關於集成電路產業鏈，收藏這一篇就夠了

集成電路作為半導體產業的核心，市場份額達83%，由於其技術複雜性，產業結構高度專業化。

隨著產業規模的迅速擴張，產業競爭加劇，分工模式進一步細化。

目前市場產業鏈為IC設計、IC製造和IC封裝測試。

• 在核心環節中，IC設計處於產業鏈上游，IC製造為中游環節，IC封裝為下游環節。
  
  
• 全球集成電路產業的產業轉移，由封裝測試環節轉移到製造環節，產業鏈里的每個環節由此而分工明確。
  
  
• 由原來的IDM為主逐漸轉變為Fabless+Foundry+OSAT。
  
  

▲全球半導體產業鏈收入構成占比圖

IC設計流程圖

晶圓製造流程

IC製造工藝流程

在IC製造過程中，主要工藝包括擴散(Thermal Process)、光刻(Photolithography)、刻蝕 (Etch)、離子注入(Ion Implant)、薄膜生長(Dielectric Deposition)、拋光(CMP)、金屬化(Metallization)7個主要工藝。

這些主要工藝又可細分為具體工藝。

▲製造過程中對應設備和材料

半導體材料發展歷程

• Si：主要應用於集成電路的晶圓片和功率器件;
• GaAs：主要應用於大功率發光電子器件和射頻器件;
• GaN：主要應用於光電器件和微波通信器件;
• SiC：主要應用於功率器件

▲各代代表性材料主要應用

▲第二、三代半導體材料技術成熟度

國內公司設計水平仍有較大差距

• DIGITIMES Research預測，2018年中國集成電路設計業營收額（產值）可望達到375億美元（約合人民幣2401.87億元）左右，同比增長26.20%。
  
  

• 2017年，紫光集團的銷售額為21億美元，是大陸最大的IC設計公司，全球排名第九。
  
  但需要注意的是，如果不計海思（超過90%銷售額來自母公司華為）、中興和大唐的內部供應，大陸IC設計公司市場份額將下降到6%左右。
  
  
• 2017年中國IC設計企業數量為1380家，全球占14.5%，但從營收規模看，1380家中營收超過1億美元的企業數量僅占2%~3%，營收超過1億人民幣的企業也只有近200家。
  
  

根據市場調研機構IC Insights統計，2017年晶片設計公司占全球集成電路總銷售額的27%，與2007年的18%相比，同比增長9%。

IC設計市場份額：大陸地區在2010年占據5%的市場份額，在2017年達11%。

上圖顯示的是，在2017年，已經有10家公司進入前50大IC設計公司榜單，在2009年名單中只有一家大陸公司。

半導體製造：前景發展廣闊，國產替代加速發展

據拓墣產研院研究報導，2017年全球Foundry總產值為573億美元，較2016年產值535億美元成長7.1%；全球晶圓代工產值將連續5年成長率高於5%。

2018H1全球晶圓代工總產值年增率為7.7%，預估產值達290.6億美元。

▲2012~2018中國晶圓製造業產值及增長率

據TrendForce，中國高資本支出的晶圓廠建設，將使得產業競爭升溫，同時帶動產能擴增。

目前大陸8寸以上晶圓廠40座，其中在建16座，18年更多進入量產，整體產值有望迅速提升。

2018年產值可達1767億元，年增長率為27.12%

對比國外製造 我國尚處弱勢

▲進出口嚴重失衡

中芯國際vs台積電

先進位程方面對比台積電，中芯國際的製程較為落後。

台積電的成熟工藝占總產能的比重為 55%，而中芯國際則高達 86%。

對比 2016 年產能，台積電的總產能是中芯國際總產能的 5 倍，而成熟工藝方面，台積電產能是中芯國際的 3.5 倍。

▲由不同尺寸晶圓產能 看中國差距

據前瞻產業研究院，目前我國12寸晶圓廠的投產情況來看，產能最大的是SK海力士，達17萬片/月；其次是三星，月產能為12～17萬片；中芯國際三個廠合計產能為10萬片/月。

