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文檔簡介
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35行業研究|信息技術|半導體與半導體生產設備證券研究報告半導體與半導體生產設備行業研究報告2024
年
09
月
03
日創新驅動與產業鏈協同發展,安徽集成電路崛起報告要點:人工智能需求推動將帶動新一輪半導體增長曲線1)AI
將成為半導體發展的核心驅動力,AI
服務器需求井噴,汽車、PC
和智能手機端側AI
帶動銷量增長和硬件升級,將推動半導體上行。2)AI
技術驅動半導體產品結構變化,高算力要求帶動算力芯片和存儲芯片需求增速高于其他芯片,占全球半導體銷售額比重持續提升。3)封裝領域:chiplet
憑借良率高、成本低和便于計算核心“堆料”的優勢滿足算力芯片的高性能要求,先進封裝是實現
chiplet
互連的基礎,高算力需求將帶動
2.5D/3D
封裝行業增長。存儲領域:高性能存儲技術
HBM
是解決“內存墻”的主要手段,其帶寬、堆疊高度、容量等提升將充分釋放
AI
服務器計算性能,在“算力”催生下,HBM
將進入高速發展期。地緣政治和全球兩極化下中國面臨的機遇和挑戰1)中國芯片自給率低,2023
年自給率為
23.3%,預計
2027
年提升至
26.6%,在美國加大出口管制背景下,阻礙中國半導體行業發展。2)中國傳感器產品以中低端為主,在高端領域仍有較大提升空間;受EDA
工具、高端半導體設備等配套產業限制,中國在高性能處理器和存儲領域仍處于落后水平。3)美國限制臺積電為中國代工高端邏輯芯片,中國急需提升自身芯片制造能力,實現制程節點自主可控。中國封測行業相對較為強勢,受益算力芯片需求提升,將成為中國封測行業重要驅動力。安徽集成電路產業:領軍企業帶動先進產業集群和生態建設安徽省集成電路產業發展迅猛,企業數量和產量實現高速發展,擁有京東方、晶合集成等領軍企業,形成高效協同的產業集群,帶動安徽省生產總值高于全國水平,并進一步優化經濟結構。存儲行業:合肥市政府與兆易創新合資成立長鑫存儲,量產
DDR4、DDR5
等產品,工藝節點達到
17nm,2021
年產能提升至
8.5
萬片/月,位居全球第四。長鑫存儲通過與通富微電合作打造
HBM
產線,生產出首批基于
3D
封裝的
HBM
顆粒,有望推動chiplet
產業落地。顯示面板:安徽省顯示產業依托京東方、維信諾、視涯等領軍企業,并打通晶合集成等上下游產業,形成較為完整的行業生態。受益產品技術迭代和
AI
PC
等終端需求帶動
LCD
產品放量,智能手機銷量回暖帶動
OLED
需求升溫,安徽面板廠商響應市場需求,擴大產能。汽車電子:汽車產業為安徽支柱產業,擁有奇瑞、江汽、蔚來等眾多車企,汽車電動智能化催生汽車電子需求,雖然安徽尚未擁有具有全球領先的汽車芯片廠商,但可以通過產業內部協同,推動本地汽車芯片廠商發展,提升其技術水平和產品競爭力。風險提示上行風險:下游景氣度加速提升;AI
應用加速落地下行風險:行業競爭加劇;下游需求復蘇不及預期;貿易摩擦加劇推薦|首次過去一年市場行情資料來源:Wind相關研究報告《2024
年電子行業策略報告:AI
賦能加速行業復蘇和硬件創新升級》2024.01.09《制裁背景下深圳打響算力基礎建設第一槍》2023.12.13報告作者分析師 彭琦執業證書編號
S0020523120001電話郵箱(021)51097188pengqi@分析師 沈曉涵執業證書編號
S0020524010002電話郵箱(021)51097188shenxiaohan@-24%-15%-7%2%6/39/2-32%9/4 12/4 3/4半導體與半導體生產設備滬深300目 錄1.
全球半導體行業發展兩大新趨勢
.........................................................................
41.1
AI
成為半導體行業發展新的驅動力.............................................................
41.2
中國集成電路行業的發展機遇和挑戰.........................................................11安徽省集成電路產業總述:領軍企業帶動先進產業集群和生態建設...................
152.1
安徽集成電路產業的歷史發展和布局........................................................
15安徽存儲:長鑫引領DRAM
國產化替代,順應
AI
趨勢打造
chiplet
基地
20安徽顯示面板:頭部企業帶動行業生態完整,順應新型顯示升級趨勢.....
242.4
安徽省汽車電子:汽車產業強勁,催生汽車電子需求..............................
