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Nov 30, 2023 02:47 PM
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第一部分设计领域CPU 处理器类芯片1.1 手机处理器芯片1.2 微机处理器芯片1.3 微处理器和微控制器2.图像处理器 GPU 芯片3.通信芯片3.1 手机基带芯片3.2 射频芯片3.3 WIFI 芯片3.4 蓝牙芯片4.存储器芯片5.消费电子芯片领域5.1 监控芯片5.2 机顶盒芯片5.3 人工智能芯片5.4 汽车电子芯片5.5 触控芯片6.时钟芯片7.FPGA 芯片国内芯片设计企业第二部分晶圆制造领域第三部分 EDA 工具第四部分 芯片原材料第五部分 封装第六部分 测试第七部分 半导体设备物理气相沉积（PVD）PECVD 设备应用最广泛ASM Pacific第八部分 总结杂谈中美贸易摩擦开始中美贸易摩擦升级中兴事件中美贸易摩擦高潮中美贸易战的影响美国为什么会制裁中国半导体？中国为什么要加快半导体进程？中国能否追上美国技术？最后说说中国半导体产业的未来。如何破局？
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知乎
芯片行业七大领域: 设计、晶圆制造、封装、测试、EDA 工具、芯片原材料、半导体设备。
第一部分设计领域
芯片行业的设计领域，指的是规格制定、架构设计到 tape－out 的所有流程。tape out 是什么，可能很多朋友不清楚，那换个说法，对于芯片设计而言，简单通俗的说，就是芯片在晶圆厂生产之前的所有流程都属于设计领域。在芯片行业，我们把仅从事芯片设计，没有其他生产、封装、测试业务的公司称之为 fabless 或者 design house，比如国内的华为海思、紫光展锐、中兴微电子、比特大陆、寒武纪、汇顶科技、全志就是这类公司，美国的高通、博通也属于这一类型。而既有芯片业务，又有芯片晶圆制造业务的公司，我们称之为 IDM（Integrated Device Manufacture，全流程生产），国内的士兰微属于这类企业，美国的英特尔，韩国的三星、海力士，意大利的意法半导体也属于这类企业。
关于全球知名的芯片设计公司，可以参考下面的图表。下面的图表是 2021 年全球十大 IC 设计公司营收排名。注意仅仅指公布财报数据的前十名，有些公司可能更高，但未公布数据。这里只统计公布财报数据的前十名。下面的数据仅指芯片设计公司，不包括台积电、格罗方德等晶圆厂，也不包括芯片原材料和半导体设备公司。
从上面的表格，我们可以看到美国和台湾省的公司垄断前十。其中包括六家美国公司 (高通、博通、英伟达、AMD、Marvell、赛灵思)，四家中国台湾省的公司 (联发科、联咏、瑞昱、奇景)。具体排名方面，高通继续稳坐全球第一，主要由于手机系统单芯片、物联网芯片销售分别年增 51% 与 63% 所带动，加上射频与汽车芯片业务的多元化发展，带动 2021 年高通营收成长达 51%。英伟达在游戏显卡与数据中心营收年增分别达 64% 与 59% 的带动下，营收排名成功超过博通，攀升至第二；博通则受惠于网络芯片、宽带通讯芯片及储存与桥接芯片业务皆有稳定的销售表现，营收年增长 18%。而台湾 IC 设计的龙头联发科受惠于 5G 渗透率提升，手机产品组合销售劲增 93%，营收暴增 61%；联咏旗下的系统单芯片与显示驱动芯片两大产品线双双大幅成长，因产品规格提升、出货量增加且受惠于涨价效益，营收年增 79%，增速为前十名之最；奇景（Himax）是 2021 年首次进入全球营收十强的 IC 设计厂商，因大尺寸与中小尺寸驱动芯片营收均显著成长，分别年增 65% 与 87%，且驱动芯片导入车用面板有成，总营收超过 15 亿美元，年增 74%。
以上文字讲了十大设计公司如何牛 X，业绩如何大涨。下面将从芯片具体的细分领域来看看大陆企业在芯片设计的各领域与世界先进水平的差异。
如果按照芯片的功能和应用来划分，具体的领域来对比一下国内芯片设计企业和国外的差距！我们将从处理器芯片、通信芯片、存储器芯片、消费电子芯片几大领域来比较一下！
CPU 处理器类芯片
包括手机、pad 等移动端设备的处理器和台式电脑、笔记本电脑等微机处理器，以及嵌入式设备处理器。
1.1 手机处理器芯片
这一块国内和世界领先水平有较大差距。世界范围内的知名手机处理器厂商有高通、MTK（联发科），苹果和三星这两家也有自己的手机处理器芯片。而国内大部分手机厂商，比如小米、vivo、oppo 都是用高通或者联发科的处理器芯片！国内手机处理器设计的主要厂商是华为海思。但由于众所周知的原因，台积电不能给海思代工芯片，所以华为的麒麟芯片现在处境很尴尬！目前其他国内公司，据我所知，只有紫光展锐研发的虎贲 T7510 芯片，这一款芯片采用的是台积电 12 纳米工艺，按照网上的说法，这一款芯片相当于高通骁龙 710 系列。国内手机厂商里，好像只有海信用过这款处理器芯片。看一下以下图片，从 2020 年第一季度到 2021 年第二季度全球手机处理器市占率的情况，华为海思持续走低，市场份额从 12% 下降至 3%，而联发科的市场份额由 24% 提升至 38%，另一家大陆企业展讯一直维持在 5%。
1.2 微机处理器芯片
微机处理器芯片就是我们台式电脑或笔记本电脑的处理器芯片！这一块美国的英特尔是绝对的老大，从奔腾处理器到酷睿 i3、i5、i7，英特尔一直领跑！这个领域能够对英特尔构成威胁的，估计只有 AMD 了。这一块目前国内和美国差距极大！目前国内企业有兆心在做 x86 的处理器，这两年好像出了一款性能等同七代英特尔产品的处理器。除此以外海光也在做微机处理器芯片，不过用的 amd 的 zen 架构，不清楚性能如何。
1.3 微处理器和微控制器
微处理器 (Micro-Processor Unit，MPU) 和微控制器 (Micro-Controller Unit ， MCU) 现在的界限越来越模糊，把两者一起介绍。这一领域美国的德州仪器（TI 公司）、飞思卡尔，意大利的意法半导体，日本的瑞萨电子，领先这一块业务。而国内我只知道深圳的科创板上市公司芯海科技是主营这一块业务的。差距有多大，就不太清楚。
2.图像处理器 GPU 芯片
在 GPU 芯片这一块国内厂商和国外大厂差距极大。大家看看自己用的笔记本电脑的显卡是哪个公司的就知道了！整个 GPU 图形芯片领域，包括独立显卡和集成显卡。在具体市场份额方面，英特尔得益于笔记本电脑、传统 PC 行业的优势，其核芯显卡市占率超过全球市场的三分之二。如果只看独立显卡，美国著名企业英伟达是这一块绝对的王者。在独显领域，英伟达 GPU 芯片的市占率超过 80%。
而我们国内做得比较好的景嘉微和中科曙光。但国内企业在 GPU 这一块和英伟达、英特尔、AMD 的差距巨大，不是短时间能赶得上的。图像处理 GPU 这一块，国内必须要努力追赶。
2021 年 11 月 21 日更新：最近从知情人士那里获知了景嘉微 GPU 的消息，嘿嘿 ，我不多说，你懂的 。
2022 年 8 月 17 日更新：去年和今年，又成立了几家新的 GPU 设计公司，比如壁仞和摩尔线程，这些公司的技术骨干都是英伟达或者 AMD 出来的团队，听说这些公司目前产品的进程挺不错的，期待他们的产品能够缩小和英伟达、AMD 的差距。
3.通信芯片
通信是一个很大的概念，很大的范畴！各种各样的通信芯片也是五花八门！主要包括 WIFI 芯片、蓝牙芯片、射频芯片、modem 芯片等等
3.1 手机基带芯片
提到基带大家可能都听过但是不了解具体是什么，这个东西简单来说是手机通话和上网的必备组件，也就是说没了它，手机既不能通话又不能上网，重要性不言而喻。目前基带芯片这一块，美国的高通行业领跑，台湾的联发科和韩国的三星紧随其后。国内基带芯片做得比较好的只有华为海思。但华为之前也用高通的基带芯片，现在因为众所周知的原因，台积电不给华为代工芯片，其他中国企业需要加快基带芯片的研发。
3.2 射频芯片
射频芯片被誉为模拟芯片皇冠上的明珠。射频芯片又分为射频收发芯片和射频前端芯片。而目前射频前端芯片的复杂度更高，所以我们重点关注一下射频前端芯片。射频前端芯片又包括四种功能类型的芯片：滤波器（Filter）、功率放大器（PA）、开关（Switch）、低噪声放大器（LNA）。这四种器件 2020 年市场规模占比分别为 47%、32%、13%、8%。射频前端器件的技术难度从大到小为：滤波器、功率放大器（PA）、开关、低噪声放大器（LNA）。
市场格局方面，2020 年，全球射频前端芯片的市场规模已经超过 200 亿美元。具体企业市占率方面，我们可以看一下这张图片。
图片的横坐标是产品销售额，纵坐标是增速。在射频领域，特别是手机射频前端领域，前五大公司思佳讯、Qorvo （威讯）、Qualcomm （高通）、博通、Murata （村田）市场份额总计超过了 85%。而国内的企业，我只知道江苏无锡的卓胜微和上海的芯朴科技做的射频前端芯片还不错。射频前端器件采用特殊制造工艺，且不同器件之间的工艺差别大，美日巨头以 IDM 模式垄断市场，国内厂商大多是 fabless 模式，国内厂商需要突破设计、工艺两层壁垒。
3.3 WIFI 芯片
这个领域和世界先进水平差距较大！这个领域，美国的博通公司世界第一！大部分高端手机里的 WIFI 芯片都是博通的！国际上知名的 WIFI 芯片厂商有美国的博通、高通、Marvell（美满科技，总部加州硅谷）、TI，台湾的联发科、瑞昱半导体。大陆在 WIFI 芯片做得比较好的，我只知道珠海的全志！
3.4 蓝牙芯片
做蓝牙芯片的企业相当多，这个领域我觉得技术含量不算特别高，个人认为比 WIFI 芯片简单多了。国内大大小小的芯片设计公司都有在做蓝牙芯片的。
4.存储器芯片
存储芯片是一个高度垄断的市场，全球市场基本被前三大公司占据，且近年来垄断程度逐步加剧。受全球市场寡头垄断格局影响，中国企业的议价能力极低，我国存储器芯片发展受限。
我们可以看一下这张图片，2020 年全球存储器芯片的市场份额。三星、海力士、美光垄断前三。
在细分领域，全球 DRAM 市场仍由三大巨头主导，全球 NAND Flash 半数市场份额由三星和铠侠占据; 在 NOR Flash 全球市场中，我国企业兆易创新位列前三。
近年来国内厂商奋力追赶，已在部分领域实现突破，逐步缩小与国外原厂的差距，其中，兆易创新位列 NOR Flash 市场前三，聚辰股份在 EEPROM 芯片领域市占率全球第三，长江存储 128 层 3DNAND 存储芯片，直接跳过 96 层，加速赶超国外厂商先进技术。但在市场份额方面，由于 DRAM 和 NAND Flash 占据了存储芯片 95% 左右的市场份额，我国部分企业虽然在 NOR flash 方面有所突破，但仍未改变存储器芯片市场被韩美三巨头垄断的格局。中国的存储器芯片厂商追赶先进任重而道远。
5.消费电子芯片领域
安防监控、机顶盒、人工智能、汽车电子、触控芯片五大板块，分开来说。
5.1 监控芯片
说实话，监控芯片是国内做得相当不错的芯片领域！可以说监控芯片，国内处于世界第一梯队！世界一流！目前国内安防监控企业比如，海康威视和大华。据我所知海康威视大部分的监控芯片还是用的华为海思的！另外一些新兴的芯片设计公司也在做监控芯片。世界范围内，老牌的监控芯片厂商有美国的德州仪器（TI 公司）。
5.2 机顶盒芯片
这一块国内做得还不错。华为海思这一块国内最强，另外中兴微电子、福州瑞芯微、Amlogic(晶晨半导体) 都在做机顶盒芯片，除了海思以外，amlogic 做得最好。amlogic(晶晨半导体) 是在美国硅谷成立，但现在已回大陆注册。除了大陆以外台湾的 mstar 之前也做得不错，但这几年业务被海思和 amlogic 挤压得很厉害。mstar 中文名叫晨星半导体，总部在台湾新竹，已经被联发科收购。
5.3 人工智能芯片
世界范围内知名的人工智能芯片有美国的英伟达、英特尔，荷兰的恩智浦。国内知名的人工智能芯片设计企业有华为海思、寒武纪、地平线等等。现在国内做人工智能芯片的很多，字节跳动、阿里平头哥、百度、腾讯，这些互联网公司也都挤进来内卷了。但芯片行业不等同于互联网，他们玩得转互联网，但芯片行业没那么好整，我们拭目以待，看他们做出的芯片究竟怎样。说句题外话，人工智能芯片以及人工智能相关产业链在科技领域是一个热门领域，很有利于 “讲故事”、“讲 ppt”、炒作，对于部分公司炒高估值、炒股价，很有利，你懂的。所以挤进来做人工智能芯片的企业特别多。
5.4 汽车电子芯片
其实汽车电子芯片是一个很大的范畴，汽车电子芯片是汽车电子所有芯片的统称。前面提到的 MCU 芯片也在汽车电子领域有很多应用，除了 MCU 芯片以外，无人驾驶芯片是近几年一个比较热门的领域，但目前无人驾驶芯片落地还有些困难，各大厂商都想抢跑。除此之外，汽车电子领域的芯片还包括传感器芯片、一些模拟芯片。
在汽车电子芯片整体的格局方面，荷兰企业恩智浦、美国企业德州仪器、德国企业英飞凌、日本企业瑞萨电子、意大利的意法半导体是这一领域龙头。
欧洲企业在这一领域有极大话语权。恩智浦、英飞凌、意法半导体、博世四家欧洲企业就占据全球 30% 的市场份额。恩智浦目是由荷兰的飞利浦发展出来的企业，2015 年 12 月，恩智浦收购了飞思卡尔之后，开始成为汽车半导体和通用微控制器市场的领导者。美国企业以德州仪器为代表，日本企业以瑞萨电子为代表。欧美日三足鼎立。中国企业基本没有话语权。国内在汽车电子这一块我就只知道比亚迪半导体做得不错。其他没有特别有分量的公司。今年 2022 年上半年，其他车厂也逐渐进入到芯片设计领域。比如某蔚，也成立了芯片设计公司。不少猎头还联系了我，他们公司确实出手大方。十年经验的芯片开发工程师普遍能拿到年薪 1200K 以上。希望他们也好好做芯片，在汽车芯片和新能源车领域都能弯道超车。
5.5 触控芯片
这一块国内做得不错。深圳企业汇顶科技是这个领域龙头，另外台湾的 mstar 和敦泰科技也做得不错！据我所知，触控芯片如果不涉及指纹识别的话，本身并没有特别高的技术含金量。如果涉及指纹识别，那触控芯片难度增加不少。而近一两年，汇顶科技的触控芯片业务也受到强有力挑战。希望中国芯片企业能在挑战中成长。下面的图片是 2016 年和 2017 年触控芯片市场份额情况，数据有点老，大家将就看一下，了解一下市场格局就行。
6.时钟芯片
