半导体行业全部的细分行业有哪些？BBIN BBIN宝盈

　　行业的产业链主要是由芯片设计、代工制造、封装测试三部分，以及产业链外部的材料，设备供应商组成。

　　现在的全球半导体行业，处于新一轮景气周期上行阶段。而国内的半导体产业，不仅受到全球性大周期的影响，还有一条非常硬核的逻辑，就是国产替代。中国虽已经成为全球最大的半导体消费国，但我国的芯片自给率低，2020年我国集成电路自给率仅为15.9%，国产替代仍有很大的替代空间。

　　如果有兴趣进入半导体行业的年轻人，做好职业规划的前提下，再了解半导体行业的发展趋势。

　　确定这份工作是否能带给你价值，并且你也能创造价值。相信深刻了解半导体行业，才有机会尽快找到适合自己的平台，快速学习提升，成为这行业的技术能手。

　　半导体设计：民德电子、欧比特（IC设计）、寒武纪（SOC芯片设计）、格科微、华微电子、力合微（芯片设计原厂）

　　【芯片设计】集成电路包括存储芯片（NANDFlash、NORFlash、DRAM）、CPU、GPU、MCU、FPGA、DSP、触控与指纹识别芯片、射频前端芯片、模拟芯片。

　　射频前端芯片：卓胜微、三安光电、富满微、立昂微（6英寸砷化镓微波射频芯片）、艾为电子

　　模拟芯片：圣邦股份、韦尔股份、汇顶科技、北京君正、芯海科技（模拟信号链）、亚光科技（孙公司华光瑞芯是模拟芯片研发生产商）、艾为电子

　　2.光电器件 LED：三安光电（砷化镓、氮化镓、碳化硅、磷化铟、氮化铝、蓝宝石等半导体新材料所涉及的外延片、芯片）、洲明科技、华灿光电（LED外延片及全色系LED芯片）、聚灿光电（GaN基高亮度LED外延片、芯片）、乾照光电（全色系LED外延片和芯片）、利亚德

　　3.分立器件包含IGBT、MOSFET、功率二极管、晶闸管、晶振、电容电阻

　　IGBT：斯达半导、时代电气、台基股份、士兰微、扬杰科技、紫光国微、华微电子、新洁能

　　MOSFET：华润微、士兰微、富满微、立昂微、扬杰科技、银河微电、捷捷微电、苏州固锝、新洁能

　　功率二极管：扬杰科技、台基股份（整流管）、士兰微（快恢复二极管FRD、瞬态抑制二极管TVS、发光二极管）、银河微电、华微电子、苏州固锝

　　4.传感器 敏芯股份（MEMS传感器）、华润微（智能传感器）、士兰微（MEMS传感器）、光莆股份（半导体光电传感器）

　　【封装测试】长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技、康强电子、华润微、大港股份、气派科技、华微电子、兴森科技（半导体测试板）、苏州固锝

　　半导体人离开学校能去的公司种类大概有五种: 1. 工艺厂(foundry)，例如: SMIC，TSMC等。2.科研机构，例如:中科院；3. 芯片封装厂；4. 设计公司，例如: 海思，高通等，太多了。5. EDA公司，基本就三家: Cadence，Synopsis，Mentor。那么这些公司都有啥职位open给大家呢，我们先说EDA公司和设计公司这两个招人大户。

　　公司者，数十商辏资营运，出则通力合作，归则计本均分，其局大而联。通俗的讲，公司就是一帮人合伙做事，分工协作，赚取利润。做事，自然有人主内，有人主外。主内的就是研发（R&D），基本的工作节奏就是坐在办公室里做开发有竞争力的产品。主外的则是销售，一般在外面见客户的时间比办公室的时间要多，或多或少是要懂得一些酒桌文化的。在介于R&D和销售之间的“灰色地带”，有很多童鞋们不怎么太熟悉的职位，诸如: PE，PV，AE，PM，FAE等。

　　对于电路设计公司，R&D主要有两个方向: 数字电路工程师和模拟电路工程师。数字电路又分为数字前端，数字后端和DFT。模拟电路分为模拟电路设计和版图设计。大概的工作机会比例，模拟:数字＝1:9。

　　1. 数字前端: 分为设计和验证，设计就是根据客户要求做研发，对于功能实现方案优化和相关协议的理解很重要，而验证是辅助设计更高效的完成开发，对设计工程师完成的电路做verify并及时反馈输出结果，以便设计工程师做代码修改。18年的求职市场，验证岗位供不应求，热闹的市场也导致薪资水平上涨，当下AI公司如雨后春笋般层出不穷，很长一段时间验证岗位都会比较火热，但这样趋势被很多培训机构加以利用，批量的推出3个月的短期培训生，这也给火热的验证领域降温不少。