313.風險提示..............................................................................................................
34請務必閱讀正文之后的免責條款部分2
/
35圖表目錄圖
1:全球
AI
服務器市場規模(億美元)
.......................................................
5圖
2:全球智能手機出貨量(億臺)
................................................................
5圖
3:全球
AIPC
出貨量(百萬臺)
................................................................
5圖
4:全球智能汽車銷量及自動駕駛滲透率(百萬輛)
...................................
5圖
5:全球半導體行業銷售額(十億美元)
.....................................................
6圖
6:全球半導體產品銷售額占比....................................................................
6圖
7:全球邏輯芯片銷售額(億美元).............................................................
7圖
8:全球存儲芯片銷售額(億美元).............................................................
7圖
9:Chiplet
架構圖.........................................................................................
8圖
10:全球
chiplet
市場規模(億美元)
.........................................................
8圖
11:服務器使用
chiplet
的數量(百萬臺)
..................................................
8圖
12:PC
使用
chiplet
的數量(百萬臺)
.......................................................
8圖
13:全球先進封裝市場規模季度變動(十億美元)
.....................................
9圖
14:全球各先進封裝工藝市場規模(十億美元).........................................
9圖
15:全球存儲銷售額(百萬美元)
..............................................................
9圖
16:全球存儲出貨量和ASP
同比變動.........................................................
9圖
17:HBM
架構
...........................................................................................
10圖
18:HBM對比
DDR5.................................................................................
10圖
19:全球HBM
出貨量(百萬
GB)
...........................................................
10圖
20:全球HBM
銷售額(億美元)
.............................................................
10圖
21:美國限制中國半導體行業時間線..........................................................11圖
22:中國集成電路進出口額(億元)..........................................................11圖
23:中國集成電路進出口數量(億個)
......................................................11圖
24:中國集成電路市場規模、生產規模及自給率(十億美元).................
12圖
25:中國集成電路各環節銷售額占比.........................................................
14圖
26:中國集成電路設計市場規模(億元)
.................................................
14圖
27:中國集成電路制造市場規模(億元)
.................................................
14圖
28:中國集成電路封裝市場規模(億元)
.................................................
14圖
29:安徽省集成電路產業集群布局
............................................................
15圖
30:安徽省集成電路產量(億塊)
............................................................
15圖
31:安徽省集成電路產業鏈發展歷程.........................................................
16圖
32:安徽省集成電路產業鏈及部分安徽上市公司.......................................
17圖
33:長鑫存儲發展歷程...............................................................................
21圖
34:存儲行業產業鏈梳理...........................................................................
22圖
35:2021
年DRAM
市場份額....................................................................
24圖
36:2021
年NAND
市場份額
....................................................................
24圖
37:顯示面板上下游產業鏈
.......................................................................
25圖
38:2021
年
OLED
顯示面板下游應用產值比例........................................
26圖
39:2021
年全球
MiniLED
背光技術產品應用產值分布
............................
26圖
40:全球半導體顯示面板產值(億美元)
.................................................
27圖
41:我國大尺寸面板出貨面積變動(千平方米).......................................
28圖
42:京東方發展歷程
..................................................................................
29圖
43:維信諾發展歷程
..................................................................................
29圖
44:安徽省汽車電子企業布局....................................................................
31圖
45:合肥晶合產品及工藝節點....................................................................
32表
1:中國半導體扶持政策.............................................................................
12表
2:國內主要封測廠商情況
.........................................................................
14表
3:安徽省集成電路重點發展方向
..............................................................
17表
4:我國對于集成電路行業扶持政策的梳理................................................
18表
5:安徽省集成電路主板及科創板上市公司情況.........................................
19表
6:中國對于存儲行業扶持政策的梳理.......................................................
22表
7:中國對于顯示面板行業扶持政策的梳理................................................
26表
8:2024Q1
全球前五名智能手機
OLED
顯示廠商出貨量及市場份額........
28表
9:4Q23
全球
Top
10
晶圓代工廠(百萬美元)........................................
