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在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，EDA、制造、和關(guān)鍵設(shè)備如光刻機(jī)和世界先進(jìn)水平差距較大；設(shè)計(jì)方面，移動(dòng)處理器與國際先進(jìn)水平差距較小，桌面CPU，GPU等與國際差距明顯，部分細(xì)分領(lǐng)域也較為落后。封測領(lǐng)域走在世界前列。
存儲芯片的設(shè)計(jì)和制造也比較薄弱，但也不乏亮點(diǎn)，模擬芯片國內(nèi)發(fā)展的相對成熟，國產(chǎn)替代化正在加速！
EDA（Electronic Design Automation）
EDA領(lǐng)域三大巨頭，Synopsys、Cadence 和西門子旗下的 Mentor Graphics ，占了全球65%左右的份額，而在國內(nèi)這三家的份額更是占到了95%以上，可以說處于絕對的壟斷地位。
全球市場占有率
Synopsys（新思科技）
成立于1986年，總部位于美國硅谷，是全球排名第一的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA) 解決方案提供商。2018年，新思科技在EDA行業(yè)市場占有率在32.1%左右。
Synopsys的EDA軟件覆蓋了IC的整個(gè)流程，并且性能非常強(qiáng)大。
來源：新思官網(wǎng)
Cadence（楷登電子，也譯作鏗騰電子）
在1988年由SDA與ECAD兩家公司合并而成，總部位于美國加州圣何塞（San Jose）。Cadence產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，包括系統(tǒng)級設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證、集成電路綜合及布局布線、IC物理驗(yàn)證、模擬混合信號及射頻集成電路設(shè)計(jì)、全定制集成電路設(shè)計(jì)、PCCE設(shè)計(jì)和硬件仿真建模等。2018年Cadence在EDA全球占有率大概為22%
Mentor Graphics（明導(dǎo)國際，西門子旗下）
Mentor是全球著名的EDA工具廠商，提供芯片與系統(tǒng)開發(fā)所需的各種設(shè)計(jì)、仿真與制造工具，與Synopsys和Cadence并稱全球三大EDA公司。其2015年?duì)I收在12億美元左右，營運(yùn)利潤約為20.2%，現(xiàn)在全球有5700名員工。
Mentor 除EDA工具外，還具備非常多助力汽車電子廠商的產(chǎn)品，包括嵌入式軟件等。Mentor 的策略是在主業(yè)即EDA工具方面持續(xù)加強(qiáng)自主研發(fā)，每年30%的銷售收入作為科研經(jīng)費(fèi)投入。在EDA工具中，硬件仿真器以24%的速率保持超高速率成長。
2016 年 11 月，西門子公司以 45 億美元收購Mentor Graphics。
在國內(nèi)的EDA公司中，華大九天是目前國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)的EDA龍頭企業(yè)�？商峁┠M/數(shù)模混合IC設(shè)計(jì)全流程解決方案、數(shù)字SoC IC設(shè)計(jì)與優(yōu)化解決方案、晶圓制造專用EDA工具和平板顯示（FPD）設(shè)計(jì)全流程解決方案。但其在性能和先進(jìn)工藝的支持上，顯然無法和三大巨頭抗衡。
其余的EDA公司，芯華章，芯禾科技，廣立微，概倫電子，若貝，芯愿景等都只在某一環(huán)節(jié)做支持或者優(yōu)化，競爭力比較弱。
EDA企業(yè)的發(fā)展是和芯片設(shè)計(jì)公司相互依賴的，在技術(shù)的快速迭代中不斷修復(fù)EDA的bug以及提升性能，從而形成良性循環(huán)。而想短期內(nèi)靠大量的資金投入以及人才投入來改變國內(nèi)EDA現(xiàn)狀是比較困難的。
