续A股半导体全景及再回顾（一）

03

芯片设计

[1]行业现状、概况及定位

芯片设计和晶圆制造是半导体产业链的核心环节。

芯片设计位于产业链上游顶端，从一开始就影响着芯片的功能、性能和成本，因此对企业的研发强度要求极高，该环节的研发投入占整个半导体研发的53%，是典型的人才、智力密集型行业。

不过这也带来了高附加值的好处，轻资产模式使得行业整体毛利率在30%以上，是产业链中利润最高的环节，而一旦掌握核心底层架构技术，后续专利费用有可能达到设计成本的50%以上。

芯片设计流程主要可以分为前端设计和后端设计，前端设计又叫逻辑设计，主要设计芯片的功能，后端设计又叫物理设计，主要设计芯片的工艺流程。

业务划分模式又可以分为IDM模式与Fabless模式，即垂直整合模式与无晶圆厂模式，前者指半导体厂商从芯片设计到芯片制造全部由自己完成，前期投入较大但能独立掌控产业链，代表公司如英特尔、英飞凌等；

后者意味着自己从事芯片设计工作，晶圆制造交给台积电等代工厂，资产较轻但容易受制于人，随着规模效应的扩大，Fabless模式越来越主流，代表公司如英伟达、高通、中国顶尖科技企业等，今年一季度，全球前十五大半导体公司中，营收增幅最高的四家AMD（15%）、联发科（93%）、高通（90%）、英伟达（55%）均采用Fabless模式。

上文我们所知，中国的芯片设计商在全球的份额仅为个位数，与美国不在一个水平上。中国顶尖科技企业海思虽然是一家优秀的芯片设计公司，但可惜大陆晶圆制造业落后太多，海思依然被扼住咽喉，损失惨重。

[2] 领先公司简析

紫光微电子： 是国内集成电路设计规模最大、龙头的上市公司之一，子公司国微电子产品线齐全、技术实力雄厚，是国内专用IC龙头企业；子公司紫光同芯是国产智能卡芯片龙头，市场渗透率进一步提升；子公司紫光同创是国产FPGA龙头，其产品性能已达到行业前千万门级别，打破了海外寡头垄断，未来有望在FPGA国产化进程中实现快速增长。

兆易创新： 国内闪存芯片存储器和MCU微控制器设计双领先，目前为全球第一的无晶圆厂NOR Flash供应商，在SPI NOR Flash领域全球第三的市场份额。NOR Flash产品，基于成熟的1nm工艺平台，公司针对新的市场应用，物联网、汽车应用、工业控制等领域持续推出有竞争力的产品；在MCU微控制器市场，3年销售额将接近55亿颗。

联合微： 国内射频芯片龙头，深耕射频前端领域，在国内射频前端领域具有领先优势，是国内为数不多对标国际领先公司的射频器件提供商。

将会分享： 国内图像传感器设计龙头，2019年成功收购豪威、思必克两家图像传感器CIS设计公司，设计业务营收超过全球第十大芯片设计上市公司。并加大在分立器件、射频IC、模拟IC等领域的研发力度，形成以CIS业务为核心、多产品线协调发展的业务布局。

闻泰科技： 被斥资18.1亿收购的Nexperia是全球功率半导体的领导者，产品主要在消费电子和汽车领域，主要产品为逻辑器件、分立器件和MOSFET器件，是一家集设计、制造、封装、测试于一体的半导体跨国公司，三大业务均处于全球领先地位，其中逻辑器件排名第二，二极管和晶体管排名第一，车用功率MOSFET排名第二。

北京君正： 收购全球汽车DRAM内存芯片市场占有率15%的北京思成，成为国内稀缺的汽车内存芯片龙头企业。

新清洁能源： 国内领先的MOSFET企业，已建成自主研发的IGBT封装测试产线，产品进入CATL、中兴、飞利浦等多家国内外龙头厂商的供应链，是国内少数掌握高端功率器件核心技术的厂商之一。未来将致力于打造第三代半导体功率器件平台，积极发展新能源汽车用功率半导体。

