《集成电路行业概览》课件

集成电路行业概览集成电路（IC）是现代电子产业的基石，推动着我们日常使用的所有电子设备的发展本次演讲将带您深入了解这个高科技行业的方方面面，包括产业链构成、技术发展、市场格局以及未来趋势目录产业基础集成电路的定义、发展历程、行业结构及市场规模产业链分析设计、制造、封测环节及相关支撑产业详解全球竞争格局主要国家和企业分析，技术路线对比应用与趋势主要应用领域、挑战与机遇、未来发展方向什么是集成电路定义模拟集成电路集成电路（IC）是将大量的微型电子元器件（晶体管、电阻、电容等）集成在处理连续变化的信号，如音频放大器、传感器接口电路等它们能够将物理世界一块半导体晶片上，通过布线互连，构成的具有特定功能的微型电子器件它实的模拟信号转换为电子设备可处理的形式现了一块芯片承载一个系统的革命性飞跃数字集成电路混合信号集成电路处理离散的0和1二进制信号，如微处理器、存储器等数字IC是计算机和数字结合了模拟和数字电路功能，如模数转换器ADC、数模转换器DAC等这设备的核心，通过逻辑运算处理信息类芯片在现代电子设备中扮演着连接物理世界和数字世界的桥梁作用集成电路的发展历程1958年诞生1971年微处理器德州仪器的杰克·基尔比发明了第一个集成电路，几乎同时，罗伯英特尔推出4004处理器，这是第一个商用微处理器，含有2300个特·诺伊斯也独立开发出平面集成电路这一突破为电子工业的革命晶体管它开创了可编程计算的新时代，奠定了个人计算机发展的性发展奠定了基础基础12341965年摩尔定律2000年至今纳米时代英特尔联合创始人戈登·摩尔提出著名的摩尔定律集成电路上的集成电路进入纳米级制程，技术发展从微米μm进入纳米nm时晶体管数量大约每18-24个月翻一番，性能相应提升，成本降低这代如今，领先工艺已达3nm节点，单芯片集成超百亿晶体管，计一定律引导了半个多世纪的芯片发展路径算能力呈指数级增长行业整体结构上游设计芯片设计公司、IP核供应商、EDA工具提供商中游制造晶圆厂（Foundry）、IDM企业、设备材料供应商下游封装测试封测厂商、终端应用厂商全球集成电路产业链呈现明显的地域分布特点芯片设计主要集中在美国，公司如高通、英伟达、博通等处于领先地位；先进制造工艺以台湾（台积电）、韩国（三星）为主；日本在材料领域具有优势；荷兰ASML垄断高端光刻机市场；中国大陆则在封装测试环节具有较强实力市场规模与增长率市场区域分布亚太地区占全球市场60%以上北美地区•中国大陆全球最大单一市场，约占35%占全球市场约22%•美国芯片设计领域主导者•台湾地区制造业重镇，占10%•设计工具、IP核、高端处理器优势明显•日韩存储器与显示驱动芯片强势，占15%其他地区欧洲地区占全球市场约8%占全球市场约10%•中东、非洲、拉美新兴市场•德国、荷兰设备与汽车芯片优势•增长潜力巨大•工业与医疗应用领先历年销售额趋势行业发展阶段初创期（1958-1970）从第一个集成电路问世到小规模集成电路（SSI），集成度仅数十个晶体管以军工应用为主，成本高昂，应用场景有限这一时期奠定了产业基础，建立了基本制造工艺与设计理念成长期（1970-2000）集成度从中等规模（MSI）发展到超大规模集成电路（VLSI），晶体管数量达数百万级个人计算机、消费电子推动市场规模扩大，形成了芯片设计、制造分工体系日本、韩国、台湾等地区加入竞争，全球产业链初步形成新技术推动期（2000至今）特大规模集成电路（ULSI）时代，单芯片集成数十亿晶体管摩尔定律面临物理极限挑战，新材料、新结构、新架构不断涌现人工智能、物联网、5G等新应用持续创造需求，异构集成、Chiplet等技术路线并行发展产业链安全与本地化成为各国关注焦点全球市场竞争格局IC52%龙头企业市占率前十大集成电路企业合计市场份额

26.2%市场集中度提升龙头企业市占率五年增长幅度6年度并购案例2023年超10亿美元并购数量15%中国市场增速高于全球平均水平全球集成电路市场呈现寡头竞争格局，市场份额主要集中在少数几家领先企业手中按照业务模式划分，英特尔、三星等IDM企业占据上游优势；高通、英伟达等Fabless公司引领设计创新；台积电在晶圆代工领域处于绝对领先地位；日月光、长电科技等在封测市场占据重要位置产业链上游设计EDA工具IP核电子设计自动化EDA软件是芯片设计的知识产权核心IP Core是可重用的芯片功必备工具，用于电路设计、仿真验证和版能模块，大幅提高设计效率ARM提供的图绘制等环节市场由新思科技处理器IP几乎垄断了移动芯片市场；Synopsys、楷登电子Cadence、西Synopsys、Cadence提供接口IP；门子EDA三家公司垄断，合计占据全球市Imagination提供GPU IP；CEVA提供场份额超过70%DSP IP等IP授权已成为芯片设计生态中的重要一环芯片设计企业芯片设计企业负责芯片架构设计和功能实现，按照终端应用划分为多个细分领域代表企业包括高通（移动处理器）、英伟达（GPU）、AMD（CPU）、博通（网络芯片）、联发科（移动SoC）、瑞芯微（消费电子）等中国芯片设计公司如华为海思、紫光展锐近年来快速发展产业链中游制造晶圆制造流程晶圆制造是集成电路产业链中技术难度最高、资本密集度最大的环节从硅锭切片、氧化、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积到金属化，一个先进工艺的芯片需要经过上千道工序，生产周期长达3-4个月主要制造企业全球晶圆代工领域，台积电市场份额超过50%，三星位居第二，格芯、联电、中芯国际等紧随其后IDM厂商方面，英特尔、三星、美光、SK海力士等在各自领域占据重要地位这些企业均投入巨资扩充产能，新工厂投资动辄达百亿美元十二英寸晶圆主流化目前，先进制程主要采用直径为300毫米（12英寸）的硅晶圆作为基底，相比早期的200毫米（8英寸）晶圆，单片可生产的芯片数量提高了