結(jié)合國內(nèi)EDA人才短缺以及EDA公司產(chǎn)品比較零散的現(xiàn)狀，未來加大在EDA人才方面的培養(yǎng)，以及EDA企業(yè)之間加強(qiáng)合作或者國內(nèi)EDA公司進(jìn)行整合，也許是將來發(fā)展出路。想要在國際擁有競爭力，首先腳踏實(shí)地攻克全流程的解決方案，再去逐步的縮小與國際的差距。EDA將來很可能會被卡脖子，所以不能掉以輕心。
芯片制造
在芯片制造方面，國內(nèi)最先進(jìn)的是中芯國際的14nm工藝，而三星和臺積電5nm已經(jīng)量產(chǎn)，差距在3代左右。
來源：國元證券、億歐整理
在制造工藝的關(guān)鍵設(shè)備光刻機(jī)方面，與國際先進(jìn)水平差距非常大。國內(nèi)最先進(jìn)的光刻機(jī)為上海微電子裝備（SMEE）的可制造90nm工藝制程的DUV（ArF 193nm光源）光刻機(jī)。
高端光刻機(jī)技術(shù)被荷蘭ASML公司壟斷，其最先進(jìn)的光刻機(jī)為光源波長13.5nm的極紫外光刻機(jī)（EUV）�？蓾M足5nm、3nm工藝的芯片制造。
IC設(shè)計(jì)
邏輯計(jì)算芯片
在移動(dòng)處理器設(shè)計(jì)方面，國內(nèi)最先進(jìn)的當(dāng)屬海思麒麟9000系列，在華為未被美國制裁的時(shí)候，麒麟芯片已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。和主流的蘋果A系列，高通驍龍還有三星的獵戶座可以掰一掰手腕。
紫光展銳也是一家值得關(guān)注的移動(dòng)端SoC設(shè)計(jì)公司，其虎賁處理器主要應(yīng)用在千元機(jī)上。
在桌面CPU領(lǐng)域，商用市場基本被Intel和AMD瓜分，在國內(nèi)最出名的大概是龍芯，主要應(yīng)用于國防軍事，航空航天等領(lǐng)域。
在GPU行業(yè)，我國擁有的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)還太少，目前基于國產(chǎn)GPU的應(yīng)用案例也寥寥。但近幾年國內(nèi)開始出現(xiàn)了一些GPU的初創(chuàng)公司，例如沐曦、壁仞，天數(shù)，景嘉微，摩爾線程等。
GPU在人工智能算力芯片需求穩(wěn)中有增、個(gè)人消費(fèi)市場持續(xù)火熱的大環(huán)境下，會吸引一些有經(jīng)濟(jì)實(shí)力、對GPU產(chǎn)品有需求的企業(yè)投入到這一市場中去。
我們也欣慰的看到，已經(jīng)有技術(shù)團(tuán)隊(duì)從世界各地的芯片公司回到中國大陸，組建新的公司開發(fā)國產(chǎn)GPU和GPGPU，他們豐富的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)將會加速這些產(chǎn)品的開發(fā)。通過沐曦集成電路、摩爾線程這樣新創(chuàng)公司頻繁獲得融資，不難發(fā)現(xiàn)一級市場對GPU行業(yè)也在持續(xù)給予資金和關(guān)注。綜合多方面的有利條件，我國GPU技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)駛?cè)肟燔嚨馈?/p>
而在MCU、MPU、DSP領(lǐng)域，主要市場份額依然被國外瓜分，目前國內(nèi)MCU企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展較好的有兆易創(chuàng)新、中穎電子、上海貝嶺。這部分芯片設(shè)計(jì)壁壘相對不是很高，國產(chǎn)替代廠商可以從這方面入手。
來源：ASPENCORE
存儲芯片
存儲芯片也是國內(nèi)薄弱的環(huán)節(jié)之一，除了在市場占有率5%左右的Flash閃存芯片中擁有少數(shù)企業(yè)布局之外，其他常見的存儲芯片基本都由三星、東芝、美光等老牌存儲芯片企業(yè)壟斷。
存儲芯片也分為不同的種類，詳細(xì)分類見下圖：
來源：億歐整理
