關(guān)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的梳理和分析

來(lái)源：內(nèi)容來(lái)自國(guó)海證券，作者代鵬舉，謝謝。

中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)黃金發(fā)展期已至

1.1、中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)逆勢(shì)增長(zhǎng)，景氣度高

半導(dǎo)體是許多工業(yè)整機(jī)設(shè)備的核心，普遍應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子等核心領(lǐng)域。半導(dǎo)體主要由四個(gè)組成部分組成：集成電路(約占81%)，光電器件(約占10%)，分立器件(約占6%)，傳感器(約占3%)，因此通常將半導(dǎo)體和集成電路等價(jià)。集成電路按照產(chǎn)品種類又主要分為四大類：微處理器(約占18%)，存儲(chǔ)器(約占23%)，邏輯器件(約占27%)，模擬器件(約占13%)。

半導(dǎo)體是需求推進(jìn)的市場(chǎng)，在過去四十年中，推動(dòng)半導(dǎo)體業(yè)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力已由傳統(tǒng)的PC及相關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向移動(dòng)產(chǎn)品市場(chǎng)，包括智能手機(jī)及平板電腦等，未來(lái)則可能向可穿戴設(shè)備、VR/AR設(shè)備轉(zhuǎn)移。

經(jīng)濟(jì)景氣度越高，消費(fèi)者就會(huì)越肯花錢在智能手機(jī)、個(gè)人電腦等電子系統(tǒng)上，連帶為半導(dǎo)體市場(chǎng)帶來(lái)成長(zhǎng)動(dòng)力，從ICinsights數(shù)據(jù)可以看出，全球GDP成長(zhǎng)率與半導(dǎo)體市場(chǎng)的成長(zhǎng)率關(guān)聯(lián)性十分密切。

受宏觀經(jīng)濟(jì)因素的影響，全球半導(dǎo)體元器件需求不振。根據(jù)SIA公布的數(shù)據(jù)，2015年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售額為3352億美元，同比下降了0.2%。全球半導(dǎo)體市場(chǎng)下滑的主要原因是PC銷售下降和智能手機(jī)出貨增速放緩。根據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，2015年全球PC和平板出貨量同比下降約10%，而智能手機(jī)的增速?gòu)?014年27%降至10.13%。

與之前相對(duì)應(yīng)的是中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)依舊保持較高景氣度，半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1649億美元，同比增長(zhǎng)6.1%，成為全球?yàn)閿?shù)不多的仍能保持增長(zhǎng)的區(qū)域市場(chǎng)。

2000年~2015年的16年里，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)增速領(lǐng)跑全球，達(dá)到21.4%，其中全球半導(dǎo)體年均增速是3.6%，美國(guó)將近5%，歐洲和日本都較低，亞太較高13%。就市場(chǎng)份額而言，目前中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)份額從5%提升到50%，成為全球的核心市場(chǎng)。

1.2、政策扶持，半導(dǎo)體市場(chǎng)迎來(lái)新機(jī)遇

目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)非常迅猛，國(guó)內(nèi)企業(yè)的實(shí)力也大幅度提高，但是自主可控程度仍不容樂觀。2015年中國(guó)集成電路進(jìn)口金額2307億美元，其進(jìn)口額超過原油，成為我國(guó)第一大進(jìn)口商品，出口集成電路金額693億美元，進(jìn)出口逆差1613億美元。較大的逆差凸顯半導(dǎo)體市場(chǎng)供需不匹配，嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面亟待改善。

從市場(chǎng)規(guī)模和自制能力的角度來(lái)看，中國(guó)作為全球半導(dǎo)體核心市場(chǎng)，對(duì)半導(dǎo)體存在巨大需求，可是根據(jù)ICinsights的數(shù)據(jù)，2015年國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體自給率僅為13.5%左右。

國(guó)家層面十分重視目前我國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)自給不足，供需失衡的問題，先后頒布多個(gè)政策文件，意在做大做強(qiáng)中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)。

2014年6月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，確定最終以基金的方式落實(shí)集成電路扶持政策，既可以改善大陸半導(dǎo)體業(yè)在擴(kuò)充先進(jìn)制程產(chǎn)能上資金不足的問題，亦有機(jī)會(huì)通過大基金的協(xié)助，幫助其并購(gòu)國(guó)際大廠，或與國(guó)際大廠通過合資設(shè)立新公司方式進(jìn)行合作。

國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（簡(jiǎn)稱大基金）設(shè)立后，募集資金超過1300億元，投資了包括紫光集團(tuán)、中芯國(guó)際、長(zhǎng)電科技、中微半導(dǎo)體100億元、31億港元、3億美元及4.8億元，并斥資5億參與艾派克定增。