2.25倍，显著提升生产效率虽然8英寸晶圆厂在特定领域仍有市场，但新建产能绝大多数采用12英寸标准产业链下游封装与测试晶圆切割焊线/绑定将晶圆切割成单个芯片Die连接芯片与引脚电性测试塑封/密封验证功能与性能用塑料或陶瓷材料保护芯片封装测试是集成电路生产的最后环节，负责将晶圆厂生产的芯片裸晶封装成可使用的成品，并进行功能和性能测试随着集成电路应用场景的多样化，封装形式也日益丰富，从传统的引脚插入式封装DIP发展到表面贴装SMT、球栅阵列BGA、倒装芯片Flip Chip、芯片级封装CSP等多种形式支撑产业材料与设备光刻机硅片化学品与气体光刻机是晶圆制造的核心设备，用于将高纯度单晶硅片是芯片的基础材料日光刻胶、蚀刻气体、抛光液等特种化学电路图形转移到硅晶圆上荷兰ASML本信越化学、SUMCO，德国品是芯片制造的必需材料日本JSR、公司垄断高端光刻机市场，尤其是极紫Siltronic，韩国SK Siltron，中国中环东京应化、美国陶氏化学、德国默克等外EUV光刻机，是实现5nm及以下工股份等是主要供应商12英寸高端硅片企业掌握核心技术，中国相关企业如北艺的关键装备日本尼康、佳能在成熟仍主要依赖进口，中国企业正加速追方华创、上海新阳等正在突破关键技制程光刻机领域仍有一定市场份额赶，但市场份额仍较低术，但高端材料国产化率仍较低集成电路产业的发展离不开强大的设备与材料支撑设备方面，除光刻机外，等离子体刻蚀机、离子注入机、化学气相沉积设备、测试设备等也至关重要，主要供应商包括美国应用材料、泛林半导体、科磊、东京电子等公司材料领域除硅片外，高纯度气体、靶材、光掩模等都是不可或缺的部分典型产业链协作模式ICFabless模式只进行芯片设计，将制造外包给晶圆代工厂，封装测试则委托给专业封测厂代表企业高通、英伟达、AMD、联发科等优势在于轻资产、专注创新；劣势是对代工厂依赖度高Foundry模式专注于晶圆制造，不涉及芯片设计，为Fabless公司提供代工服务代表企业台积电、格芯、联电、中芯国际等优势是规模效应明显，技术专一；劣势是投资巨大，回报周期长IDM模式垂直整合设计、制造、封测全流程代表企业英特尔、三星、美光等优势是产业链协同效应强，工艺与设计优化结合紧密；劣势是投入巨大，转型灵活性低这三种模式各有优劣，并在实践中相互融合例如，IDM企业也会将部分产品外包代工，甚至为其他公司提供代工服务英特尔近年就在积极转型，推出IDM

2.0战略，一方面加强自身制造能力，另一方面开展对外代工业务三星既有强大的存储器IDM业务，又提供高端逻辑芯片代工服务工艺节点演进190nm-45nm（2004-2008）铜互连工艺普及，高k金属栅极技术兴起主要用于CPU、GPU等高性能芯片英特尔、三星引领工艺发展，台积电紧随其后232nm-22nm（2009-2012）平面晶体管技术的极限，英特尔率先推出22nm3D鳍式场效应晶体管FinFET技术，打破传统平面工艺瓶颈移动处理器开始采用先进工艺，推动智能手机性能提升316/14nm-7nm（2014-2019）FinFET技术全面普及，晶体管结构向三维发展台积电逐渐超越英特尔，成为工艺领导者人工智能芯片需求推动先进制程加速发展45nm-3nm（2020至今）EUV光刻技术大规模应用，台积电和三星实现量产环绕栅场效应晶体管GAA FET技术开始导入工艺提升难度加大，成本增长显著，晶体管密度达数十亿/平方毫米工艺节点名称如7nm、5nm已不再直接对应实际特征尺寸，而更多成为市场营销术语不同厂商同一节点名称的实际密度和性能可能存在较大差异例如，英特尔7与台积电5nm在晶体管密度上较为接近随着摩尔定律面临物理极限，仅依靠特征尺寸缩小带来的性能提升已经放缓先进制程技术鳍式场效应晶体管FinFET技术是目前主流的先进制程技术，通过将晶体管的栅极从平面延伸至立体结构，显著提高了电流控制能力，减少了漏电流这一技术在22/20nm节点开始应用，成为推动摩尔定律持续的关键创新功能创新与集成度提升SoC系统级芯片3D堆叠技术异构集成与Chiplet将处理器核心、图形处理单通过硅通孔TSV等技术将多将不同功能、不同工艺节点的元、人工智能加速器、安全单层芯片垂直堆叠，显著提高单小芯片Chiplet组合在同一元、射频收发器等多种功能集位面积的集成度和性能主要封装内，兼顾先进工艺的性能成在单一芯片上，大幅减少外应用于高带宽存储器和成熟工艺的成本优势部元器件数量，提高系统集成HBM、图像传感器等产AMD EPYC处理器采用多个度和性能智能手机处理器是品，能够实现更高的带宽和更CPU芯片组合的方式，英特典型代表，如苹果A系列、高低的功耗尔Foveros技术也是异构集成通骁龙等的代表随着单芯片集成度的提升面临物理极限和成本挑战，集成电路产业正在从摩尔定律向超越摩尔More thanMoore方向发展这种思路不再单纯追求晶体管尺寸缩小，而是通过新型结构设计、先进封装技术和异构集成等方式，在保持成本效益的同时继续提升系统性能芯片设计软件（）EDAEDA定义与功能电子设计自动化EDA软件是芯片设计的核心工具，贯穿从系统架构、逻辑设计、电路仿真到物理版图、验证和流片的全过程随着芯片复杂度提高，手工设计已不可能，EDA工具的重要性愈发突出市场三巨头全球EDA市场由新思科技Synopsys、楷登电子Cadence和西门子EDA前身为明导国际三家企业主导，合计占据近80%市场份额其中Synopsys专长于数字设计和验证，Cadence强于模拟设计，西门子EDA则在PCB设计领域领先EDA壁垒EDA工具具有极高的技术壁垒和进入门槛，需要深厚的算法积累、大量的工程优化经验，以及与制程工艺的紧密结合一套完整的EDA工具链通常包含数十个子工具，开发周期长达数十年，替代难度极大发展趋势随着人工智能技术的发展，EDA工具正向AI辅助设计方向演进，如Synopsys的DSO.ai能够自动优化芯片设计参数云端EDA也成为新趋势，允许设计团队更灵活地使用计算资源中国华大九天、概伦电子等企业在某些EDA细分领域取得进展，但整体差距仍较大晶圆制造核心设备90%光刻机市场份额荷兰ASML在高端光刻机领域占比亿$3EUV光刻机单价最先进NXE:3800E型号设备价格月12-18设备交付周期从订单到安装的平均等待时间5000+单台组件数量高端光刻机包含的精密部件光刻机是晶圆制造中最关键的设备，决定了芯片制造的精度和性能上限荷兰ASML公司几乎垄断了高端光刻机市场，特别是极紫外EUV光刻机，是目前唯一能够商业化量产的供应商EUV光刻技术使用