29請務必閱讀正文之后的免責條款部分3
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35全球半導體行業發展兩大新趨勢全球半導體產業正面臨兩大主要趨勢,這些趨勢不僅影響著行業的發展方向,也在重新塑造全球科技和經濟格局。第一個趨勢是人工智能(AI)需求推動將帶動新一輪半導體增長曲線。AI
發展是當前全球互聯科技在經過了信息連接,人群連接階段后,逐步進入萬物連接階段的必然發展趨勢,而深度訓練模型技術的突破性發展和專用算力芯片配套為AI
發展和進化提供了動力。智能裝置
AI
化將推動新一輪半導體增長曲線。早期半導體的需求主要來自于摩爾定律引領的芯片微縮化進程,以及通信技術的興起。隨著計算能力需求的不斷提升,半導體行業正從傳統的性能提升驅動逐步轉向以人工智能為核心的新發展階段。AI
的崛起正在重新定義芯片設計和制造的標準,半導體行業的重心也正向更高效、更智能的計算架構轉移,進而帶動半導體技術結構的發展變化。高性能存儲技術和
2.5D/3D
封裝技術將崛起。第二個趨勢則是地緣政治和全球兩極化帶來的挑戰和機遇。近幾年來,地緣政治有日益加劇趨勢。各國出于國家安全和經濟利益的考慮,紛紛加強對半導體供應鏈的控制。這種背景下,半導體產業正在經歷明顯的兩極化趨勢。一方面,以美國為首的西方國家加大了對我國半導體技術和設備的出口管制,試圖遏制我們國家在半導體領域的技術崛起。另一方面,出口管制推動了我們國家加速半導體產業的自主化進程,力圖建立獨立可控的供應鏈。AI
成為半導體行業發展新的驅動力AI
的發展是全球科技從信息連接、人群連接邁向萬物連接的必然趨勢。互聯網的誕生促成了全球信息共享,社交媒體和移動互聯網則加速了全球人群的互動與數據流動,為AI
的初步應用奠定了基礎。隨著
5G
和物聯網的發展,全球正進入萬物互聯時代,各類智能設備之間的連接和數據交換成為常態。在這一背景下,AI
通過深度學習和預測能力,解決了數據過載和復雜性問題,使設備具備自主感知、學習和決策的能力,提升了網絡的效率和智能化。AI
正推動萬物互聯向更高層次發展,不僅被動處理數據,還逐漸成為整個網絡的“大腦”,通過不斷學習優化系統性能,發現問題,并在復雜環境中做出最優決策,從而提供更安全可靠的服務。AI
技術在服務器、智能手機、PC
和汽車領域的應用正引發一場技術革新,其高效的數據處理、自然的交互方式和先進的自動化功能帶動終端產品銷量增長,進一步帶動半導體組件進入爆發期。服務器領域,近年來,云計算廠商加大在
AI
方面投入,資本開支增加帶動
AI
服請務必閱讀正文之后的免責條款部分4
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35務器需求井噴,據Statista
數據,預計
2023
年-2033
年全球AI
服務器市場規模CAGR可達到
30%。AI
服務器出貨量的增長預計將提升高性能的
GPU、CPU
和存儲等硬件需求。手機端側AI
方面,蘋果在
WWDC
大會確立手機端側AI
方向,將有望帶動手機行業端側AI
化發展,帶來新一輪的換機潮,加大對
SoC、存儲、CIS
等硬件的需求。據
Omdia
數據,2024
年AI
手機出貨量約為
1.19
億部,占比約
10%,預計
2028
年將達到
6.06
億部,CAGR
約為
38%,滲透率達到
47%。AI
PC
方面,AI
技術將引領
PC
體驗革命升級,將有望引發
PC
的換機潮。據Canalys
預測,預計
2024
年
AI
PC
出貨量約為
0.48
億臺,2028
年達
2.04
億臺,CAGR
達到
43.58%,占
PC總量從
18%增加至
70%。AI
PC
滲透率的提升將提振CPU、GPU、NPU、存儲等芯片的需求。汽車AI
方面,據地平線招股書數據,2023-2030
年,全球智能汽車(具備駕駛自動化功能)銷量
CAGR
約為
11%,ADAS
滲透率從
2023
年的
65.6%提升至
2030年的
96.7%,基本全部實現智能化。汽車
AI
模型需要處理影像數據,所需計算能力和存儲能力更為龐大,帶動自動駕駛芯片、存儲芯片和交互硬件CIS
的需求。圖
1:全球
AI服務器市場規模(億美元) 圖
2:全球智能手機出貨量(億臺)資料來源:statista,國元證券研究所資料來源:IDC,eet-china,199it,cheaa,國元證券研究所圖
3:全球
AIPC
出貨量(百萬臺)圖
4:全球智能汽車銷量及自動駕駛滲透率(百萬輛)資料來源:canalys,國元證券研究所資料來源:地平線招股書,國元證券研究所請務必閱讀正文之后的免責條款部分5
