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半导体第三次产能转移将向何方?先来看看全球半导体产业格局
时间:2022-12-16
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科技发展至今,半导体元器件已随处可见,作为数字信息时代的血液命脉,半导体的发展也展现了一个国家的基础科技水平。

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关心科技发展的人经常会看到有关半导体的各种信息,尤其是关于我国被卡技术脖子的问题,但大部分人其实对半导体行业并不了解,今天我们就来简单介绍一下半导体产业。

从整个产业链结构来看,半导体上游包含半导体设备及零部件、半导体材料等支撑性产业,中游包括芯片设计、制造和封测三大环节,下游包含消费电子、通讯、人工智能、新能源、数据中心、物联网等多种应用领域。

就半导体产品生产而言主要分为:前端设计、后端制造、 封装测试,最后投向消费市场。不同的厂商负责不同的阶段,环环相扣,最终将芯片集成到产品里,销售到用户手中。

半导体厂商也分为两大类,一类是IDM (Integrated Design and Manufacture),包含设计、制造、封测全流程,如Intel、TI、Samsung这类公司;另外一类是Fabless,只负责设计,芯片加工制造、封测则委托给专业的晶圆代工,如华为海思、展讯、高通、MTK(台湾联发科)等。

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前端设计是整个芯片流程的“灵魂”,从承接客户需求开始,到规格、系统架构设计、方案设计,再到编程、软件测试、提交网表做芯片布局图,最终输出图样交给晶圆代工做加工。由于不同的工艺,代工厂提供的工艺lib库不同,负责前端设计的工程师要提前差不多半年,开始熟悉工艺库,尝试不同的布局设计,才能输出代工厂想要的图样。

后端制造是整个芯片流程的“根本”,拿到图样以后,像台积电,就是晶圆代工厂商,开始光刻流程,一层层光刻,最终加工成芯片裸晶粒。

封装测试是整个芯片流程的“尾巴”,晶圆生产厂加工好的芯片是一颗颗裸晶粒,外面没有任何包装。从晶圆图片,就可以看到一个圆圆的金光闪闪的东西,上面横七竖八的划了很多线,切出了很多小方块,那个就是裸晶粒。

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裸晶粒是不能集成到手机里的,需要外面加封装,用金线把芯片和PCB板连接起来,这样芯片才能真正的工作。

半导体行业的公司主要分为四类:

一类是前面说到的IDM,即集成器件制造商:他们不仅设计和销售微芯片,也运营自己的晶圆生产线。如:Intel、SAMSUNG ( 三星 ) 、东芝、ST( 意法半导体 ) 、Infineon ( 英飞凌 ) 和 NXP( 恩智浦半导体 ) 。

另一类就是Fabless,即无晶圆厂供应商:这类公司自己开发和销售半导体器件,但把芯片转包给独立的晶圆代工厂生产。如:VBsemi(微碧)Altera(FPL),爱特(FPL) ,博通(网路器件),CirrusLogicCrystal(音频,视频芯片),莱迪思(FPL),英伟达(FPL),PMC-Sierra(网路器件),高通(CDMA无线通信 ),铁电(不挥发性存储器),Sun公司(UltraSPARC处理器),赛灵思(FPL) , 华为海思、展讯、MTK ( 台湾联发科 )。

还有晶圆代工厂Foundry :他们有自己的晶圆生产线,为其他公司提供制造服务的公司。如:TSMC( 台积电 ) ,联华电子。

而虚拟元件供应商只开发综合包并把它们授权给其他公司集成到IC里。如:ARM,Sci-worx和新思科技。

随着人工智能、大数据、云计算、物联网、汽车电子及消费电子等半导体下游需求领域的快速发展,全球半导体行业景气度回升,2021年市场规模出现近年来最大增长。数据显示,2021年全球半导体行业销售额达5559亿美元,同比2020年增长26.2%。

2021 年美洲市场的销售额增幅最大,美洲市场半导体销售增涨27.4%。中国仍然是最大的半导体单个市场,2021 年销售额总计 1925 亿美元,同比增长 27.1%。欧洲市场半导体销售增涨27.3%,亚太地区/所有其他地区销售增涨25.9%,日本市场销售增涨19.8%。

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自发展以来,全球半导体产业格局在不断发生变化。当前,全球半导体产业正在经历第三次产能转移,行业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。


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