富瀚微： 安全芯片设计龙头。海思受美国制裁，被动退出市场，公司在下游客户供应链切换过程中抓住机会，实现海思产品80%替代，2020年公司在安全前端ISP芯片领域的市场份额将达到60%-70%。

景峰明苑： 中国首家实现LED照明驱动芯片国产化的芯片公司，出货量位居全球第一。掌握了LED照明驱动芯片设计关键技术，推出LED照明驱动整体解决方案，突破了国外芯片公司对LED照明驱动芯片的垄断。

盛邦有限公司： 国内模拟芯片龙头，模拟芯片两大产品线均为电源管理芯片和信号链模拟芯片，双轮驱动，受益于5G、工业驱动、人工智能和汽车升级。

西里普： 国内信号链模拟芯片龙头企业，综合性能达到国际水平。同时以信号链模拟芯片为主，逐步拓展到电源管理模拟芯片。

乐鑫科技： 全球领先的物联网WIFI-MCU芯片公司，拥有全球最大的市场份额，一流的硬件芯片成本控制能力，以及完整的软件开发生态系统。

瑞芯微（Rockchip）： 多场景SoC提供商，布局平板、消费电子、OTT、支付、云计算、安全等领域，专注于电源管理，自主研发的电源性能及可靠性指标处于市场领先水平。

04

晶圆制造

[1]行业现状、概况及定位

晶圆制造是半导体产业最关键的核心环节，占有最大的市场份额，在研发投入上占整个半导体产业的13%，但资本投入却占到64%，先进制程有500多道工序，是典型的资本密集型产业。

中国大陆目前占全球晶圆制造产能16%，预期在全球晶圆代工产业逐渐转移至中国大陆的趋势下，未来仍将持续成长，重点在于何时追上领先我国2-3代的世界先进技术。

产能最高的地区是中国台湾和韩国，占比超过一半，其中台积电和三星拥有最先进的技术。两家公司计划投资近20亿美元新建一座5纳米工艺晶圆厂。如此高昂的成本也构成了强大的技术和资金壁垒。

[2] 领先公司简析

中芯国际： 国内芯片代工厂无可争议的龙头，技术和规模国内第一，代表着国内集成电路替代的最先进制造水平，全球市场份额位居第四。成熟工艺需求旺盛，但卡在的先进工艺受到政治和企业博弈的制约，没有明显起色。

士兰微： 作为国内领先的功率半导体IDM厂商之一，公司已投产国内IDM厂商首条12英寸功率生产线，在功率半导体领域持续发力，坚定走IDM之路，已形成器件（主要包括功率半导体器件MOSFET、IGBT、二极管等）、集成电路（主要包括IPM、MCU、MEMS传感器、电源管理芯片、数字音视频电路等）、LED芯片、外延片等业务板块，是国内产品线最齐全的半导体IDM厂商。

华润微： 华润集团旗下高新技术企业，中国领先的功率半导体公司，国内领先的IDM制造商之一，最大的MOSFET供应商，是中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化运营能力的半导体公司。SiC和GaN研发生产进展顺利，SiC二极管已实现小批量供货，SiC-MOSFET产品研发接近尾声，产业化准备有序推进，GaN 6英寸和8英寸产品同步开发。

星光半导体： 国内车规级IGBT行业龙头企业，全球IGBT模块市场第七名。拟建设自有晶圆生产线，用于生产高压IGBT芯片及SiC芯片，项目达产后将形成年产360,000万片功率半导体芯片的产能，SiC模块产品已应用于宇通新能源客车核心电控系统中。

赛维电子： 2016年，赛微通过收购瑞典Silex获得全球领先的工艺IP，进入MEMS纯代工赛道，成为全球MEMS代工龙头。目前公司可生产微流体、微超声、微镜、光开关等多种器件。