这一块差距很大！美国的厂商完全领先！不同于消费电子行业，时钟芯片偏向模拟，好多产品可以卖好多年！时钟芯片主要的市场都被美国公司把持！国际知名的时钟芯片企业有美国的 TI、Silicon Labs（芯科科技）、micro chip。国内的有成都天奥电子、宁波奥拉半导体、浙江赛思电子、新港海岸。
7.FPGA 芯片
FPGA 芯片这个领域，国内厂商和美国厂商差距极大。美国企业起步很早，全球 FPGA 市场由巨头 Xilinx，altera 两大巨头垄断，莱迪斯 Lattice 和 Microsemi 瓜分剩下大部分份额。四大厂商不仅在芯片设计垄断，而且还垄断了 FPGA 芯片配套的 EDA 软件，芯片设计和 EDA 工具上都形成了极强的技术封锁。Xilinx、Altera、Lattice 等公司通过近 9000 项专利构筑了牢固的知识产权壁垒，并形成了非常强大的产业生态链，四大厂商的市场占有率达到了 96%。
国内厂商方面，据我所知，只有紫光集团旗下的子公司紫光同创做的 FPGA 芯片还不错，但和美国公司的差距很大。
综合来看目前国内的芯片设计公司在世界处于什么发展水平呢？我的观点是整体落后，局部细分领域（比如监控芯片、触控芯片）世界领先！芯片设计相对于芯片生产来说，芯片设计国内与世界领先水平有较大差距，但没有像芯片生产那样大的差距，我个人观点，美国公司在设计领域处于第一梯队，台湾公司和韩国公司处于第二梯队，大陆企业的芯片设计的水平在世界范围内处于第二梯队和第三梯队之间，可以说 2.5 梯队。
国内芯片设计企业
第二部分晶圆制造领域
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的 IC 产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。
晶圆制造是根据设计出的电路版图，通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程在半导体晶圆基板上形成元器件和互联线，最终输出能够完成功能及性能实现的晶圆片。
在芯片行业，我们把仅从事晶圆制造的企业称之为 foundry。
晶圆制造目前在世界上的发展情况来看，台湾的台积电在晶圆制造领域领先世界，目前属于世界第一的水平，台积电目前独一档，第一梯队，台积电之后有哪些？三星、英特尔、格罗方德、UMC（联电）、SMIC、意法半导体、PSMC（力晶）、华虹。大陆最强的中芯国际可以说属于 2.5 梯队，大陆第二的华虹属于第三梯队。以上芯片制造企业中，台积电、UMC、PSMC 都是台湾企业，英特尔是美国公司，格罗方德本来是 AMD 的芯片生产部门，后来独立出来被阿联酋的资金收购，但目前格罗方德大部分工厂仍在美国。意法半导体目前应该是欧洲在芯片生产领域最高水平的公司啦! 可以参考下面的表格，今年第一季度全球十大晶圆代工企业营收排名，共有七家中国企业上榜 (四家中国台湾企业，三家中国大陆企业)。
从目前的新工艺的推进和老工艺的成熟度来看，承载中国大陆芯片生产希望的中芯国际勉强处于第二梯队，不说和台积电、三星相比，就是和台湾的 UMC 相比，都略有差距。而大陆芯片制造第二的华虹，目前仅仅能够量产 28 纳米芯片。芯片生产这一块，大陆企业追赶先进制造，任重而道远！
第三部分 EDA 工具
EDA 是电子设计自动化的英文简称。EDA 工具是指利用计算机辅助设计软件，来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计方式。
在芯片行业，我们把提供 EDA 工具的企业称之为 EDA 设计服务供应商。
目前，在 EDA 工具方面，EDA 工具厂商的三巨头——cadence、synopsys、mentor 公司垄断了绝大多数市场份额，其他 EDA 厂商很多都是在三巨头的阴影之下，夹缝之中求生存。
这三大公司的总部都位于美国加州，其中 cadence 和 synopsys 都是美国公司，而 mentor 本来也是美国公司，不过现在已经被德国的西门子收购。
而我们目前国内使用的 EDA 工具，几乎现在开发流程就没有使用国产的工具！国内做 EDA 工具最厉害的应该是华大九天，另外国微集团好像也在做 EDA 工具。而目前美国三巨头（synopsys、cadence、mentor）垄断了绝大部分 EDA 工具！以我本人经常使用的 EDA 工具为例吧！IC 验证工具方面用的最多的是 synopsys 公司的 vcs、cadence 公司的 irun！code debug 用的最多的是 synopsys 公司的 verdi，以前读书时用过 mentor 公司的 modelsim。DFT 目前用的也是 mentor 公司的 tessent 和 synopsys 的 DFT compiler。后端 PR 工具目前常用的 ICC 和 innovus 分别是 synopsys 和 cadence 的工具。形式验证用的是 synopsys 公司的 formality。STA 用的是 synopsys 的 PT。逻辑综合用的还是 synopsys 公司的 design compiler。因为我是做数字 IC 的，用的 synopsys 的工具多一些，模拟 IC 应该用 cadence 的工具多一些！FPGA 验证都是用赛灵思的 ISE 和 VIVADO。
国产 EDA 工具的研发任重而道远啊！
第四部分 芯片原材料
芯片生产需要大量的原材料，比如硅晶圆、光刻胶等等。对于大家经常听说的光刻机，我们用最通俗的语言来概括它的原理，就是投影仪 + 单反的原理，将激光光束透射过画着线路图的掩模，将芯片线路图成比例缩小投射到涂了光刻胶的硅晶圆上，最终形成芯片的电路图。所以硅晶圆和光刻胶是芯片生产过程中非常重要的原材料。
芯片制造所需的原料有很多，其中需求量最大的当属硅晶圆。数据显示，硅晶圆在芯片制造材料中占比最高，达到 37%。硅晶圆制造行业整合现象早在上世纪 90 年代就已经出现，经过三十年时间厮杀，目前 90% 的市场份额都被日韩四巨头占据。它们分别是信越化学、环球晶圆、胜高以及 SK siltron。
在光刻胶领域，全球有超过 87% 的市场份额都被美国罗门哈斯、日本 JSR、东京应化、日本信越与富士电子材料这五家企业所垄断，其中美国企业占到了 15% 市场份额，而日本企业市场份额更是超过了 75%；
美日垄断！ 2019 年，日本和韩国打芯片战，禁止日本企业出口高纯度氟化氢及光阻剂等材料原材料给韩国，韩国半导体制造厂只能停工，即便不停工，使用替代原料进行风险量产，会使得到的芯片的可靠性问题受到客户们的强烈怀疑，无疑将会引起不小的业内地震。
目前国内在芯片原材料方面和国外差距较大！
第五部分 封装
芯片封装，简单点来讲就是把 Foundry 生产出来的集成电路裸片放到一块起承载作用的基板上，再把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。
封装这一块，目前国内这一块做得不错！可以说处于第一梯队！但封装这一块本身的技术含量和难度在芯片行业的各领域里是比较低的！封装国内最强就是长电了，但封装是依赖于晶圆制造的，与工艺相关！除了长电之外还有华润微、硒品等企业。参考一下 2021 年大陆十大封测厂商的营收排名。
第六部分 测试
个人感觉芯片行业技术难度最低的就是测试和封装。测试的话包括 CP 测试、FT 测试等等，包括了芯片的功能测试、可靠性测试、老化测试等等。
芯片测试这一块，国内目前和国外没有什么特别的差距。国内目前的芯片测试由封测厂来完成，某些企业同时完成封装测试工作，这些企业被称为封测厂，而某些企业只进行测试工作，这类企业被称为测试厂。
1.芯片测试需要哪些知识
芯片设计验证是芯片在量产前期的功能测试或者物理验证；过程工艺检测是在晶圆制造过程中的测试，主要考察的因素有wafer的缺陷、膜厚、线宽、关键尺寸等；晶圆测试（chip probing）是对已经完成后的晶圆进行测试。
芯片测试的目的是剔除在设计和生产过程中失效和潜在的失效芯片，防止不良品流入客户。因此我们在选型时，需要增加芯片测试级别的评估，通过与原厂以及封测厂的交流，获取芯片设计验证→过程工艺检测→晶圆测试→芯片成品测试阶段的关键参数和指标来综合评估。
芯片成品测试（Final Test），在划片、键合、封装和老化过程中都会损坏部分电路，所以在上述流程完成后，需要按照测试规范对成品进行全面的电路检测，挑选出合格的成品，根据器件性能的指标进行分级，同时记录各个级别器件数和各种参数的统计分布情况。
主要目的是在划片前将坏的裸片（DIE）挑选出来，以减少封装和芯片成品测试成本，同时统计晶圆上的合格率，能直接反应晶圆制造良率、检验晶圆的制造能力。
2.芯片测试需要掌握的技术
精通EDA软件，如protel、cadence等，绘制原理图及PCB layout。
精通PCB设计，熟悉各类handler结构，分别针对性设计loadboard。
熟悉PROBER、HANDLER接口协议，能够利用PC、单片机、ARM等搭建具备一定性能的ATE系统。
线路基础知识扎实；精通各种测试ATE应用，熟悉各类语言编程；熟悉封装相关知识；熟悉IC设计后端，包括wafer加工工艺有至少50个各类（包括模拟、数字、混合信号）项目经验。对一个新项目可在2个工作日内完成开发
第七部分半导体设备
芯片行业的设备业务主要指的是芯片生产、封装、测试过程中需要使用的设备，比如晶圆制造过程中需要使用的光刻机、蚀刻机，测试过程中需要使用的 ATE 测试基台。光刻机这个大家都耳熟能详了，知道国内目前光刻机的差距，就不再多说！先进光刻机这一块荷兰的阿斯麦尔独家供货，日本的佳能也生产一些低工艺的光刻机设备。下图是 2019 年世界范围内半导体设备厂商营收排名，大家可以大概看一下全球半导体设备厂商的市场占有格局情况。
封测厂用的 ATE 测试基台等设备基本都是爱德万或泰瑞达等公司的产品。爱德万是日本公司，而泰瑞达是美国公司，总部在马萨诸塞州。这一块的市场份额几乎没有国内公司的蛋糕。
第七部分 半导体设备
半导体设备定义：半导体设备是指用于制造各类半导体产品所需的生产设备，也包括生产半导体原材料所需的其他类机器设备，属于半导体行业产业链的支撑环节。其中生产半导体的核心专用设备是半导体产业的技术先导者，芯片设计、晶圆制造和封装测试等需在设备技术允许的范围内设计和制造，设备的技术进步又反过来推动整个产业的发展。
半导体设备分类：半导体设备可分为 前道设备（晶圆制造）和 后道设备（封装与测试）两大类。前道设备涉及硅片加工、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗、抛光、金属化等工艺，所对应的核心专用设备包括 硅片加工设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备、量测设备 等。后道设备则包括 封装设备 和 测试设备。2020 年全球半导体设备中，晶圆制造设备占比 86%，测试设备占比 9%，封装设备占比 5%。
全球半导体设备行业发展历程
中国大陆地区晶圆产能释放
全球半导体产业的发展历程，经历了由美国、日本、韩国和中国台湾向中国大陆等地区的三次产业转移。在全球半导体产业区域转移的行业背景下，随着中国半导体市场的快速增长，其全球地位也在快速提升。
- 第一次产业转移（1960-1970：美国→日本）第一阶段转移为技术、利润含量较低的封装测试环节。随着家电行业的兴起，半导体器件逐渐从军工设备延伸到家电领域，日本的索尼、东芝、日立等企业快速发展，带动集成电路产业链从美国转移到日本。
- 第二次产业转移（1970-1980：日本→韩国、中国台湾）第二阶段转移为集成电路精细化分工。PC 电脑的普及极大地提升了对半导体器件的需求，韩国、台湾依托在存储器制造和晶圆代工方面的优势，逐渐掌握了集成电路领域的主导权。
- 第三次产业转移（1990-2000：韩国、中国台湾→中国大陆）第三阶段转移为产业规模。中国大陆地区新增晶圆厂产能逐步释放，为国内集成电路行业在降低成本、地域合作便利性、产品多样化等方面提供支持，对于集成电路产业的发展起到了促进作用。移动通信的出现对半导体器件的性能、功耗和集成度提出了更高的要求，加上技术更新速度加快，产业链专业化分工的趋势愈发明显。此外，2010 年之后兴起的物联网、人工智能、云计算等概念进一步拓宽了半导体器件的应用领域，中国依托庞大的消费市场正在逐步承接全球集成电路产业链的第三次转移。
中国半导体设备行业工艺流程
前道工艺附加值较高
芯片（集成电路）制造就是在硅片上雕刻复杂电路和电子元器件（利用薄膜沉积、光刻、刻蚀等工艺），同时把需要的部分改造成有源器件（利用离子注入等）。应用于集成电路领域的设备通常可分为硅片制造设备、前道工艺（晶圆制造）设备和后道工艺（封装测试）设备三大类。其中晶圆制造的前道工艺是技术含量最高，价值量最大的核心制造环节。
- 单晶硅片制造：工业生产中对硅的需求主要包括半导体级和光伏级。半导体级单晶硅的纯度远远高于光伏级单晶硅。半导体级单晶硅片的生产首先将多晶硅硅料在石英坩埚中熔化，并掺入磷、硼等元素，之后再单晶炉中拉出单晶棒，使用切割机和钢线进行切片，之后对硅片进行边缘倒角处理，然后进行研磨，之后蚀刻讲表面变平整，之后通过抛光来产生抛光片。生产设备主要包括单晶炉、切片机、倒角机、刻蚀机、抛光机、清洗机、量测机等，其中核心设备为单晶炉、抛光机和量测机。
- 光刻：光刻的主要环节包括涂胶、曝光与显影。涂胶是指通过旋转晶圆的方式在晶圆上形成一层光刻胶；曝光是指先将光掩模上的图形与晶圆上的图形对准，然后用特定的光照射。光能激活光刻胶中的光敏成分，从而将光掩模上的电路图形转移到光刻胶上；显影是用显影液溶解曝光后光刻胶中的可溶解部分，将光掩模上的图形准确地用晶圆上的光刻胶图形显现出来。
- 刻蚀：刻蚀主要分为干法刻蚀和湿法刻蚀，指未被光刻胶覆盖的材料被选择性去除的过程。干法刻蚀主要利用等离子体对特定物质进行刻蚀。湿法刻蚀主要通过液态化学品对特定物质进行刻蚀。
- 离子注入、退火：离子注入是指将硼、磷、砷等离子束加速到一定能量，然后注入晶圆材料的表层内，以改变材料表层物质特性的工艺。退火是指将晶圆放置于较高温度的环境中，使得晶圆表面或内部的微观结构发生变化，以达到特定性能的工艺。
中国半导体设备行业产业链
中游设计与制造成为产业核心
半导体行业产业链可分为上游材料、设备等支撑性产业，中游包括芯片设计、晶圆制造和封装测试等制造类产业，以及下游的半导体终端销售与服务产业。
