中國集成電路產(chǎn)業(yè)十年分析
中國集成電路近十年產(chǎn)量
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/202309/450402.htm根據(jù)國家統(tǒng)計局公布數(shù)據(jù)顯示,2014 年中國集成電路產(chǎn)量 1015.53 億塊,同比增長 12.4%;2015 年中國集成電路產(chǎn)量 1087.2 億塊,同比增長 7.1%;2016 年中國集成電路產(chǎn)量 1317.95 億塊,同比增長 21.2%;2017 年中國集成電路產(chǎn)量 1564.6 億塊,同比增長 18.7%;2018 年中國集成電路產(chǎn)量 1739.5 億塊,同比增長 11.16%。
2019 年中國集成電路產(chǎn)量 2018.2 億塊,同比增長 7.2%;2020 年中國集成電路產(chǎn)量 2612.6 億塊,同比增長 29.5%;2021 年中國集成電路產(chǎn)量 3594 億塊,同比增長 33.3%;2022 年中國集成電路產(chǎn)量 3241.9 億塊 同比增長-9.8%;2023 年 7 月集成電路當月產(chǎn)量為 292 億塊,同比增長 4.1%,1—7 月累計產(chǎn)量 1912 億塊,同比增長-3.9%。
可以看到,自 2014 年以來,中國的集成電路產(chǎn)量一直在快速增加。2014 到 2018 年,智能手機處于快速滲透期,受下游智能手機、TWS 等消費類電子需求旺盛的驅(qū)動,全球半導體市場蓬勃發(fā)展。
隨后在 2019 年以智能手機為代表的智能終端市場景氣度下滑,全球半導體周期向下,因此當年的集成電路產(chǎn)量同比增長數(shù)額只有 7.2%,不過隨著 5G 終端規(guī)模不斷擴大,數(shù)據(jù)中心需求增加,以及 AIoT 等智能化場景逐步拓展及汽車電子不斷滲透,疊加疫情背景下對遠程辦公、居家娛樂等需求增加,全球半導體產(chǎn)業(yè)規(guī)模上行。2020 年中國集成電路產(chǎn)量達 2613 億塊,同比增長率接近 30%,2021 年中國集成電路產(chǎn)量達 3594 億塊,同比增長率達 33%。
2021 年與 2014 年相比,中國集成電路產(chǎn)量已實現(xiàn)三倍增長,可以看到中國集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈正在實現(xiàn)跨越式發(fā)展,中國也正在從高度依賴進口的模式逐漸改善,這一點從中國集成電路歷年來的進出口額數(shù)據(jù)變化中也可窺見一二。
中國集成電路近十年進出口情況
可以看到,近年來中國集成電路進出口額均呈現(xiàn)出高速增長的走勢。
根據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2014 年中國進口集成電路 2857 億塊,同比增長 7.3%;進口金額 2184 億美元,同比下降 6.9%。出口集成電路 1535.2 億塊,同比增長 7.6%;出口金額 610.9 億美元,同比下降 31.4%。
2021 年中國集成電路進出口額均創(chuàng)下歷史新高。根據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2021 年中國進口集成電路 6355 億塊,同比增長 16.9%;進口金額 4326 億美元,同比增長 23.6%。中國集成電路出口 3107 億塊,同比增長 19.6%;出口金額 1538 億美元,同比增長 32%。
通過將 2021 年與 2014 年的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),2021 年中國集成電路進口量達 6355 億塊,超過 2014 年的兩倍,出口量 4326 億塊,同樣兩倍于 2014 年。中國集成電路需求量增大的同時也意味著中國集成電路產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷高速發(fā)展。
值得注意的是,2021 年似乎是半導體市場鼎盛與衰退的分水嶺,在 2021 年之前不管是產(chǎn)量還是進出口量都保持高速增長的走勢,但在 2021 年后這幾個數(shù)據(jù)指標無一扛得住壓力,紛紛下滑。
那么,2021 年中國集成電路進出口數(shù)據(jù)為何會創(chuàng)下歷史新高,而后續(xù)又持續(xù)衰退呢?
