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集成电路是芯片吗?集成电路行业的现状和前景 2020年集成电路行业发展趋势

  • 2020年3月25日 GuoMeng来源:互联网 762 46
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很多人总是把集成电路说成是芯片,那么这两者究竟有何关系?简单说集成电路就是把电路集成在一块芯片里面。

集成电路是芯片吗

很多人总是把集成电路说成是芯片,那么这两者究竟有何关系?简单说集成电路就是把电路集成在一块芯片里面。芯片是集成电路一种简称,其实芯片一词的真正含义是指集成电路封装内部的一点点大的半导体芯片,也就是管芯。严格讲芯片和集成电路不能互换。

集成电路是什么

集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

集成电路特点

集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。

集成电路行业的现状和前景

集成电路产业作为信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,是培育发展战略性新兴产业、推动信息化和工业化深度融合的基础,是保障国家信息安全的重要支撑,其产业能力决定了各应用领域的发展水平,并已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。2018年两会的《政府工作报告》论述中,把推动集成电路产业发展放在实体经济发展的首位强调,凸显出在中国制造大投入、大发展、大跨越的趋势下集成电路产业的重要性和先导性。

集成电路材料对集成电路制造业安全可靠发展以及持续技术创新起到至关重要的支撑作用。衬底材料按照演进过程可分为三代:以硅、锗等元素半导体材料为代表的第一代,奠定微电子产业基础;以砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)等化合物材料为代表的第二代,奠定信息产业基础;以及以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)等宽禁带半导体材料为代表的第三代,支撑战略性新兴产业的发展。

中国半导体集成电路行业前景分析

全球半导体协会SIA日前发布了2019年全球半导体市场报告,全年营收4121亿美元,下滑了12%,主要是存储芯片下滑了32.6%。

根据SIA的数据,2019年12月份全球半导体销售额为361亿美元,同比下滑了5.5%,其中美国市场营收74.9亿美元,同比下滑了10.8%;欧洲市场营收32亿美元,下滑了7.6%,日本市场营收30.4亿美元,同比下滑了8.3%,中国市场营收128.1亿美元,同比增长了0.8%,亚太其他地区营收95.6亿美元,同比下滑了7.5%。

中国市场的半导体销售占了全球的1/3,是份额最大的,相当于美国、欧盟及日本的总和,不过这主要是因为中国是全球制造的中心,尤其是电脑、手机产量第一,消耗了最多的芯片。

2019年全球半导体市场营收4121亿美元,其中占比最多的是存储芯片,但下滑也是最厉害的,平均销售额下滑了32.6%(均价下滑严重但容量出货增长),其中内存销售额下滑了37.1%,闪存销售额下滑了25.9%。微处理器去年的销售额是664亿美元,占比第三,而广电产品则是去年的亮点,销售额增加了9.3%。

随着2013年以来全球经济的逐步复苏,PC、手机、液晶电视等消费类电子产品需求不断增加,同时在以物联网、可穿戴设备、云计算、大数据、新能源、医疗电子和安防电子等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下,2013年全球半导体产业恢复增长,增速达4.8%。2014年全球半导体销售市场继续保持增长态势,增速达9.9%,销售规模达3,358.43亿美元,未来两年全球半导体市场规模将呈稳步增长趋势,2017年全球半导体市场规模将增长至3,464.50亿美元。

图表:2011-2016年全球集成电路市场规模及增速

数据来源:WSTS、中研普华数据整理

目前,全球集成电路市场主要由美国、欧洲、日本、韩国及中国台湾的企业所占据,2016年世界前20集成电路厂商中,8家为美国企业、3家为欧洲企业、3家为日本企业、3家为中国台湾企业、2家为韩国企业、1家为新加坡企业。

图表:集成电路全球消费地区占比

数据来源:WSTS、中研普华数据整理

作为半导体行业的核心部分,集成电路在近半个世纪里获得快速发展。早期的集成电路企业以IDM(IntegratedDeviceManufacturing)模式为主,IDM模式也称为垂直集成模式,即IC制造商(IDM)自行设计、并将自行生产加工、封装、测试后的成品芯片销售。随着加工技术的日益成熟和标准化程度的不断提高,集成电路产业链开始向专业化分工方向发展,逐步形成了独立的芯片设计企业(Fabless)、晶圆制造代工企业(Foundry)、封装测试企业(Package&TestingHouse),并形成了新的产业模式——垂直分工模式,在该模式下,设计、制造和封装测试分离成集成电路产业链中的独立一环。从全球产业链分布而言,芯片设计、晶圆制造和封装测试的收入约占产业链整体销售收入的27%、51%和22%。

目前虽然全球半导体前20大厂商中大部分仍为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,但由于近年来半导体技术研发成本以及晶圆生产线投资成本呈指数级上扬,更多的IDM厂商开始采用轻晶圆制造(Fab-lite)模式,即将晶圆委托晶圆制造代工企业厂商制造,甚至直接变成独立的芯片设计企业,如超微(AMD)、恩智浦(NXP)和瑞萨(Renesas)等,垂直分工已成为半导体行业经营模式的发展方向。

2020年集成电路行业发展趋势

我国已连续多年成为全球最大的集成电路市场,但产业自给率相对较低,在多个环节中,本土企业在全球市场的市占率甚至接近空白。集成电路已连续五年成为我国最大的单一进口商品,国产替代迫在眉睫。因此,2020年5G、人工智能、云计算、物联网等战略新兴产业的发展,不仅给本土企业带来了发展机遇,也对供应链各环节提出了挑战。

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