- 上游：主要分为半导体材料与半导体设备产业，为中游晶圆制造产业提供必要的原材料与生产设备。半导体设备的主要元器件包括视觉系统、继电器、传感器、计算机、PCB 板以及各类机械零件。
- 中游：半导体制造产业为半导体产品的核心环节，可分为集成电路、分立器件、光电子器件和传感器。集成电路在半导体产品中占比超过 80%，所以半导体制造流程主要体现 IC 设计 - IC 制造 - IC 封测环节，这成为是绝大多数电子设备的核心组成部分。
- 下游：半导体下游应用广泛，涉及通信技术、消费电子、工业电子、汽车电子、人工智能、物联网等多个领域。下游应用行业需求增长是中游晶圆制造产业快速发展的核心驱动力。
中国半导体设备行业商业模式
垂直一体化与分工模式
半导体行业的经营模式主要分为 垂直一体化模式（IDM）及 垂直分工模式（Fabless、Foundry、OSAT）。IDM 是指厂商承担设计、制造、封装测试的全部流程，该模式具备产业链整合优势。Fabless 厂商专注于芯片设计环节，将生产和封测环节外包，芯片设计企业具有轻资产优势；Foundry 企业则专注于晶圆代工领域，代工厂商承接芯片设计企业委外订单，并形成规模效应，此类企业投资规模较大，维持生产线正常运作的经营成本较高；此外还有聚焦于半导体封装与测试环节的 OSAT 模式等。
垂直一体化模式（IDM）：IDM 即垂直整合制造商，是指包含集成电路设计、晶圆制造、封装测试以及投向消费市场全环节业务的半导体企业经营模式。企业需要拥有自己的晶圆厂、封装厂和测试厂，自建芯片制造、封装和测试生产线，在完成半导体的设计、芯片制造、封装测试等环节后销售给下游客户。IDM 模式的主要的优势包括：设计、制造等环节协同优化，有助于充分发掘技术潜力；能有条件率先实验并推行新的半导体技术。主要的劣势有：IDM 企业规模庞大，管理成本较高；运营费用较高，资本回报率偏低。由于该模式对企业技术、资金和市场份额要求极高，目前仅有英飞凌、三菱等少数国际巨头采用此模式。
中国半导体设备行业市场规模
我国成全球最大设备销售市场
半导体设备市场与半导体产业景气度密切相关。2019 年半导体行业进入下行周期，半导体设备市场也有所下降。2020 年下半年以来，疫情的反复叠加供需错配的影响，导致全球芯片供给紧张，晶圆厂商加大资本开支扩建产能，半导体行业重新进入上行周期。随着下游需求的稳步增长，以及新兴领域的高速发展，2021 年全球半导体产业面临着先进制程产能的扩张需求，为半导体设备行业带来巨大的市场空间。
据国际半导体产业协会（SEMI）数据统计，2020 年全球半导体设备销售额达 712 亿美元，同比增长近 20%，预计 2021 年全球半导体设备销售额将突破 1,000 亿美元。2020 年中国大陆半导体设备销售规模达 187 亿美元，同比增长近 40%，首次超过中国台湾地区，成为全球第一大半导体设备市场，预计 2021 年中国半导体设备销售额将突破 200 亿美元。
中国半导体设备行业竞争格局
美欧日主导，市场集中度较高
半导体设备行业具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒。全球半导体设备市场主要由国外厂商主导，美国、日本、荷兰等企业处于市场垄断地位。2020 年全球半导体设备行业头部五家企业有：应用材料（AMAT）、阿斯麦尔（ASML）、泛林半导体（LAM）、东京电子（TEL）和科磊半导体（KLA）。2020 年行业 CR5 占比达到 65% 以上，全球半导体设备竞争格局呈现高度集中状态。
全球半导体设备行业监管政策
行业组织促进产业发展
WSTS、SEMI、SIA、CSIA 是全球及中国重要的半导体行业组织。国内外半导体行业组织设立的目的主要是制（修）订行业标准及推荐标准；维护从业企业的合法权益，反对不正当竞争，尊重、保护知识产权，促进和组织订立行规行约，推动市场机制的建立和完善；积极开展同业交流与合作，促进产业发展，推动产业合作深化。
中国半导体设备行业政策法规
国家战略性新兴产业
我国半导体产业相对落后的局面受到国家领导层的高度关注，近年来国家密集出台一系列政策提振半导体产业发展。从 2000 年开始，国务院持续出台扶持政策，支持集成电路产业发展。2016 年 “十三五” 国家战略性新兴产业发展规划中，把关键芯片的设计、存储、封测、显示作为半导体产业下一步发展的重要领域。2021 年 3 月全国人大发布《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》指出，在集成电路领域，关注集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发、集成电路先进工艺和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、微机电系统（MEMS）等特色工艺突破，先进存储技术升级，碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。
中国半导体硅片加工设备市场概述
硅片分类与工艺要求
工艺要求：半导体级硅片对纯度要求高，制作工艺需同步精进。芯片制造工艺对硅片缺陷密度与缺陷尺寸的容忍度很低，制造过程中需要更加严格地控制硅片表面微粗糙度、硅单晶缺陷、金属杂质、晶体原生缺陷、表面颗粒尺寸和数量等技术指标，这些参数将直接影响半导体产品的成品率和性能。
单晶炉：直拉单晶法
单晶炉 是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。现在生产中用于硅片制备的最普遍技术是直拉单晶法（CZ 法），此外还有一种区熔法，但目前市场运用相对较少。
研磨机与倒角机
倒角机：在硅片的加工过程中，从硅晶锭切成硅片后，如果直接进行磨片，容易产生崩边，从而引起硅片报废，因此在磨片之前需要对硅片进行倒角。倒角工艺是通过金刚石砂轮对硅片边缘进行打磨使其边缘钝圆光滑，而不易破碎。倒角机采用高速运转的金刚石磨轮，对进行转动的硅片边缘进行摩擦，从而获得钝圆形边缘的过程，属于固定磨粒式磨削。倒角机可以消除硅片边缘的锋利区，大大减小边缘崩裂的出现，利于释放压力。
全球半导体硅片加工设备市场规模
硅片为半导体重要材料
半导体制造的原材料主要包括硅、电子气体、光掩膜、光刻胶配套化学品、抛光材料、光刻胶、湿法化学品与溅射靶材等。根据国际半导体产业协会（SEMI）数据统计，2020 年全球半导体制造材料市场规模为 349 亿美元，其中硅片及硅基材料市场规模为 128 亿美元，是占比最大的半导体制造材料。
硅片制造设备投入一般占硅片制造企业总投资的 70%-80% ，其中单晶硅生长炉、切磨抛等加工设备是硅片制造的主要设备，占据超过 80% 的比重。单晶炉在所有硅片加工设备中的市场价值量占比最高，约为 20%-25% 。此外硅片制造完成后的量测环节设备附加值也较高，约有 20% 的比重。
需求增长，市场回暖
根据国际半导体产业协会（SEMI）数据统计，全球半导体硅片市场从 2016 年的 77 亿美元增至 2020 年的 115 亿美元，其中 2019 年和 2020 年出现的下滑分别由于贸易因素和疫情影响，之后由于 5G 的普及和汽车行业景气度回升，预计 2021 年半导体硅片市场依然呈上升势头。全球硅片出货面积从 2011 年的 115 亿平方英寸增至 2020 年的 125 亿平方英寸，2021 年出货量有望突破 140 亿平方英寸。硅片价格也在 2016 年低谷期之后随着需求提升而逐步回暖，从 2016 年的 0.67 美元 / 平方英寸增至 2020 年的 0.91 美元 / 平方英寸，结合半导体产线的投产需要两年左右的时间，硅片价格有望保持现有水平。
中国半导体硅片加工设备市场规模
国内市场增速高于全球
据行行查数据显示，2020 年中国大陆地区的半导体硅片市场规模迫近 15 亿美元，近五年复合增速达到超过 25%，全球半导体硅片市场近十年复合增速仅为 1.2%，近五年复合增速约为 11.1%。中国半导体硅片市场规模增速高于全球水平。我国单晶硅行业市场规模由 2017 年的 75 亿元增长至 2020 年的 380 亿元，年均复合增长率超过 70%；从需求端来看，2020 年我国单晶硅片消费量突破 140GW，同比增速超过 60%。由此可见，在近年来半导体产业的驱动下，我国单晶硅市场规模和需求量在未来也将持续保持高速增长。
中国半导体硅片加工设备竞争格局
寡头垄断格局相对稳定
2020 年全球前五大半导体硅片厂商分别为日本信越化学、日本盛高（SUMCO）、中国台湾地区的环球晶圆、德国 SiltronicAG 以及韩国的 SKSiltron。其中，日本的信越化学和 SUMCO 合计份额约市场总量的一半，前五大厂商一共占据全球半导体硅片市场超过 85% 的份额，虽较 2019 年市场占比总和有所下降，但头部企业集中度依然较高，行业整体呈现寡头垄断格局。
中国半导体硅片加工设备企业介绍
晶盛机电（1/3）
浙江晶盛机电股份有限公司 创建于 2006 年 12 月，是国内领先的半导体材料装备和 LED 衬底材料制造的高新技术企业。公司围绕硅、碳化硅、蓝宝石三大主要半导体材料，从事关键设备的研发、制造和销售，并适度延伸到材料领域，产品主要应用于集成电路、太阳能光伏、LED、工业 4.0 等新兴产业。2012 年晶盛机电在创业板上市。
中国半导体光刻设备市场概述
设备分类与工作原理
光刻机 又叫掩模对准曝光机、曝光系统，光刻系统等，它是制造芯片的核心装备。光刻机采用类似照片冲印的技术，把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。光刻机中主要的装置为光学系统，其中光源、物镜是最关键的零部件，分别掌握着光源波长和数值孔径，是影响芯片制程线距的关键。光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，制造和维护需要专业度极高的光学和电子工业知识基础，世界上只有少数厂家掌握这一核心技术，因此光刻机价格昂贵，通常在 3 千万至 5 亿美元。
中国半导体光刻设备关键部件
光学元器件是核心系统
关键部件：光刻机主要包括 光源、投影物镜 和 工件台 三个子系统及其他部件。其中光源系统主要用来发射激光，投影物镜系统主要用来对光线进行精准聚焦，工件台主要用来承载硅片并根据光刻需求进行精密运动，其决定了光刻机的分辨率和生产效率。
- 光学镜片：高端光刻机含有上万个零部件，而光学镜片则是核心部件之一。高数值孔径的镜头决定了光刻机的分辨率以及套值误差能力。
- 光源：光源则是高端光刻机另一核心部件，光源波长决定了光刻机的工艺能力。光刻机需要体积小、功率高而稳定的光源。
中国半导体光刻设备工艺流程
三大流程 + 八道工序
光刻工艺：光刻是将设计好的电路图从光刻版或倍缩光刻版转印到晶圆表面的光刻胶上，便于后续通过刻蚀和离子注入等工艺实现设计电路，是晶圆制造中最重要的技术。光刻工艺包括三个核心流程：涂胶、对准和曝光以及光刻胶显影。整个光刻过程需要经过八道工序：晶圆清洗、表面预处理、光刻胶自旋涂敷、软烘烤、对准、曝光、曝光后烘烤、显影、坚膜烘烤和图形检测。
中国半导体光刻设备核心技术
ArF：沉浸式紫外光技术
沉浸式光刻技术：传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸入式技术是将空区气介质换成液体，利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率。ArF 沉浸式紫外光结合多重图形工艺突破光源波长的技术极限，实现芯片制程微缩至 14nm，为 2020 年国内芯片制造商量产 14nm 芯片的主要光刻技术。
全球半导体光刻设备市场规模
行业呈现波动增长态势
根据全球光刻机公司公开资料统计，2020 年 EUV、ArFi、ArF、KrF、i-line 等类型的光刻机销量分别为 31 台、79 台、33 台、143 台、127 台，占比分别为 8%、19%、8%、35%、31%；销售额分别约为 53.5 亿美元、51.4 亿美元、16.5 亿美元、19.6 亿美元、10 亿美元，各类光刻机设备机型的销售额占比分别为 35%、34%、11%、13%、7%。EUV 光刻机销量占比最低，但凭借超高的价值量，销售额占比排名第一。未来随着 4nm、3nm、甚至 2nm 技术不断突破，先进制程占比不断提升，预计 EUV 光刻机的价值量将继续攀升，市场份额也将进一步扩大。
全球半导体光刻设备竞争格局
ASML 是光刻机市场绝对龙头
全球光刻机市场主要由荷兰的阿斯麦（ASML）、日本尼康和佳能三家把持，其中 ASML 更是全球绝对龙头。2020 年各公司年报数据统计，ASML、尼康、佳能的光刻机销量分别为 258 台、33 台、122 台，占比分别为 62%、8%、30%；销售额分别约为 780 亿元、120 亿元、88 亿元，销售额占比分别为 79%、12%、9%。ASML 销售额占比高于销量占比的原因，主要是 ASML 在高端光刻机领域具有绝对领先优势，尤其在 EUV 光刻机领域，更是全球独家供应商。
中国半导体光刻设备竞争格局
“02 专项” 推动国产化进程
针对半导体产业，国务院于 “十二五” 规划期间推出 “极大规模集成电路制造装备及成套工艺” 重大专项（简称 “02 专项”)，旨在突破集成电路制造装备、材料、工艺、封测等核心技术。“02 专项” 启动了多个重大课题，针对半导体领域，国内企业如上海微电子已经实现 0 的突破，除上海微电子生产光刻机整机以外，国内还有华卓精科和国科精密从事光刻机零部件的研发和生产。华卓精科以光刻机双工件台这一超精密机械领域的尖端产品为核心，并以该产品的超精密测控技术为基础，开发了晶圆级键合设备、激光退火设备等整机产品。国科精密致力于极大规模集成电路光刻投影光学、显微光学、多光谱融合成像探测、超精密光机制造与检测等领域的高技术研究，同时开展相应各类高端光学仪器与装备产品的研发工作。
全球半导体光刻设备企业介绍
阿斯麦 ASML
荷兰 ASML 公司 是一家总部设在荷兰南部埃因霍芬市（Eindhoven）的全球最大的半导体设备制造商之一，向全球复杂集成电路生产企业提供领先的综合性关键设备。ASML 集合美国、欧洲科研力量，掌握了 EUV 光刻机的核心技术，从而奠定了在高端光刻机的龙头地位。通过并购竞购竞争对手，不断布局光刻机领域关键技术；同时加强与三星，英特尔和台积电等世界顶级芯片制造商的合作。ASML 在欧洲、亚洲及美国的 50 多个地区拥有超过 9,000 名员工，ASML 一直致力于中国市场的拓展与合作，包括香港在内已经在北京、上海、深圳、无锡等地开设分公司，为客户提供及时的服务和咨询。
