起也支撑各种神经网络算法，使得人工智能芯片成为了新的开展趋势。
当时，人工智能芯片的技能架构首要分为四类，第一类为通用性的芯片，如GPU；第二类为以FPGA为代表的半定制化芯片；第三类为以ASIC为代表的全定制化芯片；第四类为模仿人脑神经元的结构来规划芯片架构的类脑芯片。
人工智能的使用场景首要包含两个方面，一个是云端，一个是边际端或终端。从实际情况看，四种技能架构的芯片均有本身的优势，GPU技能架构因为其功耗大以及本钱高的下风，可主攻云端使用范畴。FPGA技能架构可依据不同的职业，进行半定制化的开发，但其开发难度大；而ASIC因为其功耗低、本钱低、开发难度适中，可使用于更多种终端设备上，并且ASIC现没有一家或几家企业独占的状况，未来可要点重视。
注：欲取得更多关于集成电路职业的剖析及猜测，敬请重视鲸准研究院上线的《2019年集成电路职业研究陈述》。
