BBIN BBIN宝盈集团半导体的发展现状

　　半导体产品种类繁多，不同产品之间设计和功能不尽相同，制造工艺和流程也存在一定差异。按照主要生产过程区分，半导体产业链一般可分为上游的IP、半导体设备、原材料等生产资料，中游的设计、制造、封测等环节，以及下游的集成电路、器件、传感器等应用。半导体的下游产品按功能区分，可以分为集成电路、光电子器件、分立器件和传感器等四大类，2019年四大类半导体产品的全球市场规模占比分别为84%、8%、5%和3%。

　　半导体设备是产业链的重要支撑，引领整个半导体产业的技术发展。以市场规模最大、工艺最复杂、技术难度最高的集成电路为例，其制造工艺通常可分为前道工艺（晶圆制造）和后道工艺（封装测试）两大类，前道就是在硅片上执行一系列化学或物理操作，在硅片上制作加工晶体管、互连线等，这些操作可分为氧化/扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、清洗与抛光、金属化、以及制造过程中的控制测试等，每个工艺步骤对应多种专用设备。在制造工艺完成后，晶圆会被切割成芯片并进行测试、封装等工序，形成最终的成品，这一过程被称为封测（后道）。

　　根据SEMI的统计，前道设备占集成电路设备整体市场规模的81%，封装测试设备约占14%。在前道设备中，刻蚀设备占比20%，超过了光刻设备的占比（18%），化学沉积设备、检测控制设备、清洗设备分别占比15%、11%、6%。2019年中国大陆地区半导体设备销售额为134.5亿美元，按以上比例计算，则中国大陆地区前段设备每年的市场规模超过100亿美金，前段的刻蚀机、光刻机、化学沉积设备年市场规模分别约为22亿美元、20亿美元、16亿美元。

　　国外龙头企业占据全球半导体设备市场大部分份额。目前集成电路设备生产企业则主要集中于欧美、日本、韩国和台湾等国家和地区。其中起步较早的国际领先企业包括美国的应用材料（AMAT）、泛林半导体（Lam Research）、科天（KLA-Tencor），荷兰的阿斯麦（ASML），日本的东京电子（TEL）等。2019年，全球半导体设备市占率前四名为AMAT（18.8%）、ASML（17.6%）、LamResearch（16.8%）、TEL（16.7%），CR3为53.2%，CR5达到76.3%。

　　半导体行业是现代电子信息产业的基础支撑，自半导体商用化以来全球半导体市场规模螺旋上升，1999-2019年的20年间市场销售额增长了174%。半导体行业具有较强的周期性，行业增长放缓、回落后往往伴随着强劲的复苏。2019年全球半导体销售额同比下降12.8%，行业走入衰退期。2020年初全球半导体行业逐步恢复正向增长，2月份全球销售额增长5%，但突如其来的新冠疫情导致行业需求端下降，半导体行业复苏缺乏动力，海内外研究机构多对2020年半导体市场持较为悲观的态度，麦肯锡预计2020年全球半导体市场将下降5%-15%。

　　从历史上看，全球半导体市场规模保持波动上行的整体趋势，在行业陷入发展瓶颈时新兴科技的应用会带来行业的爆发性增长。21世纪以来，半导体行业的发展大体可分为两个阶段：

　　第一阶段：20世纪末-2010年，全球半导体销售额突破2000亿美元，PC的普及以及互联网的崛起是半导体行业发展的主要驱动力。于此同时移动通信技术加速升级，智能手机走入人们的视野。

　　第二阶段：2010年以来，移动通信技术进入4G时代，移动互联网及以智能手机为代表的消费类电子产品快速发展，全球半导体市场规模逐渐突破4000亿美元。

　　消费类电子产品市场渗透率不断提高，行业增速逐步放缓，而随着5G商用的步伐加快及AI技术的发展，大数据、物联网、云计算等新兴应用也将为行业注入新的发展动力。受新冠疫情影响，2020年全球半导体市场形势不明朗，但目前正处于行业周期转换的临界点，疫情造成的扰动不改半导体行业中长期向好的趋势。

　　目前中国已成为了全球最大的电子产品生产消费市场，对半导体产品的需求大。2019年，中国大陆地区的半导体销售额占全球的35%，且销售额的增速持续高于国际市场，中国已经成为全球最具活力和前景的半导体产品市场。

　　2019年第四季度以来全球半导体行业逐渐复苏，产业开启了新一轮的补库存周期，因此2020年第一季度国内半导体行业表现良好，1-4月的半导体销售额分别同比增长5.8%，第一季度的集成电路产量同比大幅增长16%。

　　从供给端分析，对比广阔的国内市场需求，国产半导体集成电路（IC）市场规模较小，2018年自给率约为15%。根据海关总署的数据，仅半导体集成电路产品的进口额从2015年起已连续四年位列所有进口商品中的第一位，不断扩大的中国半导体市场规模严重依赖于进口，中国半导体产业自给率过低，进口替代的空间广阔。

　　需求端：随着晶圆厂的增加，国内的半导体设备的需求也在迅速增加。2019年中国大陆地区的设备销售额为134.5亿美元，占全球市场的22.5%，成为全球第二大半导体设备市场。在国内的设备市场中，台积电、英特尔、三星、SK海力士等非大陆地区厂商的设备需求约占50%，因此大陆地区芯片厂的设备需求占全球的11%左右。

　　供给端：集成电路设备自给率仅为5%左右。从供给端来看，2018年国产半导体设备销售额预计为109亿元（包括LED、面板、光伏等泛半导体领域），自给率仅为12%左右。若仅考虑集成电路领域，则大陆地区的设备自给率仅有5%左右，技术门槛较高的前道设备的自给率更低。

