硅晶圆供应商近 15 年份额变化

硅晶圆需求厂商格局： 海外为主， 国产厂商不乏亮点

IC 设计方面， 巨头把控竞争壁垒较高， 2018 年以来 AI 芯片成为新成长动力。 高通、博通、联发科、苹果等厂商实力最强，大陆厂商海思崛起。 随着科技发展引领终端产品升级，AI 芯片等创新应用对 IC 产品需求不断扩大，预计到 2020 年 AI 芯片市场规模将从 2016 年约 6 亿美元升至 26 亿美元， CAGR 达 43.9%，目前国内外 IC 设计厂商正积极布局 AI 芯片产业。英伟达是 AI 芯片市场领导者， AMD 与特斯拉正联合研发用于自动驾驶的 AI 芯片

对于国内厂商，华为海思于 2017 年 9 月率先推出麒麟 970 AI 芯片，目前已成功搭载入 P20等机型；比特大陆发布的全球首款张量加速计算芯片 BM1680 已成功运用于比特币矿机；寒武纪的 1A 处理器、地平线的征程和旭日处理器也已崭露头角。IC 设计面向终端、面向市场成为必然，国内厂商优势明显。 IC 设计业以需求为导向，才能够更好服务于下游客户。海思、展锐等移动处理芯片、基带芯片厂商依靠近些年中国智能手机市场爆发迅速崛起，跻身世界 IC 设计十强，海思芯片已全面应用到华为智能手机当中，三星、小米等厂商亦采用了自研芯片， 现今中国为全球最大的终端需求市场，因而国内IC 设计业有巨大发展优势。

全球 IC 设计厂商 2017 年排名

代工制造方面，厂商 Capex 快速增长，三星、台积电等巨头领衔。 从资本支出来看，目前全球先进制程芯片市场竞争激烈，全球排名前三的芯片制造商三星、英特尔、台积电的Capex 均达到百亿美元级别， 2017 年分别为 440/120/108 亿美元，预计三星未来三年总Capex 接近 1100 亿美元，英特尔和台积电 2018 年 Capex 则预计分别达到 140 和 120 亿美元，均有较大幅度的增长，利于巨头通过研发先进制程技术和扩张产线来占领市场。

封测方面，未来高端制造+封测融合趋势初显，大陆厂商与台厂技术差距缩小。 封装测试技术目前已发展四代，在最高端技术上制造与封测已实现融合，其中台积电已建立起CoWoS 及 InFO 两大高阶封装生态系统，并计划通过从龙潭延伸至中科将 InFO 产能扩增一倍，以满足苹果 A12 芯片的需求。

封测龙头日月光则掌握顶尖封装与微电子制造技术，率先量产 TSV/2.5D/3D 相关产品，并于 2018 年 3 月与日厂 TDK 合资成立日月旸电子扩大 SiP布局。由于封装技术门槛相对较低，目前大陆厂商正快速追赶，与全球领先厂商的技术差距正逐步缩小，大陆厂商已基本掌握 SiP、 WLCSP、 FOWLP 等先进技术，应用方面 FC、 SiP等封装技术已实现量产。

从工艺制程来看，台积电走在行业前列，目前已大规模生产 10nm 制程芯片， 7nm 制程将于 2018年量产；中国大陆最为领先的代工厂商中芯国际目前具备 28nm 制程量产能力，而台积电早于 2011 年已具备 28nm 量产能力，相比之下大陆厂商仍有较大差距。

全球晶圆纯代工（Pure-Play）厂商 2016 年排名

半导体晶圆材料的基本框架

20 世纪 50 年代，锗（Ge）是最早采用的半导体材料，最先用于分立器件中。集成电路的产生是半导体产业向前迈进的重要一步， 1958 年 7 月，在德克萨斯州达拉斯市的德州仪器公司，杰克·基尔比制造的第一块集成电路是采用一片锗半导体材料作为衬底制造的。

关于半导体晶圆的介绍和分析

半导体产业链流程

但是锗器件的耐高温和抗辐射性能存在短板，到 60 年代后期逐渐被硅（Si） 器件取代。 硅储量极其丰富，提纯与结晶工艺成熟， 并且氧化形成的二氧化硅（SiO2）薄膜绝缘性能好，使得器件的稳定性与可靠性大为提高， 因而硅已经成为应用最广的一种半导体材料。半导体器件产值来看，全球 95%以上的半导体器件和 99%以上的集成电路采用硅作为衬底材料。

硅晶圆供应商竞争力

近 15 年来日本厂商始终占据硅晶圆 50%以上市场份额。硅晶圆产能未发生明显区域性转移。 根据 Gartner， 2007 年硅晶圆市占率第一日本信越（32.5%）、第二日本 SUMCO（21.7%）、第三德国 Siltronic（14.8%） ； 2002 年硅晶圆市占率第一日本信越（28.9%）、第二日本 SUMCO（23.3%）、第三德国 Siltronic（15.4%） 。 近期市场比较大的变动是 2016年 12 月台湾环球晶圆收购美国 SunEdison，从第六大晋升第三大厂商。但日本厂商始终占据 50%+份额。

日本在 fab 环节竞争力衰落而材料环节始终保持领先地位。 20 世纪 80 年代中旬，日本半导体产业的世界份额曾经超过了 50%。日本在半导体材料领域的优势从上世纪延续而来，而晶圆制造竞争力明显减弱， 半导体 fab 环节出现了明显的区域转移。究其原因， fab 环节离需求端较近，市场变动大；但硅晶圆同质化程度高，新进入玩家需要在客户有比较久的时间验证；且晶圆在晶圆代工中成本占比 10%以下，晶圆代工厂不愿为较小的价格差别冒险更换不成熟的产品。

2017 年全球半导体市场规模约 4122 亿美元，而化合物半导体市场规模约 200亿美元，占比 5%以内。 从晶圆衬底市场规模看， 2017 年硅衬底年销售额 87 亿美元， GaAs衬底年销售额约 8 亿美元。 GaN 衬底年销售额约 1 亿美元， SiC 衬底年销售额约 3 亿美元。硅衬底销售额占比达 85%+。 在 21 世纪，它的主导和核心地位仍不会动摇。但是 Si 材料的物理性质限制了其在光电子和高频、 高功率器件上的应用。

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