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35AI
對計算能力的高需求推動了芯片設計和制造工藝的不斷升級,提高了產業鏈的技術水平和產品附加值。尤其在高性能計算、智能設備和自動駕駛領域,AI
應用加速了對先進制程和先進封裝的需求。整體而言,AI
成為全球半導體產業的核心驅動力,正在重塑半導體產業格局,推動從設計、制造到封測的全面升級,進而帶動行業進入新的增長周期。據
WSTS預測,在
AI
強勁需求拉動下,2024
年和
2025
年全球半導體銷售額同比分別增加16%和
13%。圖
5:全球半導體行業銷售額(十億美元)資料來源:WSTS,國元證券研究所AI
帶動算力芯片和存儲芯片銷售額占比持續提升半導體行業分為分立器件、光電器件、傳感器和集成電路,集成電路細分為模擬芯片、微處理器、邏輯芯片和存儲芯片。據
WSTS
數據,AI
推動邏輯芯片和存儲芯片銷售占比提升,邏輯芯片預計從2022
年的
31%提升至
2024
年的
33%,存儲芯片從
2023
年的
17%提升至
2024
年的
22%。AI
技術正改變半導體產品結構,算力芯片和存儲芯片為主要的受益領域。圖
6:全球半導體產品銷售額占比資料來源:WSTS,eet-china,199it,財聯社,國元證券研究所請務必閱讀正文之后的免責條款部分6
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35算力芯片方面,AI
服務器通常搭載
8-16
塊GPU,遠超通用服務器的
0-1
個GPU的搭載量,顯著增加
GPU
需求。此外,NPU
顯著提高了深度學習模型的訓練和推理速度,在AI
服務器中開始大量應用。在手機領域,端側
AI
化促進了手機
CPU、GPU
和
NPU
的升級,尤其是
NPU在推理加速的重要作用。隨著
AI
應用落地引發的換機潮,高性能手機
SoC
芯片的需求將大幅增長。AI
PC
領域,相較于傳統
PC
的
CPU+GPU
架構,AI
PC
需額外搭載
NPU
核心,且
GPU
性能要求提升。在先進的制程工藝和封裝工藝賦能下,AI
PC
可實現更高的能效比和運算效率,搭載英特爾
Lunar
Lake
平臺的AI
PC
預計將提供超過
100TOPS
的算力,顯著高于傳統
PC。汽車領域,自動駕駛需要處理復雜的影像數據,要求強大的計算能力。目前特斯拉
Robotaxi
的推出以及蘿卜自駕的商業化運營出現成效,L4
自動駕駛應用加速推進,疊加中國發放
L3
測試牌照促進
L3
車型大規模落地。未來隨著自動駕駛等級和滲透率的提升,汽車自動駕駛芯片需求將迎來爆發。AI
服務器、手機端側
AI、AI
PC
和汽車自動駕駛的共同推進,將帶動算力芯片進入高速成長期,其在半導體銷售額中的比重將持續提升。從存儲芯片來看,AI
模型的性能和精度與數據量有關,為了構建精準的AI
模型,需要海量的訓練數據,這些數據在訓練過程中需要存儲和處理,使得
AI
服務器、AIPhone、AI
PC
和汽車自動駕駛對存儲要求更高。美光科技披露
AI
服務器對
DRAM
和
NAND的容量需求是常規服務器的
8
倍和3
倍;AI
PC
的DRAM
容量必須達到
16GB
以上,SSD
容量則要求至少
512GB,價值量是傳統
PC
的
2
倍。在云端算力需求和邊緣
AI算力需求帶動,及新增
TSV
產能向
HBM
方向偏移,疊加
DDR5
供應結構和滲透率提升,預計未來幾年存儲芯片增速將高于其他芯片,占半導體產品銷售額比重有望進一步提升。圖
7:全球邏輯芯片銷售額(億美元) 圖
8:全球存儲芯片銷售額(億美元)資料來源:WSTS,eet-china,199it,財聯社,國元證券研究所資料來源:WSTS,eet-china,199it,財聯社,國元證券研究所請務必閱讀正文之后的免責條款部分7
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35chiplet
架構助力算力芯片性能提升,2.5D/3D
封裝需求激增chiplet
技術是提升芯片內高速互聯的關鍵,將不同功能和制程的小芯片封裝在一起,形成完整的芯片。它具有良率高、流程簡化、成本低的優勢,允許在計算核心上“堆料”,滿足高性能計算需求。據
Market.us
數據,2023
年
chiplet
的市場規模約為
31
億美元,2024-2033
年全球
chiplet