在大基金引導(dǎo)作用下，多個(gè)地方政府也設(shè)立了地方版的集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，包括北京市設(shè)立300億元集成電路產(chǎn)業(yè)基金，上海市啟動(dòng)100億元的上海武岳峰集成電路信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)投資基金，四川省信息安全和集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的首期規(guī)模約為100億~120億元。

大基金成立以及社會(huì)各方資本的投入，有效激活了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的金融鏈，掀起并購(gòu)整合熱潮。諸多龍頭企業(yè)陸續(xù)啟動(dòng)收購(gòu)、重組，帶動(dòng)整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)的大整合。以紫光集團(tuán)為例，先后斥資17億美金收購(gòu)展訊，9億美金收購(gòu)銳迪科，50億美金收購(gòu)新華三，111億元和24億元收購(gòu)封測(cè)公司矽品精密與南茂科技，通過國(guó)際并購(gòu)與合作掌握核心技術(shù)，擴(kuò)張業(yè)務(wù)版圖。

隨著鼓勵(lì)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的政策密集出臺(tái)，該領(lǐng)域的投資也持續(xù)加速，據(jù)工業(yè)和信息化部統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)集成電路行業(yè)新增固定資產(chǎn)671.43億元，比2011年增長(zhǎng)了2.2倍多。

中國(guó)目前與國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)在產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)、創(chuàng)新環(huán)境等方面還有較大差距，不可能一步跨入“第一集團(tuán)”行列，根據(jù)《中國(guó)制造2025》的規(guī)劃，未來(lái)中國(guó)將沿著“產(chǎn)業(yè)鏈整合、技術(shù)鏈升級(jí)、價(jià)值鏈提升”的道路發(fā)展，分階段地在企業(yè)實(shí)力、技術(shù)水平和市場(chǎng)能力方面夯實(shí)基礎(chǔ)，積累實(shí)力，實(shí)現(xiàn)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

掘金半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈

2.1、垂直分工趨勢(shì)明顯

集成電路產(chǎn)業(yè)鏈可以大致分為電路設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝及測(cè)試三個(gè)主要環(huán)節(jié)。集成電路生產(chǎn)流程是以電路設(shè)計(jì)為主導(dǎo)，由集成電路設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)出集成電路，然后委托芯片制造廠生產(chǎn)晶圓，再委托封裝廠進(jìn)行集成電路封裝、測(cè)試，最后銷售給電子整機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，其中制造與封裝過程中，需要利用許多高精設(shè)備和高純度材料。

2015年集成電路三大領(lǐng)域均呈增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。設(shè)計(jì)業(yè)增速最快，銷售額215.7億美元，同比增長(zhǎng)26.55%；芯片制造業(yè)銷售收額146.7億美元，同比增長(zhǎng)26.54%；封裝測(cè)試業(yè)銷售額225.2億美元，同比增長(zhǎng)10.19%。

從產(chǎn)業(yè)鏈比重來(lái)看，我國(guó)目前設(shè)計(jì)業(yè)占比增長(zhǎng)最快，封測(cè)比重有所下滑，制造大體保持穩(wěn)定。2015年我國(guó)設(shè)計(jì)所占比重達(dá)到36.70%，制造比重為24，95%，封裝測(cè)試業(yè)所占比重則為38.34%，結(jié)構(gòu)逐步趨于優(yōu)化。

英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾提出摩爾定律，指出當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍，從而要求集成電路尺寸不斷變小。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為5nm工藝將是極限，此時(shí)晶體管就只有10個(gè)原子大小，接近物理極限了。目前，業(yè)界對(duì)半導(dǎo)體工藝的研究已經(jīng)到了10nm以下，Intel準(zhǔn)備在2017年后開始使用7nm工藝，而這也成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。

半導(dǎo)體行業(yè)目前有了兩種主要業(yè)務(wù)模式，一種是IDM整合元件制造商（IntegratedDeviceManufacturer）模式，即一家公司覆蓋集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈，另一種是垂直分工模式，即Fabless+Foundry+封測(cè)廠商。

一、IDM就是指Intel和三星這種擁有自己的晶圓廠，能夠一手包辦IC設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封裝、測(cè)試、投向消費(fèi)者市場(chǎng)五個(gè)環(huán)節(jié)的廠商。

二、Fabless則是指有能力設(shè)計(jì)芯片架構(gòu)，但是卻沒有晶圓廠生產(chǎn)芯片，需要找代工廠代為生產(chǎn)的廠商，知名的有Qualcomm、蘋果和華為。

