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华体会官网安全:半导体产业研究报告:方寸硅片上的无硝烟战争
时间: 2026-01-10 20:10:16 |   作者: 华体会官网安全
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  在方寸硅片上,一场没有硝烟的战争正愈演愈烈。当芯片从技术命题演变为地理政治学筹码,当一场全球性的“缺芯潮”暴露出供应链的脆弱性,半导体产业便不再仅仅是科技竞争的角力场,更是大国博弈的核心棋盘。

  过去,“卡脖子”三个字如同悬在中国科技产业头顶的达摩克利斯之剑。从智能手机到超级计算机,从工业机床到智能汽车,高端芯片的对外高度依赖,曾是我们最深的隐痛。然而,压力之下,一场静默而坚定的“破局”行动早已全面展开。

  看现在,一条自主可控的国产芯片产业链正在快速崛起,不再是零星的“单点突破”,而是形成了“军团作战”的磅礴气势。从上游的“画笔”——华大九天等国产EDA工具,到精密如手术刀的中微公司刻蚀机、华海清科抛光机;从沪硅产业的大硅片到南大光电的先进光刻胶,我们正一寸寸夯实产业的“地基”。中芯国际、华虹半导体的产线上,一块块承载着自主设计的芯片正加速“出生”。长江存储的3D NAND闪存、长鑫存储的DRAM内存,正在改写全球存储格局;华为海思、龙芯中科们在设计与架构层,向计算核心发起冲锋;比亚迪半导体、斯达半导则将国产功率芯片牢牢嵌入全球新能源汽车的脉搏。

  这背后,是一场从“追赶”到“并跑”甚至局部“领跑”的战略转向。国家战略的坚定指引、长期资金市场的鼎力支持、市场应用的巨大牵引力,与无数科学技术人才的日夜攻关,共同构成了驱动产业向上攀登的合力。曾经遥不可及的“摩尔定律”极限,不再是唯一路径;在成熟制程的深度优化、先进封装的技术革新,以及第三代半导体等新材料的赛道上,中国芯片产业正开辟着属于自己的“超车弯道”。

  全球芯片竞争的终局远未到来,但能确定的是,世界半导体版图的重塑已然开始。国产芯片的异军突起,不单单是未解决“有没有”的问题,更是为了在未来的智能世界中,掌握“好不好”与“能不能”的定义权。这场突围战,关乎科技自立,更关乎未来国运。前方挑战依旧严峻,但自主创新的火种已经燎原,中国“芯”跳,正强劲而有力。

  据 Statista Market Insights 数据,2024 年全球半导体市场规模达到 6591 亿美元(同比+20.0%),2025 年将达到 7893 亿美元(同比+19.7%)。目前半导体市场大致上可以分为集成电路、人工智能芯片、光电器件、分立半导体、传感器与执行器。其中集成电路作为核心支柱,2024 年市场规模达 4872 亿美元,占比 73.9%;增速最快的产品是人工智能芯片,市场规模为 689 亿美元(同比+49.3%)。2024 年,全球半导体市场集成电路和AI芯片之外的别的产品市场规模达 1030 亿美元(同比+9.3%)。

  据 ASML 数据,2023 年全球半导体主要有以下应用领域:智能手机(19%)、个人电脑(17%)、服务器、数据中心及存储(15%)、汽车(15%)、工业电子(14%)、消费电子(11%)、有线 年服务器、数据中心及存储与智能手机领域的半导体应用占比或将出现上涨,占比分别达到 23%和 22%。

  Statista Market Insights 多个方面数据显示,2024 年中国半导体市场规模达到 1769 亿美元(同比+15.9%),预计到 2025 年将达到 2067 亿美元(同比+16.9%)。2024 年中国半导体市场规模大致上可以分为:集成电路(1393 亿美元)、光电器件(134 亿美元)、分立半导体(112 亿美元)、传感器与执行器(70 亿美元)、人工智能芯片(61 亿美元)。2024 年,集成电路是占比最大的半导体产品,市场占有率占比 78.7%;增速最快的产品是人工智能芯片,同比增速达 48.3%。

  1986-1999 年,受个人 PC 普及、互联网萌芽及亚太代工产能释放驱动,半导体产业规模从 1986 年 264 亿美元增加至 1999 年 1494 亿美元。

  2000-2010 年,先依靠网络通讯拉动网络芯片需求,后借助消费电子推动半导体产业规模从 2000 年 2044 亿美元提升至 2010 年 2983 亿美元。

  全球半导体制造的产业转移经历了美国→日本→韩国及中国台湾→中国大陆的三次区域迁移。

  美国→日本(1970s-1980s):1976 年 3 月,日本通产省(MITI)以日立、三菱、富士通、东芝、NEC 五大公司为主轴,联合电气技术实验室(EIL)、日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所,组建 VLSI 联合研发体,共同实施“超大规模集成电路研究计划”(VLSI)。该计划通过产学研协同突破了光刻机、晶圆制造等核心技术,推动日本半导体产业快速崛起:1985 年日本 DRAM 全球市占率突破80%,直接挤压美国存储芯片企业生存空间,迫使英特尔退出 DRAM 市场。全球半导体制造重心从技术发源地美国正式转移至日本。

