記得在2016中國(深圳)集成電路創新應用高峰論壇上，中國半導體行業協會IC設計分會理事長、清華大學微納電子學系教授魏少軍指出，中國大陸芯片設計業持續高速增長，2000年~2015年復合增長率達45.68%，今年第一季度增長率為26.1%。

 

    另據市場研究機構ICInsights的數據顯示，2015年世界十大芯片設計公司中，中國的海思和展訊位居第6和第10位，分別是38.3億美元和 18.8億美元。根據中國半導體行業協會設計分會的數據，海思和展訊占據前兩名，第三至第五名分別是中興微電子、華大半導體、大唐半導體。

 

    如果再計算中國前年收購的海外上市企業落地所包含的產值，今年增長率將肯定超過25%，預計將達到1600-1650億元人民幣，位居全球第二。

 

    魏少軍也指出，盡管2015年中國芯片設計業全球占比22.9%，但從細分產品來看并不理想。通信芯片設計領域一枝獨秀，從100億增長到600 億，5年增長6倍。但是其他領域，包括計算機、多媒體、導航、模擬、功率、消費類等產業規模增長非常緩慢。如果刨除通信業增長，中國芯片設計業5年來幾乎沒有增長。

 

    下面，來看看中國半導體行業上下游產業鏈

 

    設備和材料是半導體產業的上游核心：集成電路占半導體總市場的八成，是半導體的主要構成部分。美國半導體產業協會(SIA)最新發布的數據顯示，2015年全球半導體市場規模為3，352 億美元，比2014 年略減0.2%。

 

    半導體可以分為四類產品，分別是集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器。其中規模最大的是集成電路，達到2，753 億美元，占半導體市場的81%。由于半導體產品中大部分是集成電路，因此二者常常被混為一談，在此特別說明二者的異同，以免混淆。

 

    半導體設備和材料處于IC 產業的上游，為IC 產品的生產提供必要的工具和原料。當前IC 產業的商業模式可以簡單描述為，IC 設計公司根據下游客戶(系統廠商)的需求設計芯片，然后交給晶圓代工廠進行制造，之后再由封裝測試廠進行封裝測試，最后將性能良好的IC 產品出售給系統廠商。

 

    IC 設計、晶圓制造、封裝測試是IC 產業的核心環節，除此之外，IC 設計公司需要從IP/EDA 公司購買相應的IP 和EDA 工具，而IC 制造和封裝測試公司需要從設備和材料供應商購買相應的半導體設備和材料化學品。因此，在核心環節之外，集成電路產業鏈中還需要IP/EDA、半導體設備、 材料化學品等上游供應商。

 

    半導體生產工藝復雜

 

    集成電路產業按照摩爾定律持續發展，制程節點不斷縮小，今年將量產10 納米。摩爾定律是由英特爾(Intel)創始人之一戈登摩爾(Gordon Moore)于1965 年提出來的。

 

    其內容為：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24 個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。幾十年來，集成電路產業沿著摩爾定律發展，1971年集成電路的制程節點是10 微米(百分之一毫米)，今年臺積電將開始量產10 納米(十萬分之一毫米)，技術節點縮小到千分之一，意味著晶體管面積縮小百萬分之一。

 

    82平方毫米的集成電路產品中有超過十億顆晶體管，制造工藝極其復雜。英特爾在2015 年CES 展會上發布的第五代酷睿處理器系列，采用14nm 3D 三柵極晶體管技術打造，U 系列核心面積相比采用22nm 3D 三柵極集體管技術的第四代酷睿U 系列處理器縮小了37%，但所集成的晶體管數量提升了35%，達到13 億個!