三、代工廠（Foundry）則是無(wú)芯片設(shè)計(jì)能力，但有晶圓生產(chǎn)技術(shù)的廠商，代表公司是臺(tái)積電。

四、封測(cè)廠商，就是專注于封裝測(cè)試環(huán)節(jié)的公司，典型的有日月光、長(zhǎng)電科技等。

由于半導(dǎo)體的生產(chǎn)線必須時(shí)刻保持其運(yùn)轉(zhuǎn)而不能根據(jù)訂單多少輕易關(guān)停，這意味著如果沒有足夠的訂單，生產(chǎn)線只能空轉(zhuǎn)而造成極大的成本浪費(fèi)。隨著半導(dǎo)體業(yè)趨于接近摩爾定律的終點(diǎn)（物理極限），其研發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本迅速上升，此時(shí)代工廠技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì)得到有效體現(xiàn)。受到Fabless盈利模式靈活、輕便和高利潤(rùn)率的啟發(fā)，越來(lái)越多IDM廠諸如TI、Renesas、STM等紛紛轉(zhuǎn)型FabLite(輕晶圓廠)，即將部分生產(chǎn)和設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)外包。

ICInsights數(shù)據(jù)顯示0.13um制程時(shí)代全球有22家IDM廠。隨著IDM朝輕晶圓廠發(fā)展趨勢(shì)成型，IDM廠數(shù)量急遽減少，至45nm制程時(shí)代，全球IDM廠僅剩9家，邁入22/20nm制程將僅存英特爾及三星兩家IDM。

Fabless模式使“輕資產(chǎn)重設(shè)計(jì)”的運(yùn)營(yíng)模式成為IC市場(chǎng)的主流趨勢(shì)，較低的固定資產(chǎn)投資和靈活的企業(yè)戰(zhàn)略以及低廉的運(yùn)營(yíng)成本使其保持較高的的業(yè)績(jī)?cè)鏊?。從?jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)角度來(lái)看，自1999年至2014年，fabless幾乎始終保持高于IDM的營(yíng)收增速，其中IDM的CAGR為3%，而fabless的CAGR為15%。

2.2、IC設(shè)計(jì)異軍突起，領(lǐng)跑集成電路產(chǎn)業(yè)

2.2.1、中國(guó)積極布局fabless

集成電路是電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，而IC設(shè)計(jì)作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上游，是最具創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)，具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高產(chǎn)出的特點(diǎn)。一般而言，IC設(shè)計(jì)大致分為以下五個(gè)主要步驟：

一、規(guī)格制定：客戶向芯片設(shè)計(jì)公司提出的設(shè)計(jì)要求，包括芯片需要達(dá)到的具體功能和性能方面的要求。

二、HDL編程：使用硬件描述語(yǔ)言（VHDL，VerilogHDL）將實(shí)際的硬件電路功能通過HDL語(yǔ)言描述出來(lái)模塊功能以代碼來(lái)描述實(shí)現(xiàn)。

三、邏輯綜合：邏輯綜合的結(jié)果就是把設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的HDL代碼翻譯成門級(jí)網(wǎng)絡(luò)。

四、仿真模擬：仿真模擬檢驗(yàn)編碼設(shè)計(jì)的正確性，看設(shè)計(jì)是否精確地滿足了規(guī)格中的所有要求。設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證是反復(fù)迭代的過程，直到驗(yàn)證結(jié)果顯示完全符合規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。

五、布線：即普通信號(hào)布線了，包括各種標(biāo)準(zhǔn)單元（基本邏輯門電路）之間的走線。

中國(guó)積極布局fabless。從銷售額來(lái)看，中國(guó)芯片設(shè)計(jì)業(yè)持續(xù)高速增長(zhǎng)，產(chǎn)值由2004年82億元逐年成長(zhǎng)至2015年1325億元，2004~2015年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)29%。

根據(jù)TrendForce研究統(tǒng)計(jì)顯示，由于強(qiáng)大的市場(chǎng)購(gòu)買力與自有品牌不斷茁壯，自2009年以來(lái)，中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)產(chǎn)值在全球市場(chǎng)的占有率逐步攀升，從2009年的7.1%迅速上升到2015年的18.5%。

ICInsights數(shù)據(jù)顯示中國(guó)的fabless產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)顯著，2014年全球前五十大fabless供應(yīng)商排行榜上有九家中國(guó)公司，分別為海思、展訊、大唐、南瑞智芯、中國(guó)華大、中興、瑞芯、銳迪科、全志、，而2009年只有海思一家公司上榜。

與此同時(shí)，諸多中小型IC設(shè)計(jì)公司也是帶動(dòng)中國(guó)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的重要原因。中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司從2000的98家快速增加至2014年664家，DIGITIMESResearch預(yù)估，十三五規(guī)劃期間，中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司將有機(jī)會(huì)超過1000家。

我國(guó)目前IC設(shè)計(jì)過度依賴通信芯片。在通信、智能卡、計(jì)算機(jī)、多媒體、導(dǎo)航、模擬、功率和消費(fèi)電子等8個(gè)領(lǐng)域中，通信芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域由于其良好的成長(zhǎng)性和巨大的市場(chǎng)容量占據(jù)50%市場(chǎng)容量，而其他領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小。