  日本→韩国/中国台湾(1990s):1969 年韩国政府《电子工业振兴法》的出台和《电子工业振兴八年计划》的实施为半导体产业提供税收减免、研发补贴等政策支持。Samsung、LG 等企业致力于半导体产品的研发和生产。1994 年韩国 DRAM 市占率反超日本;1998 年亚洲金融危机后,日本企业收缩半导体业务,韩国正式取代日本成为全世界 DRAM 产业中心。

  与韩国聚焦存储不同,中国台湾地区通过晶圆代工模式实现差异化崛起。1976 年联电成立,1987 年台积电创立,开创了晶圆带动的全新模式。1999 年台积电成功突破0.18μm 工艺并实现规模化量产,凭借稳定的良率、灵活的产能调度和技术迭代速度,快速抢占全球晶圆代工市场占有率,奠定其全球代工龙头地位;联电同步跟进成熟工艺布局,一同推动中国台湾成为全世界半导体制造的核心枢纽。

  不同于前两次由美国主导的半导体产业转移,中国的半导体发展是以半导体产业链安全为目标的自主战略。我们将中国半导体产业高质量发展历史划分为三个阶段。

  2003-2013 年借加入 WTO 契机逐步萌芽,获得政策专项支持;2014 年后中国大基金三期项目的持续加码投入;2018 年后成为中美贸易战核心领域,美国多次升级管制措施。

  2024-2025 年,美国持续加码管制措施,新增将中国 140 家半导体企业及 54 家多领域实体纳入管制范围。

  半导体制造流程主要包含设计、制造、封测。制造环节以硅片为基底,通过扩散、离子注入、光刻、刻蚀等工序反复迭代构建电路;封测环节则通过减薄、切割、引线键合及电性测试,完成芯片的功能封装。半导体生产需依赖半导体材料与设备。

  主要包含三大核心环节:由 EDA(电子设计自动化)工具与 IP 授权构成的芯片设计支撑、半导体设备(涵盖光刻机、刻蚀机等制造关键设备)、半导体材料(包括硅片、光刻胶、特种气体等核心材料)。

  2023 年,华为EDA 团队聚合国内 EDA 产业力量,攻坚突破 14nm 以上工艺。

  半导体 IP 是芯片设计中预先验证的功能模块,可为芯片设计商提供现成的模块支持。借助 IP 授权,设计周期从 3-4 年缩短至 1.5-2 年,成本从 1-2 亿美元降至 0.1-0.5 亿美元。

  近年来,国产企业纷纷加码半导体 IP 领域。在处理器 IP 方面,芯原微电子、赛昉科技等努力提升自主处理器 IP 的性能与竞争力。接口 IP 领域,芯耀辉、中茵微电子等企业持续创新,力求打破海外厂商在高速接口 IP上的技术垄断;其他物理 IP 方面,芯耀辉、国奇科技、华大九天等企业也在推动国内半导体 IP 产业持续发展。

  2024 年中国海外进口额居前五的半导体设备分别是:光刻设备(107.24 亿美元)、薄膜设备(77.17 亿美元)、刻蚀剥离设备(64.29 亿美元)、检测设备(54.04 亿美元)、其他前道设备(47.38 亿美元)。

  当前中国半导体核心设备(如光刻、刻蚀等)仍高度依赖海外进口;从长期发展来看,中国仍需加快研发投入,推进核心设备的国产替代。

  制造材料:包括光刻胶、掩模版、溅射靶材,分别用于光刻、图形转移、薄膜形成等关键工艺;

  封装材料:有封装基板、键合丝、引线框架等,最大的作用是保护芯片和实现电气连接。

  2024 年半导体材料市场规模达 701 亿美元。2024 年全球半导体材料市场需求占比前五的国家和地区依次为:中国大陆(36.7%)、韩国(18.2%)、中国台湾(15.5%)、美国(12.0%)、日本(6.2%)。

  2024 年全球半导体材料价值量占比前六分别为:硅片(37%)、电子特气(13%)、光掩膜(13%)、CMP 材料(7%)、光刻胶(5%)和溅射靶材(3%),其他种类材料合计占比约 22%。

  从行业格局看,全球硅片行业长期被日本企业垄断。2024 年全球硅片市场占有率分别为:信越化学(27%)、日本胜高(24%)、环球晶圆(17%)、其他(32%)。

  半导体制造大致上可以分为 Fabless(半导体设计)、Foundry(半导体晶圆制造)、OSAT(半导体封测)三个核心环节。

  全球来看,美国 IDM 与 Fabless 较为均衡,欧洲和日韩以 IDM 模式为主,中国台湾和中国大陆目前以 Foundry 模式为主。

  半导体产业中的重要环节之一,2024 年全球晶圆代工市场规模达到 1375.5 亿美元,2020-2024 年期间的复合增长率为 15.4%。分区域来看,中国大陆 2024 年晶圆代工市场规模为 130.0亿美元,占全球市场占有率的 9.4%。