市場規模CAGR
可達到
42.5%。高性能
CPU
領域占據主導地位,市場份額超
40%;其次為
GPU
領域,其在高端游戲、AI
和機器學習中作用突出;內存chiplet
則主要應用于大數據分析和云計算等需要大型快速內存的應用中。圖
10:全球
chiplet
市場規模(億美元)圖9:Chiplet
架構圖資料來源:芯源股份
2023
年年報,國元證券研究所 資料來源:semiinsights,國元證券研究所Chiplet
技術主要應用于服務器和
PC,適用于大型、復雜、功耗高的芯片。據
Yole
數據,chiplet
在服務器和
PC
的應用更為普遍,2023-2028
年預計使用chiplet
技術的服務器數量CAGR
為
34.5%,使用
chiplet
技術的
PC
數量
CAGR
達63.3%。2024
年為
chiplet
滲透率提升較快的一年,chiplet
服務器滲透率從
2023
年的30.2%預計提升至
2024
年的
63.2%,再到
2028
年的
90.3%,基本實現全部應用;chiplet
PC
滲透率從
2023
年的
6.9%預計提升至
2024
年的
34.7%,2028
年將有望增加至
74.4%。圖
11:服務器使用
chiplet
的數量(百萬臺) 圖
12:PC
使用
chiplet
的數量(百萬臺)資料來源:Yole,chipletsummit,國元證券研究所資料來源:Yole,chipletsummit,國元證券研究所請務必閱讀正文之后的免責條款部分8
/
35chiplet
技術的應用通過先進封裝實現。chiplet
的各核心都是獨立的,需要使用先進封裝技術將其集成到一個封裝內,將帶動對先進封裝的需求。受
HPC
和生成式AI
趨勢推動,2023-2029
年全球先進封裝市場規模CAGR
為11%。2024
年是先進封裝行業的復蘇之年,尤其下半年業績走勢更為強勁。2.5D/3D
封裝將引領先進封裝工藝發展,預計2023-2029
年的CAGR
約為18%。在高性能芯片需求帶動下,2.5D
和
3D
封裝通過高密度互連提升帶寬,其增長速度顯著高于其他封裝工藝。2.5D
封裝工藝更為成熟,是現階段的主流方案。3D
封裝的制造工藝更為復雜,對設備和材料的要求更高,但未來隨著
3D
封裝逐步成熟,將憑借更高的帶寬和集成度成為提升芯片性能的重要手段。圖
13:全球先進封裝市場規模季度變動(十億美元) 圖
14:全球各先進封裝工藝市場規模(十億美元)資料來源:Yole,eet-china,國元證券研究所 資料來源:Yole,國元證券研究所算力需求提升新型存儲
HBM
地位AI算力催生存儲需求,全球存儲銷售額回暖,AI
服務器出貨量提速對
HBM
等新型存儲技術的需求提升。據
SemiAnalysis
披露,HBM
價格約是標準DRAM
芯片的
5
倍,預計
HBM
占全球內存收入的比重從
2023
年的不到
5%增長至
2026
年的20%以上。HBM
將成為存儲芯片高速增長的重要推動力,預計未來幾年存儲芯片增速將顯著高于其他芯片,成為帶動全球半導體銷售額增長的重要驅動力。圖
15:全球存儲銷售額(百萬美元) 圖
16:全球存儲出貨量和
ASP
同比變動資料來源:WSTS,國元證券研究所資料來源:WSTS,國元證券研究所請務必閱讀正文之后的免責條款部分9
/
35請務必閱讀正文之后的免責條款部分10/
35AI
模型參數量持續上漲,傳統
DDR5
已經無法滿足
AI
對于高算力的需求。內存帶寬的增長速度難以滿足
AI
的需求,嚴重限制處理器性能發揮,出現“內存墻”問題。HBM
的帶寬遠高于DDR5,可滿足AI
對內存高帶寬的需求。HBM
使用
TSV
技術將多個
DDR
芯片堆疊并與
GPU
封裝在一起,通過縮短內存與計算芯片之間的距離降低延遲,并增加內存芯片堆疊數量和提升數據傳輸速率,其具有高帶寬、低延遲、低功耗的優勢。與
DDR5
相比,HBM
在位寬、帶寬和數據傳輸速率方面具有較大優勢。HBM的位寬為是
DDR5
的
32
倍,預計下一代HBM4
的位寬將進一步提升;HBM
的帶寬大于
100GB,三星推出的
HBM3e
帶寬可達到
1280GB/s,DDR5
的帶寬最高僅可達到
28GB/s,HBM3e
的帶寬是
DDR5
的
46
倍。圖
18:HBM
對比
DDR5圖
17:HBM
架構資料來源:CSDN,國元證券研究所資料來源:CSDN,國元證券研究所在“算力”需求催生“存力”背景下,HBM
作為解決“存儲墻”的重要手段,其出貨量和銷售額也將出現顯著增長。據