13.5nm波长的极紫外光，能够实现更精细的线宽，是5nm及以下工艺节点的必备装备除光刻机外，晶圆制造还依赖多种关键设备刻蚀设备用于选择性去除材料，主要供应商有泛林半导体Lam Research、应用材料Applied Materials和东京电子TEL；薄膜沉积设备用于生长各种功能薄膜，主要供应商同样包括应用材料和东京电子；离子注入机用于掺杂半导体材料，美国艾克顿Axcelis和应用材料是主要供应商；检测设备用于质量控制，科磊KLA在这一领域占据领先地位晶圆厂建设与生产流程全球主要集成电路企业全球集成电路产业领军企业各具特色，主要包括英特尔Intel，全球第一代工厂商，CPU市场领导者，近年加速转型进军代工领域；三星电子Samsung，存储芯片巨头，同时具备领先的晶圆代工能力，是全球少数拥有3nm制程的企业；台积电TSMC，全球最大的纯晶圆代工厂，市占率超过50%，工艺技术领先业界此外，美光科技Micron和SK海力士在存储芯片领域与三星形成三足鼎立；高通Qualcomm在移动处理器领域处于领先地位；英伟达NVIDIA在GPU和AI芯片领域独占鳌头；恩智浦NXP在汽车芯片领域实力强劲；意法半导体STMicroelectronics在工业和汽车电子领域表现出色；安森美ON Semiconductor在电源管理和传感器领域有深厚积累这些企业共同构成了全球集成电路产业的核心力量龙头企业经营模式对比IDM模式（英特尔、三星）Fabless模式（高通、英伟达）垂直整合设计制造测IDM模式是传统集成电无晶圆厂设计企业Fabless只进行芯片设路企业的主流模式，自主完成从设计到制造、计，将制造环节外包给代工厂优势是轻资产封测的全流程优势是产业链协同效应强，工运营，专注于设计创新和市场开拓，资本效率艺与设计优化紧密结合，产品差异化能力强；高；劣势是对代工厂依赖度高，在产能紧张时劣势是投资巨大，资本回报周期长，转型灵活可能面临供应风险，且先进工艺获取可能受性低限Foundry模式（台积电）晶圆代工厂Foundry专注于为设计公司提供制造服务，不涉足自有产品设计优势是规模效应明显，客户多元化降低单一市场风险，技术积累专一；劣势是投资规模巨大，先进工艺研发压力大，与客户设计能力深度绑定台积电的纯代工模式是集成电路产业中的典型成功案例通过坚持不与客户竞争的原则，台积电赢得了全球顶级芯片设计公司的信任，客户包括苹果、高通、英伟达、AMD等这种专注策略使台积电能够集中资源发展制造工艺，形成强大的技术优势和规模优势近年来，受地缘政治和供应链安全因素影响，全球集成电路企业的经营模式正在发生调整英特尔推出IDM

2.0战略，一方面强化自身制造能力，另一方面开展对外代工业务；三星同样兼具IDM和代工双重身份；部分Fabless企业如亚马逊、谷歌、特斯拉等开始自研芯片，探索新型合作模式，产业边界正在重新定义台积电（）案例TSMC56%全球代工份额在纯晶圆代工市场的占有率亿8300市值规模人民币计价的企业市值亿264研发投入2023年研发支出（人民币）2000+客户数量全球芯片设计合作伙伴台积电成立于1987年，由张忠谋博士创立，采用纯代工模式，不生产自有品牌芯片，专注为客户提供晶圆制造服务这一模式避免了与客户的直接竞争，赢得了全球设计企业的信任台积电凭借持续的技术创新和卓越的执行力，从追随者成长为全球晶圆制造的领导者，目前已具备3nm先进工艺量产能力，2nm工艺正在研发中台积电的客户结构多元化，涵盖移动通信、高性能计算、汽车电子、物联网等多个领域其中最大客户苹果约占营收25%，其次是AMD、英伟达、联发科等在供应链管理方面，台积电与设备和材料供应商建立了紧密的战略合作关系，确保关键资源优先获取近年来，台积电在全球化布局方面加速推进，在美国亚利桑那州、日本熊本县建设新工厂，并计划在德国德累斯顿投资建厂，以应对地缘政治变化和客户多元化需求三星电子集成电路业务存储器领先地位逻辑芯片代工业务系统LSI业务三星电子是全球最大的存储芯片制造商，在三星是全球第二大晶圆代工厂商，市场份额约三星自主设计的Exynos系列处理器、图像传感DRAM和NAND Flash市场均占据领先份额13%公司积极投资先进工艺研发，已实现器、显示驱动IC等，构成其系统LSI业务组合凭借垂直整合能力和持续创新，三星成功推出多3nm GAA工艺量产，并在EUV光刻技术应用虽然Exynos在市场影响力上不及高通骁龙，但项存储技术突破，如V-NAND立体闪存、HBM方面处于领先地位主要客户包括高通、谷歌等，在中低端市场和自有手机产品中发挥重要作用，高带宽存储器等，推动存储器性能和集成度不断同时也为自有品牌移动处理器Exynos提供制造同时也为三星积累了重要的芯片设计能力提升支持三星电子独特的优势在于兼具IDM和Foundry双重身份，能够根据市场情况灵活调整策略在存储器业务上，三星掌握从设计到制造的全流程；在逻辑芯片上，既有自主设计的系统LSI产品，也提供对外代工服务这种多业务协同模式使三星能够较好地应对市场周期性波动在先进工艺领域，三星与台积电展开激烈竞争2022年，三星率先量产3nm GAA工艺，成为全球首个突破传统FinFET结构的企业三星还计划在韩国平泽建设超大规模半导体基地，投资规模超过1500亿美元，彰显其在半导体领域的长期战略定位然而，与台积电相比，三星在良率和稳定性方面仍存在一定差距，是未来需要重点突破的方向英特尔的转型与挑战霸主地位IDM长期主导CPU市场，垂直整合能力强工艺落后危机10nm延迟多年，技术领先优势丧失战略IDM