現(xiàn)階段中國(guó)IC設(shè)計(jì)企業(yè)仍然相對(duì)弱小。2015年，中國(guó)最大的IC設(shè)計(jì)企業(yè)海思半導(dǎo)體的銷售收入僅為全球第首位IC設(shè)計(jì)企業(yè)Qualcomm銷售收入的1/5，前十大IC設(shè)計(jì)企業(yè)銷售收入僅為全球前十大IC設(shè)計(jì)企業(yè)1/7。

2.2.2、IP核市場(chǎng)嚴(yán)重依賴外部供給

IP（IntellectualProperty）核是指集成電路設(shè)計(jì)中預(yù)先設(shè)計(jì)、驗(yàn)證好的功能模塊，由于性能高、功耗低、技術(shù)密集度高、知識(shí)產(chǎn)權(quán)集中、商業(yè)價(jià)值昂貴，是集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的最關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)要素和競(jìng)爭(zhēng)力體現(xiàn)。隨著SOC(SystemonChip，芯片級(jí)系統(tǒng))的興起，“購(gòu)買IP核+自研SoC”已成為IC設(shè)計(jì)的主流模式，全球各企業(yè)對(duì)IP核的數(shù)量、質(zhì)量和服務(wù)的需求不斷增加。

從2013年全球十大半導(dǎo)體IP供應(yīng)商排行榜來(lái)看，66%的營(yíng)收集中在全球前三大IP供應(yīng)商處。其中ARM無(wú)庸置疑是全球IP核龍頭企業(yè)，市占率為高達(dá)43.2%，而排名第二的Synopsys與排名第三的ImaginationTechnologies，市占率分別為13.9%與9%。

據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)，2013年全球IP核的銷售額超過24億美元。MarketsandMarkets預(yù)計(jì)2017年全球IP市場(chǎng)營(yíng)收將達(dá)57億美元。在中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)硅知識(shí)產(chǎn)權(quán)交易中心統(tǒng)計(jì)2013年中國(guó)IP核市場(chǎng)規(guī)模約為2億美元，約占全球市場(chǎng)份額的10%，不過需求嚴(yán)重依賴外部供給，85%以上為國(guó)外供應(yīng)商提供。

目前，國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司購(gòu)買IP核的支出相當(dāng)高。根據(jù)CSIP統(tǒng)計(jì)，近半數(shù)企業(yè)采購(gòu)IP核的支出占項(xiàng)目總預(yù)算的比例在20%以下，38.7%的企業(yè)的IP核采購(gòu)支出占預(yù)算的比例在20%-40%，而未使用第三方IP核的比例占到近10%。

2.2.3、中國(guó)兩大IC設(shè)計(jì)龍頭：海思，展訊

海思半導(dǎo)體：中國(guó)IC設(shè)計(jì)龍頭。海思半導(dǎo)體成立于2004年10月，前身是華為集成電路設(shè)計(jì)中心。海思的業(yè)務(wù)包括消費(fèi)電子、通信、光器件等領(lǐng)域的芯片及解決方案，已成功應(yīng)用在全球100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。經(jīng)過數(shù)年的快速發(fā)展，海思半導(dǎo)體成長(zhǎng)為中國(guó)本土最大的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)，2016年銷售收入預(yù)計(jì)達(dá)39.78億美元，排名中國(guó)TOP1，世界TOP6。

目前，海思半導(dǎo)體的移動(dòng)智能終端芯片全面應(yīng)用于華為的整機(jī)產(chǎn)品，整體性能比肩國(guó)際的同類產(chǎn)品水平。與此同時(shí)，海思通過獨(dú)立運(yùn)作的商業(yè)模式，將逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)外運(yùn)營(yíng)，供應(yīng)非華為手機(jī)，發(fā)展成為一家專業(yè)、全球性的芯片供應(yīng)商。

展訊通信，聚焦手機(jī)芯片：展訊通信成立于2001年4月，始終致力于智能手機(jī)、功能型手機(jī)及其他消費(fèi)電子產(chǎn)品的手機(jī)芯片平臺(tái)開發(fā)，產(chǎn)品支持2G、3G及4G無(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn)。2014年展訊被紫光集團(tuán)私有化后與銳迪科合并，變成了紫光的芯片事業(yè)部。

2015年展訊通信在全球移動(dòng)芯片的出貨量達(dá)5.3億片，占全球基帶芯片市場(chǎng)的22%，排在高通（38%）和聯(lián)發(fā)科（26％）之后位列全球第三。回顧2011年，展訊全球移動(dòng)芯片的出貨量?jī)H2.1億，僅占全球基帶芯片市場(chǎng)的10％。僅僅五年時(shí)間，展訊實(shí)現(xiàn)了芯片出貨量250％的增長(zhǎng)，從全球市占率10%迅速增長(zhǎng)到22%。