中国半导体光刻设备企业介绍
上海微电子：国产光刻机曙光
上海微电子装备（集团）股份有限公司 成立于 2002 年，主要致力于半导体装备、泛半导体装备、高端智能装备的开发、设计、制造、销售及技术服务。公司设备广泛应用于集成电路前道、先进封装、FPD 面板、MEMS、LED、PowerDevices 等制造领域，是国内唯一专门从事光刻机的研发、生产和销售半导体设备商。其主要控制人是上海市国资委，持股占比达 53.49%。
科益虹源：光源制造领军企业
北京科益虹源光电技术有限公司 成立于 2016 年 07 月 29 日，注册地位于北京市。科益虹源是中国唯一、世界第三家高能准分子激光器研发制造企业，2018 年自主研发设计生产成功后，打破了国外厂商对该技术产品的长期垄断。科益虹源承担国家 02 项光刻机核心部件准分子激光器，全面开展 28nm 浸没式曝光光源项目开发，完成了 193nm 样机实验，进入国际最高端的 DUV 光刻光源产品系列。目前已完成 6khz、60w 光刻机光源的制造，该光源即为现阶段主流 ArF 光刻机光源。
国科精密：打造曝光光学系统
长春国科精密光学技术有限公司 是中国超精密光学产业技术的积极倡导者与先行者。公司于 2014 年 8 月成立，总部位于吉林省长春市，在上海设有投影光刻照明系统研发分公司。国科精密致力于极大规模集成电路光刻投影光学、显微光学、多光谱融合成像探测、超精密光机制造与检测等领域的高技术研究，同时开展相应各类高端光学仪器与装备产品的研发工作。
华卓精科：光刻机双工件台
北京华卓精科科技股份有限公司 成立于 2012 年 5 月 9 日，是由清华 IC 装备团队在清华大学及其下属 “北京 - 清华工业技术研究院” 和“02 专项”的支持下创立。华卓精科是一家肩负着专项重大科研成果产业化重任的高新技术企业，公司建立初衷在于将清华大学在 “02 专项” 中积累的高端垄断技术落地产业化，通过 “技术辐射＆下行” 的方式，面向国内市场提供产业界急需的高端零部件、子系统类产品。华卓精科主要从事半导体制造装备及其关键零部件研发、设计、生产、销售与技术服务。
启尔机电：光刻机浸液系统
浙江启尔机电技术有限公司 成立于 2013 年，2017 年 8 月签约入驻青山湖科技城，公司主要研发、生产和销售高端半导体装备超洁净流控系统及其关键零部件。启尔机电前身是浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室启尔团队，先后承担国家 “863 计划” 和国家科技重大专项等科研项目三十余项，已成长为该技术领域全球前三，国内唯一高科技公司，具有不可替代的行业地位。
东方晶源：良率管理领导者
东方晶源微电子科技（北京）有限公司 成立于 2014 年，总部位于北京亦庄经济技术开发区，是一家专注于集成电路良率管理的企业。公司自成立以来坚持以创新引领发展，核心成员拥有美国硅谷、日本以及欧洲等世界一流半导体公司的产品研发和管理经验。
中国半导体刻蚀设备市场概述
刻蚀：芯片的雕刻刀
刻蚀 是用化学或物理方法有选择地在硅片表面去除不需要的材料的过程，其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。它是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺，是半导体制造工艺的三大关键步骤（光刻、刻蚀、薄膜沉积）之一。
刻蚀技术 按照刻蚀工艺划分，其主要分为干法刻蚀以及湿法刻蚀。由于干法刻蚀可以实现各向异性刻蚀，符合现阶段半导体制造的高精准、高集成度的需求，因此在小尺寸的先进工艺中，基本采用干法刻蚀工艺，导致干法刻蚀在半导体刻蚀市场中占据绝对主流地位，市场占比超过 90%。其中：
- 干法刻蚀 是用等离子体进行薄膜刻蚀，能实现各向异性，保证细小图形转移后的保真性，但造假价高。
- 湿法刻蚀 是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀，其表面均匀性好，对硅片损伤小，几乎适用于所有的金属、玻璃、塑料等，但各向异性较差，侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差。
中国半导体刻蚀设备核心技术
等离子体刻蚀技术
等离子体刻蚀技术的原理是利用等离子体放电产生的带化学活性的粒子，在离子的轰击下，与表面的材料发生化学反应，产生可挥发的气体，从而在表面的材料上加工出微观结构。根据产生等离子体方法的不同，干法刻蚀主要分为电容性等离子体刻蚀和电感性等离子体刻蚀，这两种刻蚀技术 优势互补，涵盖了主要的刻蚀应用。
- 电容性等离子体刻蚀（CCP）：主要是以高能离子在较硬的介质材料上，刻蚀高深宽比的深孔、深沟等微观结构。CCP 技术能量较高、但可调节性差，适合刻蚀较硬的介质材料（包括金属）。
- 电感性等离子体刻蚀（ICP）：主要是以较低的离子能量和极均匀的离子浓度刻蚀较软的和较薄的材料。ICP 能量低但可控性强，适合刻蚀单晶硅、多晶硅等硬度不高或较薄的材料。
中国半导体刻蚀设备市场规模
工艺升级带动行业景气
半导体设备市场与半导体产业景气度密切相关。根据国际半导体产业协会（SEMI）数据显示，2016-2020 年全球半导体设备市场规模从 412 亿美元增长到 712 亿美元，年均复合增长率约为 15%。刻蚀设备在集成电路制造中占据重要地位，并已成为市场规模比重最高的细分领域之一。近年来刻蚀设备由于晶圆代工以及存储产线工艺优化，使得刻蚀设备的加工步骤增多，带来刻蚀工艺需求持续提升，刻蚀设备有望成为更关键、且投资占比更高的半导体设备。据行行查数据显示，2020 年全球半导体刻蚀设备市场规模回升至 137 亿美元，同比增长 25%，在全球集成电路制造设备市场的规模占比约为 20%。
中国半导体刻蚀设备竞争格局
寡头垄断局面较难打破
在政策和资金的双轮推动下，国内设备厂商已成功进入大多数集成电路制造设备细分领域，集成电路制造设备国产化潜力巨大。当前刻蚀设备国产化率在 20% 左右，主要国内厂家有中微公司、北方华创与屹唐半导体等。
全球半导体刻蚀设备企业介绍
泛林半导体 LAM
泛林集团 成立于 1980 年，是美国一家从事设计，制造，营销和服务用于制造集成电路的半导体加工设备的公司。公司产品主要用于前端晶片处理，涉及有源元件的半导体器件（晶体管，电容器）和布线（互连）。后端晶圆级封装和相关制造市场（如微机电系统）提供设备。泛林集团设计和构建半导体制造设备，包括薄膜沉积，等离子体蚀刻，光刻胶剥离和晶片清洗工艺。在整个半导体制造过程中，这些技术有助于创建晶体管，互连，高级存储器和封装结构。
中国半导体刻蚀设备企业介绍
中微公司
中微半导体设备（上海）股份有限公司 是一家以中国为基地、面向全球的高端半导体微观加工设备公司，致力于为集成电路和泛半导体行业提供极具竞争力的高端设备和高质量的服务。公司总部位于上海，聚焦亚洲，并为全球的客户提供技术和设备的解决方案。2019 年公司于国内科创板上市，成为科创板首批上市公司之一。中微公司的客户遍布中国大陆和台湾、新加坡、韩国、德国、意大利、俄罗斯等国家和地区。
中国半导体薄膜沉积设备市场概述
基本概念与工艺类型
薄膜沉积概念：在半导体组件工业中为了对所使用的材料赋与某种特性，在材料表面上常以各种方法形成被膜而加以使用，被膜经由原子层所形成的过程称为薄膜沉积。晶圆加工工序可大致拆解为基板工序 FEOL（负责在基板上制造出晶体管等部件形成 MOS 结构、介质膜、接触孔等结构）和布线工序 BEOL（将 FEOL 制造各部件与金属材料连接布线形成电路）。构成这些微观结构的主要 “骨架”，起到产生导电层或绝缘层、阻挡污染物和杂质渗透、提高吸光率、临时阻挡刻蚀等重要作用的，其中这些元器件中涉及了十余种不同材料的薄膜，各类电性能、机械性能不同的薄膜构成了芯片结构体中不同的功能。
物理气相沉积（PVD）
物理沉积过程在基体表面沉积成膜的方法主要有蒸镀、溅射和离子镀等。蒸镀是在真空环境中把蒸镀材料加热熔化后蒸发，使大量原子、分子、原子团离开熔体表面，凝结在工件表面上形成镀膜。溅射是用高能粒子冲击固体表面，固体表面的原子、分子与这些高能粒子交换动能，从而由固体表面飞溅出来，飞溅出来的原子及其他离子在随后过程中沉积凝聚在工件表面形成薄膜镀层，称为溅射镀膜。离子镀是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质离子化，在气体离子或蒸发物质离子轰击作用下，把蒸发物质或其反应物蒸镀在工件上。
全球半导体薄膜沉积设备市场规模
PECVD 设备应用最广泛
2020 年全球半导体薄膜沉积设备市场规模达 172 亿美元，年复合增长率超过 10% ，薄膜沉积设备（包含 CVD 及其他沉积设备）在晶圆产线各类设备中的价值占比大约为 20%。未来集成电路制造业产能扩张、产品升级和技术节点突破将带来半导体薄膜沉积设备市场规模的高速增长。
全球半导体薄膜沉积设备竞争格局
等离子体 CVD 与 ALD 设备
2020 年全球等离子体 CVD 设备市场空间达 47 亿美元，远超其他类别的沉积设备。应用材料（AMAT）、泛林半导体（LAM）的此类设备市占率分别为 49% 和 34% ，设备种类齐全，在薄膜材料和淀积指标上处在领先地位。ALD 设备已成为薄膜沉积工艺的主流技术，各大主流设备厂商均有布局。2020 年全球 ALD 设备市场空间近 18 亿美元，在沉积设备市场的份额达到 13% ，仅次于等离子体 CVD 和 PVD。其中荷兰先晶半导体（ASMI）的占比高达到 46% ，应用材料（AMAT）、泛林半导体（LAM）等设备巨头也均有一定的竞争力。
中国半导体薄膜沉积设备竞争格局
国产化率有待提升
中国整个薄膜沉积设备领域 98% 依赖进口，国产化率仅为 2% 左右，未来替代空间巨大。国内厂商中，北方华创和拓荆科技处于行业领先地位，北方华创的 CVD、PVD 等相关设备已具备 28nm 工艺水平，14/10/7nm 等先进制程正处于研发与验证阶段。拓荆科技 CVD 和 ALD 相关设备已广泛应用于国内晶圆厂 14nm 及以上制程集成电路制造产线，并已展开 10nm 及以下制程产品验证测试。
全球半导体薄膜沉积设备企业介绍
应用材料 AMAT
美国应用材料公司 成立于 1967 年，总部位于美国加州圣克拉拉。半导体设备为公司主要营收来源，在半导体设备领域，公司覆盖了薄膜沉积设备、刻蚀设备、离子注入设备、CMP 设备以及检测设备等设备，是国际领先的半导体设备厂商，公司在薄膜沉积设备和离子注入设备领域具有垄断地位。
中国半导体薄膜沉积设备企业介绍
北方华创
北方华创科技集团股份有限公司（原名 “七星电子”）成立于 2001 年 9 月，是由北京七星华创电子股份有限公司和北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司战略重组而成，是目前国内集成电路高端工艺装备的先进企业。北方华创主营半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件业务，为半导体、新能源、新材料等领域提供解决方案。2010 年 3 月，公司深交所主板 A 股上市。
拓荆科技
拓荆科技股份有限公司 成立于 2010 年 4 月，公司总部坐落于沈阳市浑南区，是国家高新技术企业，主要从事高端半导体专用设备的研发、生产、销售与技术服务。公司主要产品包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备、原子层沉积（ALD）设备和次常压化学气相沉积（SACVD）设备三个产品系列，拥有自主知识产权，技术指标达到国际同类产品先进水平，产品主要应用于集成电路晶圆制造，以及 TSV 封装、光波导、Micro-LED、OLED 显示等高端技术领域。
中国半导体清洗设备市场概述
清洗工艺贯穿芯片制造全过程
半导体清洗 是指针对不同的工艺需求对晶圆表面进行无损伤清洗以去除半导体制造过程中的颗粒、自然氧化层、金属污染、有机物、牺牲层、抛光残留物等杂质的工序。清洗设备在晶圆制造工艺设备市场中价值量占比在 5% 左右，国产化率在 20% 左右。
中国半导体清洗设备核心技术
湿法清洗是主流工艺路线
根据清洗介质的不同，目前半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路线。目前湿法清洗是主流的清洗技术路线，占芯片制造清洗步骤数量的 90% 以上。
- 湿法清洗是针对不同的工艺需求，采用特定的化学药液和去离子水，对晶圆表面进行无损伤清洗，以去除晶圆制造过程中的颗粒、自然氧化层、有机物、金属污染、牺牲层、抛光残留物等物质，可同时采用超声波、加热、真空等辅助技术手段。在湿法清洗工艺路线下，目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等，其中单片清洗设备市场份额占比最高。
- 干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术，主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等技术。
全球半导体清洗设备市场规模
行业景气度逐步回升
2021 年随着下游需求的稳步增长以及新兴领域的高速发展，半导体产业面临着先进制程产能的扩张需求，为半导体设备行业带来巨大的市场空间。根据 SEMI 数据统计，2016-2020 年全球半导体设备市场规模从 412 亿美元增长到 712 亿美元，年复合增长率为 15%，预计 2021 年市场规模将继续保持高速增长态势。
中国半导体清洗设备竞争格局
国内市场龙头初现
在全球清洗设备市场，迪恩士（DNS）占据 40% 以上的市场份额，此外，东京电子（TEL）、泛林半导体（LAM）等也在行业占据了较高的市场份额，市场集中度较高。
中国半导体清洗设备企业介绍
盛美上海
盛美半导体设备（上海）股份有限公司 成立于 2005 年，是中国大陆少数具备一定国际竞争力的半导体专用设备供应商，专业从事清洗、电镀和先进封装湿法等半导体专用设备的研发、生产和销售。2021 年，公司于 A 股科创板上市。盛美上海公司专注于对先进集成电路制造、先进晶圆级封装制造及大硅片制造领域半导体设备研发、生产和销售，通过向半导体芯片制造商提供高性能、低消耗的工艺解决方案，致力于提升客户的生产效率和产品良率。