2.0加强制造能力，同时开展代工业务英特尔曾长期引领全球集成电路工艺技术发展，是典型的IDM模式代表然而自2015年后，英特尔10nm工艺多次延期，制造能力优势逐渐丧失，台积电和三星在先进工艺上实现反超同时，AMD基于台积电先进工艺的锐龙Ryzen处理器迅速崛起，对英特尔CPU市场份额形成挑战，数据中心和个人电脑市场格局开始改变面对危机，英特尔于2021年推出IDM

2.0战略转型计划这一战略包含三大支柱一是强化自身制造能力，投资超过2000亿美元在美国、德国等地建设新晶圆厂；二是积极发展对外代工业务Intel FoundryServices，与台积电、三星直接竞争；三是适度利用外部代工厂产能，部分产品委托台积电等厂商生产新任CEO帕特·基辛格Pat Gelsinger推动的这一转型，旨在恢复英特尔的技术领导地位，但面临资金压力大、客户信任建设、内部文化转变等多重挑战美国产业格局IC美国在全球集成电路产业中占据领导地位，特别是在高端芯片设计、EDA工具和IP核等核心环节硅谷是全球芯片设计创新的中心，汇聚了大量顶尖企业高通主导移动处理器市场，英伟达在GPU和AI芯片领域处于绝对领先地位，AMD在PC和服务器处理器市场份额稳步提升，博通在网络芯片领域占据主导，德州仪器在模拟和嵌入式处理器市场表现突出美国集成电路产业的独特优势在于其完整的创新生态系统从顶尖大学（斯坦福、MIT、伯克利等）的基础研究，到风险投资支持的创业公司，再到成熟企业的产业化能力，形成了高效的技术转化链条同时，Synopsys、Cadence等EDA巨头和ARM、RISC-V等IP提供商为设计企业提供了强大工具支持近年来，美国政府通过《芯片与科学法案》提供520亿美元补贴，鼓励在美国本土建设晶圆厂，台积电、三星、英特尔等均宣布在美大规模投资，旨在重塑半导体制造能力欧洲、日本、韩国主要企业欧洲NXP与ST日本瑞萨与索尼韩国SK海力士荷兰恩智浦NXP是汽车电子和安全芯片领域的瑞萨电子Renesas是由日立、三菱电机和NEC除三星外，SK海力士是韩国另一家半导体巨头，全球领导者，尤其在车载信息娱乐、雷达处理器和半导体部门合并而成，在微控制器、汽车电子和工全球第二大存储器制造商公司在DRAM和车身控制等领域具有强大优势意法半导体业自动化芯片领域占据重要市场份额索尼半导体NAND Flash领域具有强大竞争力，近年通过收STMicroelectronics则在工业控制、电源管理Sony Semiconductor则是全球领先的图像传购英特尔存储业务，进一步增强了市场地位韩国和汽车芯片市场表现优异此外，德国英飞凌感器供应商，其CMOS传感器在智能手机和专业政府支持建设K-半导体带，投入巨资发展本土Infineon在电源和汽车芯片领域实力雄厚相机市场份额超过40%半导体产业链这些区域和企业各具特色，形成了全球集成电路产业的多元化格局欧洲企业专注于汽车电子、工业控制和安全芯片等利基市场，技术积累深厚；日本企业在传感器、功率半导体和特种芯片领域保持竞争力；韩国则在存储器和显示驱动领域形成独特优势中国集成电路产业现状产业分布与集群长三角集群珠三角集群以上海、江苏、浙江为核心，集中了中芯以深圳为中心，华为海思、中兴微电子等国际、华虹集团、长电科技等龙头企业，设计龙头企业云集，产业链集中在设计和形成了设计、制造、封测较为完整的产业应用环节，具有市场响应快、创新活跃的链上海张江高科技园区是中国集成电路特点深圳集成电路设计产业园和南山智产业最重要的基地之一谷是重要载体中西部新兴集群京津冀集群以武汉、西安、成都、重庆为代表，凭借以北京为核心，聚集了中科院微电子所、人才和成本优势，吸引了三星、SK海力清华大学、北京大学等研究机构，以及紫士、英特尔等国际企业投资建厂西安高光展锐、北方华创等企业，研发实力强新区和武汉东湖高新区是重要的集成电路劲北京亦庄经济技术开发区是该区域的产业基地集成电路产业基地这些区域集群通过产业链协同和资源互补，形成了各具特色的发展模式长三角注重全产业链协调发展，制造能力最强；珠三角专注于应用创新和市场导向，设计企业最为活跃；京津冀依托科研院所和高校资源，基础研究和人才培养优势突出；中西部地区则利用政策支持和成本优势，积极承接产业转移中国设计公司代表IC华为海思华为旗下芯片设计部门，主要产品包括麒麟系列移动处理器、昇腾AI芯片、鲲鹏服务器处理器等在制裁背景下，海思积极转型，从移动芯片向汽车电子、工业控制等多元化领域拓展，技术实力在国内处于领先水平韦尔股份通过收购豪威科技OmniVision，成为全球领先的CMOS图像传感器供应商，市场份额仅次于索尼，在安防、汽车、手机等领域拥有广泛应用公司产品线覆盖从传感器到电源管理、触控芯片等多个领域兆易创新中国领先的存储器和微控制器设计企业，NOR Flash市场份额位居全球前列通过收购思立微，进入指纹识别芯片领域公司在工业控制、汽车电子、消费电子等领域拥有广泛客户基础，是国内少数在存储器领域具有竞争力的企业紫光展锐中国领先的移动通信芯片设计企业，产品线覆盖5G、4G、物联网等多种通信标准公司已成功研发5G基带芯片，并推出集成AP和基带的SoC解决方案，在中低端智能手机和物联网市场占据重要地位除上述企业外，中国芯片设计领域还有一批快速成长的企业，如专注于AI芯片的寒武纪、地平线；FPGA领域的紫光同创；服务器处理器的龙芯中科；GPU研发的摩尔线程等这些企业在各自细分领域取得一定突破，但与国际领先企业相比，在规模、技术深度和生态构建方面仍存在差距大陆主流晶圆制造企业中芯国际华虹半导体中国大陆最大的晶圆代工企业，提供从