Nor Flash存儲芯片
NOR Flash最早是由Intel公司于1988年開發(fā)出的，是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失性存儲器之一。
兆易創(chuàng)新在這一領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入世界前列，市場占有率世界第三。這家公 司業(yè)務(wù)布局覆蓋“存儲、控制、傳感”領(lǐng)域，主營產(chǎn)品為Nor Flash、 SLC Nand Flash、MCU和生物識別芯片。
武漢新芯提供從90nm 到45nm 的高性能NOR Flash 技術(shù)服務(wù)， 是全球技術(shù)領(lǐng)先的NOR Flash 制造商。武漢新芯是全球首家量產(chǎn)45nm NOR Flash 的制造商，單顆容量達(dá)到8Gb。
截至2018年底，武漢新芯NOR Flash 晶圓累計(jì)出貨量達(dá)78 萬片，覆蓋從消費(fèi)類到物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備乃至汽車、工控等NOR Flash 市場。
SMIC也有相關(guān)業(yè)務(wù)。
nand flash
1989年，東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu)。
長江存儲是國內(nèi)Nand Flash領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，其專注于3D Nand閃存設(shè)計(jì) 制造一體化的IDM芯片企業(yè)。
紫光集團(tuán)于2017年在南京投資興建了用于生產(chǎn)3D Nand Flash和DRAM 存儲芯片的工廠，這一工廠建成后，月產(chǎn)能也將達(dá)到十萬片量級。2020 年下半年開始的芯片短缺導(dǎo)致價(jià)格上漲，Nand Flash芯片由于需求的旺盛價(jià)格居高不下，在今年下半年，國內(nèi)外產(chǎn)能均提升的情況下會有一定 的轉(zhuǎn)變。
東芯半導(dǎo)體通過引進(jìn)韓國現(xiàn)有的成熟Nand Flash技術(shù)工藝及研發(fā)團(tuán)隊(duì)， 發(fā)展中小容量Nand、Nor、DRAM芯片業(yè)務(wù)，涵蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售。 東芯半導(dǎo)體2017年完成國內(nèi)首顆38nm工藝的2G容量SPI Nand芯片流 片，是一個(gè)突破。公司于2018年獲得未披露金額的A輪融資，2020年中 旬接受上市輔導(dǎo)，目前還在科創(chuàng)板IPO進(jìn)程當(dāng)中。
DRAM
DRAM (Dynamic RAM)即動(dòng)態(tài)RAM，是RAM家族中最大的成員，通常所講的RAM即指DRAM。主要用來做電腦或者手機(jī)的內(nèi)存，如DDR，LPDDR等。
長鑫存儲坐落于合肥，是一家專注于DRAM領(lǐng)域的集設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體 的IDM公司。目前已建成第一座12英寸晶圓廠并投產(chǎn)DDR4芯片，并在 盡力推動(dòng)DDR5代芯片的量產(chǎn)。
矽成半導(dǎo)體（ISSI）從納斯達(dá)克退市后被國內(nèi)芯片企業(yè)北京君正收購，公 司業(yè)務(wù)涉及DRAM、Flash、LED驅(qū)動(dòng)芯片的設(shè)計(jì)，應(yīng)用于通信設(shè)備、汽 車和工業(yè)控制領(lǐng)域。2021年，矽成半導(dǎo)體在行業(yè)巨頭的壓力和內(nèi)部管理 經(jīng)營不善的雙重作用下，業(yè)績出現(xiàn)波動(dòng)。
從億歐調(diào)研的數(shù)據(jù)來看，國內(nèi)的市場占比依然很少，大量的需求不得不從國外進(jìn)口。
模擬芯片