　　2. 数字后端: 做数字电路总体的布局布线，相关的时序分析、功耗分析，进行芯片的性能、功耗、面积等各方面的优化。简言之，前端设计代码是第一道工序，后端布局布线则是最后一道工序，要尽可能保证流片实现，少出错误，离不开有经验的后端工程师。他们会较多地使用自动化的工具，例如: ICC/EDI/INNOVAS/STARRC/ CALIBRE/DC/PT等，还要熟悉TCL/PERL/ SHELL等脚本语言。很多做数字前端的童鞋觉得数字后端技术含量不高而没有发展前途，这样的想法不可取，一个工作经验丰富的后端工程师在市场上十分紧俏，尤其是具有先进工艺流片经历的后端工程师，绝对是高薪难求。

　　3. DFT(Design for Test): 也叫可测性设计工程师，有的公司算在数字前端里，有的是单独的部门。他们主要工作就是在设计里加一些控制逻辑，以方便之后测试片子问题在哪里。所用工具: tessent, DFT complier, TMAX，VCS，Spyglass, DC。需要懂一些verilog，但是工作的重心还是工具的使用。

　　1. 模拟设计: 最传统意义上的集成电路设计，简单讲就是:搭电路+仿电路+调电路。工具:virtuoso spectre(alps finesim等) calibre。现在很多公司都要求设计工程师也要会画版图，尤其是敏感的核心模块。随着工艺的演进，数字电路逐渐渗透到模拟电路的各个方面，如果做模拟的童鞋们想在该领域发展的好，一定要会数字电路。将来大家接触到的芯片设计也大多都是mix-signal的，即使纯模拟电路设计也离不开数字控制逻辑，所以，复合型的模拟电路设计工程师才是未来的趋势。

　　2. 版图工程师: 版图是一门艺术，好的版图直接决定了模拟电路的tapeout成功率。入门较容易，很多本科毕业生都投身版图这一行当，甚至有些培训机构会对其他专业或者专科生进行培训，从而输送到外包公司，做类似包工头的工作，对他们而言这无疑是一个不错的职业。由于对电路设计原理无需精通，而且相同模块的电路具有相似性，对版图工程师工作经验要求较高，同时，版图的工作性质也给版图工程师提供了做兼职的机会。版图是芯片设计的最后一步，受schedule挤压，往往需要加班加点，所以版图工程师要有吃苦耐劳的精神（详情移步公众号）

　　半导体行业中建立晶圆厂的环节是要求NCNR（不可取消、不可退款）订单的，因为晶圆厂的成本很高，而且最近这些成本一直在增加；因此，无晶圆厂客户必须承担晶圆厂的部分财务负担，并且不能取消订单。

　　Fabless 被认为是成本中心，主要由亚洲代工厂负责加工，这也促使了无晶圆厂公司蓬勃发展。并且2020 年开始的芯片导短缺凸显了晶圆厂的战略重要性，尤其是在汽车等行业。此外，随着代工厂的几何尺寸越来越小，工艺难度也越来越大，英特尔和三星都在努力克服这些困难。

　　并且各个公司和国家都希望其半导体供应多样化，但制造晶圆厂很难。只是其中的一部分，它还需要这项可以具有持续性。

　　就像 ASML 需要客户（台积电、英特尔、三星）的大量一样，晶圆厂也需要与客户共同和风险分担，以更好地度过半导体周期。这也是晶圆厂和无晶圆厂产业结构变化的表现。

　　随着先进半导体的规模和制造工艺难度的增加，晶圆厂和无晶圆厂公司的市场格局一分为二，例如 AMD 和 Globalfoundries。像 Globalfoundries 就选择放弃之前的领先优势，因为他们称继续这样做是不经济的，然后选择转向 SOI 和 RF 设备等专业技术。

　　但随着摩尔定律的迅猛发展，平面缩放到 FinFet 之后将会遇到更多问题，晶圆厂也会成为稀缺资源。因为一旦你脱离摩尔定律的步伐，几乎没有人能重新获得它。

　　在半导体生产周期中，产能不足和产能过剩都在反复出现，产能不足主要集中在高端芯片领域，而产能过剩又通常发生在内存芯片当中。而这一次出现的短缺却是针对成熟芯片，比如：28nm以上芯片。