2021-強盛與衰退的分水嶺
2021 年中國集成電路產(chǎn)量、進出口量均創(chuàng)歷史新高的原因主要有三點:
第一,地緣政治的緊張以及國際供應關(guān)系的不穩(wěn)定倒逼中國集成電路產(chǎn)業(yè)加速國產(chǎn)化進程,中國廠商加足馬力生產(chǎn)與擴產(chǎn)。再加上 2020 年受疫情影響,芯片短缺日趨嚴重,導致眾多本土廠商開始囤貨,直接拉高集成電路進出口金額。
第二,在全球持續(xù)缺芯情況下,集成電路產(chǎn)量長期處于供不應求的狀態(tài),芯片價格上漲,進而導致進口金額也隨之上漲。此外,汽車芯片的激增也是一重要影響因素。在傳統(tǒng)工業(yè)制造領(lǐng)域,芯片每年產(chǎn)量的增長基本維持在 5%~7% 之間。從 2019 年下半年到 2020 年年中開始,新能源汽車和智能汽車在市場走紅,芯片市場需求每年的增幅達到了大約 20%。這樣的高速增長讓汽車芯片市場出現(xiàn)了大約 10% 的產(chǎn)能短缺。這些數(shù)據(jù)都直接拉高了 2021 年中國集成電路行業(yè)的各類指標。
第三,隨著數(shù)字基礎(chǔ)設施不斷完善,5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,也帶動了芯片需求量的上升。
受前幾年供需錯配、「缺芯」?jié)q價、疫情期間用戶對消費電子超前消費等多因素影響,全行業(yè)的庫存在 2022 年達到歷史高位,隨后進入快速去庫存階段。對應的中國集成電路產(chǎn)量與進出口量均出現(xiàn)不同程度的下滑。
不只是中國,2021 年是全世界集成電路產(chǎn)業(yè)的分水嶺。
設計、制造業(yè)高速成長
從始至今,中國一直在努力加快本土集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐,不管是設計水平的提高還是設備國產(chǎn)化的突破;不管是通過新技術(shù)的研發(fā)還是產(chǎn)能的擴充;不管是存儲產(chǎn)品的突破還是模擬產(chǎn)品品類的豐富,都可以體現(xiàn)中國集成電路產(chǎn)業(yè)的進步。
這些在中國集成電路各細分產(chǎn)業(yè)銷售增長情況中都可窺見一二。
根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2014 年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為 3015.4 億元,同比增長 20.2%。其中,設計業(yè)增速最快,銷售額為 1047.4 億元,同比增長 29.5%;制造業(yè)受到西安三星投產(chǎn)影響,2014 年增長率達到了 18.5%,銷售額達 712.1 億元;封裝測試業(yè)銷售額 1255.9 億元,同比增長 14.3%。
隨后在 2018 年,中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達到 2014 年的兩倍以上,2021 年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額更是超過 2014 年的三倍。就細分產(chǎn)業(yè)銷售情況來看,集成電路設計和制造均保持快速的增長率,在 2021 年之前,中國集成電路設計增長率常年保持在 20% 以上,2015 年到 2018 年中國集成電路制造增長率均超過 25%。封測產(chǎn)業(yè)作為中國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),市場規(guī)模也在持續(xù)向上突破。
可見,中國半導體產(chǎn)業(yè)盡管面臨技術(shù)和地緣政治的雙重挑戰(zhàn)和巨大壓力,但高速增長的市場規(guī)模依然為中國半導體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級優(yōu)化提供了重要機遇。根據(jù)工信部介紹,近十年集成電路產(chǎn)業(yè)的復合增長率為 19%,是全球增速的 3 倍。
再看中國集成電路產(chǎn)業(yè)進出口產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
處理器、控制器、存儲器進口量最大
目前中國大陸進口最多的是處理器和控制器類芯片,其次是存儲器。這些芯片單價較高、消耗量大且國內(nèi)自主生產(chǎn)能力較弱,所以進口量最大。
從海關(guān)總署公布的進出口細分數(shù)據(jù)來看(處理器、控制器、存儲器、放大器、其他集成電路和集成電路零件),2022 年處理器及控制器進口金額 2051 億美元,占比 49.2%,同比增長 2.7%;存儲器進口金額 1013 億美元,占比 24.3%,同比下降 7.1%。處理器及控制器貿(mào)易逆差 1528 億美元,存儲器貿(mào)易逆差 310 億美元。
處理器及控制器以及存儲器的進口金額過高意味著中國大陸是整機的最主要生產(chǎn)組裝地,但核心芯片卻嚴重依賴海外進口。而中國臺灣、韓國是中國集成電路進口主要來源地,2021 年在兩地分別進口 1558.7 億美元和 881.9 億美元,同比增幅分別為 25.8% 和 28.4%,合計占比為 56.4%。過去十年間,這一比重以年均約 1 個百分點的速度持續(xù)提升,半導體行業(yè)強者恒強的馬太效應是其要因。從進口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,自中國臺灣進口以處理器為主,韓國則側(cè)重于存儲器。
由于廣東地區(qū)擁有大量的電子組裝廠,所以進口的半導體器件最多(超過三分之一)。其次需求最大的是江蘇、上海和四川。這四個省份包攬了絕大多數(shù)進口半導體器件的消耗。
取得了那些突破?