chiplet
summit
數據披露,全球
HBM
出貨量預計從
2023
年的
46.06
億
GB
提升至
2028
年的
297.96
億
GB,CAGR
達到45.3%。目前
HBM2e
和
HBM3
為主流,預計今年
HBM3e
開始上量,在未來幾年占比提升并逐漸成為主流;HBM4
及以上型號預計在
2025
年開始放量。從
HBM
銷售額來看,2023
年
HBM
銷售額約為
20
億美元,預計
2028
年將增長至
240
億美元,CAGR
達到
32%。圖
19:全球
HBM
出貨量(百萬
GB) 圖
20:全球
HBM
銷售額(億美元)資料來源:Yole,ChipletSummit,國元證券研究所資料來源:Yole,ChipletSummit,國元證券研究所userid:549683,docid:173930,date:2024-09-05,1.2
中國集成電路行業的發展機遇和挑戰美國限制+中國芯片自給率低,國產替代勢在必行以美國為首的半導體強國出于國家安全考慮和維護其技術領先地位,紛紛加強對半導體供應鏈的控制,半尤其對中國半導體行業的出口管制。主要包括先進芯片制造設備、關鍵材料和技術的出口管制,主要涉及中興、華為、中芯國際、長江存儲等中國企業,影響從
5G
通信延伸至人工智能。中國半導體行業起步較晚,高端產品仍依賴進口,關鍵領域的限制措施嚴重阻礙了中國高端芯片的研發和生產能力,增加了中國半導體供應鏈的不確定性。雖然中國半導體行業短期內面臨困境,但長遠來看,這些限制將推動中國半導體更加自主和可持續的發展,推動半導體自主化,力圖構建本土化的供應鏈體系,提升全球競爭力。圖
21:美國限制中國半導體行業時間線資料來源:中國科學院科技戰略咨詢,Reuters,中國科技網,中國國際貿易促進委員會,中國出口管制信息網,君和網,財新網等,國元證券研究所貿易摩擦導致中國集成電路進口額度下滑,國產替代勢在必行。據中國海關總署數據,2023
年中國集成電路進口額和進口數量下滑受到下游需求疲軟和美國禁售令的雙重影響。在當下
AI
算力競爭中,美國的禁售令對中國
AI
行業發展構成限制。中國半導體廠商為擺脫限制也在逐步轉向國產替代,未來隨著中國半導體產業在技術方面的追趕,國產替代進度將有望持續提升。圖
22:中國集成電路進出口額(億元) 圖
23:中國集成電路進出口數量(億個)資料來源:海關總署,
國元證券研究所資料來源:海關總署,
國元證券研究所中國集成電路自給率低,需重點突破高性能處理器和存儲領域。據
TechInsights請務必閱讀正文之后的免責條款部分11
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35數據,中國集成電路自給率在逐步提升,預計2023
年中國集成電路自給率為23.3%,2027
年提升至
26.6%,但仍處于較低水平。中國的模擬芯片、功率器件較為成熟,自給率水平相對較高;傳感器產品仍以中低端為主,高端產品仍有較大提升空間。關鍵突破點在高性能處理器和存儲領域,尤其是數據中心和
AI
服務器所需的
CPU、GPU
和FPGA,受
EDA
工具、高端半導體設備等相關配套產業限制,設計和制造水平相對落后,導致自給率相對較低。圖
24:中國集成電路市場規模、生產規模及自給率(十億美元)資料來源:TechInsights,36Kr,國元證券研究所為應對美國對中國半導體行業的限制,中國出臺一系列政策加速行業發展,重點在設計、制造、封測環節進行技術創新,提升自主研發能力。此外,通過政策推動中國半導體產業向高端化、智能化發展,通過技術突破和產業升級提升整體競爭力。表
1:中國半導體扶持政策發布時間 發布單位 政策名稱 相關內容2024
年工業和信 關于推動未來產息化部等 業創新發展的實七部門 施意見意見中明確了到
2025
年和
2027
年的發展目標,并提出了全面布局未來產業、加快技術創新和產業化、打造標志性產品、壯大產業主體、豐富應用場景等重點任務。2023
年國家發改委產業結構調整指導目錄(2024
年本)集成電路設計,集成電路線寬小于
65
納米(含)的邏輯電路、存儲器生產,線寬小于
0.25
微米(含)的特色工藝集成電路生產(含掩模版、8
英寸及以上硅片生產),集成電路線寬小于
0.5微米(含)的化合物集成電路生產,和球柵陣列封裝(BGA)、插針網格陣列封裝(PGA)、芯片規模封裝(CSP)、多芯片封裝(MCM)、柵格陣列封裝(LGA)、系統級封裝(SIP)、倒裝封裝(FC)、晶圓級封裝(WLP)、傳感器封裝(MEMS)、2.5D、3D