國內(nèi)的模擬芯片這幾年發(fā)展的有聲有色。包括5G物聯(lián)網(wǎng)，WI-FI芯片，藍(lán)牙芯片，射頻芯片，信號鏈芯片，隔離接口芯片，電源管理芯片，傳感器等。
從發(fā)展趨勢來看，模擬芯片相對CPU，GPU門檻較低，國產(chǎn)替代化進(jìn)程較快，同時(shí)也比較受資本青睞。
封測領(lǐng)域
ATE方面，國內(nèi)市場上80%以上的份額被泰瑞達(dá)（Teradyne）和愛德萬（Advantest）瓜分。這兩家公司產(chǎn)品線非常廣，覆蓋了數(shù)字芯片，模擬芯片，SoC芯片以及分立器件的測試。由于ATE設(shè)備更新?lián)Q代較慢，這兩家擁有深厚技術(shù)沉淀的公司可以說充分享受著龐大市場帶來的利潤。
來源：賽迪顧問，廣發(fā)證券
國內(nèi)目前主要的測試設(shè)備商包括華峰測控、長川科技、武漢精鴻等。其中在模擬測試機(jī)領(lǐng)域，國內(nèi)包括華峰測控、長川科技已經(jīng)占據(jù)國內(nèi)相當(dāng)一部分市場份額，在存儲測試機(jī)領(lǐng)域，武漢精鴻已經(jīng)取得長江存儲訂單，在SoC測試機(jī)領(lǐng)域，包括華峰測控等已經(jīng)在積極布局。
封測在芯片整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈相對簡單，注意只是相對，也是國內(nèi)優(yōu)先發(fā)展的方向，目前國內(nèi)在封測領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。大陸的封測廠主要有以下幾家：
1、長電科技
長電科技是全球第3大封測企業(yè)，市占率全國第一。長電科技并購星科金朋成為全球市占率13%的第三大封測企業(yè)。
其擁有有江陰基地、滁州廠、宿遷廠與長電先進(jìn)四個(gè)生產(chǎn)基地。同時(shí)有子公司星科金朋與長電韓國。
2、晶方科技
晶方是豪威科技、Sony、格科微電子、海力士、匯頂科技等的封測商。最近發(fā)展勢頭良好，值得關(guān)注。
3、華天科技
華天科技的封裝能力和銷售收入均位列我國同行業(yè)上市公司第二位。
人才市場
國內(nèi)半導(dǎo)體人才缺口很大，各企業(yè)搶人的態(tài)勢也愈發(fā)明顯。EE科班畢業(yè)的學(xué)生更是各家公司的香餑餑。IC設(shè)計(jì)這個(gè)曾經(jīng)高門檻的職位，在火熱的市場面前也降低了門檻，因?yàn)檎腥耸钦娴碾y。
在此背景下，物理，材料，通信，化學(xué)，機(jī)械等理工科專業(yè)的紛紛轉(zhuǎn)行半導(dǎo)體行業(yè)，F(xiàn)ab長等工藝職位也紛紛轉(zhuǎn)行做設(shè)計(jì)。而IC設(shè)計(jì)所涉及到的知識又紛繁復(fù)雜，深且廣，而培訓(xùn)班則成為了轉(zhuǎn)行的一個(gè)跳板。路科驗(yàn)證創(chuàng)始人路桑給我透漏，僅2021春季驗(yàn)證班，報(bào)名的同學(xué)就近200人。市場的火爆程度可見一斑。
總結(jié)
過去幾十年，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)屬于分工模式，而在美國對中國公司發(fā)起制裁之后，擁有完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈對一個(gè)國家來說變得至關(guān)重要！韓國擬計(jì)劃在未來十年投資4500億美元投資半導(dǎo)體，而歐盟17國也簽署聲明，聯(lián)合發(fā)展半導(dǎo)體�？梢哉f在國際半導(dǎo)體行業(yè)態(tài)勢動(dòng)蕩的情況下，夯實(shí)自己的產(chǎn)業(yè)鏈，不被卡脖子才是當(dāng)務(wù)之急。半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展不是一蹴而就的，而是要一步一個(gè)腳印，我們在封測領(lǐng)域的成功或許可以給其他環(huán)節(jié)提供借鑒意義。