2.3、半導(dǎo)體制造需求旺，巨頭紛紛卡位大陸市場(chǎng)

2.3.1、半導(dǎo)體制造流程

半導(dǎo)體制造簡(jiǎn)單劃分可以分為晶圓制造和集成電路制造兩大塊。其中晶圓制造大致經(jīng)歷普通硅沙（石英砂）－－>純化－－>分子拉晶－－>晶柱（圓柱形晶體）－－>晶圓（把晶柱切割成圓形薄片）幾個(gè)步驟。

石英砂純化：第一步是冶金級(jí)純化，此過程主要是加入碳，以氧化還原的方式，將氧化硅轉(zhuǎn)換成98%以上純度的硅。

分子拉晶：將前面所獲得的高純度多晶硅融化，形成液態(tài)的硅之后，以單晶的硅種和液體表面接觸，一邊旋轉(zhuǎn)一邊緩慢的向上拉起。最后，待離開液面的硅原子凝固后，排列整齊的單晶硅柱便完成了，其硅純度達(dá)到99.999999%。

切割晶圓：用機(jī)器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規(guī)格的硅晶片，這些硅晶片經(jīng)過洗滌、拋光、清潔和接受入眼檢測(cè)與機(jī)器檢測(cè)，最后通過激光掃描發(fā)現(xiàn)小于人的頭發(fā)絲寬度的1/300的表面缺陷及雜質(zhì)，合格的圓晶片交付給芯片生產(chǎn)廠商。

集成電路制造工藝是由多種單項(xiàng)工藝組合而成的，簡(jiǎn)單來(lái)說有四個(gè)主要步驟：薄膜制備工藝；圖形轉(zhuǎn)移工藝和摻雜工藝。

薄膜制備工藝：集成電路的制造過程中需要在晶圓片的表面上生長(zhǎng)數(shù)層材質(zhì)不同，厚度不同的薄膜，制造膜層的主要方法有氧化，化學(xué)氣相沉積（CVD）以及物理氣象沉積(PVD)。

氧化：硅晶圓片與含氧物質(zhì)（氧氣，水汽等氧化劑）在高溫下進(jìn)行反應(yīng)從而生成二氧化硅膜。

CVD：把一種或幾種含有構(gòu)成薄膜元素的化合物、單質(zhì)氣體通入放置有基材的反應(yīng)室，借助空間氣相化學(xué)反應(yīng)在基體表面上沉積固態(tài)薄膜的工藝技術(shù)。

PVD：采用物理方法，將材料源電離成離子，并通過低壓氣體（或等離子體）過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。

圖形轉(zhuǎn)移工藝：IC制作工藝中氧化，沉積以及擴(kuò)散，離子注入等流程本身對(duì)晶圓片沒有選擇性，都是對(duì)整個(gè)硅晶圓片進(jìn)行處理，不涉及任何圖形。IC制造的核心是將IC設(shè)計(jì)者的要求的圖形轉(zhuǎn)移到硅晶圓片上，因此需要圖形轉(zhuǎn)移工藝，主要包括光刻工藝。

光刻工藝：光刻是將掩膜板上的圖形復(fù)制到硅片上，作為半導(dǎo)體最重要的工藝步驟之一，光刻的成本約為整個(gè)硅片制造工藝的1/3，耗費(fèi)時(shí)間約占整個(gè)硅片工藝的40～60%。

1.在硅晶圓片上涂上光刻膠，用預(yù)先制作好的有一定圖形的光刻掩膜版蓋上。

2.對(duì)涂有光刻膠的晶圓片進(jìn)行曝光，光刻膠感光后其特性發(fā)生改變，正膠的感光部分變得容易溶解，而負(fù)膠則相反。

3.對(duì)晶圓片進(jìn)行顯影。正膠經(jīng)過顯影后被溶解，只留下未受光照部分的圖形，而負(fù)膠相反，收到光照部分變得不容易溶解。

4.經(jīng)過顯影后，對(duì)晶圓片進(jìn)行刻蝕，將沒有被光刻膠覆蓋部分去除掉，達(dá)到將光刻膠上的圖形轉(zhuǎn)移到其下層材料上的目的。由于光刻膠的下層薄膜可能是二氧化硅，氮化硅，多晶硅或者金屬材料，材料不同或者圖形不同，刻蝕的要求也不同。5.用去膠法把涂在晶圓片上的感光膠去掉。

摻雜工藝：摻雜工藝是將可控?cái)?shù)量的所需雜質(zhì)摻入晶圓的特定區(qū)域中，從而改變半導(dǎo)體的電學(xué)性能。擴(kuò)散和離子注入是半導(dǎo)體摻雜的兩種主要工藝。