　　总体来看，目前我国半导体集成电路产业的供需明显不匹配，且产业链上游供需不匹配的情况更加明显。2019年我国半导体产品的市场规模达到1432.4亿美元，占全球的34.9%。但国产半导体集成电路（IC）制造的市场规模仅为238亿美元（2018年），IC制造的自给率约为15.4%。位于产业链上游的半导体设备国产化率更低，IC设备的自给率仅为5%左右。产业链上游的不足制约了我国半导体产业的发展，核心半导体设备的国产化意义重大。另一方面，半导体设备供需的不均衡也意味着国产替代的空间大，国内晶圆厂加速为国产半导体设备提供了广阔的市场。

　　半导体产业起源于20世纪中期的美国，之后向日本、韩国、中国台湾地区转移。回顾日韩半导体产业的崛起之路，不难发现半导体产业的崛起往往伴随着设备、材料领等上游领域的协同发展。

　　20世纪70年代初，日本半导体产业落后美国10年以上。尽管日本可以生产DRAM芯片，但关键的制程设备及材料依赖于美国进口。为了弥补产业短板，1976年到1979年，日本开始实施具有里程碑意义的“VLSI研究联合体”，共720亿日元用于芯片产业共性技术的突破。4年间，“VLSI研究联合体”的专利申请数达1210件，商业秘密的申请数达347件，参加企业技术水准得到迅速提高。“VLSI技术研究组合”启动前，日本的半导体设80%左右依赖美国进口；到了20世纪80年代中期，日本实现了全部半导体生产设备的国产化；到80年代末，日本半导体设备的全球市占率超过50%。

　　“VLSI研究联合体”为日本半导体产业在20世纪80年代的崛起铺平了道路，大型计算机的发展带来的高可靠性DRAM需求成为日本半导体产业崛起的契机。1980年至1986年，日本半导体企业的市占率从26%提升至45%，日本成为全球第一大半导体生产国。1989年日本企业在存储芯片领域的市占率达到53%，巅峰时期的日本电器、东芝、日立三家企业在DRAM领域的市场份额超过90%。相田洋著作《电子立国》中写道：“日本半导体业的成功，得益于半导体制造设备的优异”，可见日本半导体产业的成功崛起与半导体设备的发展密不可分。

　　1975年韩国政府公布了扶持半导体产业的“六年计划”，支持本土半导体产业的发展。1983年，三星在京畿道器兴地区建厂，正式进入半导体领域，随后现代、LG、大宇也开始进入大规模集成电路领域。整体来看，20世纪80年代初韩国的集成电路产业在设计、制造和设备领域均比较薄弱。1983-1987年全球半导体业进入低潮期，三星加大逆周期力度，韩国政府也投入了3.46亿美元实施“半导体工业振兴计划”，韩国采用“政府+大财团”模式促进芯片产业。同时随着个人计算机的兴起，日本企业由于执着于研发高可靠性产品的研发而逐渐丧失市场份额，三星等韩国企业则推出了寿命短、价格低的DRAM产品以抢占个人计算机市场，市占率快速提升。1987年随着内存价格回升，三星也开始迅速盈利，到1992年三星超过日本电气成为世界第一大存储芯片制造商。目前在存储器领域，三星和SK海力士处于绝对领先的市场地位。

　　韩国的半导体设备也受到政府与企业的大力扶持。2009年以来，三星、海力士通过股权、合作开发、产品采购等方式支持设备本地化开发；2016年韩国政府主导设立了总规模约2000亿韩元的“半导体希望基金”，用以提升半导体设计、设备和材料的实力。韩国半导体设备领域以中小企业为主，其中不乏能够达到国际领先水平的企业。根据SEMI的报告，韩国和欧美日顶级设备厂商的技术差距仅为2年，韩国的半导体设备产业具有较强的实力。

　　回顾日韩半导体产业的发展史，日本半导体的兴盛伴随着微处理器的出现和大型计算机的兴起，韩国半导体产业的崛起则是以个人计算机的发展为契机。可以发现革命性新产品的发展为打破产业固有格局提供了机会，资金投入、政府扶持则是产业崛起的“土壤”，而上游领域的协同发展是增强产业竞争力的关键。半导体产业的成功崛起与半导体设备的发展密不可分。

　　随着5G商用的步伐加快及AI技术的发展，大数据、物联网、云计算等新兴应用有望打破行业固有格局，为中国国产半导体产业的崛起提供机会。但与日韩相比，我国在获取先进设备等方面一直受到限制，近期发生的EUV光刻机延迟发货、美国加紧对华为限制等事件说明了在设备领域的受制于人严重的威胁到了我国半导体产业链的安全，补齐产业链短板对我国半导体产业的意义重大。半导体设备的国产化是我国半导体产业发展的必经之路，政策扶持与资金投入是实现设备国产化的重要保障。

　　为加快集成电路产业追赶和超越的步伐，2014年国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》，明确提出要突破集成电路关键装备和材料，加强集成电路装备、材料与工艺结合，加快产业化进程，增强产业配套能力。到2030年，产业链主要环节达到国际先进水平，实现跨越发展。2015年《中国制造2025》发布，对半导体设备国产化进程提出明确要求：在2020年之前，90~32纳米工艺设备国产化率达到50%，实现90纳米光刻机国产化，封测关键设备国产化率达到50%；在2025年之前，20～14纳米工艺设备国产化率达到30%，实现浸没式光刻机国产化；到2030年，实现18英寸工艺设备、EUV光刻机、封测设备的国产化。