2017年底合肥晶合12英寸晶圓廠正式量產，根據規劃，其全部達產後產能可達到8萬片/月。

▲摩爾定律與微處理器的五十年發展歷程

▲晶圓節點路線圖

▲海外7nm技術的研發情況

中芯國際在14nm技術取得重大突破

•內地最大的晶圓代工廠，大基金為第二大股東，與大基金等共同出資成立半導體產業基金。

• 中芯國際公布2018年第二季度財報，財報顯示，公司在14nm FinFET技術開發上獲得重大進展，第一代FinFET技術研發已經進入客戶導入階段。

• 良率不斷提升，距離2019年正式量產的目標似乎不遠。

計劃19年H1開始風險試產14nm FinFET工藝，並還將跨入到人工智慧領域。

• 除了28納米PolySiON和HKC，28納米HKC+技術開發也已完成，28納米HKC持續上量，良率達到業界水平。

• 訂購一台價值1.2億美元的EUV設備，目前該設備是全世界最先進的，可以生產5nm工藝製程的晶片！

中芯國際目前在製造工藝上仍落後台積電、英特爾等市場領導者2～3代，在14nm製程上落後競爭對手2～4；年產能方面仍有較大差距，中芯國際合計約當8寸年產能為5373K，而台積電可達23410K，是中芯的4倍多。

半導體封裝是集成電路產業鏈必不可少的環節

封裝是集成電路產業鏈必不可少的環節，位於整個產業鏈的下游環節。

在整個產業鏈中，封裝是指通過測試的晶圓進行劃片、裝片、鍵合、塑封、電鍍、切筋成型等一系列加工工序而得到的具有一定功能的集成電路產品的過程。

封裝就是給晶片穿上「衣服」，保護晶片免受物理、化學等環境因素造成的損傷，增強晶片的散熱性能，標準規格化以及便於將晶片的I/O埠連接到部件級（系統級）的印刷電路板（PCB）、玻璃基板等，以實現電氣連接，確保電路正常工作封裝技術的好壞直接影響到晶片自身性能的發揮與之連接的PCB的設計與製造，衡量一個晶片封裝技術的先進與否的重要指標是晶片面積與封裝面積之比，越接近1越好。

▲2010-2020年全球半導體封測業市場的營收規模

▲2014-2018年全球半導體封測代工業的營收規模

一般測試業務主要集中在封裝企業中，所以封裝也與測試也通常俗稱為封裝測試業。

全球IDM本身承擔的半導體封裝測試產值受半導體產業景氣度影響較大，而封裝測試代工呈現平穩增長的態勢。

根據Gartner的估值，2018年全球半導體封裝測試的營業收入規模為553.1億美元，比2017年增3.9%。

根據Gartner的統計和預測，2018年全球半導體封裝測試代工業的營業收入為331.43億美元，較17年增6.3%。

近年來，收到移動智能終端基帶晶片、應用處理器、無線通信晶片等產品的發展推動，對高端先進封裝市場需求水漲船高。

其中，扇出型晶圓代工級先進封裝（Fan-out-WLP)最受青睞，據TechSearch預估， Fan-out WLP的市場規模在2018年達到19億顆，在2020年達到25億美元產值。

近年來，由於智慧型手機等智能終端的發展，國內外集成電路市場對中高端集成電路產品需求持續增加，因而對BGA、WLP、FC、SIP、3D等先進封裝技術的需求更是呈現快速增長的態勢，形成了傳統封裝日益減少和先進封裝份額日益增加的局面。

業內領先企業正逐步向先進封裝領域邁進，以掌握先進封裝技術的成熟不同，我國企業分為三個梯隊：

我國半導體製造行業重點企業

華微電子

■技術不斷創新，研發力度加強。

公司不斷加大研發力度，強化技術研發體系建設。

目前650V~1200V的Trench-FS IGBT平台產品已通過客戶驗證。

在新能源汽車、變頻家電、光伏等新興領域積極拓展，進展順利達到預期效果。

■功率半導體市場持續高景氣，行業新應用打造新市場。

自2016年下半年以來功率半導體市場開始回暖並持續保持高景氣。

隨著新能源汽車、工業物聯網等行業的發展，功率半導體下游應用市場不斷擴容，我們預計2018年行業將繼續保持高景氣度，尤其是MOSFET產品價格有望持續走高，並為公司業績帶來彈性。