中國集成電路在技術(shù)創(chuàng)新上不斷取得突破,制造工藝、封裝技術(shù)、關(guān)鍵設備材料都有大幅提升。
先看中國集成電路設備的進步。根據(jù)中國本土晶圓廠設備采購數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,結(jié)果顯示,截至 6 月,去膠設備國產(chǎn)化率達到 90% 以上,代表廠商是屹唐半導體;清洗設備國產(chǎn)化率約為 58%,代表廠商是盛美、北方華創(chuàng)和至純科技;刻蝕設備國產(chǎn)化率約為 44%,代表廠商是中微公司、北方華創(chuàng)和屹唐半導體;CMP 設備國產(chǎn)化率為 32%,代表廠商是華海清科;熱處理設備國產(chǎn)化率約為 25%,代表廠商是北方華創(chuàng)和屹唐半導體;
CVD 設備國產(chǎn)化率為 29%,代表廠商是北方華創(chuàng)和拓荊科技;PVD 設備國產(chǎn)化率為 10%;涂膠顯影設備國產(chǎn)化率為 29%,代表廠商是芯源微;離子注入機國產(chǎn)化率為 7%,代表廠商是萬業(yè)企業(yè)(凱世通);量測設備國產(chǎn)化率為 4%,代表廠商是精測電子。此外,28nm 制程光刻設備也實現(xiàn)了零的突破。
再看集成電路制造。芯片制造是中國大陸的薄弱環(huán)節(jié),特別是在先進制程(10nm 以下)方面,鮮有能進入市場的量產(chǎn)芯片。近兩年,中國本土晶圓廠也在努力攻克技術(shù)難關(guān),爭取補齊本土高端芯片制造能力不足的短板。
2022 年也有一些有關(guān)本土高端芯片制造的好消息傳出。2022 年 9 月上海市委外宣辦、上海市政府新聞辦宣布了上海市集成電路產(chǎn)業(yè)最新進展:聚焦「全鏈發(fā)展+芯機聯(lián)動」,先進工藝產(chǎn)能、核心芯片能級、關(guān)鍵設備和基礎(chǔ)材料配套支撐能力不斷提升,14 納米先進工藝規(guī)模實現(xiàn)量產(chǎn),90 納米光刻機、5 納米刻蝕機、12 英寸大硅片、國產(chǎn) CPU、5G 芯片等實現(xiàn)突破。
最后看集成電路設計,從全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)來看,中國芯片設計業(yè)的整體影響力偏低,兩端受制于人、處于產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)位的從屬地位。不過就是在這樣的背景下,2022 年中國集成電路設計業(yè)在疫情不斷反復的情況下仍然取得了 16.5%的增長。從銷售額過億元的企業(yè)增長情況來看,2022 年預計有 566 家企業(yè)的銷售超過 1 億元人民幣,比 2021 年的 413 家增加 135 家,增長 37.0%。從產(chǎn)品端來看,國內(nèi)技術(shù)能力大幅提高,處理器(CPU)、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)、通信系統(tǒng)級芯片 (SOC) 等取得突破。
中國半導體行業(yè)協(xié)會集成電路分會理事長、中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長兼秘書長、國家科技重大專項 02 專項技術(shù)總師葉甜春提供了一則數(shù)據(jù):2008 年至 2022 年集成電路設計業(yè)銷售額增長 13.2 倍、制造業(yè)銷售額增長 9.8 倍、裝備業(yè)銷售額增長 30.8 倍、集成電路材料業(yè)增長 8.5 倍。2022 年,國內(nèi) 14 家代表設備廠商營業(yè)收入已超過 300 億元,預計總體增速達 36%。高速的增長自然也反映出中國集成電路的努力與成就。
結(jié)語
隨著政府、資本、企業(yè)組織等對集成電路產(chǎn)業(yè)的重視和支持,芯片產(chǎn)業(yè)正步入快速發(fā)展階段。根據(jù)《中國制造 2025》,至 2025 年,我國集成電路市場規(guī)模要達到 1734-2445 億美元,占全球市場的 43.35%-45.64%。
然而值得注意的是,國際龍頭對集成電路產(chǎn)業(yè)鏈仍有著極強的把控力,比如:美國的 EDA/IP 占有全球 90% 的市場,提供全球 50% 的裝備和 20% 的材料;日本提供全球約 30% 的裝備和 70% 的材料;歐洲提供全球約 20% 的裝備,主要是光刻機,荷蘭 ASML 光刻機占全球市場的 80%。
在重重壓力之下,中國集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成共識,要培養(yǎng)「系統(tǒng)-芯片-工藝-裝備-材料」協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的良性生態(tài),但現(xiàn)實情況離目標還有很大。因此發(fā)展集成電路,各產(chǎn)業(yè)鏈要攜手共進,揚長避短,做好長期博弈的準備。
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