0.35微米到14纳米的多专注于特色工艺和分立器件的晶圆代工企业，在嵌入式非易失性种工艺节点，主营收入超过600亿元人民币目前14nm已实现存储器、功率器件、模拟和射频芯片等领域具有优势主要提供规模量产，7nm工艺已有试制能力主要客户包括国内外芯片90nm及以上工艺节点，形成了与中芯国际的互补定位设计公司，在存储器、电源管理、射频前端等领域积累了丰富经公司旗下华虹无锡项目是国内首座12英寸特色工艺晶圆厂，重验点发展功率器件、传感器等产品工艺近年来通过持续扩大产能公司在上海、北京、天津、深圳、宁波等地拥有多座晶圆厂，正和提升良率，在成熟制程领域建立了稳固的市场地位与国际在建设的上海临港和北京项目将进一步提升先进工艺产能受出IDM企业合作密切，承接部分产能转移口管制影响，先进设备获取面临挑战，但在成熟工艺领域仍保持快速增长此外，中国大陆还有一批专注于特定领域的晶圆制造企业，如专注于功率半导体的华润微电子，从事存储器制造的长江存储和合肥长鑫，以及在建的多个晶圆项目总体而言，中国大陆晶圆制造业在成熟工艺领域发展较快，产能持续扩充，但在先进制程方面仍面临较大挑战，特别是14nm以下节点受出口管制影响较大中国芯片封装与测试实力长电科技通富微电华天科技中国最大的集成电路封测企专注于中高端封装测试服务，以存储器和传感器封装见长，业，通过收购新加坡星科金朋在AMD处理器封测领域具有在多元化领域有较强竞争力STATS ChipPAC，跻身全重要地位与美国超威半导体近年通过技术升级和海外并球前三产品覆盖从传统封装AMD有战略合作关系，承购，在高密度堆叠、晶圆级封到先进封装的完整技术线，在担其大部分处理器的封装测试装等技术方面取得突破大力系统级封装SiP、扇出型封工作通过引进先进设备和工发展硅通孔TSV、扇入型晶装FOWLP等领域具备量产艺，在高性能计算芯片封测方圆级封装等先进技术，积极向能力主要客户包括国际顶级面具备国际竞争力产业链高端延伸芯片企业和国内设计公司封装测试是中国集成电路产业链中最具国际竞争力的环节，市场份额占全球约30%在全球前十大封测企业中，中国企业占据三席相比设计和制造环节，封测业务受技术壁垒和贸易限制影响较小，发展较为平稳随着芯片集成度不断提高，封装技术也在向多样化、高集成度方向发展中国企业积极布局先进封装技术，如硅通孔TSV、扇出型封装FOWLP、