■擬投建八寸新產線，行業優勢地位進一步鞏固。

公司一月發布公告，擬配股公開發行股票募集資金不超過10億元，扣除發行費用後的凈額擬全部用於新型電力電子

器件基地項目（二期）的建設。

本期項目建成後，公司將具有加工8英寸晶片24萬片/年的加工能力。

產線建成後公司技術優勢將進一步提升，產品結構進一步優化，行業領先地位將進一步鞏固和加強。

揚傑科技

■追求經濟效益最大化，既定戰略下循序漸進謀長遠發展：4寸線對應二極體整流橋，晶閘管等，6寸線對應肖特基二極體，mosfet，8寸線對應igbt可實現產線經濟效益最大化。

公司公告指出，今年3月新設控股子公司傑芯半導體，收購了一條6寸晶圓線，6寸MOSFET晶圓，已實現批量生產，助力公司快速切入新應用領域和新客戶，同時組建了IGBT研發設計團隊，已成功研製IGBT晶片並實現量產，進一步增強公司的研發力量，滿足公司後續戰略發展需求。

■依託新產品的投入與研發，持續開拓新領域新客戶：公司主營產品為各類電力電子器件晶片、功率二極體、整流橋、大功率模塊、DFN/QFN、產品、MOSFET、IGBT及碳化矽SBD、碳化矽JBS等，產品廣泛應用於消費類電子、安防、工控、汽車電子、新能源等諸多領域。

公司產品線逐漸豐富，積極推進SiC晶片、器件研發及產業化項目，加強碳化矽領域的專利布局，重點研發擁有自主智慧財產權的碳化矽晶片量產工藝；針對電動汽車、充電樁、光伏逆變等領域，加強與客戶的溝通交流，為客戶提供切實可行的應用方案。

北方華創

■半導體設備高速增長，真空設備需求爆發：2018年上半年，公司四大主營業務（半導體設備、真空裝備、新能源鋰電裝備和電子元器件）分別實現收入7.95/2.52/0.18/3.25億元，分別占營收比重為56.99%/18.07%/1.26%/23.29%，同比增長37.85%/186.18%/-33.12%/ -6.51%。

作為承擔國家02專項多項課題的單位，半導體設備將持續為公司營業收入做出主要貢獻。

我們始終認為，半導體前道設備不僅具備資本開支增加背景下的放量屬性，亦具備國產替代率達到一定程度後的團隊長期配套，帶來的持續收益屬性，即進口替代率到達一定程度之後給予龍頭企業較穩定的獲利模式，與此同時，設備附加值（特別是光刻設備以外的設備）伴隨工藝提升，將有更顯著的提升空間，持續看好龍頭公司的發展空間。

■股權激勵提高員工積極性，推動公司持續成長：2018年8月14日，北方華創完成了首次股票期權激勵計劃授予登記，以35.36元/股行權價格向341名公司核心技術人員及管理骨幹（不包括董事和高級管理人員）授予450萬份股票期權。

本次股權激勵將中高層人員的利益與公司綁定，充分調動員工積極性，為公司人員穩定和技術創新打下堅實基礎。

■半導體行業步入景氣周期，國產化替代勢在必行：在人工智慧、5G等技術以及AR/VR、智能汽車等創新應用驅動下，半導體行業進入新一輪成長周期。

隨著近幾年大量興建晶圓廠，大陸將成為全球第二大半導體設備需求市場。

在國家大力支持下，02專項開啟半導體設備國產化進程。

公司承擔多項重大科技專項子課題研發任務，並在矽谷設立海外研發中心，2017年研發投入7.36億元，占營業收入比例高達33.13%。

根據公司公告，目前公司12英寸98-20nm製程刻蝕機、PVD、CVD、氧化/擴散爐、清洗機等設備已實現量產，部分產品成為國內龍頭晶片廠商量產線Baseline機台；12英寸14nm製程設備已交付至中芯國際進行工藝驗證，其價格較海外便宜30%，具有競爭優勢。