  全球晶圆代工市场呈现高度集中化格局。2025Q3 全球晶圆代工厂市场占有率前五的公司分别是 TSMC(71.0%)、Samsung(6.8%)、SMIC(5.1%)、UMC(4.2%)、Global Foundry(3.6%)。TSMC 凭借3nm/2nm 先进制程的垄断性技术,与 NVIDIA 等头部客户的深度绑定及全球顶级规模 的 12 英寸产能 ,形成绝对一马当先的优势;Samsung 虽率先布 局 3nmGAA 技术,但受良率瓶颈、IDM 模式下产能分配优先级问题及客户信任危机影响,份额相对有限。

  虽然摩尔定律接近物理极限,晶体管尺寸缩小带来的性能提升越来越有限,但先进制程仍是当前提升芯片性能的关键。先进封装作为先进制程的重要协同技术,能弥补制程迭代的边际不足,进一步释放芯片性能,一同推动芯片性能突破。因此看好先进封装的市场前景。

  先进封装领域以 IDM 模式的企业为主。2024 年,先进封装领域排名前五的企业依次为英特尔(18%)、安靠(15%)、日月光(15%)、台积电(14%)、索尼(10%)。

  它通常分为两大步骤:先在晶圆阶段进行 Chip Probing(晶圆测试),再在封装完成后执行 Final Test(芯片成品测试)。测试在确保芯片良率、控制成本、指导芯片设计及工艺改进等方面,起着至关重要的作用。

  全球封测市场主要由中国台湾地区主导。2023 年全球 TOP10 封测代工企业中,中国台湾有 5 家(日月光、力成科技、京元电、南茂科技、欣邦科技),市占率达到 37.9%。中国大陆封测产业在政策扶持与市场需求驱动下加快速度进行发展,长电科技、通富微电、华天科技、智路封测等已跻身全球前列。

  随着半导体技术的持续突破与新能源、5G 通信、高端算力等终端需求的升级,功率半导体材料正加速代际迭代。半导体材料包括硅、砷化镓、氮化镓、碳化硅。

  2024 年全球碳化硅衬底、外延市场规模分别为 92 亿元(同比+24.3%)、87 亿元(同比+8.7%)。2028 年全球功率碳化硅器件市场有望增长至近90 亿美元,2022-2028 年复合增长率为 31%。

  在全球碳化硅衬底/外延领域,国外厂商凭借先发优势与技术积累积极地推进 8英寸产品量产。美国的 Wolfspeed 计划 2025 年上半年在北卡罗来纳州新工厂开启 8 英寸碳化硅大规模量产。Resonac 规划 2025 年量产 8 英寸产品,借助在导体材料领域的深厚积累稳固技术优势。2022 年法国 Soitec 携手意法半导体共同开发 8 英寸碳化硅晶圆,新工厂于 2023 年下半年投入运营,有力促进欧洲产业链协同发展。

  2024 年全球氮化镓半导体器件市场规模约为 32.28 亿元(同比+83.4%),预计到 2028 年,市场规模将达到 501.4 亿元。

  全球氮化镓半导体器件应用领域分布广泛,最重要的包含消费电子、电动汽车、可再次生产的能源与工业、数据中心和其他领域

  英诺赛科成立于 2017 年,采用IDM制造模式,专注于氮化镓功率半导体业务的发展,是全球首家实现 8 英寸硅基氮化镓晶圆量产的企业。

  GPU(图形处理器)是处理图像与图形运算的协处理器,应用于个人电脑、工作站及智能手机、平板电脑等移动电子设备。GPU 以通用计算为核心,凭借高灵活性服务于 AI 模型训练阶段,代表产品英伟达 GB200 的 FP8 算力 5000TFLOPS,功耗 1400 W,内存 192 GB。

  TPU(张量处理器)是 Google 专为机器学习研发的定制化 ASIC 芯片,核心作用是加速神经网络的训练与推理过程。相较于通用计算的 GPU,TPU针对特定 AI 任务进行深度优化,具备更高的运行效率,可全方面覆盖模型训练与推理全流程。

  独立 GPU 应用于独立显卡且价值更高,伴随高端软件办公、游戏及电竞客户的真实需求提升,其需求占比持续增长。

  在数据中心的 AI 推理阶段,ASIC 重要性日益凸显。数据中心聚焦大规模数据的集中分析与存储,边缘计算则专注于解决实时性场景的算力需求,两者功能互补。在边缘计算中,芯片的选择直接影响数据处理的效率、延迟和能耗。

  数据中心的构成包括网络基础设施、服务器、存储,而服务器是数据中心的重要组成部分。加速服务器是服务器体系中的关键构成,通过集成 GPU、ASIC、FPGA 等专用加速芯片,明显提升 AI 训练/推理、高性能计算等场景的效率,已成为数据中心应对算力需求爆发的核心硬件。

  射频通信是一种通过射频信号进行信息传输的无线通信技术,大范围的应用于移动通信、卫星通信、雷达系统等领域。

  2022 年射频前端市场规模达 192 亿美元,预计 2028 年将超过 269 亿美元。

  国产射频厂商持续加码射频通信领域,卓胜微、唯捷创芯、慧智微为国内已上市的射频通信厂商。返回搜狐,查看更加多

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