中國晶圓代工市場現(xiàn)狀及競爭格局分析

中國晶圓代工市場現(xiàn)狀及競爭格局分析一、中國晶圓代工行業(yè)發(fā)展背景國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)市場規(guī)?？焖僭鲩L，但需求供給嚴(yán)重不平衡，高度依賴進口，國產(chǎn)核心芯片自給率不足10%。在集成電路領(lǐng)域，進口替代空間廣闊。2020年我國集成電路出口金額為1116億美元，進口金額為3055億美元。2015年起集成電路的進口金額連續(xù)4年超過原油，成為我國第一大進口商品，從供應(yīng)鏈安全和信息安全考慮，芯片國產(chǎn)化迫在眉睫。國發(fā)8號文提出，國家鼓勵的集成電路線寬小于28納米（含），且經(jīng)營期在15年以上的集成電路生產(chǎn)企業(yè)或項目，第一年至第十年免征企業(yè)所得稅。而在國發(fā)4號文中，是對線寬小于0.25微米或投資額超過80億元且經(jīng)營15年以上的集成電路生產(chǎn)企業(yè)，采取從盈利之日起“五免五減半”的政策，對于國內(nèi)高端制程企業(yè)來說，優(yōu)惠的力度明顯加大。國發(fā)8號文還指出，對65nm以下（含）經(jīng)營15年以上的生產(chǎn)企業(yè)采取企業(yè)所得稅“五免五減半”的政策，對130nm以下（含）經(jīng)營10年以上的企業(yè)采取“兩免三減半”的政策。對比2018年減稅政策，明顯鼓勵先進制程并向先進制程傾斜。一方面先進制程及芯片國產(chǎn)化在國家戰(zhàn)略地位意義非凡；另一方面，集成電路也是國家高新技術(shù)的集中體現(xiàn)。二、全球半導(dǎo)體市場銷售額情況2020年受疫情影響全球經(jīng)濟出現(xiàn)了衰退。但是全球半導(dǎo)體市場在居家辦公學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程會議等需求驅(qū)動下，逆勢增長。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球半導(dǎo)體市場銷售額4390億美元，同比增長了6.5%。截至2021年第一季度全球半導(dǎo)體產(chǎn)品銷售額1231億美元，同比增長17.8%，環(huán)比增長3.6%。三、中國晶圓代工行業(yè)市場現(xiàn)狀分析由于中國疫情控制較好，2020年中國GDP實現(xiàn)了2.3%的增長，首次突破100萬億元，達(dá)到了101.6萬億元。在中國經(jīng)濟增長的帶動下，中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持快速增長態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，2020年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為8848億元，同比增長17%，截至2021年一季度我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額繼續(xù)保持高增長，銷售額達(dá)到1739.3億元，同比增長18.1%。2020年我國晶圓代工銷售額為2560億元，同比增長19.1%，截至2021年第一季度我國晶圓代工銷售額為542億元，同比增長20.1%。以5nm節(jié)點為例，其投資成本高達(dá)數(shù)150億美金，是14nm的3倍，是28nm的5倍。為了建設(shè)5nm產(chǎn)線，2020年臺積電計劃全年資本性支出高達(dá)184億美元。先進制程不僅需要巨額的建設(shè)成本，而且也提高了設(shè)計企業(yè)的門檻，預(yù)計3nm設(shè)計成本將會高達(dá)5-15億美元。四、晶圓代工行業(yè)競爭格局分析在芯片品類和需求量持續(xù)增加的浪潮下，全球晶圓廠數(shù)量持續(xù)擴張。據(jù)統(tǒng)計，2017-2020年間全球投產(chǎn)的半導(dǎo)體晶圓廠為62座，其中有26座設(shè)于中國大陸，占全球總數(shù)的42%。并預(yù)計從2020年到2024年至少新增38個12英寸晶圓廠。此前代工廠商格羅方德和聯(lián)華電子均已宣布暫緩10nm以下制程的研發(fā)。目前芯片制造的先進制程競爭主要剩下臺積電和三星兩家。目前臺積電2020年實現(xiàn)5nm量產(chǎn)，預(yù)計在2022年3nm進行規(guī)模化量產(chǎn)。從企業(yè)來看，2020年臺積電以56%的市場占有率處于絕對領(lǐng)先的地位，三星和聯(lián)電分列第二、第三，大陸廠商中芯國際暫列第五。從制程工藝來看，領(lǐng)先工藝（5nm+7nm）目前占據(jù)25%左右的市場份額，主要用于CPU、GPU等超大規(guī)模邏輯集成電路的制造。隨著先進制程的不斷推進，研發(fā)投入和投資成本呈現(xiàn)指數(shù)級增長，技術(shù)風(fēng)險及投資風(fēng)險均顯著加大。中芯國際在持續(xù)追趕，而像聯(lián)電、格羅方德等晶圓代工廠商已經(jīng)放棄了10nm及以下制程工藝的研發(fā)，全面轉(zhuǎn)向特色工藝的研究與開發(fā)。晶圓制造行業(yè)具有資本密集和技術(shù)密集型的特征。近三年來，臺積電、聯(lián)電、華虹半導(dǎo)及高塔半導(dǎo)體等廠商的研發(fā)費用占收入比維持在高個位數(shù)，充分說明研發(fā)在代工行業(yè)中的重要地位。中國大陸的中芯國際為追趕臺積電等行業(yè)龍頭近年來一直在大力投入研發(fā)先進制程工藝，研發(fā)費用占營業(yè)收入比高達(dá)10%以上。五、晶圓代工行業(yè)技術(shù)趨勢1、摩爾定律是重要的經(jīng)驗規(guī)律摩爾定律是一種經(jīng)驗規(guī)律，但并非自然科學(xué)定律，它一定程度揭示了信息技術(shù)進步的速度。推動摩爾定律的核心內(nèi)容是發(fā)展更先進的制程，而晶圓代工是其中最重要的環(huán)節(jié)。2、先進制程的廠商越來越少制程的進步使得集成電路上的單個晶體管體積更小，能耗更低。單位面積的硅晶圓上能夠容納更多晶體管，提升了芯片性能。目前半導(dǎo)體制程工藝的進步已經(jīng)越來越困難。3、FinFET工藝是當(dāng)前市場的主流選擇隨著特征尺寸的不斷縮小，柵極對于溝道的控制能力減弱，尤其是亞閾值區(qū)的漏電流隨著柵長（gatelength）減小而快速減小，漏電流成了一個很大的問題。FinFET稱為鰭式場效應(yīng)晶體管（FinField-EffectTransistor），是由美籍華人科學(xué)家胡正明教授在1999年提出來的。其中的Fin在構(gòu)造上與魚鰭非常相似，所以稱為“鰭式”。在FinFET中溝道不再是二維的而是三維的“鰭”（Fin）形狀，而柵極則是三維圍繞著Fin，這樣就大大增加了柵極對于溝道的控制能力，從而解決了漏電流的問題。而TSMC正式在16nm工藝中使用FinFET。從16／14nm開始，F(xiàn)inFET成為了半導(dǎo)體器件的主流選擇。4、GAA工藝有望進入市場隨著特征尺寸的不斷縮小，柵極對于溝道的控制能力減弱，因此必須引入新的器件結(jié)構(gòu)以滿足晶體管的要