中国半导体IC产业链全景（2022）

内容参考自“2022年中国半导体IC产业研究报告”，内容覆盖半导体及IC产品概述、IC发展历程、产业链全景、产品机遇洞察及产业发展趋势。

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集成电路产业链条可分为上游软硬件材料及设备层、中游IC设计与生产层及下游IC产品与应用层。上游软硬件材料及设备包括技术服务、EDA工具授权、半导体设备与半导体材料四类，对应支撑着中游的设计生产层。中游设计与生产层可分为IC设计环节、IC制造环节与IC封测环节，而后由原厂企业通过分销商或直销模式流入下游的产品应用层。

艾瑞研究院以产业链各环节的市场规模、近三年CAGR、国产自主比例为基础维度，绘制出中国半导体IC产业运营全景。

从市场规模来说，由于IC设计企业数量迅速增长，国内IC设计市场规模在2021年达到4519亿元。从增长率来看，设备市场一枝独秀，近三年CAGR超过30%。受益于国内半导体IC产业的持续扩产计划，预期设备市场的高增长仍将持续。

半导体IC产业链上游包括EDA工具、技术服务、半导体材料和设备四个板块：

➢ EDA工具：用于辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、测试全流程的计算机软件，为集成电路产业的战略据地。目前国际主流市场被Cadence、Synopsys、Siemens EDA三大国际巨头占据，中国EDA工具厂商已有所突破，但仍处于初步发展的追赶期。

➢ 技术服务：包括IP授权、电路分析、布图分析等，为IC设计提供支撑。其中IP授权是IC设计的关键一环，可以缩短设计周期、节约设计成本、提升产品性能及可靠性，从全球市场格局来看，中国大陆企业仅有芯原微一家跻身全球前十，国内厂商需积极布局。

➢ 半导体材料：可分为制造材料和封装材料。制造材料市场份额主要集中在欧美日等头部厂商手中，部分领域大陆厂商存在突破，总体来看国内自给能力亟需进一步加强；封装材料市场格局集中度较低，日本厂商在封装材料领域占据主导地位，部分中国大陆厂商已跻身前列成功占据一定市场份额。

➢ 半导体设备：可分为制造设备、封装设备与测试设备，服务于IC生产制造封测环节。我国部分半导体设备工艺受限，布局研制国产设备势在必行。

EDA全称为电子设计自动化（Electronic Design Automation），是指用于辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、测试整个流程的计算机软件，是广义CAD的一种。集成电路的设计生产制造工程浩大，产业链包括了前端电路设计、后端物理设计、封装设计与可测性设计等环节。在没有诞生EDA工具之前，开发者以人工绘图的方式进行电路设计，而利用EDA软件，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，完成集成电路产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程。

EDA工具衔接集成电路设计、制造和封测的全环节，为集成电路、电子信息、数字经济的产业基石，是集成电路产业的战略据地，为整体IC产业带来电路设计的提质增效、可行合理与效果最优。而企业在发展EDA工具时，需在人才、技术、资金和生态进行多线持续投入。值得注意的是，并购目的为帮助企业补充有限短板，并不能成为公司技术根基的来源，中国EDA企业需具备完全自主可控的技术架构和核心技术，同时加强IC产业链合作，成为IC设计厂商与晶圆代工厂的纽带，建立国产自主可控的IC产业生态圈。

基于半导体IC产业链制造与封测环节，作为上游支撑的半导体材料同样可被分为制造材料与封装材料两类。从半导体材料规模分布来看，半导体制造材料占据较大市场规模，且占比处于持续走高趋势；从技术壁垒与生产难度来看，半导体制造环节对材料同样具备更高要求。

以IC设计图与晶圆为基础，产品进入IC制造环节，包括氧化、涂胶、光刻等一系列步骤，在各步骤中对应相应半导体制造设备；同样，在IC制造环节后，内嵌集成电路尚未切割的晶圆片会进入IC封测环节，包括磨片、切割、贴片等一系列步骤，在各步骤中也同样对应相应半导体封装设备与半导体测试设备，最终得到芯片成品，总体半导体设备全景图如下所示。