2.5D/3D封装等，缩小与国际领先企业的差距未来，随着异构集成、Chiplet等技术兴起，封测环节的技术含量和附加值有望进一步提升，成为推动集成电路产业创新的重要力量智能手机芯片应用应用处理器AP高通、苹果、联发科、三星、华为主导基带芯片负责无线通信，高通市场份额最高电源管理芯片PMIC调控电池电量分配，延长使用时间图像处理芯片ISP提升拍照能力，实现计算摄影存储芯片DRAM和闪存，三星、美光、SK海力士主导智能手机是集成电路最重要的应用领域之一，一部高端智能手机中集成了超过50颗不同功能的芯片移动系统芯片SoC是智能手机的核心，集成了CPU、GPU、DSP、NPU、ISP等多个功能单元市场主要由高通骁龙、苹果A系列、联发科天玑、三星Exynos和华为麒麟等产品主导5G时代，基带芯片的重要性进一步提升目前能够提供成熟5G基带解决方案的企业主要有高通、联发科、三星等少数几家5G芯片复杂度比4G提高约3倍，对射频前端、天线设计等环节提出更高要求同时，人工智能应用的普及推动了专用NPU在手机处理器中的集成，提升了设备的本地AI处理能力高端智能手机芯片已采用5nm甚至3nm先进工艺，持续推动摩尔定律在移动领域的应用汽车芯片市场动力控制芯片智能驾驶芯片包括发动机控制单元ECU、变速箱控制器、自动驾驶和高级驾驶辅助系统ADAS的核电池管理系统BMS等，对可靠性和耐久性心，包括毫米波雷达芯片、视觉处理器、域要求极高主要供应商有德国英飞凌、意法控制器等英伟达、高通、英特尔Mobileye半导体、恩智浦等欧美厂商，以及近年快速是主要供应商，国内地平线、黑芝麻智能等发展的比亚迪半导体等国内企业企业也在积极布局车载信息娱乐芯片支持车载显示、导航、音频视频处理等功能，对多媒体处理能力要求高主要供应商包括高通、英伟达、恩智浦、瑞萨等，中国企业如全志科技、瑞芯微等也有一定市场份额汽车电子化程度持续提升，平均每辆汽车的芯片价值从2000年的约200美元增长到2023年的约600美元，高端电动智能汽车更高达2000美元以上这一趋势推动汽车成为集成电路增长最快的应用领域之一，年复合增长率超过10%与消费电子不同，汽车芯片需要满足-40℃至125℃的工作温度范围，使用寿命超过10年，且符合ISO26262等汽车级安全标准这种严苛要求使得汽车芯片开发周期长、验证流程复杂，形成较高行业门槛随着电动化、智能化、网联化趋势加速，汽车芯片正从分散的单点控制向域控制和中央计算架构演进，计算能力需求呈指数级增长特斯拉、蔚来、小鹏等造车新势力推动的软件定义汽车理念，进一步加速了汽车芯片的创新发展人工智能芯片发展存储芯片应用及市场DRAM NANDFlash新兴存储技术动态随机存取存储器是系统的主内存，特点是读写非易失性存储器，断电后数据不丢失，主要用于各包括相变存储器PCRAM、磁阻存储器速度快但断电后数据丢失市场由三星、SK海力类存储设备市场格局较DRAM分散，三星、SK MRAM、电阻式存储器ReRAM等新型非易士和美光三家企业垄断，合计份额超过95%技术海力士、美光、铠侠、西部数据和英特尔是主要供失存储技术，旨在结合DRAM的高速和NAND的发展从DDR4向DDR5演进，带宽和密度持续提升应商技术路线从平面结构向3D立体结构演进，非易失特性目前处于商业化初期，主要应用于特服务器和移动设备是主要应用领域，AI大模型推目前已达到200+层堆叠，大幅提高了存储密度定场景，如物联网设备、工业控制系统等英特尔动高带宽内存HBM需求激增中国长江存储在该领域取得一定突破傲腾Optane是新型存储技术的代表产品存储芯片是集成电路产业中规模最大的细分市场之一，同时也是技术和资本壁垒最高的领域与逻辑芯片不同，存储芯片生产需要极高的工艺一致性和良率，制造难度更大市场呈明显的周期性特征，供需关系波动导致价格和盈利能力大幅波动物联网与传感芯片传感器芯片连接芯片物联网的感知神经，包括图像传感器、温湿度传感器、压力传感器、负责物联网设备间的数据传输，包括WiFi、蓝牙、蜂窝网络、LoRa、加速度计等多种类型索尼和韦尔股份OmniVision在图像传感器领ZigBee等多种通信标准芯片高通、博通、联发科在WiFi/蓝牙领域域占据主导；博世、意法半导体、英飞凌在MEMS传感器市场份额较处于领先地位；北欧半导体、德州仪器在低功耗蓝牙市场占有率高；移高；德州仪器在模拟传感器领域优势明显远通信、广和通等企业在蜂窝通信模组领域发展迅速传感器芯片的发展趋势是微型化、低功耗和多功能集成高精度传感器随着5G和WiFi6/7技术普及，物联网连接芯片正向更高带宽、更低时如激光雷达芯片、超声波传感器芯片正逐渐商业化，为自动驾驶、智慧延方向发展同时，低功耗广域网LPWAN技术如NB-IoT、LoRa城市等应用提供更丰富的感知数据也在快速普及，支持远距离、低数据率、长电池寿命的应用场景物联网芯片市场高度分散，应用场景多样化导致技术路线和产品形态百花齐放与通用处理器不同，物联网芯片更注重功耗控制、安全性和成本优化，通常采用成熟工艺节点（28nm及以上）制造，对先进制程依赖较小典型的物联网终端通常集成了微控制器MCU、传感器、连接模块和电源管理芯片，形成完整的系统级解决方案物联网芯片在安防、医疗、工业等领域有广泛应用在安防领域，智能监控摄像头结合人工智能实现了自动识别和分析；在医疗领域，可穿戴监测设备实时采集健康数据；在工业领域，各类传感器和通信芯片支撑了工业

4.0数字化转型随着边缘计算的发展，更多计算任务将在物联网终端本地处理，推动了边缘AI芯片的发展消费电子芯片创新AR/VR设备芯片智能家居芯片虚拟现实/增强现实设备对图形处理能力和空间计算要求高，可穿戴设备芯片智能音箱、智能电视、智能照明等家居设备催生了专用芯片需推动了专用芯片发展高通的XR专用平台、联发科智能手表、耳机、健身追踪器等可穿戴设备对芯片提出了超低求亚马逊、谷歌、百度等推出了针对语音交互优化的AI芯Dimensity、英伟达专用GPU等满足了这一需求空间感知功耗和高集成度要求苹果S系列、高通骁龙Wear、华为麒片；联发科、晶晨半导体等提供智能电视SoC；瑞昱、恩智浦和眼动追踪芯片则提供了更自然的交互体验苹果Vision麟A系列等专用SoC集成了处理、连接、传感等多种功能，功等则专注于智能家居控制器和网关芯片这些芯片通常集成了Pro采用的M2芯片和R1协处理器代表了当前AR/VR芯片的耗控制在毫瓦级别生物特征识别芯片如心率监测、血氧检测网络连接、多媒体处理和低功耗唤醒等功能最高水平成为新趋势，推动健康监测功能不断丰富消费电子是集成电路创新的重要驱动力，不断推动芯片设计向更高性能、更低功耗、更高集成度方向发展与智能手机和个人电脑等成熟市场不同，新兴消费电子领域正处于快速增长期，为芯片厂商提供了大量创新机会技术路线上，消费电子芯片正从单一功能向多功能异构集成方向发展通过将CPU、GPU、AI加速器、无线连接、传感器前端等多种功能集成在单一芯片或封装中，大幅降低了系统功耗和成本同时，针对特定应用场景的算法优化和硬件加速，成为提升用户体验的关键随着元宇宙概念兴起，空间计算、全息显示、沉浸式音频等新技术对芯片提出了更高要求，为产业带来新一轮创新机遇技术瓶颈与挑战随着工艺节点推进至3nm以下，集成电路面临着前所未有的物理极限挑战量子隧穿效应导致晶体管漏电流增加；原子级别的随机性使得制造偏差难以控制；光刻精度接近物理极限，掩模制作和对准难度倍增这些因素使得芯片的功耗、性能、良率和成本之间的权衡变得极为困难，单纯依靠特征尺寸缩小带来的收益递减明显除物理极限外，集成电路产业还面临工具和设备依赖的挑战先进EDA工具由美国Synopsys、Cadence等少数几家公司垄断；高端光刻机仅荷兰ASML一家供应；关键材料如光刻胶、高纯气体等主要由日本、美国等少数国家供应这种高度依赖使得产业链脆弱性增加，地缘政治风险上升技术研发成本呈指数级增长，台积电3nm工艺研发投入超过100亿美元，使得能够维持技术领先的企业越来越少，产业集中度持续提高供应链安全风险80%核心设备受限高端制造设备受出口管制比例46管制名单企业美商务部实体清单中国企业数量22卡脖子环节中国技术受限制领域数量天120库存周期芯片原材料平均库存周期近年来，全球集成电路产业供应链安全风险显著上升美国对中国企业的出口管制不断加强，从最初针对华为的限制，扩大到对中芯国际等晶圆厂的设备限制，再到全面的先进计算芯片和设备管控这些措施严重影响了全球产业链的正常运转，导致技术断供、产能紧张和价格波动分析集成电路产业链的卡脖子环节，主要集中在三个方面一是EDA工具和IP核，中国企业对国际EDA厂商依赖度超过90%；二是制造设备，特别是光刻机、刻蚀机等关键设备几乎全部依赖进口；三是关键材料，如高端光刻胶、高纯气体、靶材等自给率低这些环节构成了中国集成电路产业发展的主要瓶颈，也是各国在产业安全方面的博弈焦点为应对这些挑战，全球主要经济体都在重构供应链，美国、欧盟、日本通过补贴政策吸引晶圆厂建设；中国则加速自主创新，提高关键环节自给率行业人才短缺环保与可持续发展压力高耗水行业单片12英寸晶圆需水量超过2000加仑能源消耗大晶圆厂能耗相当于小型城市用电量化学品使用广涉及数百种化学品和特种气体集成电路制造是资源和能源消耗密集型产业一座12英寸晶圆厂日均用水量可达数万吨，相当于一个中等城市的用水量；用电量可达数十兆瓦，约为小型城市的用电规模；同时使用大量特种气体和化学品，如全氟化合物PFCs、六氟化硫SF6等温室气体，对环境造成潜在风险随着全球环保标准提高和碳中和目标设立，集成电路产业面临越来越大的环保压力为应对这些挑战，行业正在推动绿色制造转型台积电、英特尔等领先企业承诺在2050年前实现净零碳排放；三星电子则计划在2025年前实现100%使用可再生能源技术层面，企业采取多项措施提高水循环利用率，台积电水回收率已超过85%；开发低碳替代气体，减少温室气体使用；优化设备能效，降低单位产出能耗；探索废弃物资源化利用，减少最终处置量此外，绿色认证如ISO14001等也成为企业标准配置，可持续发展理念正逐步融入产业发展战略晶圆厂投资与回报风险行业整合与并购趋势AMD收购赛灵思英伟达收购ARM未成功英特尔收购高塔半导体2022年1月，AMD以490亿美元完成对赛灵思2020年9月，英伟达宣布计划以400亿美元收购2022年2月，英特尔宣布以53亿美元收购以色列晶Xilinx的收购，创下半导体行业历史上最大规模并ARM，引发行业广泛关注然而，这一交易因各国圆代工厂商高塔半导体Tower购案之一这一并购使AMD获得了FPGA领域的领监管机构反垄断审查而搁浅，最终于2022年2月宣Semiconductor这一收购是英特尔IDM