　　相比智能手机，汽车公司严重依赖成熟的芯片设计工艺，因为它们提供的功能可靠且价格低廉。但问题是，如果所有汽车公司同时将同类型芯片的含量增加三倍，那么就会出现典型的需求冲击，使供应无法及时做出反应。

　　并且落后的供应很难再增加，因为大多数落后的晶圆厂都在使用二手的制造设备。比如：代工厂建造了一个领先的晶圆厂，并在 4 年内将其完全折旧，为高通和 AMD 等公司提供领先的芯片。当领先的人转移到下一个节点时，他们就利用了这个容量，并将其重新用于微控制器、混合信号、连接和这类产品。

　　如今最前沿的光刻技术已经发展到 14 纳米、10 纳米，甚至 7、5 和 3 纳米，而微控制器和模拟器件需要的功能仍处于 65 纳米到 180 纳米的范围内。所以落后产品不再容易获得，因为有太多人移动到了更高级的节点。

　　其次，随着晶圆尺寸的发展，如今已经聚焦于 12 英寸。8 英寸主要是铝制后端和 12 英寸主要是铜制后端，导致两者不兼容。产品的升级也不那么容易兼容。

　　最后供应端没有特别强劲的需求时也导致落后的晶圆厂很少能在接近产能的地方运行。以台积电的产能利用率为例：

　　可见晶圆厂的产能难以达到 100% 利用率，这也是供应更加紧张的一个原因。

　　当我们受到来自汽车和其他成熟芯片的需求冲击时，我们难以应对。为了增加产能，公司必须建造新的晶圆厂，然后花费大量金额购买新工具，所有这些都是为了制造市场价格是这些芯片全新时成本的 1/100 的芯片。导致芯片价格上涨。可见如果长期处于这种情况下则Fabs 的是更合理的，因此 Fabs 已经开始推动他们的客户签订长期协议 (LTA) 和不可取消且不可退货的订单 NCNR。

　　台积电今年了 400 亿美元在芯片制造当中。因此，台积电（和其他晶圆厂）之类的公司不会让他们的客户摆脱这种资本密集型决定的束缚。但是在当前的情况中很难保证他们的客户可以多年支付略高且一致的价格和数量。因此，NCNR 也处于落后的边缘。因此那些落后的晶圆厂对重要的增量客户有着更严格的控制，否则他们将陷入破产境地。

　　现在NCNR 还在被强制执行，因为晶圆厂掌握着控制权，晶圆厂实际上是将资本密集型业务的部分周期性风险分摊给无晶圆厂和资本轻型业务。

　　NCNR 实际上也是一把双刃剑。无晶圆厂的公司将比过去的周期更吃紧，因为终端市场的需求正在下降，整个供应链，包括设备供应商的交货不及时、导致产能的建设都会有所影响。

　　例如，Qorvo 在中国低端手机的应用很多，随着需求下降，由于无法履行其数量承诺，他们被迫写下供应协议。与此同时，英伟达在其游戏领域的无意加密暴露创造了一个经典的库存周期。英伟达也面临无法无法履行合同的问题。不过美光却认为他们的库存调整正在扩大，因为数据中心带来得强势增长。

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　　半导体到底是什么？半导体的应用场景在哪里？半导体的供需和竞争格局如何？半导体的长期和短期逻辑分别是什么？

　　半导体的前景不必多说，但半导体产业链条长，且专业名词晦涩难懂，者要对行业建立认知不是易事。今天咱们就围绕半导体产业链的主要环节做个基础科普。

　　半导体产业链主要分为上游（材料、设备）、中游（集成电路设计、制造、封测）、下游（手机等产品终端应用），下游就是组装没啥好说的，技术难度大的就是上游和中游，今天我们科普的就是这两个领域。

　　上游主要是设备和材料，是半导体的支撑产业。我们常听媒体说的“半导体被卡脖子”，主要指的就是我国半导体设备和材料自给率不足。正因为自给率不足，国产替代的空间也很大。

　　半导体材料中比较重要的是硅片和光刻胶。硅片是半导体制造的基石，是成本占比最高的半导体材料。半导体硅片对于纯度等要求比光伏硅片更高，附加值也更高。半导体硅片行业市场集中度较高，日本和德国等海外厂商绝对垄断。

　　光刻胶是最关键、技术壁垒最高的半导体材料，其作用是将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上。平安证券指出，在光刻胶领域，日本企业掌握话语权，我国目前仍依赖进口，国内公司量产层面近乎空白。

　　半导体设备中最关键的是光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备。光刻机就是把设计好的电路图通过光线的曝光成像到晶圆上的设备，有点像照相机把影像曝光在底片上，这个过程中需要用到光刻胶。光刻机是三大设备中技术难度最高的，也是被国外垄断最严重的。