半导体IC产业链中游为整体半导体IC产业的核心部分，可分为设计、制造和封测三个环节：

➢ 产业链模式：主要分为垂直整合制造模式、垂直分工模式与轻晶圆厂模式，现中国产业链多为垂直分工模式，此外新型CIDM模式被提出并推广。

➢ IC设计环节：IC设计为IC制造提供物理版图，中国IC设计产业近年来持续增长，企业数量与销售规模双增显著，但主要聚焦于中低端产品，高端技术产品仍待技术突破。

➢ IC制造环节：IC制造厂商为IC设计厂商提供晶圆代工服务，具备资金、人才与技术的高壁垒，产业环节马太效应明显，全球及中国市场格局高度集中。

➢ IC封测环节：IC封测厂商为IC设计厂商提供封装测试服务，相较于设计环节与制造环节，技术含量稍低，但先进封装技术的演进发展带来封测产业环节的价值提升。中国大陆企业早期以封测为入口进军，现已迈入发展成熟期。

集成电路行业在中游产业链经营模式上主要分为垂直整合制造（IDM）模式、垂直分工模式与轻晶圆厂（Fab-lite）模式。早期，集成电路产业以IDM模式为主，由IC企业自行设计、并将自行生产加工、封装、测试后的成品进行销售。

不同半导体IC产业链模式各有优劣势。在全球视角来看，因早期IDM企业的资源聚集优势，全球半导体龙头有诸多IDM厂商，如三星(Samsung)、英特尔(Intel)、德州仪器(TI)、东芝(Toshiba)、意法半导体(ST)等。而在中国市场，半导体IC产业链多为垂直分工模式。经不完全口径统计，目前中国IDM企业在15家左右，且集中分布在功率半导体与分立器件领域。

IC设计的核心目的是把集成电路在系统、逻辑与性能的设计转化为具体的物理版图，后续将物理版图提供给IC制造厂商，打造实体集成电路产品。因此，IC设计环节可被誉为集成电路产业链环节的灵感源泉。IC设计环节可分为前端设计（逻辑设计）与后端设计（物理设计），从流程上来看，前端设计可得到集成电路的门级网表电路，后端设计则与工艺相关，经最终版图验证后即可得到需交付给IC制造厂商的物理版图。

纵观IC芯片整体产业链，中上游为芯片生产制造能力核心。若以下游为切入点，地方政府需在芯片下游应用领域有着得天独厚的产业集群优势，或者超强的客户分销能力。而对于上中游来说，与IC设计相关的产业链环节对当地智库资源要求较高，在中国地方较难协调。

➢ 销售模式：芯片原厂将成品芯片流向下游的销售模式可分为直销模式与经销模式两种。直销模式为直接与模组厂或下游客户等签订订单；分销模式则会根据与经销商签订的销售合同（订单）将相关产品交付给分销商，而后分销商或通过贸易商进行再度流通，或直接交付给模组厂与下游客户。原厂销售模式会根据企业发展进行动态调整。

➢ 下游需求：半导体IC下游应用领域广泛，包括传统的通信（包括手机）、计算机、消费电子、汽车电子、工业控制和医疗等领域，以及新兴的人工智能、云计算、智能汽车、智能家居、物联网等领域。通信与PC电子是过去及当前半导体IC下游需求的基本盘，新兴应用是IC未来持续增长的主要驱动力。

原厂，即Fabless企业与IDM企业，在获得封装测试好的成品后，将成品流向下游的销售模式可分为直销模式与经销模式两种。直销模式为直接与模组厂或下游客户等签订订单，与客户建立起良好贸易关系；分销模式则会根据与经销商签订的销售合同（订单）将相关产品交付给分销商，而后分销商或通过贸易商进行再度流通，或直接交付给模组厂与下游客户。

近年来，随着人们迈入5G时代，万物互联、智慧生活等概念兴起，数据、信息爆发式增长，数字化、自动化、智能化需求浪潮迭起。以人工智能、云计算、智能汽车、智能家居、物联网等为代表的新兴产业蓬勃发展，催生出许多新的半导体IC应用需求，如AI芯片、HPC芯片、汽车MCU等，这些创新应用将成为未来半导体IC行业长效发展的主要驱动力。

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