中国半导体 CMP 设备市场概述
基本概念与工作原理
化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP ）是半导体制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。作为晶圆制造的关键制程工艺之一，化学机械抛光指的是通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用，实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化。早期的抛光技术包括机械抛光和化学抛光，但由于去除速率低，在先进制程中均无法满足芯片量产需求，而 CMP 技术结合了机械抛光和化学抛光各项优点，兼顾了表面全局和局部平坦化，抛光质量高，在目前芯片制造中被广泛使用。
产业链与应用实践
整个 CMP 设备上游包括检测系统、控制系统、抛光垫等，中游为 CMP 设备的设计和制造，下游则应用于集成电路、平板显示、MEMS 等。集成电路制造是 CMP 设备应用的最主要的场景，重复使用在薄膜沉积后、光刻环节之前；除了集成电路制造，CMP 设备还可以用于硅片制造环节与先进封装领域。
全球半导体 CMP 设备市场规模
抛光液 / 垫占据主要材料成本
半导体晶圆制造过程繁琐且复杂，涉及的核心制造工序与关键设备也超过了九种，其中 CMP 环节占了整体生产成本的 7%，而在其中 CMP 抛光液、抛光垫分别占据了抛光工艺的 46% 和 31% 的比重。根据国际半导体产业协会数据统计，2014-2020 年，全球 CMP 抛光材料市场规模从 16 亿美元提升至 25 亿美元，年均复合增长率约为 8%。其中，抛光液及抛光垫市场规模分别为 13 和 8 亿美元。
中国半导体 CMP 设备市场规模
抛光设备及材料市场复苏
2020 年下半年以来，受益于中国大陆晶圆产能恢复与半导体设备需求放量的影响，大陆地区的半导体 CMP 设备及抛光材料市场逐步走出低谷时期，行业呈现增长态势。据行行查数据显示，2020 年中国 CMP 设备市场规模虽然受疫情影响略有下滑，但总体维持在 4 亿美元以上。2020 年国内 CMP 抛光材料市场规模约为 32 亿元，近五年复合增速维持在 10% 的水平。从细分材料中抛光液和抛光垫的市场规模来看，截至 2020 年底，国内抛光垫市场规模约为 16 亿元，抛光液的市场规模约为 20 亿元。
全球半导体 CMP 设备企业介绍
应用材料 AMAT
美国应用材料公司 成立于 1967 年，总部位于美国加州圣克拉拉县。半导体设备为公司的主要营收来源，在半导体设备领域，公司覆盖了薄膜沉积设备、刻蚀设备、离子注入设备、CMP 设备以及检测设备等设备，是国际领先的半导体设备厂商，公司在薄膜沉积设备和离子注入设备领域具有垄断地位。
荏原制作所 EBARA
荏原制作所总公司 1912 年创立，1920 年成立，位于日本东京都大田区，设计并制造社会基础设施和工业用机械设备，于东京证券交易所一部上市。亦是美国生产压缩机和汽轮机 Elliott 公司的母公司，主营事业有风水力机械事业、环境事业和精密电子事业。
中国半导体 CMP 设备企业介绍
华海清科
华海清科股份有限公司 成立于 2013 年 04 月 10 日，公司主要从事半导体专用设备的研发、生产、销售及技术服务，主要产品为化学机械抛光设备。公司所生产 CMP 设备可广泛应用于 12 英寸和 8 英寸的集成电路大生产线。公司的具有完全自主知识产权的 CMP 设备在逻辑芯片制造、3DNAND 制造、DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、128 层、1X/1Ynm，均为当前国内大生产线的最高水平和全球集成电路产业的先进水平。
中国半导体离子注入设备市场概述
基本概念与工序意义
离子注入 是指将加速到一定高能量的离子束注入材料表面层内，以改变表面层物理和化学性质。离子注入属于物理过程，通过入射离子的能量损耗机制达成靶材内的驻留，可准确控制掺杂杂质的数量及深度。在半导体中注入杂质原子（如在硅中注入硼、磷或砷等），可改变其表面电导率或形成 PN 结。
中国半导体离子注入设备核心技术
国产替代卡脖子环节
离子注入机包含 5 个子系统，包括：气体系统、电机系统、真空系统、控制系统和射线系统。其中，射线系统为最重要的子系统，包含六大核心部件：离子源、吸极、离子分析器、加速管、扫描系统、工艺腔。
中国半导体离子注入设备市场规模
国内市场供给严重不足
2016 年我国离子注入机市场规模为 23 亿元，2020 年我国离子注入机市场规模达 45 亿元，2016 年以来我国离子注入机规模年均复合增速为 18%。从供需情况看，我国离子注入机市场依赖进口，国产化迫在眉睫。2020 年我国离子注入机产量 26 台，需求为 256 台，存在巨大的供需差；近年来，随着国内生产商研发生产能力的提升，我国光伏领域离子注入机基本实现进口替代，但集成电路领域国产化率仍较低，亟待进一步提升。
中国半导体离子注入设备竞争格局
开发难度大，竞争壁垒高
离子注入在芯片制造前道工艺中是不可或缺的工艺，而低能大束流离子注入机更是半导体制造中最为核心设备之一，其开发难度仅次于光刻机，存在较高的行业竞争壁垒。全球离子注入机市场高度集中。全球能够生产制造离子注入机的厂家较少，主要企业为应用材料（AMAT）、亚舍立（Axcelis）、汉辰科技（AIBT）、日新、Intevac、日本真空技术株式会社、日本住友重机械工业株式会社、凯世通等。应用材料公司和 Axcelis 公司合计占据全球 70% 以上的市场，市场集中度高。其余厂商在集成电路领域均有涉足，但市场份额较小。凯世通与中科信是国内仅有的两家掌握集成电路离子注入机核心技术的企业。
全球半导体离子注入设备企业介绍
应用材料 AMAT
美国应用材料公司 成立于 1967 年，总部位于美国加州圣克拉拉县。在半导体设备领域，公司覆盖了离子注入设备、CMP 设备、刻蚀设备、薄膜沉积等设备，是国际领先的半导体设备厂商。
中国半导体热处理设备市场概述
热处理概念与工艺特点
热处理是提高机械零件质量和延长使用寿命的关键工序，也是充分发挥金属材料潜力、节约材料的有效途径。热处理炉是实现金属热处理工艺的主要要设备，芯片制作的热处理环节所用到的炉管设备是与热处理相关的一类设备的统称，包括氧化炉、扩散炉、退火炉、快速退火炉等。按照设备形态划分，炉管设备可分为卧式炉、立式炉和快速热处理炉三类。
中国半导体热处理设备市场规模
行业景气度逐渐复苏
受行业景气度及疫情等因素影响，2018 至 2020 年全球立式炉管设备市场呈现下行态势，2020 年全球热处理设备市场规模约为 15.4 亿美元，其中快速热处理设备 7 亿美元，占比 47%，氧化 / 扩散炉 5 亿美元，占比 36%，栅极堆叠设备 2.7 亿美元，占比 17%。2020 年下半年以来，半导体行业需求回升，且下游市场对于半导体产品性能的要求不断提高，这也将对上游热处理设备市场产生拉动效应，在此趋势下，热处理设备预计将获得更大的发展空间。
全球半导体热处理设备企业介绍
东京电子 TEL
东京电子（TEL）成立于 1963 年，是日本最大的半导体制造设备提供商。东京电子的产品几乎覆盖了半导体制造流程中的所有工序。其主要产品包括涂布 / 显像设备、热处理成膜设备、干法刻蚀设备、CVD、湿法清洗设备及测试设备。
中国半导体热处理设备企业介绍
屹唐半导体
北京屹唐半导体科技有限公司 于 2015 年 12 月 30 日成立，屹唐半导体是一家总部位于中国，以中、美、德三地作为研发、制造基地，面向全球经营的半导体设备公司，主要从事集成电路制造过程中所需晶囿加工设备的研发、生产和销售，面向全球集成电路制造厂商提供集成电路制造设备及配套工艺解决方案。
北方华创
北方华创 在氧化扩散炉领域具备相当技术实力。目前大量供货国内一线晶圆厂。北方华创下属子公司北方华创微电子自主研发的 12 英寸立式氧化炉 THEORISO302MoveIn 长江存储生产线，应用于 3DNANDFlash 制程，扩展了国产立式氧化炉的应用领域。立式氧化炉是北方华创微电子的一款成熟产品，已批量应用于中芯国际、上海华力芯片生产线，本次 THEORISO302 立式氧化炉设备 Movein 长江存储生产线，表明北方华创微电子集成电路立式氧化炉产品获得了市场广泛认可，为国产集成电路装备商业化应用踏出了又一个坚实的步伐。
中国半导体量测设备市场概述
芯片制造中的前道检测
前道量检测设备注重过程工艺监控，几乎运用在每一道制造工序中。前道检测设备的技术难度和设备含金量高于后道检测设备，在缺陷检测和参数量测的标准皆比后道检测设备更为严苛。根据技术原理不同，前道检测可分为光学检测、电子束检测两大类，两者在制程工艺的检测中互补应用。根据功能的不同前道检测设备可分为两类：一是量测类，二是缺陷检测类。
中国半导体量测设备市场规模
制程工艺升级推动量测需求
据国际半导体产业协会统计数据统计，2016-2020 年全球半导体设备市场规模从 412 亿美元增长到 712 亿美元，年均复合增长率为 15%。2019 年半导体行业进入下行周期，半导体设备市场规模也有所缩减。2020 下半年至今由于芯片供给紧张，全球晶圆厂商加大资本开支扩建产能，半导体行业重新进入上行周期，全球半导体设备销售额增速明显提升。
中国半导体量测设备竞争格局
国外厂商长期垄断市场
目前全球先进测试设备制造技术基本掌握在美国、日本等厂商手中，得益于长期的技术积累，国外厂商在半导体量测设备领域长期居于垄断地位。2020 年全球前道量测设备厂商中，科磊（KLA）排名第一，占比 52%；应用材料（AMAT）、日立高新（Hitachi）分列第二、三位，分别占比 12%、11%。
全球半导体量测设备企业介绍
科磊半导体 KLA
科磊半导体（KLA ）于 1977 年在美国加利福尼亚州成立，由 KLA 公司和 TencorInstruments 公司合并而成。是从事半导体及相关纳米电子产业设计、制造制程控制和良率管理解决方案的领导者。产品应用范围主要包括晶片制造、晶圆制造、光掩模制造、化合物半导体制造、互补式金属氧化物半导体 (CMOS) 和图像感应器制造、微电子器械系统制造及通用 / 实验室应用等。
中国半导体封装设备市场概述
封装基本概念与分类
- 概念：封测即集成电路的封装、测试环节，是加工后的晶圆到芯片的桥梁。在半导体产业链中，封测位于 IC 设计与 IC 制造之后，最终 IC 产品之前，属于半导体制造后道工序。封装是指将生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封，使集成电路与外部器件实现电气连接、信号连接的同时，对集成电路提供物理、化学保护。
- 结构：从封装结构来看，主要包括了基板布线、层间介质和密封材料基板，基板分为刚性板和柔性板，层间介质分为有机和无机（氧化硅、氮化硅和玻璃）聚合物两种，起到保护电路、隔离绝缘和防止信号失真等作用。密封材料当前主要为环氧树脂，占整个电子密封材料的 97% 以上，环氧树脂成本低、产量大、工艺简单。从封装形式来看，可分为气密封装和实体封装。气密封装是指在管芯周围腔体内有一定气体空间与外界隔离，实体封装指管芯周围与封装腔体形成整个实体。从材料组成分来看，主要分为金属基、陶瓷基和塑料基封装材料。
中国半导体封装设备核心技术
四种典型封装技术介绍
全球半导体封装设备市场规模
约占半导体设备总市场的 5%
根据国际半导体产业协会的数据统计，2020 年全球半导体封装设备市场规模在 38 亿美元左右，占整个芯片生产环节半导体设备总体市场规模约 5% 。2020 年全球半导体封装基板市场规模为 102 亿美元，预计 2021 年芯片封装基板行业增长 20%，市场规模将超过 120 亿美元。在全球芯片紧缺、供需失衡的市场背景下，预计未来五年全球半导体封装基板市场的年复合增长率将继续保持在 10% 以上，整体市场规模将突破 150 亿美元，成为增速最快的 PCB 细分板块之一。
全球半导体封装设备企业介绍
ASM Pacific
ASM Pacific 于 1975 年在中国香港成立，集团是全球首个为半导体封装及电子产品生产的所有工艺步骤提供技术和解决方案的设备制造商，包括从半导体封装材料和后段（芯片集成、焊接、封装）到 SMT 工艺。全球并无其他设备供应商拥有类似的全面产品组合及对装嵌及 SMT 程序的广泛知识及经验。
中国半导体封装设备企业介绍
艾科瑞思：专注于高端装片机
苏州艾科瑞思智能装备股份有限公司 成立于 2010 年 9 月，专注于高性能装片机的研发、设计、制造和销售。艾科瑞思重点开发高速、高精准、更智能的半导体封装设备，为集成电路、微波组件、高速光模块、MEMS 传感器、摄像头模组、IGBT 模块领域客户提供封装解决方案。
长电科技：封测技术全面覆盖
江苏长电科技股份有限公司 成立于 1972 年，长电科技是全球领先的集成电路制造和技术服务提供商，提供全方位的芯片成品制造一站式服务，包括集成电路的系统集成、设计仿真、技术开发、产品认证、晶圆中测、晶圆级中道封装测试、系统级封装测试、芯片成品测试并可向世界各地的半导体客户提供直运服务。长电科技的前身为江阴晶体管厂，2020 年在张江科学城成立长电科技管理公司，2021 年完成对 ADI 测试厂的收购。内生成长 + 外延并购使得公司跻身目前国内规模最大、全球 OSAT 第一梯队的封测企业。
通富微电：具备 5nm 封测能力
通富微电子股份有限公司 成立于 1997 年 10 月，总部位于江苏南通。通富微电专业从事集成电路封装测试。2007 年 8 月在深圳证券交易所上市。公司具备封测第三代碳化硅半导体能力，拥有 Bumping、WLCSP、FC、BGA、SiP 等先进封测技术，QFN、QFP、SO 等传统封测技术以及汽车电子产品、MEMS 等封测技术，还拥有圆片测试、系统测试等测试技术，其产品和技术广泛应用于高端处理器芯片、存储器、信息终端、物联网、功率模块、汽车电子等，应用领域包含云、管、端全领域。
华天科技：产品线丰富