擴(kuò)散：擴(kuò)散是一種原子，分子或離子在高溫驅(qū)動(dòng)下（900-1200℃）由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的運(yùn)動(dòng)過程，雜質(zhì)的濃度從表面到體內(nèi)單調(diào)下降，而雜質(zhì)分布由溫度和擴(kuò)散時(shí)間來(lái)決定。

離子注入：離子注入工藝就是在真空系統(tǒng)中，通過電場(chǎng)對(duì)離子進(jìn)行加速，并利用磁場(chǎng)使其改變運(yùn)到方向，從而控制離子以一定的能量注入晶圓片內(nèi)部，在所選擇的區(qū)域形成一個(gè)具有特殊性質(zhì)的注入層，達(dá)到摻雜的目的。

2.3.2、全球半導(dǎo)體代工市場(chǎng)不景氣，中國(guó)或成新建晶圓廠主要推手

由于電子設(shè)備需求疲軟、庫(kù)存水準(zhǔn)升高，全球代工市場(chǎng)景氣度下滑。Gartner數(shù)據(jù)顯示2015年全球半導(dǎo)體代工市場(chǎng)僅成長(zhǎng)4.4%，為488億美元，結(jié)束了連續(xù)三年的兩位數(shù)成長(zhǎng)趨勢(shì)。

在主要晶圓代工業(yè)者當(dāng)中，臺(tái)積電作為晶圓代工產(chǎn)業(yè)的銷售業(yè)績(jī)龍頭，2015年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收265.6億美元，業(yè)績(jī)?cè)鏊龠_(dá)到5.5%，是排名第二的GlobalFoundries的五倍，是排名第五的中國(guó)晶圓代工業(yè)者中芯國(guó)際的十二倍。格羅方德(Globalfoundries)以9.6%市占率位居第二。聯(lián)電則以45.6億美元營(yíng)收拿下第三名，市占率為9.3%。

受益于政策扶持和國(guó)內(nèi)相對(duì)高的經(jīng)濟(jì)增速，2015年中國(guó)晶圓制造業(yè)增速達(dá)到了26.5%，比2014年的增速高出了8個(gè)百分點(diǎn)，銷售額900.8億元。

大陸晶圓產(chǎn)能大幅提升，臺(tái)積電在南京新建一座12寸廠，聯(lián)電與力晶分別在廈門與合肥的12寸工廠已經(jīng)動(dòng)工，格羅方德也表示要在重慶建廠，算上中芯的話，全球前四大純代工廠都計(jì)劃在大陸擴(kuò)大產(chǎn)能。

根據(jù)SEMI的統(tǒng)計(jì)，全球在2016年與2017年將開始興建的晶圓廠至少有19座，其中有半數(shù)以上都是在中國(guó)。

國(guó)際晶圓代工巨頭紛紛布局大陸市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)自主晶圓代工產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻不容樂觀。相較于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中設(shè)計(jì)業(yè)不斷利好政策出臺(tái)，晶圓制造環(huán)節(jié)由于資本支出高，回報(bào)周期長(zhǎng)受到忽視，導(dǎo)致市場(chǎng)占有率不斷下滑，與國(guó)際先進(jìn)水平差距不斷拉大。

目前，中芯國(guó)際作為國(guó)內(nèi)最大集成電路晶圓制造企業(yè)，積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局，提供0.35um到28nm晶圓代工與技術(shù)服務(wù)。憑借先進(jìn)工藝和產(chǎn)能實(shí)力，目前中芯國(guó)際已成為世界排名第五的集成電路代工企業(yè)。

半導(dǎo)體制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)是核心技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，具體表現(xiàn)在創(chuàng)新與技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入上。相比之下，我國(guó)的半導(dǎo)體研發(fā)投入較少。2015年，三星投入151億美元，臺(tái)積電投入108億美元，而中國(guó)最大半導(dǎo)體制造商中芯國(guó)際投入僅為14億美元。要追趕國(guó)際領(lǐng)先的晶圓制造廠，縮小技術(shù)差距有待大基金和社會(huì)資本的投入以及產(chǎn)業(yè)鏈的有效整合。

2.3.3、12寸晶圓成市場(chǎng)主流

晶圓直徑越大，每片晶圓能夠生產(chǎn)的芯片數(shù)量就越多，采用大尺寸晶圓，增加的成本并不高，但是可以大幅增加產(chǎn)量，從而降低單顆芯片的成本。由于目前在450mm（18英寸）晶圓產(chǎn)線發(fā)展上遇到了資金和技術(shù)的雙重壓力，半導(dǎo)體公司紛紛轉(zhuǎn)向300mm硅片也就是12英寸硅片。