2.0战先技术，扩展了在数据中心、通信和嵌入式系统的业告失败监管方担忧英伟达可能限制其他芯片设计企略的重要组成部分，旨在增强其在特种工艺与成熟节务覆盖，增强了与英特尔的竞争力整合后的AMD业使用ARM架构，破坏产业公平竞争环境虽然收点制造领域的能力，扩展代工业务客户群高塔半导能够提供从CPU、GPU到FPGA的全方位解决方购失败，但反映出行业整合趋势和核心IP的战略价体在射频、功率器件、图像传感器等领域拥有丰富经案值验，补充了英特尔在先进制程外的产品组合集成电路产业正经历新一轮整合浪潮，从2018年至今，全球半导体行业已完成超过50起重大并购，交易总额超过2000亿美元并购的主要驱动力包括技术互补，获取关键IP和研发能力；客户资源整合，提供更全面的解决方案；规模效应，分摊高昂的研发成本；垂直整合，控制供应链关键环节行业未来发展方向异构集成与Chiplet随着单一芯片集成度提升面临物理和经济限制，异构集成和Chiplet架构将成为主流这种方法将大型芯片分解为多个功能模块，分别制造后通过先进封装技术集成，可显著提高良率和降低成本AMD、英特尔、台积电等都已推出基于此技术的产品新材料与新器件硅基材料接近物理极限，推动新材料研发加速碳纳米管、石墨烯、二维材料如二硫化钼等展现出优异特性；氮化镓GaN和碳化硅SiC在功率器件领域应用扩大；新型晶体管结构如自旋晶体管、隧穿晶体管等有望实现更高性能和更低功耗类脑计算架构受人脑工作原理启发，类脑计算架构如神经形态芯片、忆阻器阵列等正在探索中与传统冯·诺依曼架构不同，这些新型架构将存储与计算融合，显著提高能效IBM、英特尔、Mythic等公司已推出原型产品，未来有望在AI应用中发挥重要作用量子计算量子计算是一种颠覆性技术，利用量子叠加和纠缠原理，有望解决经典计算机难以处理的复杂问题谷歌、IBM、英特尔等公司积极投入量子处理器研发，虽然距离大规模实用化仍有距离，但在特定领域如材料科学、加密算法等方面已展现潜力集成电路产业正站在技术变革的十字路口，多种创新方向并行发展在短期内，先进封装和异构集成将是主要发展方向，通过小芯片拼大芯片的方式延续摩尔定律的经济效益；中期来看，新材料和新器件将逐步应用，改善特定场景下的性能和功耗；长期而言，类脑计算和量子计算等颠覆性技术可能引领产业革命，但仍需突破多项基础科学挑战中国十四五发展目标总体目标到2025年，集成电路产业链主要环节自主可控能力显著提升，关键领域取得重大突破，产业规模达到