天水华天科技股份有限公司 成立于 2003 年 12 月，公司主要从事半导体集成电路封装测试业务。目前公司集成电路封装产品主要有 DIP/SDIP、SOT、SOP、SSOP 等多个系列，产品主要应用于计算机、网络通讯、消费电子及智能移动终端、物联网、工业自动化控制、汽车电子等电子整机和智能化领域。公司集成电路年封装规模和销售收入均位列我国同行业上市公司第二位。2007 年 11 月公司在深圳证券交易所成功发行上市。
中国半导体测试设备市场概述
测试工艺：监控产品良率
半导体测试设备用于测试半导体产品的质量参数，包括测试芯片的电压、电流、时间、温度、电阻、电容、频率、脉宽、占空比等参数，从而判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性。
中国半导体测试设备市场规模
行业景气度提升推动需求增长
由于半导体行业景气度回升，下游封测厂扩产进度加快，全球封装设备及测试设备市场规模均同比实现较大幅度增长。根据国际半导体产业协会数据统计，2020 年全球半导体测试设备市场规模为 60 亿美元，同比增长接近 20%，占半导体设备销售额的 8%。先进封装工艺带来的设备需求会大幅推动封装设备市场规模扩大，伴随集成电路复杂度提升，测试设备市场规模也将稳定提升。
中国半导体测试设备竞争格局
美日企业占据主导地位
全球测试设备市场集中度较高，美日企业处于市场垄断地位。美国泰瑞达（Teradyne）、日本爱德万（Advantest）、美国科休（Cohu）和美国科利登（Xcerra）占据了主要市场份额，市占率超 80%。
全球半导体测试设备企业介绍
泰瑞达：行业龙头地位稳固
泰瑞达（Teradyne）是目前全球最大的半导体测试设备公司，总部位于美国马萨诸塞州，于 1960 年成立。在 20 世纪 80 年代，Teradyne 通过收购领先的电路板测试系统制造商 Zehntel 扩大了其组件测试业务。在 2008 年扩大了其半导体测试业务，分别服务于闪存测试市场和大批量模拟测试市场。
爱德万：自动测试设备领先
爱德万（Advantest）是日本的半导体检测设备供应商，1954 年成立于东京，主要从事大规模集成电路自动测试设备及电子测量仪器的研发、制造、销售和服务。业务涵盖 SoC 测试系统、存储器测试系统、分选机等领域以及其他新兴业务与服务领域。
第八部分 总结
对以上芯片各领域的企业做个总结。悲观的说，整个芯片行业，除了封测领域外，几乎全方面的落后，而且差距还很大。目前整个芯片行业，国内最被卡脖子的地方就是半导体设备和晶圆制造两大领域。这两大领域就是中国芯片行业命运的后劲项。EDA 工具、芯片原材料、芯片设计都存在不同程度的差距，追赶道路任重而道远！
薪酬相关：
杂谈
说起芯片，不得不提的是华为和海思。
华为是以通讯设备起家的公司，在经历了艰苦卓绝的奋斗和残酷的市场拼杀后，成为了全球瞩目的科技巨头。
海思半导体虽然是华为的一部分，但是海思做的芯片八成都是供给自家产品的，除了安防类的芯片往外供应。海思给华为自家产品供应的时候和外面的供应商是一样的要求，对海思的要求不会降低太多，这从另一个侧面激励着海思半导体，大树底下好乘凉。
芯片这种东西，对于海思来讲，简单的没必要做了，海思这边做的基本上可以说都是国内数一数二的一些芯片，即使现在还不是国际顶尖，但是海思的目标绝对是全球顶尖，是朝着这个方向在努力的。
海思为什么能做到国际一流呢？
因为有华为产品线在应用国际一流芯片，这样华为产品线会反哺来无缝对接给海思提一流产品的芯片要求，形成一个产品设计正循环。
再说说海思一流的研发能力，说实话，我刚在海思从业的时候觉得很平常，但离开海思经历了多家公司后发现，海思不断完善的研发体系和管理质量流程，绝对世界一流，其他公司，甚至华为推崇的部分外企都无法企及。海思工程师的活力和干劲儿真的是太牛了。
我相信在不久的将来，海思会越来越好，华为也会越来越好。
但树欲静而风不止，遥想当年，华为刚刚要推出手机产品的时候，大家还是很兴奋的用着高通的处理器，那个时候华为开始自研手机处理器芯片，因为已经在安防领域的芯片做的比较成功了，所以从芯片的研发体系和流程上已经算是比较完备的存在的，再研发新的手机处理器芯片也就理所当然了，K3 系列芯片应运而生，两条线做产品，一条线用高通的芯片做手机，另一条线就用 K3 的芯片，虽然海思的兄弟在电梯里甚至毫无征兆的被不认识的工程师一顿吐槽，因为用了自研的 K3 系列，一堆的 bug 需要终端兄弟解决，终端兄弟无时不刻的记着这份「仇」，因为 K3 的不够好，导致终端采用自研芯片的手机一直解决不了发热问题，一个版本接着一个版本的迭代，「海屌丝」终于逆袭，成就了前些年伟大的麒麟芯片。
山雨欲来风满楼，只是楼外的人感受不到罢了。
2020 年我还在外资 EDA 企业做技术支持的，华为、海思作为中国，甚至是亚太的大客户之一，理所当然的受到公司重视，所有的资源都往华为倾斜，华为对这些外资供应商的要求也不低，至少很多情况下，供应商被训导的服服帖帖的，我整体的感受就是华为这个「金主爸爸」太横了。支持华为的 EDA 平台工作，应该是所有 EDA 企业里的一个比较特殊的存在，用那句「怕他不来，又怕他乱来」来形容，再贴合不过了。没有华为的单子，产品线一年的销售指标很难完成，来了要求很多，价格又压得很低，要求有很高，基本上，作为华为的供应商，其实是幸福又辛苦的。
时间来到了 2020 年 5 月 15 日，美国商务部发布禁令，任何企业将含有美国技术的半导体产品给华为，必须先取得美国政府的出口许可，禁令实施前有 120 天的缓冲期，9 月 14 日为缓冲期的最后一天。我记得从那一天开始，一切的 suppor 工作就停止了，更严重的是，华为的兄弟也不搭理你了，即使你们以前是很好的朋友，现在对不起，为了避免公司利益受损，尽量少接触，所以那个时候我也尽量不和华为的朋友聊微信约饭了，毕竟饭碗重要，不得不说华为的信息安全是真的做的好。
8 月 17 日，禁令进一步升级，美国政府在「实体清单」上新添了 38 家华为子公司，扩充后的实体清单上总共有 152 家华为关联公司。同时宣布，无论在交易的哪一个阶段，只要有华为公司参与，那么世界上任何公司未经许可都不得出售用美国软件或设备制造的半导体。
面对此前的禁令，只要不是专门为华为设计的芯片，华为尚能采购现货。但禁令接连升级，各企业理论上无法再向华为销售，这条路也被堵死。
9 月 15 日起，华为难以再从商业途径获得与芯片相关的一切技术。能用的仅仅是芯片的库存，以及之前 EDA 的永久授权，库存总有一天会用完，EDA 的软件虽然可以一直用，但是最新的补丁不会更新修复，最新的技术无法再获得，华为所面临的困境越往后越难！
2020 年 11 月 7 日，华为投资控股有限公司决定整体出售荣耀业务资产，收购方为深圳市智信新信息技术有限公司。对于交割后的荣耀，华为不占有任何股份，也不参与经营管理与决策。共有 30 余家荣耀代理商、经销商联合发起了本次收购，这也是荣耀相关产业链发起的一场自救行为。至少通过这次断臂，可以获得一笔不菲的收入，继续投入研发，快马加鞭，为自己延续更长时间来研发更多的自研技术，一时间，华为遍地都是要做的，制造领域，EDA 领域，似乎纷纷开始合作协同。
在中国企业家群体里，华为「教父」任正非的经营理念一直以「危机意识」著称，但即便如此，谁也没有预料到芯片断供的影响会如此之大、如此猛烈。随着华为手机无奈止步 5G、海思掉出全球芯片 TOP10 行列，一时间，华为的「红旗还能扛多久」的论调也此起彼伏了。受到制裁，海思确实更难了，没有先进工艺做支撑，大树下也没法乘凉了，华为一向宣传向上捅破天，向下扎到底。可惜，芯片设计确实接近天空了，但却没有扎到底。向下的基础是 IC 制造，是 EDA 软件，是千千万万的底层 IP。所以这么一禁止，海思的实力就下降了。再加上大树也被禁了，需求虽然还在，但真的是没办法提供高级的芯片了，当然制程低的还是可以继续做的。
当然海思没死，还在继续努力，也更加坚定了向上捅破天，向下扎到底的信心，啥都开始要自己做了，投入很大，但产出确实小了，弊端也就显出来了。海思空出来的市场总得有人补上吧，可能大多数觉得当然是西方那几家了，但其实，凡事有利有弊，除了西方芯片公司，其实海思培养的那一批人也开始开枝散叶，近两年成立的这些明星公司，不管是技术还是管理上都有海思的影子，所以，百花齐放未必是坏事。
海思不会倒，只是把机会可以让给更多的中国公司，行业更好的竞争，因为之前海思就是大 boss 般的存在，市面上国内公司根本没竞争对手，这样加速了这个行业的内卷。
任正非说：「华为现在的水平尚停留在工程数学、物理算法等工程科学的创新层面，尚未真正进入基础理论研究。随着逐步逼近香农定理、摩尔定律的极限，而对大流量、低时延的理论还未创造出来，华为已感到前途茫茫，找不到方向。华为已前进在迷航中。」
在任正非看来，华为正在本行业逐步攻入无人区，处于无人领航，无既定规则、无人跟随的困境。其实确实是这样，从一开始的通信领域，跟着思科，跟着爱立信，甚至跟着西门子，跟着诺基亚，一点点的诺基亚和西门子慢慢的被打掉了，思科被超越了，爱立信也被超越了，华为其实在通信领域确实已经超越了往常自己的灯塔公司，现在自己走在了最前方。
打破这一困境，走出前途茫茫，任正非给出的药方是：坚持科技创新，追求重大创新。未来几年，华为计划每年研发经费要提高到 100—200 亿美元。
科技创新，迫切需要基础科学理论的突破。他说他退休后想去学数学。任正非说：教育是最廉价的国防，一个国家的强盛是在小学教师的讲台上完成的。这也是我们国家比较薄弱的地方。现在所有被卡脖子的地方，无一例外，都是基础科学做的不够扎实。芯片相关方向，举个简单的例子，西方国家，每天存一个美金的硬币，存了半个世纪了，我们现在再想去超约，虽然一次性拿出来 100 美金，但只有投入，产出比较少，而对方持续投入这么多年，已经有所产出了。
根据美国彼得森国际经济研究所发布报告显示，95% 被加征关税的中国商品是零配件与电子组件，它们被组装在「美国制造」的最终产品中，提高相关产品关税将损害美国企业自身。
美国 150 多家贸易协会已经成立了「关税伤害美国腹地」游说组织，该组织声明，美国对中国商品关税上调至 25%，将极大地伤害美国农民、企业和消费者，加大金融市场动荡，损害美国 100 万个就业岗位。
在中美贸易摩擦的大事件里，芯片相关的产业成为美方最为倚重的筹码，美国不惜自损八百，也要全力打压中国的高科技产业，这不得不引起我们的深思。
让我们把时间轴再往前倒推，从川普上台后的中美大规模贸易摩擦说起。
中美贸易摩擦的直接起源是 2017 年 8 月，特朗普签发对中国提起贸易调查的备忘录，USTR 发布公告，将依据《1974 年贸易法》第 302 节展开调查。贸易战就此拉开帷幕。
中美贸易摩擦开始
2018 年 1 月，特朗普政府宣布「对进口大型洗衣机和光伏产品分别采取为期 4 年和 3 年的全球保障措施，并分别征收最高税率达 30% 和 50% 的关税」。
2 月，特朗普政府宣布「对进口中国的铸铁污水管道配件征收 109.95% 的反倾销关税」。
2 月 27 日，美国商务部宣布「对中国铝箔产品厂商征收 48.64% 至 106.09% 的反倾销税，以及 17.14% 至 80.97% 的反补贴税」。
2 月 27 日 - 3 月 3 日，受美国政府邀请，中央财经领导办公室主任刘鹤访问美国，就中美贸易问题进行首轮磋商。
3 月 9 日，特朗普正式签署关税法令，「对进口钢铁和铝分别征收 25% 和 10% 的关税」。
中美贸易摩擦升级
2018 年 3 月 22 日，特朗普签署总统备忘录，依据「301 调查」结果，从中国进口商品大规模征收 600 亿美元关税，并限制中国企业对美投资并购。
4 月 3 日，美国政府发布了加征关税的商品清单，将对我国输美的 1333 项 500 亿美元的商品加征 25% 的关税。
4 月 4 日，中国商务部发布对美加征关税的公告，对美国进口的大豆、汽车和飞机等商品加征 25% 的关税，进口金额达 500 亿美元。
4 月 5 日，美国总统特朗普要求美国贸易代表办公室依据「301 调查」，额外对 1000 亿美元中国进口商品加征关税。
4 月 17 日，美国商务部部长罗斯宣布，对产自中国的钢制轮毂产品发起反倾销和反补贴调查（即「双反」调查）；美商务部还初裁从中国进口的通用铝合金板存在补贴行为。
7 月 6 日，美国开始对第一批清单上 818 个类别、价值 340 亿美元的中国商品加征 25% 的进口关税。作为反击，中国也于同日对同等规模的美国产品加征 25% 的进口关税。
7 月 11 日，美国政府公布进一步对华加征关税清单，拟对约 2000 亿美元中国产品加征 10% 的关税，其中包括海产品、农产品、水果、日用品等项目。
8 月 8 日，美国贸易代表办公室（USTR）公布第二批对价值 160 亿美元中国进口商品加征关税的清单，8 月 23 日起生效。
中兴事件
2018 年 4 月 16 日晚，美国商务部发布公告称，美国政府在未来 7 年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品。5 月，中兴通讯公告称，受拒绝令影响，本公司主要经营活动已无法进行。6 月 7 日，美国商务部长罗斯表示，美国政府与中兴通讯已经达成协议，只要后者再次缴纳 10 亿美元罚金，并改组董事会，即可解除相关禁令。6 月 19 日，美国参议院以 85-10 的投票结果通过恢复中兴通讯销售禁令法案。
中美贸易摩擦高潮
2019 年 1 月 30 日至 31 日，刘鹤副总理率团赴美进行第五轮磋商。 双方同意，将采取有效措施推动中美贸易平衡化发展。
2 月 14 日至 15 日，美方来华进行第六轮磋商， 就主要问题达成原则共识 ，并就双边经贸问题谅解备忘录进行了具体磋商。
2 月 22 日至 23 日，中美进行第七轮磋商，美国总统特朗普表示，磋商取得实质性进展，美国将延后原定于 3 月 1 日对中国产品加征关税的措施。
3 月 28 日至 29 日，第八轮中美经贸高级别磋商在京举行，协议文件的商讨工作「在所有领域都取得进展」
4 月 3 日至 5 日，第九轮中美经贸高级别磋商。双方讨论了技术转让、知识产权保护、非关税措施、服务业、农业、贸易平衡、实施机制等协议文本，取得新的进展。
4 月 30 日至 5 月 1 日，第十轮中美经贸高级别磋商随着磋商进入冲刺，双方态度已从此前的「谨慎乐观」转为「乐观谨慎」。
5 月 9 日至 10 日，第十一轮中美经贸高级别磋商在华盛顿举行，谈判陷入僵局，美国「极限施压「，双方就三个核心问题（取消全部加征关税问题、贸易额问题、文本问题）出现重大分歧。5 月 9 日，美国政府宣布，自 2019 年 5 月 10 日起，对从中国进口的 2000 亿美元清单商品加征的关税税率由 10% 提高到 25%。