自2009年起12英寸硅片成為全球硅圓片需求的主流(大于50%)，預(yù)計(jì)2017年將占硅片市場(chǎng)需求64%的份額。

ICinsights數(shù)據(jù)顯示全球營(yíng)運(yùn)中的12寸（300mm）晶圓廠數(shù)量持續(xù)成長(zhǎng)，預(yù)期2016年預(yù)期可達(dá)到100座。目前全球有8座12寸晶圓廠預(yù)計(jì)2017年開張，到2020年底，預(yù)期全球?qū)⒂性?2座的12寸晶圓廠營(yíng)運(yùn)，讓全球應(yīng)用于IC生產(chǎn)的12寸晶圓廠總數(shù)達(dá)到117座。

被中國(guó)龐大的市場(chǎng)需求所吸引，全球半導(dǎo)體大廠包括英特爾、聯(lián)電、力晶、三星、海力士、中芯國(guó)際等均擴(kuò)大在中國(guó)布局，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在大陸興建的十二寸晶圓廠的總月產(chǎn)能超過480000片。晶圓代工龍頭臺(tái)積電南京廠投產(chǎn)后，大陸十二寸晶圓總月產(chǎn)能將超過500000片，相當(dāng)于臺(tái)積電一半以上的產(chǎn)能。

2.3.4、28nm工藝制程——現(xiàn)階段關(guān)鍵工藝節(jié)點(diǎn)

根據(jù)ITRS路線圖的演進(jìn)，45納米的下一代工藝節(jié)點(diǎn)是32納米，然后是22納米。不過，因?yàn)楫?dāng)工藝進(jìn)步到32納米時(shí)，使用基本相同的光刻設(shè)備便可以延伸至28納米，密度更高、晶體管的速度提升了約50%，但成本基本相同，與20/22納米相比，28納米具有1.5-2倍的成本優(yōu)勢(shì)。因此，綜合技術(shù)和成本等各方面因素，28納米都將成為未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的關(guān)鍵工藝節(jié)點(diǎn)。

2011年第四季度，臺(tái)積電首先實(shí)現(xiàn)了28納米工藝的量產(chǎn)。隨后，三星于2012年、格羅方德于2013年第四季度、聯(lián)電于2014年第二季度、中芯國(guó)際于2015年第三季度分別實(shí)現(xiàn)28納米工藝的量產(chǎn)。截止2014年底，臺(tái)積電是目前全球28納米市場(chǎng)中的最大企業(yè)，占全球28納米代工市場(chǎng)份額的80%。

隨著28納米工藝技術(shù)的成熟，28納米工藝產(chǎn)品市場(chǎng)需求量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)：從2012年的91.3萬(wàn)片到2014年的294.5萬(wàn)片，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)79.6%，并且這種高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)將持續(xù)到2017年。之后隨著14/16納米工藝技術(shù)的逐漸進(jìn)步，28納米產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量將會(huì)出現(xiàn)小幅下滑。

2015年至2016年，28納米工藝主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槭謾C(jī)應(yīng)用處理器和基帶。2017年之后，28納米工藝雖然在手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用有所下降，但在其它多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用則迅速增加，如OTT盒子和智能電視等應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度較快。預(yù)計(jì)2019年至2020年，混合信號(hào)產(chǎn)品和圖像傳感器芯片也將會(huì)規(guī)模采用28納米工藝。

國(guó)家已將推動(dòng)芯片國(guó)產(chǎn)化上升至國(guó)家安全的高度，并頒布多項(xiàng)與集成電路制造相關(guān)的政策。這些政策也將有力推動(dòng)我國(guó)晶圓制造業(yè)向先進(jìn)制程的演進(jìn)步伐。

2.4、封裝測(cè)試——中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈最強(qiáng)音

2.4.1、中國(guó)封測(cè)業(yè)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力

封裝測(cè)試是半導(dǎo)體生產(chǎn)流程的重要組成部分之一。封裝是保護(hù)芯片免受物理、化學(xué)等環(huán)境因素造成的損傷，將芯片的I/O端口聯(lián)接到印制電路板(PCB)、玻璃基板等，以實(shí)現(xiàn)電氣連接，確保電路正常工作的工藝步驟。測(cè)試主要是對(duì)芯片、電路以及老化后的電路產(chǎn)品的功能、性能測(cè)試。