 

    半導體設備和材料規模合計超800 億美元

 

    從全球范圍看，美國、日本、荷蘭是世界半導體裝備制造的三大強國，全球知名的半導體設備制造商主要集中在上述國家。

 

    根據SEMI 的統計，2014 年全球半導體設備市場規模為375 億美元，前十大半導體設備廠商的銷售額為351 億美元，市場占有率高達93.6%，行業處于寡頭壟斷局面。前十大半導體設備生產商中，有美國企業4 家，日本企業5 家，荷蘭企業1 家。

 

    其中美國的應用材料公司以79.4 億美元的銷售額位居全球第一，全球設備市場市占率21.2%;荷蘭阿斯麥(ASML)公司以75.5 億美元的銷售額位居全球第二，全球設備市場市占率20.1%;日本的東京電子(TEL)銷售額為55.4 億美元，位列第三，全球設備市場市占率14.8%。

 

    中國電子專用設備工業協會統計顯示，2014 年我國半導體設備行業35 家主要制造商共完成40.53 億元銷售收入，同比增長34.5%;實現利潤8.48 億元，同比增長13.8%;出口交貨值4.41 億元，同比增長50.5%;2015 年銷售收入達到50 億元左右，同比增長25%。預計今年全球銷售有望突破800 億美元。

 

    半導體行業材料種類越來越多

 

    隨著半導體器件結構的變化和半導體制程復雜程度的提高，在半導體產業采用的化學元素越來越多。在1985年，化學元素周期表中只有11 種元素用于半導體行業。而到了2015 年，半導體行業使用的化學元素種類達到49 種。除了材料種類的增多，半導體材料也隨著半導體制程的進步而不斷發展。

 

    硅是目前最重要的半導體材料，全球95%以上的半導體芯片和器件是用硅片作為基底功能材料而生產出來的。在可預見的未來，還沒有其它材料(如石墨 烯等)可以替代硅的地位。在1960 年時期就有了0.75 英寸(約20mm)左右的單晶硅片。在1965 年左右Gordon Moore 提出摩爾定律時，還是以分立器件為主的晶體管。

 

    然后開始使用少量的1.25 英寸小硅片，進而集成電路用的1.5 英寸硅片更是需求大增。之后，經過2 英寸，3 英寸， 1975 年4 英寸登場開始在全球普及，接下來5 英寸，6 英寸，8 英寸，然后從2001 年開始進入12 英寸。預計在2020 年左右，18 英寸(450mm)的硅片將開始投入使用。
 

    此外，還出現了新的硅材料——SOI(Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅)，SOI技術是在頂層硅和背襯底之間引入了一層埋氧化層。

 

    SOI 材料具有以下突出優點：1、低功耗;2、低開啟電壓;3、高速;4、提高集成度;5、與現有集成電路完全兼容且減少工藝程序;6、耐高溫;7、抗輻照等。 基于SOI 結構上的器件在本質上可以減小結電容和漏電流，提高開關速度，降低功耗，實現高速、低功耗運行。作為下一代硅基集成電路技術，SOI 廣泛應用于微電子的大多數領域，同時還在光電子、MEMS 等其它領域得到應用。

 

    最后，再談一下中國半導體市場八個預測

 

    日前，國內半導體市場研究調查機構公開了2016年中國半導體產業十大預測。從長遠來看，中國的半導體產業將蓬勃發展，中國產業的崛是必然。

 

    1、中國存儲器起航，與存儲器相關的產業投資將會增多。

 

    2、紫光除在封裝和存儲等領域繼續布局外，2016年紫光的壓力和挑戰將會更大，運作也會更加務實。

 

    3、國際并購放緩，中國資本無論成功案例還是并購數額將會有大幅度下降，受阻甚至失敗的案例會不止一次發生。

 

    4、半導體產業技術將會繼續突破：集成電路設計業技術和產值再創新高，

 

    5、國內資本運作活躍，直接上市、借殼上市的企業將會是資本運作的主線，預估會有4-8家企業實現上市。

 

    6、企業發展相對艱難，虧損、裁員、被并購現象將會增多，部分大公司銷售額下降，虧損加大，部分小公司將出現生存問題。

 

    7、國內產業并購、產業外企業對半導體投資將會增多，國內企業之間的并購、產業外企業對半導體企業的投資并購將會增多。

 

    8、中小地方政府會半導體投資項目增多，眾多二三小公司與中小地方政府的合作案例將會增多;其中眾多8寸廠、封測廠等項目會成為熱點。