5 月 13 日，国务院关税税则委员会决定，自 2019 年 6 月 1 日 0 时起，对原产于美国的部分进口商品提高加征 5%-25% 的关税税率。
中美贸易战的影响
我们从双方对抗的领域来看，中国对美国拟中止减税的领域在水果、猪肉这样的农产品及初级产品，而美国对中国加征税的领域不是中国更具比较优势的中低端制造，而是《中国制造 2025》中计划主要发展的高科技产业，包括航空、新能源汽车、新材料等。美国的意图很明显，这不仅是贸易战，而是对中国高科技产业的系统性的围追堵截，目的就是延缓、甚至阻止新兴大国崛起。
一方面对中国的高科技产品进口实施加税，另一方面对于关键技术和相关产品实施严格的出口管制。2018 年 11 月 19 日，美国商务部工业与安全局提出的出口管制清单，涵盖了 14 个重大的前沿领域，分别是：
1、生物技术：纳米生物学、合成生物学、基因组和基因工程、神经科学；
2、人工智能和机器学习技术：神经网络和深度学习、进化和遗传计算、强化学习、计算机视觉、专家系统、语音和音频处理、自然语言处理规划、音频和视频处理技术、AI 云技术、AI 芯片组；
3、定位、导航和定时技术；
4、微处理器技术，片上系统，片上堆栈存储器；
5，先进计算技术，以内存为中心的逻辑；
6、数据分析技术，可视化，自动分析算法，语境感知计算；
7、量子信息和传感技术，量子计算，量子加密，量子传感；
8、物流技术：移动电力系统、建模和模拟系统、资产总体可见度、基于配送的物流系统；
9、增材制造：3D 打印；
10、机器人：微型无人机和微型机器人系统，集群技术，自组装机器人，分子机器人，机器人编译器，智能微尘；
11、脑机接口：神经控制接口，意识 - 机器接口，直接神经接口，脑 - 机接口；
12、高超音速空气动力学：飞行控制算法，推进技术，热保护系统，专用材料；
13、先进材料：自适应伪装，功能性纺织品，生物材料；
14、先进的监控技术，面印和声纹技术。
以上 14 个领域，基本上覆盖了所有的科技前沿，站在 2022 年回望美方的这波操作，确实要感叹他们下手之狠辣。
我们常说「科技是第一生产力」，其实，「科学」和「技术」两回事，虽然息息相关，但有着不同的逻辑。科学注重「为什么」，是寻根问底，是在努力为理论大厦添砖加瓦，而技术注重怎么做，是找解决方案，是在想办法将理论和现实结合。科学需要沉淀，技术需要飞跃，科学我们不强，技术飞跃就做不到。
疫情肆虐的这几年来，全球科技其实发展并未出现革命性的突破，新能源汽车、加密货币、元宇宙等是最新的热点，但我从一个半导体从业者的角度来看，其底层并未改变。或者从另一个层面来讲，人类还是在吃爱因斯坦那一辈的科学家的成果老本。
吴军在《浪潮之巅》这本书中讲：「国家和全社会宏观经济来看，在过去的半个多世纪里，全世界产业的发展从本质上讲，就是集成电路化的过程，我把这种经济模式概括为下面这样一个公式：原有产业 + 集成电路 = 新产业。今天世界上大部分产业都用到了集成电路。如果我们把这部分产业从世界经济中扣除，世界经济不仅会大倒退，而且不成体系。据英特尔公司估计，从 1995—2015 年，半导体对世界 GDP 增幅的影响大约是 11 万亿美元，占了同期 GDP 增长（按 1990 年不变价折算）的近一半。」
由此可见，集成电路已经不止是一个孤立的产业，而是一个具备与各行各业融合、产生不可估量价值的超级杠杆。国家之间的竞争，锚点往往都是集中在这样的领域。
再回到我们要讲的问题——美国为什么会制裁中国半导体？ 中国为什么要加快半导体进程？ 中国能否追上美国技术？我想大家心里应该都有了初步答案。
美国为什么会制裁中国半导体？
首先，半导体已经是各国都想掌握的战略产业，集成电路是现代工业的「粮食」，手机、电脑、家电、汽车、高铁、工业控制等各种电子产品和系统都离不开集成电路。没有集成电路产业支撑，信息社会就失去了根基；
第二，中国半导体行业随着中国的全面崛起，一些领域已经逐步跻身顶尖梯队行列，比如之前提到的海思麒麟芯片设计，霸权思维主导下的美国，必然不会允许这种情况出现，在全球化的浪潮下，只能拿起贸易大棒；
第三，中国天然拥有巨大的国内市场，而且改革开放四十年来取得的成效得到了充分的体现，一旦国内市场得到底层技术的加持，必然会成为美国的最大竞争对手，而美国最大的技术垄断行业，将失去最大的中国市场；
第四，美国在全球持续强大了上百年，思想意识上不会允许竞争对手的出现，认为自己有能力打压中国，而且迟早要打压，不如就现在了，这也是各个论坛相关的专家一致得到的结论。
中国为什么要加快半导体进程？
第一，人有我也得有。芯片产业是伴随着上一轮计算机与互联网的技术革命迅速发展起来的，是信息产业的基石，集成电路制造技术代表着当今世界微细制造的最高水平。战略产业必须自主可控。
第二，不得不用的芯片。21 世纪信息技术的应用飞速发展，中国乘上了信息化的快车，用几十年时间走过了西方国家几百年的路，可是几十年的时间里，一直有只大手卡在我们的脖子上，大手上赫然写着两个大字「芯片」。如今一部手机基本可以满足我们的所有诉求，玩游戏、买东西，外卖下个订单立马就能把一顿饭送到顾客手里。大家的生活已经离不来智能设备，不仅是手机，乃至一个国家的网络、电力、国防、金融、医疗，没有一个环节能离开智能设备的支持，而智能设备的核心也是半导体芯片。
第三，被逼无奈下的反弹。在美国的极限打压下，芯片国产化被提上紧急议程，进入了加速赛道。我们不得不盘点自己的比较优势，努力在产业链上找到自己的定位，通过逐步的技术沉淀、人才梯队建设，以及政府和民间各方面的投入和努力，尽快完成自救，为日后的崛起做好准备。
中国能否追上美国技术？
这个问题我们先不着急回答，相信你心中应该是有一个答案的，有可能它现在还只是你的一个观点或信念，但我相信未来的十年，时间将会给你答案。不管你相不相信，我觉得中国是一定可以赶上美国技术的。
接下来说说为什么我这么乐观。
大家先看看美国的第五大道，在科技不断进步的带动下，这个世界中心的街道发生着翻天覆地的变化。从黄包车到四轮汽车，再到自动驾驶、智能交通，从科技创新到商业景象，我们的世界是怎样被改变的？
大家再看看，有个美国人大家应该都认识——埃隆 · 马斯克，1972 年生，大学毕业时的职业理想是要进军三个领域——互联网、清洁能源和太空。30 岁时自己的公司 Paypal 就快上市了，他去度假海滩上看的书却是《火箭推进基本原理》。他还逢人就说，自己要在火星退休。作为一个把「第一性原理」挂在嘴边的最疯狂的梦想家，马斯克同时也是最勤勉的实干家。他追求的是不断变革，他的信念是改变世界。他的这些想法看似天马行空，但事实上都基于对现实问题的洞察，并且直指问题要害。他善于以工程师的目光洞悉事物的本质，发现整个结构中引起革命性变革的关键点。
这是全球网络的流量，横坐标是年份。
红色的线代表流量：1995-2018 年，网络的流量，增加了 100 万倍。
蓝色的线：23 年来全球互联网公司的市场价值（市值）。
蓝色线和红色线，高度重合。网络的流量和网络公司的市值，完全成正比的暴增。
这足以证明，过去这二三十年来，互联网是最大的趋势和发展方向。
处理器的运算能力，存储器的储存能力，互联网的传输能力，30 年成长了 100 万倍。再过 30 年，再成长一百万倍。处理器的运算能力和存储器的存储能力的提升，带来人工智能的高速发展。30 年后的人工智能，就会比现在的人工智能更加聪明。电脑会超过人脑，AI 智慧会超过人类的智慧。
纵观当前全球科技发展情况，从技术成熟度和系统性来看，以人工智能、5G 通信、光电芯片、大数据等为代表的智能化技术趋向成熟，这些技术最有可能率先推动人类社会变革，驱动人类社会进入「智能时代」。智慧家居、智慧工业、智慧交通、智慧医疗、智慧农业、智慧金融、智慧城市将深入人们的生活和工作。
未来机器人将会代替很大一批人力，人类大脑甚至可能与机器结合实现超脑，人工智能将进一步解放人类的双手甚至大脑。可以预见，随着智能化社会的到来，大量剩余劳动力解放，人类生产组织方式和社会组织方式会迎来新的变革，各国社会福利将高度发达，人们工作和生活方式发生重大变化，更多人将转向以智力劳动、文化创作、社会治理等为代表的具有创造性和人文精神的工作领域。
我不知道尤瓦尔 · 赫拉利在《未来简史》中所描述的图景是否会出现，但我们可以肯定的是，计算机软件、人工智能将极大程度上改变人类未来的发展模式，而这一切的高精尖技术，都需要与物理世界完成交互。自第三次工业革命以来，软件和硬件就一直协同发展，二者已经是休戚相关的命运共同体。
所谓的硬科技，不是硬件的硬，而是代表科技含量的硬。科技是未来的硬通货。
让我们一起来看看全球前十大市值公司的榜面：
1990 年代初：日本霸榜
这个阶段日本霸占了全球前十大市值公司的榜面：总数占据八席，其中有六席是金融投资行业。我们从后视镜中看到：当期房产联动金融催生的经济泡沫，让其整体经济活力非常夸张。
2000 年代初：美国霸榜
千禧年开始，日本出现经济萎缩、大面积滑坡，经济增长迟滞。相比较之下，美国向世界范围内输出品牌，并非单纯运用资本的力量，甚至动用了武器与火炮的打击，撬开一个个市场。美国对日本在此期间展开了非常庞大的贸易战，压制甚至遏制日本的发展。
2010 年代初：多国平分
之前几年的「四万亿」刺激效果，在这个时间段显现地非常明显。中国大型公司基于这个阶段国家高速发展的红利形成了庞大的体量。另外，在多方经济体的企业进入前十大市值名单，也在反证该阶段全球化浪潮达到新高点。
2019 年：美中霸榜，腾讯出头
这个阶段美国公司在全球十大市值公司排名中出现了「霸屏情况」。仅有两家公司是中国的阿里与腾讯。这个阶段传统行业占比极小，总有 7 家互联网公司出现在排行榜中。
2022 年 2 月份《财富》杂志数据显示，特斯拉市值排名第六，中国的腾讯排名第十。高科技、半导体行业巨头联手霸榜，传统的银行、能源已经退出争夺。
股市是一个交易信心的地方，市值就是市场信心的量化表现，因此，我的乐观有一部分就是来自于市场的信心。
我的另一个信心来源，是来自于产业界对形势的判断。
我接触的年轻人很多，包括在校学生以及工作年限不长的工程师，我听过许多人都在质疑摩尔定律已走到尽头，还有学芯片的必要吗？
清华大学微电子所所长魏少军教授借用清代学者陈澹然的一句名言：「自古不谋万世者不足谋一时，不谋全局者不足谋一域」来建议，做一个决策的时候，一定要看全局，而不能看只看眼前的一点。
「就目前而言，我们还看不到有新的技术能够替代半导体，不但现在没有，我们预测在未来的二三十年当中大概都很难出现，而且也没有任何产品可以代替今天的 CPU 和存储器。如果出现，则意味着要花数十亿美元和数十年时间来替代尽头的技术。因此，对集成电路产业来说，还有很长的历史要走。」魏少军教授认为。
半导体著名学者胡正明教授曾在 2015 年的一次论坛中指出，集成电路产业可以再成长 100 年。
未来几十年当中，半导体会越来越重要。5G、全自动驾驶、类脑计算和深度学习、智慧芯片将成为半导体产业下一阶段的推动力。其中，在物联网中，都会用到传感器，低功耗无线射频将会有较大的发展机会。
一个还能再成长 100 年的产业，我当然是持乐观态度了。
我的第三个信心来源是中国的决策者对于集成电路产业的信念和决心。
《礼记 · 中庸》中讲：「凡事预则立，不预则废」。其实我们做任何事情都不能头脑发热，不能想一出是一出，而是凡事都要做好准备，预则立，不预则废。
从「五年计划」到「两会」讲话，无不在强调着同样迫切的声音。政策制定者必须抱有坚定的信念和决心，具备正确的战略判断力、实现路径的预见力和长期发展的战略定力。芯片是支撑数字经济发展的基础，在可以预见的未来，尚不会出现能够代替集成电路的其他技术。同时芯片也不再是传统的电路小型化的技术，而是技术创新的高地。芯片已经成为电子信息技术的基础核心。
芯片在新一代信息技术中扮演着决定性的赋能作用。新技术因芯片而生，老技术因芯片而亡，摩尔定律将长期有效。如果不重视芯片技术，我们就失去了对未来发展的有效驱动力。芯片是大国间竞争的制高点，芯片技术和产业的发展必然成为国家战略。很庆幸，我们从上到下，都走在正确的道路上。
最后说说中国半导体产业的未来。
之前看到这个统计时，我是很惊讶的，中国的高科技出口额竟然高出其他国家（包括美国）如此之多。但切不可盲目乐观，出口额高，不代表真正有竞争力，或许我们只是个组装工厂。其实很容易理解，很多电子产品都 Make in China，但实际上，有技术含量的核心部件，都不是 Design in China 的。
高科技出口产品是指具有高研发强度的产品，多来自航空航天、计算机、医药、科学仪器、电气机械等领域。2010 年，中国高科技出口额为 4745 亿美元， 截至 2018 年，中国高科技出口额达到了 7479 亿美元，年均复合增长率约为 6%，无论从规模还是增速上都处于领先地位。
中国制造业微笑曲线
中国高科技出口额大幅领先是由于在「全球化」经济模式下，中国承担了大量劳动密集型产业和部分资本密集型产业分工，在中低端制造行业具有一定优势，如电子产品、电气机械设备等。 但是从全球产业价值链来看，中国产业链并不完善，在芯片、半导体、软件服务等高附加值产品方面存在较大的技术壁垒。中国制造业仍位于价值链的中低端地位，附加值率较低，且抗风险能力有待提高，产业结构调整、敏捷性提升成为中国经济发展的驱动力。 所以我们现在听到产业升级，升的什么级，升的其实就是产品设计和后端服务这个级，这两个部分利润最为丰厚。比如，一台苹果手机的利润，苹果的产品设计是在美国，加工生产确在中国的，服务收费又是在美国，所以你看，大部分的利润都被微笑曲线的两个头占据了。
根据 2006 年世界银行《东亚经济发展报告》定义，「中等收入陷阱」是指中等收入国家因劳动力成本不能与低收入国家竞争、技术水平不能与高收入国家竞争而落入经济停滞 / 后退发展阶段。尽管世界银行对高 / 中 / 低等收入国家的划分标准基于世界经济发展有所调整，但中等收入陷阱却在多个国家的发展历程中重演。据世界银行统计，在 1960 年的 101 个中等收入经济体中，仅 13 个于 2009 年跨越中等收入陷阱成为高收入经济体。我们认为，依靠出口自然资源或主要依靠低成本劳动力发展制造业的增长模式在中等收入阶段面临瓶颈，而真正实现「贸易立国」到「技术立国」的转变才是突破中等收入陷阱的关键所在。