封裝工藝的基本流程為：硅片減薄、硅片切割、芯片貼裝、芯片互連、成型技術(shù)、去飛邊毛刺、切筋成型、上焊錫、打碼等工藝。

封裝大致經(jīng)過了如下發(fā)展進(jìn)程：

結(jié)構(gòu)方面：TO－>DIP－>PLCC－>QFP－>BGA－>CSP；

材料方面：金屬、陶瓷－>陶瓷、塑料－>塑料；

引腳形狀：長(zhǎng)引線直插－>短引線或無(wú)引線貼裝－>球狀凸點(diǎn)；

裝配方式：通孔插裝－>表面組裝－>直接安裝

封測(cè)業(yè)在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中，相對(duì)技術(shù)和資金門檻較低，屬于產(chǎn)業(yè)鏈中的"勞動(dòng)密集型"。由于我國(guó)發(fā)展集成電路封測(cè)業(yè)具有成本和市場(chǎng)地緣優(yōu)勢(shì)，封測(cè)業(yè)相對(duì)發(fā)展較早。隨著長(zhǎng)電科技收購(gòu)星科金朋，南通富士通收購(gòu)AMD封裝工廠等一系列整合，以及長(zhǎng)電科技、通富微電、天水華天與晶圓代工線的戰(zhàn)略聯(lián)盟，使得國(guó)內(nèi)封測(cè)業(yè)無(wú)論是產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是最新的封裝技術(shù)都上了一個(gè)臺(tái)階。

2015年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的銷售收入規(guī)模為1384億元，比2014年的1047億元增長(zhǎng)32%，在集成電路設(shè)計(jì)、芯片制造和封裝測(cè)試三大產(chǎn)業(yè)中，封裝測(cè)試業(yè)的規(guī)模仍然保持最大，占到38.34%。

全球主要國(guó)家封測(cè)業(yè)市占率變化顯示***封測(cè)廠商在技術(shù)與產(chǎn)能領(lǐng)先的狀況下，表現(xiàn)優(yōu)于全球市場(chǎng)表現(xiàn)；與此同時(shí)，中國(guó)大陸在政府政策及本土市場(chǎng)快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，再加上購(gòu)并效益，其封測(cè)市占率快速提升，從2013年8%迅速上升至2015年的15%。

自2014年起，大陸多家封裝企業(yè)開展了一系列的境外并購(gòu)。隨著國(guó)內(nèi)封測(cè)企業(yè)海外市場(chǎng)的不斷拓展，產(chǎn)業(yè)鏈合作加強(qiáng)，中國(guó)集成電路封測(cè)產(chǎn)業(yè)已初具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

國(guó)內(nèi)排名第一的半導(dǎo)體封測(cè)企業(yè)長(zhǎng)電科技，通過收購(gòu)新加坡星科金朋公司，躋身世界半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)前三位，2015年銷售額實(shí)現(xiàn)92.2億元。

2.4.2、先進(jìn)封裝市占率不斷上升

如今器件小型化、高性能以及降低成本發(fā)展趨勢(shì)對(duì)于產(chǎn)品封裝提出了更為嚴(yán)格的市場(chǎng)需求，隨著技術(shù)進(jìn)步，業(yè)內(nèi)提出了晶圓級(jí)封裝（包括Fan-OutWLP、Fan-InWLP）、FlipChip和2.5D/3D等先進(jìn)封裝解決方案。

晶圓級(jí)封裝（WLP）：是整片晶圓生產(chǎn)完成后，直接在晶圓上進(jìn)行封裝測(cè)試，完成之后才切割制成單顆IC，封裝后的芯片尺寸等同晶粒原來(lái)大小。傳統(tǒng)的WLP多采用擴(kuò)散型晶圓級(jí)封裝（Fan-inWLP），但是伴隨IC信號(hào)輸出的接腳數(shù)目增加，衍生出擴(kuò)散型晶圓級(jí)封裝（Fan-outWLP）。

倒裝芯片F(xiàn)lipChip：傳統(tǒng)封裝采用將芯片的有源區(qū)面朝上，背對(duì)基板鍵合，而倒裝芯片將有源面朝下，與基板布線層直接鍵合。

2.5D/3D：是把不同功能的芯片或結(jié)構(gòu)，通過堆疊技術(shù)，使其在垂直方向上形成立體集成和信號(hào)連通。

受益于Fan-OutWLP和2.5D/3D的大量應(yīng)用，以及Fan-InWLP和Flip-Chip的穩(wěn)步增長(zhǎng)，Yole預(yù)測(cè)，先進(jìn)封裝市場(chǎng)營(yíng)收將從2014年192億美元增長(zhǎng)到2020年的317億美元，復(fù)合年增率為8%。先進(jìn)封裝目前占據(jù)整個(gè)封裝市場(chǎng)的38%市場(chǎng)份額，預(yù)計(jì)2020年將增長(zhǎng)至46%。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在國(guó)內(nèi)布局的封測(cè)企業(yè)中，17家涉及先進(jìn)封裝領(lǐng)域，半數(shù)是中國(guó)企業(yè)。中國(guó)主要的封測(cè)廠商包括長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電和晶方半導(dǎo)體都具有先進(jìn)封裝能力。