05

封装测试

[1]行业现状、概况及定位

封测行业位于半导体产业链的末端，封测技术相对较低，价值量也较低，属于劳动密集型行业。

因此，中国凭借廉价劳动力的优势，通过资源整合和规模扩张，在封测领域已将全球份额提升至38%，是我国半导体产业国产化程度最高、与国外差距最小的环节。

[2] 领先公司简析

长电科技： 国内封测龙头，全球第三，在全系列封测领域拥有领先优势，业务覆盖高/中/低端全品类，能为客户提供从设计仿真到中后端封测、系统级封测的全流程解决方案。

通富微电子： 全球第五大封测厂商，聚焦重点客户策略，长期布局存储、微处理器等产品的先进封装技术。

华天科技： 全球第六大封测厂商，深耕封测领域数年，涵盖引线框架、基板、晶圆级三大类封测产品。

06

半导体材料

[1]行业现状、概况及定位

半导体制造工艺相当复杂，涉及的材料多达300种，因此半导体材料也是整个产业链中最细分的，很多都需要先进的工艺和设备才能生产，技术和资金壁垒较高。

硅片，即晶圆，占半导体材料价值的三分之一以上，是最重要的材料。前文对第一代、第二代、第三代半导体材料做了比较详细的探究，不再赘述。除了硅片，电子特殊气体、光掩模版、光刻胶、辅助材料等占比都在10%~15%之间，也是重要的半导体材料。

我国在全球半导体制造材料市场的份额为13%，略高于美国的11%，但还是老问题，主要集中在中低端。国产硅片以6英寸以下为主，8英寸以上依赖进口，电子特种气体、光刻胶等国产化率也不足20%，其他壁垒较高的材料如溅射靶材、CMP抛光液等也大多依赖进口。

[2] 领先公司简析

三安光电： 三安光电旗下三安集成在巩固LED芯片产销领先地位的基础上，承接化合物半导体业务，拥有GaAs、SiC、GaN、光通信、滤波器五大板块，主要应用于新能源汽车、光伏、储能、服务器电源、矿机电源等领域。

比亚迪： 比亚迪在第三代半导体材料SiC布局方面投入巨资，目前已成功研发出SiC MOSFET，旗下比亚迪半导体是全球首家、国内唯一一家实现SiC三相全桥模块在新能源汽车电机驱动控制器中批量应用的功率半导体公司。预计到2023年，比亚迪将在其电动汽车中全面采用SiC基车用硅基功率半导体替代硅基功率半导体。

中环股份有限公司： 光伏与半导体双轮驱动，主要是光伏硅片，但是半导体硅片产能增长很快，12寸20年产能在70,000万片/月，继续放量，产能有望突破600,000万片/月。

Leon Micro： 硅片体积虽小，但具备抛光片—外延片—功率器件一体化的优势，毛利率可达40%以上。

台大光电子： 深耕半导体材料，成功自主研发出国内首款通过客户认证的ArF光刻胶产品，实现了国产ArF光刻胶从零到一的重大突破。业务方面，改变原来单一的MO源业务格局，将MO源与ALD、CVD前驱体业务整合为先进前驱体业务，与电子特种气体、光刻胶及配套材料业务形成三大业务板块。

雅克科技： 国内半导体材料平台巨头，旗下业务包括半导体化学材料、电子特气、光刻胶等，产品覆盖半导体薄膜、光刻、沉积、刻蚀、清洗等核心环节。2020年收购LG化学彩色光刻胶，获得彩色光刻胶、TFT光刻胶等成熟技术和量产能力，有效填补国内彩色光刻胶生产的空白。

沃尔特·加斯: 公司研发的20种进口替代产品均已实现规模化生产，特气还通过了全球最大光刻机供应商ASML的产品认证，并供应中芯国际、华虹宏力等一线企业。

彤程新材：北京科华控股有限公司进军半导体光刻胶市场，北京科华是唯一进入全球光刻胶八强的中国光刻胶企业，也是国内销售额最高的光刻胶企业，并进入了中芯国际、长江存储、华虹半导体等国内厂商。