2018 年韩国 GDP 构成中制造业占比从 1953 年的 7.9% 增长至 29.2%，成为韩国仅次于服务业的经济支柱。根据世界银行收入等级划分及 Wind 数据，1977 年韩国人均 GNI 超过 930 美元成为中等收入国家，1987 年人均 GNI 突破 3000 美元进入上中等收入国家行列；1995 年人均 GNI 突破 1.2 万美元，由此跨越中等收入陷阱成为高收入国家。
2019 年，中国人均 GDP 首次超过一万美元，与世界平均水平 1.13 万美元仅有一步之遥。此外，中国人均 GDP 即将冲「中等收入陷阱」上限 1.2 万美元。 由此可见，中国克服「中等收入陷阱」，未来五年是关键发展阶段。
目前，中国正在处于「中等收入陷阱」边缘，与欧美、日、韩等国家地区相比，中国的人均收入仍有较大差距；与东南亚等国家相比，中国劳动力成本逐步攀升。因此，未来几年将是中国经济发展的关键阶段，一旦中国跨过这道门槛，中国经济将会发生根本性改变。随着人口红利逐步消退，中国必须向「创新导向」迈进，才能避免落入「中等收入陷阱」 。
如何破局？
每一轮科技革命都会重构全球版图，重塑全球经济结构。自从进入 21 世纪，全球科学技术不断迭代，重大科研成果不断改变着人们的生活与工作。如今新一轮科技革命悄然而至，为中国带来了更多的创新机遇和发展空间，因此抓住机遇不断探索、敢于创新就显得尤其重要。
二十世纪四五十年代，原子能、电子计算机、微电子技术、航天技术、 分子生物学和遗传工程等领域取得重大突破，标志着当时新科学技术革命的到来。在第三次科技革命中，美国顺势确立了「世界霸主」地位。其中最具划时代意义的是电子计算机的迅速发展和广泛运用，它开辟了信息时代，也带来了一种新型经济——知识经济，知识经济发达程度的高低已成为影响各国在综合国力竞争中成败的关键因素。如今，人类社会已经进入到第四次工业革命阶段，为了在未来竞争格局中抢占有利地位，世界各国均非常注重科技创新。
回顾日本、韩国的发展历程可见，集成电路在其优化产业结构的过程中都扮演着举足轻重的角色。考虑到中美贸易摩擦的时代背景以及国家所强调的「以国内大循环为主的双循环发展格局」，通过新型举国体制优势强化科技产业中关键环节 / 关键领域 / 关键产品保障能力已逐步上升至「国家意志」层面，在财税 / 投融资 / 研究开支 / 进出口 / 人才 / 知识产权 / 市场应用 / 国际合作等政策促进下，芯片产业迎来了资源的充分涌流，逐步成为科技产业内循环的硬件基础。
立足于东亚蓬勃发展的区位中，中国的国家战略一定是「技术立国」。
2016-2018 年相关政策扶持
这就是中美芯片对抗的来龙去脉，技术、科技是中华民族伟大复兴的基石，芯片技术的突破也是我们必经征途上的重要一点。这一讲先说到这里，下一节我们从「芯片的卡脖子处」聊起，看看到底是「卡」在哪里了。
江平舟
最近看到条让人气愤的新闻：
根据《日经亚洲》报道：2020 年，中国的半导体自给率仅为 16%，远远低于预期。
日经引用的是市场研究公司 CB Insight 的数据，而且这 16% 还包括了在中国设厂的境外企业，如台积电，三星，海力士等。
如果再剔除在中国大陆设厂生产半导体的台积电、三星、海力士等公司的话，那大陆真正的半导体自给率，恐怕只有 10%。
换句话说，2020 年中国大陆市场所需要的半导体产品，90% 依赖境外企业。
这是一组让人看了不是遗憾，悲伤，而是让人看了很怒愤的数据。
那么，数据真实性如何？
有一个很直观的东西可以佐证该数据，那就是中国的半导体进口额。
中国海关数据，2020 年中国集成电路，进口额 3500 亿美元，增长 14.6%。
（半导体主要四大部分组成，其中集成电路占 85%，所以业界通常将 “半导体” 和“集成电路”等价）。
（而在这 3500 亿里面，芯片进口又占大头。）
同样是 2020 年中国原油进口约 2000 亿美元，和半导体的 3500 亿相比，都更少。
可见中国半导体的重要性和自立根生的难度，越来越大。
根据报告内容，如果中国还是保持现在的状况，那么到了 2025 年，中国半导体自给率，也将只有 19%（包括中国境内的外国企业生产的半导体）
这才是个较重打击，表明了中国还是难以摆脱对境外企业的半导体依赖。
半导体是科技界的 “原油”，没有半导体产品，那任何科技产品都没法生产，如果不能把半导体命运掌握在自己手里，那对国家安全的威胁，不亚于原油。
其实国家早就注意到了这一状况，并且制定了一系列方案来应对，但到目前为止，却成效不彰。
2015 年《中国制造 2025》计划出炉，半导体自制，成为该计划的重点核心产业（可见已体认到半导体对国家安全的重要性。）
2025 计划中设定：到 2020 年，半导体自给率达到 40%，2025 年要达到 70%。
可如今 2020 年的自给率，不增反降，如果剔除三星台积电等境内企业，只有约 10%。
为什么会这样？或者说造成这一状况的原因是什么？
这其中有两大原因：一个是美国打压，一个是门外汉式的半导体发展政策。
我们来仔细说说。
因为中国半导体技术比国外落后不少，要技术追赶，最快的方法就是买。
买！
这也是为什么前些年老可以听到中国企业收购国外哪家半导体企业了。
最具代表性的就是 “中国紫光”，曾被称为 “半导体并购之王”，它先后收购展讯和锐迪科。
随后又要买美国的 “西部数据”，又要收购台湾省的矽品精密，还要买台湾的南茂科技。
还要买法国的智能芯片制造商 Linxens。
财大气粗的紫光，绰号 “半导体食人鱼”，就像暴发户逛精品店一样，随手指着世界上的半导体企业，这家，那家，这家，我全都要了。
我全要买，我不差钱！
紫光，是中国那时代的半导体缩影，试图靠着财大气粗的买买买，用最短时间追近中国半导体产业的差距，尽早实现《2025 中国制造》中设定的：半导体自给率 70% 的目标。
2021 年，半导体食人鱼紫光集团，宣布破产重组，暴发户最终搞得一地鸡毛。
紫光为什么会完蛋？恐怕鸿海的郭台铭说的很清楚。
郭台铭说：“像紫光这种企业就是搞炒作的，他不干实业，赵伟国（紫光老板）他就是个炒股的投机客，瞄准中国大政策要弄半导体，他就疯狂收购半导体企业，以此来吸引投资。”
紫光，看着很大，却是犹如庞氏骗局般的炒作，一旦炒作不下去，破产就是注定结局。
而打断 “紫光炒作之路”，最终让紫光破产的背后一大原因，就是靠“买买买” 的路线，走不下去了。
一开始中国还能买买境外的半导体企业，可随着特朗普上台，全面打压中国，让中国对境外企业的收购，都变得异常敏感。
美国外资投资委员会（CFIUS）开始强势插手中国企业的并购案，阻止中国收购美光科技，收购西部数据等多起跨国收购案。
同时也掀起了西方共同抵制中国收购半导体企业的行为。
这等于是活生生打断了中国用 “买买买” 来追赶技术的方式。
买不行了，那就加大投资，自己来技术追赶吧。
可半导体的技术投资，是一个长期日积月累的过程，不是今年我投了，明年或者后年就能有结果的。
更何况中国过去，一直忽视半导体领域的投资。
来看看 20 多年来，世界半导体投资前两名的企业。
常年来，世界半导体投资企业三强：三星，台积电，英特尔，中国大陆企业从来没有上榜过。
不客气的说，2010 年以前，中国对半导体产业投资，完全可以忽略不计。
那时候中国对半导体产业的投资，比芝麻绿豆还小。
用清华微电子研究所所长，魏少军的话来说：
那时候的中国半导体投资，在别人的统计误差范围之内（比喻非常少）。
一直到 2014 年，中国才开始注意到要加强半导体领域投资，可就算是 2017-2020 年，大陆的半导体产业投资合计大约为 447 亿美元，仅仅是同时期的韩国三星的一半。
投资比别人少，投资周期比别人又短，技术自给率能追上来才奇怪，追不上来才是正常。
这里面，还有一定的旧思维作祟，也就是改革开放初期的那种 “造不如买” 的惯性思维。
当时中国国际环境较好，造不如买是行得通的，因为别人肯卖给你。
而且最初就是把规模和数量搞上来，让中国成为世界工厂，高科技投资，投入太大，赚钱周期太长，根本没法赚快钱。
可一旦国际环境不好了，别人尖端产品不卖给你了，那状况就麻烦了。
2014 年，中国开始大力投资半导体。
2014 年才成立了国家集成电路产业基金，首批规模 1200 亿，当年也是炒作的沸沸扬扬，这个大基金一搞，中国半导体要起飞了。
可如今 2022 年了，2020 年的半导体自给率才 16%！
我就想问，这么多钱，去哪了？
2018 年中美交锋白热化，科技战领域更是前沿阵地，美国加大对中国高科技的打压，这同时也加速了中国对高科技领域，尤其是半导体领域的产业扶持。
更庞大的钱，涌向半导体。
可结果呢？
喂了狗了。
从 2019 年开始，中国的半导体注册企业，大规模的增加。
2019 年，新增半导体企业，2 万家。
2020 年，新增半导体企业，1.5 万家。
2021 年，新增半导体企业，1.5 万家。
2021 年，中国现存半导体相关企业 11.84 万家，同期中国半导体自给率，仅为 16%!
我就想知道，这 11.84 万家半导体企业，仅贡献了 16% 的自给率，那么这些企业，他们到底在干什么？
造玩具呢？
阿猫阿狗疯狂的涌入半导体领域，表面看起来红红火火，风风光光，可掀开帘子仔细一看，蚊蝇成群。
一窝蜂的成立半导体企业，讲白了就是，国家撒钱了，大家快去骗钱啊！
国家撒钱，是为了挽救中国半导体产业，为了不被西方卡脖子，为了国家安全。
可这一帮卖国贼，快马加鞭的去骗钱，骗补，直接造成了大笔大笔的半导体开发资金，喂了狗。
典型中的典型，就是 “武汉弘芯半导体”，投资 1280 亿人民币，曾名列湖北省重大专案项目，可见省里对弘芯的期望。
可这玩意儿，就是个彻头彻尾的骗局！
据新华网报道：
弘芯千亿骗局的幕后黑手，化名曹山（真名，鲍恩保），小学学历，却长期把自己包装成台积电副总、宏基美国纽约第一副总等假名义，到处行骗。
先后在马鞍山，庐江，灵璧设骗局行骗，他所到之处，留下的除了烂尾项目，就是一地债务。
在武汉搞了弘芯骗局后，这人又转到济南，去搞了泉芯骗局。
武汉急于追上国家半导体产业东风，想打造 “中国中部数据港”，被这骗子耍的团团转，这骗子甚至还请来台积电前大将，半导体教父“姜尚义” 来弘芯主持大局。
随后通过蒋尚义，在半导体领域的雄厚人脉，弘芯从荷兰买到了光刻机，还盛大的搞了个光刻机进厂仪式。
这更加深了政府认为，弘芯是玩真的。
但这只是弘芯，更大骗局的铺垫。
造价数亿的光刻机，进了弘芯厂，一天没用过，就被抵押给了农业银行。
国贼的钱骗到了，拍拍屁股走人。
新华网报道：2020 上半年就有报告《武汉东湖区投资建设经济运行分析》，报告指出：
弘芯持股比例：武汉临空港投资集团 10%，北京光量蓝图持股 90%。
其中 “国企临空港” 投资的 2 亿注册资本已经实缴，可北京光量的实缴资本，始终为零。
“弘芯存在大量资金缺口，随时面临资金链断裂的巨大风险。”
可是这么一份扒皮弘芯的报告，却不知是何原因，马上被删除，此后就再没人多提弘芯是骗局这话。
直到弘芯真的烂尾。
这就很像什么？这就很像所有人都知道他是骗局，可却没人敢说，没人敢指出国王没穿衣服。
直到第二年资金链断裂，骗局曝光。
意外吗？老实说一点不意外，很多人早知道他就是骗局，早死晚死的事儿，唯一的问题是，他死了的责任，别让我来负就行了。
千亿骗局的弘芯，在整体烂尾后就一直在打官司，幕后黑手曹山（真名鲍恩保）调查的怎么样了？不知道。
谁来为那么大的骗局负责？也不见人负责。
一切都跟糊涂账一样。
而除了武汉弘芯之外，成都格芯，也是大烂尾项目之一。
成都格芯，初期投资 600 亿人民币，厂子造好了，设备却再三拖延，到 2020 年工厂全部停工，贴上封条，工地工人就地遣散。
淮安德淮半导体，投资 450 亿人民币，高额投入后，入不敷出，投资很大，回报却很少，最终资金短缺，资金链断裂，德淮宣布破产。
德淮半导体破产后，落得个上京东拍卖平台，公开拍卖的下场。
最终被人以 16.6 亿人民币，接盘。
当年 450 亿的项目，最后 16 亿接盘，巨额损失算谁的？
还有陕西的坤同半导体。
坤同半导体，办的时候轰轰烈烈，投资 400 亿搞半导体大项目，可最终项目搁浅，工地全部停工，未来又是一片烂尾楼。
南京德码半导体，投资 200 亿人民币，找来以色列芯片公司合作，可最终德码因为还不起债，沦为 “失信被执行人”，公司也成为“欠薪，欠款，欠税” 的三欠公司。
南京政府成德码烂尾，最大受害者。
另外江苏时代芯存，中环航太，成都超矽，华芯通，
中晟宏芯，层出不穷的半导体骗局和烂尾。
你如果仔细去查这两年半导体企业破产的新闻，遍地都是，看的叫人气愤。
但里面的套路却是大同小异。
都是利用地方政府想要积极响应国家号召，大力发展半导体产业，而粗暴上项目的结果。
这群利用中国大力发展芯片契机，实行诈骗的人，才是真正的卖国贼！
可另一边的一个根源问题就是，针对半导体产业发展的方向性错误。
半导体具有三大特性：
大投资，长周期，高风险
我们看起来中国好像往半导体产业里撒了很多钱，但这个钱，并不够多，还远远不多，未来要撒的钱，只有更多。
而且这个撒钱的方式，错了。
半导体绝不能够搞全社会式的百花齐放式的投资。
半导体产业，百花齐放，最终的结果必然是一地鸡毛。
面对半导体产业如此的前沿科技，必须把投资全部集中到几家或者十几家企业。
像是一年新注册 2 万家半导体企业，全国 11.8 万家半导体企业，乍一听好像百花齐放，可业内懂行的人，就知道这是个笑话。
世界上没有比半导体产业，更需要集中力量 “办大事” 的了。
像现在这样搞，东边一家西边一家，全国几万家，初期投资钱烧完了，造出来的产品技术差，水平低，根本没人买。
要追赶技术，就继续烧钱研发，可烧不起研发，入不敷出，资金链断了，公司破产。
想要真正扶持起来一家，能在世界上站稳脚跟的半导体企业，就要有至少十年不赚钱，且不断往里大量烧钱的觉悟。
台积电怎么起来的，三星半导体怎么起来的？
哪一家不是通过长年的大量烧钱起来的？
可中国现在，天女散花般的投资，地方政府急于想要 “半导体政绩”，丝毫不懂这产业的特性，外行领导内行。
让骗子有空子可钻的同时，大量资金也白白烧掉。
总的来说，我们无法改变境外势力怎么想的，美国也不会放松对中国高科技的打压，但我们可以调整自己内部的方向。
杜绝 “百花齐放式” 的纸面繁荣，认清半导体产业的客观发展规律，列出半导体领域重点发展企业，对这些企业进行重点投入和开发。
做好半导体产业，长期亏损，长期烧钱的准备。
只有这样，才有可能做到真正的半导体自主，才不至于自给率仅有 16% 的窘境。
为了中国的高科技未来，半导体的粗放式发展，该歇歇了。
- 作者:Conor
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