等一種或多種技術集成的先進封裝與測試,集成電路裝備及關鍵零部件制造2023
年工業和信息化部等六部門算力基礎設施高質量發展行動計劃加速存力技術研發應用。圍繞全閃存、藍光存儲、硬件高密、數據縮減、編碼算法、芯片卸載、多協議數據互通等技術,推動先進存儲創新發展。鼓勵先進存儲技術的部署應用,實現存儲閃存化升級,進一步提升我國全閃存技術競爭力持續提升存儲產業能力。鼓勵存儲產品制造企業持續提升關鍵存儲部件等自主研發制造水平,打造存儲介質、存儲芯片、存儲系統和存儲應用相互促進、協同發展的產業生態2022
年國家發改委“十四五”規劃102
項重大工程“專欄
2
科技前沿領域攻關”集成電路設計工具、重點裝備和高純靶材等關鍵材料研發,集成電路先進工藝和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、微機電系統(MEMS)等特色工藝突破,先進存儲技術升級,碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體發展請務必閱讀正文之后的免責條款部分12
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352021
年 國務院“十四五”數字經濟發展規劃增強關鍵技術創新能力。瞄準傳感器、量子信息、網絡通信、集成電路、關鍵軟件、大數據、人工智能、區塊鏈、新材料等戰略性前瞻性領域,發揮我國社會主義制度優勢、新型舉國體制優勢、超大規模市場優勢,提高數字技術基礎研發能力。以數字技術與各領域融合應用為導向,推動行業企業、平臺企業和數字技術服務企業跨界創新,優化創新成果快速轉化機制,加快創新技術的工程化、產業化。鼓勵發展新型研發機構、企業創新聯合體等新型創新主體,打造多元化參與、網絡化協同、市場化運作的創新生態體系。支持具有自主核心技術的開源社區、開源平臺、開源項目發展,推動創新資源共建共享,促進創新模式開放化演進完成信息領域核心技術突破也要加快集成電路關鍵技術攻關。推動計算芯片、存儲芯片等創新加快集成電路設計工具、重點裝備和高純靶材等關鍵材料研發,推動絕緣柵雙極型晶體2021
年網安信息化委員會“十四五”國家信息化規劃(IGBT)、微機電系統(EMS)等特色工藝突破。加強人工智能、量子信息、集成電路、空天信息、類腦計算、神經芯片、DNA
存儲、腦機接口、數字孿生、新型非易失性存儲、硅基光電子、非硅基半導體等關鍵前沿領域的戰略研究布局和技術融通創新2021
年 工信部“十四五”信息通信行業發展規劃要完善數字化服務應用產業生態,加強產業鏈協同創新。豐富
5G芯片、終端、模組、網關等產品種類。加快推動面向行業的
5G
芯片、模組、終端、網關等產品研發和產業化進程,推動芯片企業豐富產品體系,加快模組分級分類研發,優化模組環境適應性,持續降低功耗及成本,增強原始創新能力和產業基礎支撐能力提出要優化外商投資企業境內再投資支持政策。鼓勵外商投資企業利潤再投資,支持外商投資企2021
年 商務部“十四五”利用外資發展規劃業通過境內再投資進一步完善產業鏈布局,引導外商投資投向集成電路、數字經濟、新材料、生物醫藥、高端裝備、研發、現代物流等產業,推動高端高新產業外商投資集聚發展2021
年 國務院“十四五”國家知識產權保護和運路、基礎軟件等領域自主知識產權創造和儲備用規劃為促進知識產權高質量創造,要健全高質量創造支持政策,加強人工智能、量子信息、集成電2021
年全國人大中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和
2035年遠景目標綱要聚焦高端芯片、操作系統、人工智能關鍵算法、傳感器等關鍵領域,加快推進基礎理論、基礎算法、裝備材料等研發突破與迭代應用。加強通用處理器、云計算系統和軟件核心技術一體化研發。加快布局量子計算、量子通信、神經芯片、DNA
存儲等前沿技術,加強信息科學與生命科學、材料等基礎學科的交叉創新,支持數字技術開源社區等創新聯合體發展,完善開源知識產權和法律體系,鼓勵企業開放軟件源代碼、硬件設計和應用服務2020
年 國務院電路產業和軟件產業高質量發展國務院關于印發大力支持符合條件的集成電路企業和軟件企業在境內外上市融資,加快境內上市審核流程,符合新時期促進集成企業會計準則相關條件的研發支出可作資本化處理。鼓勵支持符合條件的企業在科創板、創業板電路企業和軟件企業提供股權融資、股權轉讓等服務,拓展直接融資渠道,提高直接融資比重若干政策的通知上市融資,通暢相關企業原始股東的退出渠道。通過不同層次的資本市場為不同發展階段的集成2018