2.5万亿元人民币，形成一批具有国际影响力的骨干企业重点培育3-5家进入全球前十的企业，建成1-2个产值超5000亿元的产业集群重点突破方向设计环节突破CPU、GPU、FPGA等通用芯片架构；高端存储器和模拟芯片；车规级芯片和工业控制芯片制造环节实现28nm制程工艺稳定量产和良率提升；攻克14nm/7nm关键技术；突破光刻机、刻蚀机等关键设备瓶颈封测环节掌握系统级封装、3D封装、晶圆级封装等先进封装技术实施策略政策支持加大财税、金融、人才、知识产权等支持力度；继续实施国家集成电路产业投资基金二期；强化国产替代和政府采购支持技术路线注重应用牵引，发挥市场需求导向作用；差异化发展，避免低水平重复；加强基础研究，构建产学研协同创新体系合作机制推动全球合作与交流，在开放条件下谋求发展；建立健全产业链上下游协同机制中国集成电路十四五规划特别强调自主可控和技术安全，这是基于近年来国际环境变化和供应链风险上升的现实考量规划采取重点突破、整体跟进的策略，在关键环节如EDA工具、光刻机、高端芯片设计等方面集中资源攻关，同时推动产业全链条协同发展，以应用拉动技术进步主要政策支持国家大基金二期税收优惠政策地方政府支持2019年10月正式设立，规模达

2041.5亿元人民币，较集成电路设计、制造企业符合条件的可享受两免三减各地结合自身产业基础，制定差异化支持政策上海推一期增长约45%投资方向更加聚焦，重点支持制造环半企业所得税优惠；先进制程企业最长可享受十年免出50条支持集成电路全产业链发展；北京聚焦设计和节和关键设备材料领域，强调产业链薄弱环节的突破税；重点集成电路项目进口设备可免征关税；研发费前沿研发；深圳重点支持特色工艺和应用创新；武汉、主要投资者包括财政部、国开金融、中国烟草、中国移用加计扣除比例提高至100%；软件产品增值税实际税成都、西安等地通过产业基金、土地优惠、人才补贴等动等国有资本截至目前已投资中芯国际、华虹半导体、负超过3%的部分实行即征即退政策这些措施显著降方式吸引项目落地地方政府在厂房建设、设备购置、长江存储、中微公司等数十家企业低了企业税负，提高了行业利润水平人才引进等方面提供全方位补贴，部分项目补贴比例可达30%政策支持在中国集成电路产业发展中发挥了重要作用国家层面，除大基金和税收优惠外，还通过《国家集成电路产业发展推进纲要》《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》等顶层设计，构建系统性支持体系同时，在标准制定、知识产权保护、人才培养等方面也有专项政策配套地方政府支持模式各具特色，形成良性竞争态势以上海张江为例，采用前端政府引导、后端市场化运作模式，政府提供基础设施和政策保障，企业负责市场化运营成都采用一企一策精准服务模式，针对不同企业需求提供定制化支持近年来，随着产业发展逐渐成熟，政策支持更加注重质量和效率，强调引导资源向优势企业和关键环节集中，避免低水平重复建设和资源浪费未来机会与新应用领域车联网与自动驾驶元宇宙智能制造智能网联汽车将成为集成电路最重要的元宇宙概念催生了一系列新型芯片需求，工业

4.0和智能制造推动工业芯片需求增量市场之一L2+级自动驾驶渗透率包括高性能图形处理器、空间计算处理提升智能传感器节点、边缘计算网关、快速提升，L3及以上级别开始商业化器、全息显示驱动芯片、高精度传感器工业控制器等需要大量特种芯片支持部署，推动高算力芯片、传感器芯片、等AR/VR设备作为元宇宙入口，对尤其是工业互联网场景下，海量设备互车载通信芯片需求大增单车芯片价值芯片性能和功耗提出更高要求，推动异联对芯片可靠性、实时性、安全性要求预计从目前的约600美元提升至2030构计算和专用加速器发展元宇宙应用更高，推动专用工业芯片创新中国制年的2000美元以上，市场空间巨大场景涵盖游戏、社交、教育、医疗等多造业转型升级将释放巨大的国产工业芯个领域，将为芯片企业带来持续创新机片替代空间会医疗健康医疗电子化、智能化趋势明显，从医学影像设备到可穿戴监测设备，从基因测序仪到智能诊断系统，都需要专用芯片支持疫情后远程医疗加速发展，对医疗数据传输和处理提出新需求医疗级芯片注重稳定性和认证合规，具有较高门槛和利润空间，是国内企业可重点布局的方向集成电路创新与应用创新相互促进，新兴应用领域不断为芯片设计带来灵感，而芯片性能提升又使新应用成为可能未来五年，人工智能将进一步渗透各行各业，对计算芯片的架构创新提出更高要求；同时，低功耗IoT设备将呈爆发式增长，推动边缘计算芯片和超低功耗传感器芯片发展行业创新推动力正在从消费电子向产业应用转移相比智能手机等成熟市场，产业应用如工业自动化、智能电网、智慧城市等领域更注重可靠性和长期服务，对本地化服务和定制化能力要求更高，为中国芯片企业提供了差异化竞争空间未来，芯片企业的竞争将从纯技术参数比拼转向场景理解和解决方案能力，深入理解行业需求、提供完整技术方案的企业将获得更大发展机会总结与致谢产业基础巩固挑战与机遇并存全球集成电路产业已形成完善的产业链分工体产业面临技术瓶颈、供应链风险、人才短缺等多1系，中国市场规模持续增长，成为全球最大的消重挑战，同时新兴应用不断涌现，为行业带来新费市场和重要的生产基地产业链各环节技术创2一轮增长机会全球地缘政治变化加速产业格局新不断，为经济社会数字化转型提供坚实支撑重塑，各国纷纷加强战略布局开放合作共赢创新引领未来集成电路产业全球化属性强，各国产业深度融异构集成、新型架构、新材料等技术方向将推动合未来发展需要构建更加开放包容的国际合作产业突破摩尔定律极限专用化、智能化、低功环境，共同应对技术挑战，促进产业健康可持续耗成为芯片设计主流趋势中国企业在产业链多发展个环节取得突破，自主创新能力稳步提升本次演讲全面介绍了集成电路产业的发展历程、技术演进、市场格局和未来趋势作为现代信息社会的基础，集成电路产业既面临前所未有的挑战，也迎来新的发展机遇中国作为全球最大的集成电路市场，正在加速推进产业自主创新，在部分领域已取得突破性进展衷心感谢各位的聆听！集成电路产业是一个不断创新、永无止境的领域，希望本次分享能为大家了解这一高科技产业提供帮助如有问题，欢迎随时交流讨论最后，特别感谢组织方提供这次交流机会，感谢各位专家的宝贵建议和支持祝愿中国集成电路产业不断创新发展，为经济社会数字化转型作出更大贡献！。