安吉科技： 国内抛光液领先企业，国内市场占有率达20%以上，仅次于卡博特。

鼎隆股份有限公司： 国内抛光垫龙头已成为长江存储的供应商，同时也持续加大对中芯国际的供货。

江华微： 国内湿电子化学品领军者，突破国外公司限制壁垒，逐步实现低端市场国产化。其超净高纯试剂、光刻胶配套试剂产品有能力为平板显示、半导体、光伏等领域提供全系列湿电子化学品。

江峰电子： 国内高纯溅射靶材行业领军企业，延伸横纵向产业链。目前90~7nm半导体芯片用钽、铜、钛、铝靶材均已实现量产。其中钽靶材已在台积电7nm芯片实现量产，5nm技术节点产品也已进入验证阶段。

07

半导体设备

[1]行业现状、概况及定位

除了材料之外，半导体产业链的运转还需要半导体设备的支持。

半导体设备主要包括硅片设备、热处理设备、光刻设备、刻蚀设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、抛光设备、清洗设备、测试设备等九大类，其总投资约占晶圆厂建设投资的75-80%，且大部分设备具有相当高的技术壁垒，几乎是我国实现自主可控半导体产业链道路上最关键的领域。

2020年，我国半导体设备国产化率仅为16%，营收规模最大的半导体设备企业北方华创在全球设备份额还不足1%，前路漫漫。

其中，光刻机是半导体生产设备中技术壁垒最高的设备，每一台都需要数百天的打磨，其功能光刻是晶圆制造的核心环节，设计好的电路图从光刻版转移到晶圆表面的光刻胶上，方便后续通过刻蚀、离子注入等工艺设计电路。因此，垄断光刻机领域的荷兰公司ASML在全球半导体行业中举足轻重，去年仅销售258台光刻机，营收却高达100多亿，真正的钱都难求。

我们国家如果要自主生产，不只是光刻机这一台，还牵扯到上千家供应商，现在制造它的设备和材料主要由美国、德国、日本和中国台湾提供，而美国是主要问题，所以说要打造一个庞大的产业链，在这么多高科技领域领先才能拿到一台光刻机。中芯国际之所以在先进制程上难以有进展，美国对中芯国际采购ASML EUV光刻机的阻挠起到了决定性的作用。

[2] 领先公司简析

北方华创：国产半导体设备绝对龙头，平台属性强。深耕芯片制造、刻蚀、薄膜沉积等领域近二十年，成为国内领先的高端半导体工艺设备及一站式解决方案供应商，客户涵盖中芯国际、华虹、三安光电、京东方等产业链龙头。

中国微电子公司： 国产介质刻蚀设备和MOCVD设备双领先，实施外延发展战略，介质刻蚀机已进入5nm工艺，技术接近国际一流水平。

精密电子： 检测设备龙头，实现半导体检测领域设备全覆盖。在半导体膜厚、存储器、驱动IC三大领域，未来有望随着半导体设备业务的放量，迎来第二波黄金增长。

华峰测控：测试机设备龙头，产品从模拟、混合信号测试设备拓展至SoC测试，技术接近国际一流水平，进入封测龙头供应链，毛利率达80%。

晶盛机电： 是国内晶体硅生长设备的领军企业，拥有国内高端市场第一大份额，在光伏、半导体硅片、蓝宝石、SiC等四大领域都有成熟布局，同时公司还延伸至切割、磨削、抛光、外延等生长后处理环节，成长为一体化晶体制造装备的领军企业。

新源微： 国内高端涂胶及显影设备的领跑者，成功打破国外厂商的垄断，是国内唯一能够提供中高端涂胶及显影设备的企业，下游客户涵盖国内大部分LED芯片制造企业及高端封装企业。

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