同時布局10nm、7nm前沿關鍵技術。

同時，公司成功收購Akrion，進一步豐富公司清洗機產品線。

技術突破為國產化替代提供條件，為公司營業收入進一步增長提供動能。

中環股份

■公司是矽單晶材料龍頭，涉足半導體+新能源雙產業鏈。

公司主營業務圍繞單晶矽材料展開，形成半導體、新能源光伏發電、金融和其他四大板塊，其半導體主導產品區熔單晶片綜合是來全球第三，全國第一，國內市場占有率超80%；光伏單晶產能全國第二，高效N型矽片市場占有率全球第一。

■2017年，子公司承擔國家科技重大專項通過驗收，中環股份成為國內首家、全球第三家能批量提供8英寸區熔矽拋光片的公司，占有率全球領先。

■公司設立區熔單晶和拋光片基地，目前8英寸拋光片產能為10萬片/月,預計2018年10月建成後產能達到30萬片/月，實現國內最大市場占有率。

■公司建立12英寸拋光片試驗線，預計2018年底實現產能2萬片/月。

公司和無錫市政府、晶盛機電達成戰略合作關係，在宜興啟動集成電路用大矽片生產與製造項目。

項目總投資30億美元，一期投資約15億美元，在目前大尺寸矽片規劃生產線投入中位居前列。

太極實業

■大基金擬入股，「EPC+封測」業務有望迎上下游產業鏈協同發展：大基金一期對半導體產業鏈多環節進行了布局，包含材料、設備、設計、製造、封測多個領域。

公司此次擬攜手大基金，「EPC+封測」業務有望迎來上下游產業鏈的協同發展。

■半導體景氣度提升，公司EPC業務持續發酵：IC Insights數據指出，截止2017年底，12寸晶圓占總晶圓產能66.1%，預計19年會突破70%的市場占有率，國內12寸晶圓製造產線景氣度持續上升。

根據公司公告，2017年公司中標和輝光電、長江存儲、合肥長鑫、重慶萬國、上海華力等多個重大項目，近期12.26億元中標紹興中芯（MEMS和功率器件晶片製造及封裝測試）EPC項目、9.6億元中標宜興中環（集成電路用大直徑矽片廠房配套）EPC項目。

■封測業務技術領先，鑄就高起點：公司半導體業務依託子公司海太半導體和太極半導體開展，海太半導體以為SK海力士DRAM產品提供後工序服務為主，盈利模式為「全部成本+固定收益（總投資額的10%）」。

海太公司擁有完整的封裝測試生產線與SK海力士12英寸晶圓生產線緊密配套。

中芯國際

■公司成立於2000年，是國內集成電路製造領域的龍頭企業;

■由傳統製程逐漸邁進先進位程:公司公告指出，2017年按照製程分類:250/350nm占比2.9%、 占比34.8%、110/130nm占比11.6%、150/180nm 90nm占比1.5%、55/65nm占比20.4%、40/45nm占 比20.9%、28nm占比8%。

由此我們可以看出，公司的55/65nm、150/180nm製程放量，占比相比 2016年提升，預計對應公司NOR、PMIC產品，而 28nm製程的占比隨著景氣度的提升以及客戶的拉 貨恢復有望逐漸提升。

■雙CEO框架下，有望使得公司的經營與管理進入一 個全新的階段，公司管理層在先進位程、技術以及 管理等層面均有非常深厚的積累，對公司未來的發 展有很大的提振。

華虹半導體

■全球領先的純晶圓代工企業，特別專注於嵌入式非易失性存儲器、功率器件、模擬與電源管理和邏輯及射頻等差異化特色工藝平台，其卓越的質量管理體系亦滿足汽車電子晶片生產的嚴苛要求。

■在上海金橋和張江建有三座200mm晶圓廠，月產能超過17萬片；同時在無錫高新技術產業開發區內新建一條月產能4萬片的12英寸集成電路生產線。

■ 18Q2銷售收入達2.3億美元，同比增16.1%，環比增長9.4%。

毛利率上升至33.6%。

產能利用率不斷提高和產品組合持續優化。

MCU，智慧卡晶片，功率器件市場景氣度持續高漲。