年 統計局戰略性新興產業分類(2018)“半導體晶體制造”章節內提出將半導體晶體制造新增入戰略性新興產業中資料來源:中國政府網,各部委網站,上市公司公告,國元證券研究所中國急需提升芯片制造環節,封測環節受益
AI
率先增長中國集成電路行業以設計行業為主。2016
年之前,中國集成電路以封測為主,后因設計環節資金和技術門檻較低,且利潤較高,導致設計行業在
2016
年超過封測行業成為主要領域。從發展趨勢來看,中國芯片制造相對薄弱,未來將著重補足制造請務必閱讀正文之后的免責條款部分13
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35環節。中國集成電路行業面臨“卡脖子”的問題,急需制程自主化,2022
年美國限制臺積電為中國大陸企業代工尖端芯片,將限制中國在高端芯片的發展,尤其在當下算力競爭的時代,導致中國在
AI
行業處于落后地位。中國目前急需提升自身的制程節點,實現自主可控。封測領域是中國三大領域中較為強勢的一環,中國封測廠商通過自主研發和并購重組,逐步縮小同國際先進企業的差距。在先進制程發展緩慢且
AI
對算力芯片性能持續提升的背景下,先進封裝成為提升芯片性能的重要手段。未來隨著
AI
推動,對算力芯片需求提升,中國封測行業有望迎來新的增長驅動力。圖
25:中國集成電路各環節銷售額占比 圖
26:中國集成電路設計市場規模(億元)資料來源:中國半導體行業協會,智研咨詢,中商產業研究院,國元證券研究所資料來源:中國半導體行業協會,中商產業研究院,國元證券研究所圖
27:中國集成電路制造市場規模(億元)圖
28:中國集成電路封裝市場規模(億元)資料來源:中國半導體行業協會,中商產業研究院,國元證券研究所 資料來源:中國半導體行業協會,中商產業研究院,國元證券研究所在人工智能和高性能運算芯片需求帶動下,先進封裝需求也在逐步增加,眾多封測廠在努力承接臺積電CoWoS
產能不足的訂單。長電科技、通富微電、華天科技等中國封測廠積極進軍先進封裝領域,將受益
AI
算力對先進封裝的需求,推動中國封測產業加速成長。表
2:國內主要封測廠商情況公司 Chiplet
簡介請務必閱讀正文之后的免責條款部分14
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35長電科技XDFOI
是長電科技面向
Chiplet
異構集成推出的技術平臺,涵蓋了
2D
Chiplet(包含
Chip-First、Chip-Last,應用于汽車與移動、通信設備)、2.5D
Chiplet(包含
Chip-Last,應用于計算與汽車)和
3D
Chiplet(包含
Chip
on
Chip,應用于醫療和傳感器)。XDFOI
高端應用主要適用于集成度和算力要求較高的
xPU/FPGA、AI
和網絡通信類產品通富微電通過在多芯片組件、集成扇出封裝、2.5D/3D
等先進封裝方面提前布局,推出
VISionS
封裝平臺,可為客戶提供多樣化的
Chiplet
封裝解決方案,并且已為
AMD
大規模量產
Chiplet
產品華天科技基于
3D
Matrix
3D
晶圓級封裝平臺開發的系統集成封裝技術eSinC
SiP,通過集成硅基扇出封裝,bumping
技術、TSV
技術、C2W
和W2W
技術,實現多芯片高密度、高可靠性
3D
異質異構集成通富微電華天科技資料來源:半導體產業網,新浪網,科創板日報,國元證券研究所安徽省集成電路產業總述:領軍企業帶動先進產業集群和生態建設安徽集成電路產業的歷史發展和布局安徽省集成電路產業發展迅猛,截至
2023
年年底,安徽省新一代信息技術產業上市公司突破
40
家,國家級專精特新小巨人企業超過
70
家,電子信息制造業規上企業超過
1500
家。產量方面,2020
年達到
8.18
億塊,2023
年增長至
55.10
億塊,CAGR
達到
88.83%。安徽作為我國電子信息產業基地,擁有京東方等強勢企業,形成合肥集成電路產業集群。安徽省是國家電子信息產業基地和半導體器件生產基地,對國家產業鏈完善和自主可控起到關鍵作用。自
2013
年起,安徽省發布政策推動產業發展,2022
年新政策促進研發創新和規模擴張。銅陵等城市出臺配套政策,形成聯動。安徽省通過資金投入、產業集群建設、資本市場優化、人才支持等多方面促進產業進步。同時,設立不低于三百億規模的產業基金,推動特色芯片發展和產業集群形成
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