　　刻蚀机就是按照光刻机曝光出来的影像进行雕刻的设备。刻蚀机的情况相对乐观些，我国两家上市公司已经有一定技术突破。根据方正证券研报数据，刻蚀设备国产化率已接近20%。

　　薄膜沉积技术，是为了对所使用的材料赋与某种特性，在材料表面上以各种方法形成被膜而加以使用。如果把芯片制造比作雕玉，那么光刻机就是勾勒花纹，刻蚀机就是雕刻，薄膜沉积就是加入玛瑙等材料。东方证券指出，薄膜沉积设备国产化率估计仅5.5%（按设备数量口径），依然处于较低水平。

　　中游主要有IC芯片设计、IC芯片制造、封装测试三大环节，其中设计和制造环节技术含量较高，封装测试环节技术含量较低。

　　芯片设计是将具体的产品功能、性能等产品要求转化为物理层面的电路设计版图，是中游附加值最高的环节，对研发实力要求很高，目前美国是该领域的主要技术掌握国。

　　制造环节，就是把设计好的电路版图最终实现产品化。但这并不是简单的代加工，制造过程需要通过多次运用掺杂、沉积、光刻等工艺，最终在晶圆上实现高集成度的复杂电路。制造环节规模做大后容易出大市值公司，我国最大的半导体上市公司就是出自芯片制造领域。

　　封装测试是将芯片封装在独立元件中，同时通过检测保证其电路和逻辑畅通，符合设计标准。从全球来看，封装测试是成熟行业，技术壁垒相对较低，市场规模增长缓慢。

　　若论赚钱能力，IC设计是毛利率最高的环节，2021年几家龙头公司平均毛利率在40%以上。因为IC设计环节资本投入不大、空置风险较小，是半导体行业当之无愧的“吸金王”。芯片设计上市企业在2021年业绩大丰收，是半导体行业中增幅最为突出的细分领域。

　　半导体设备、半导体材料、晶圆厂（芯片制造）赚钱能力同样突出，2021年对应上市公司的毛利率大多在30%以上。最差的是封装测试环节，这个环节技术壁垒较低且属于劳动密集型，毛利率多在20%以下。

　　当然盈利能力并不是作为的单一评判标准，如果综合参考自给率上升空间、国产替代前景等维度，半导体设备、半导体材料的潜力或许相对较大些。

　　半导体这种科技产业的研究门槛比较高，如果时间和精力有限，建议大家用基金的方式来降低择股风险。

　　2.存储芯片国产龙头：兆易创新（603986）、北京君正（300233）

　　4.GPU-图形处理器国产龙头：景嘉微（300474）GPU被国外三巨头垄断，分别是英特尔（63%）、英伟达（18%）、AMD（19%），其他公司微乎其微，甚至可以忽略。

　　6.FPGA-半定制电路芯片国产龙头：紫光国微（002049）、复旦微电（688385）

　　7.DSP-数字信号处理器国产龙头：国睿科技（600562）、四创电子（600990）

　　27.CMP抛光材料国产龙头：安集科技（688019）（抛光液）、鼎龙股份（300054）（抛光垫）

　　TA是科创板的一员，主做芯片设计。它的独特之处在于，客户名单、供应商名单，都极其豪华。

　　其前五大客户，包揽了全球排名前四的半导体公司，分别是：三星、英特尔、海力士、美光。

　　同时，其前五大供应商，也包揽了全球芯片制造和封测大佬，比如：富士通电子、英特尔、联华电子、台积电等。

　　也正因此，导致独特的业务现象：其客户集中度、供应商集中度非常高，都在90%以上。

　　不仅如此，它最近一期的毛利率，竟然能够高达70%，秒同行业的巨头：高通（56%）、英特尔（60%）、博通（50%）、德州仪器（65%）。

　　其产品主要面向服务器内存市场，是服务器CPU存取内存数据的必由通路，可以提高内存数据访问速度和稳定性，以及大容量的需求

　　这公司，十分受英特尔的青睐——2006年，它曾登陆纳斯达克上市，英特尔对其增资（后退出）；

　　2018年11月，英特尔又花了1.75亿美元（约为12亿人民币），对其增资，持股10%，对应整体估值约为120亿元。

　　1）内存接口芯片这门生意，为啥上下游集中度这么高，它在产业链上的话语权究竟如何，是否有什么风险？

　　2）凭什么，它能做到全球第一，毛利率甚至高达70%，而且还秒英特尔、高通这样无可争议的巨头？