2022年半导体行业发展现状及指数分析.docx
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1、2022年半导体行业发展现状及指数分析1、时代“芯”动力,半导体板块长期前景向好1.1、半导体行业:数字时代的“地基”从 1947 年全球第一个晶体管被制造出来起,半导体行业就和全球经济发展 和科技进步密不可分。经过多年的发展,半导体产品已经遍及计算机、通讯、汽 车电子、医疗、航天、工业等多个领域。 从产业链来看,半导体产业链上下游细分明显:上游是支撑产业链,主要包 含半导体原材料的生产、加工设备的制造以及厂房的修建等;中游为半导体加工 的核心,主要分为 IC(集成电路或芯片)设计、晶圆加工、芯片封层等环节;下 游为半导体产品在各个行业的应用。半导体行业上游及中游都是技术密集型和资 本密集型产
2、业,具有较高的产业壁垒。从市场规模来看,半导体最大的四个应用 领域是照明、显示、能源、集成电路(芯片),统称为泛半导体行业。自 2020 年下半年开始,由于 5G、汽车电子、物联网等需求强劲,而晶圆供 给端增长相对不明显,因此芯片出现较为普遍的缺货涨价现象,行业持续高景气。 WSTS、SEMI 等机构也都纷纷预测,在 2020 年的高基数基础上,全球半导体市 场、半导体设备市场和半导体材料市场规模在未来两三年仍将持续上涨。1.2、政策助力,坚定看好国产化替代在全球产业竞争的背景下,半导体行业市场格局加快调整,投资规模迅速攀 升;另一方面智能手机终端、物联网、汽车电子、5G 通讯等新技术快速发展
3、,进 一步催生了旺盛的需求。在新形势下,我国集成电路产业发展既有难得的机遇, 也面临着巨大的挑战,基于此国家政府持续出台相关优惠政策来扶持我国半导体 产业的发展,展现出空前的支持力度,彰显了国家强烈的决心。为推动集成电路产业加速发展,国务院发布实施了国家集成电路产业推进 纲要,旨在充分发挥国内市场优势,营造良好发展环境,激发企业活力和创造 力,努力实现集成电路产业跨越式发展。该纲要是近几年以来我国集成电路行业 最主要的政策之一。此外,在外部环境对中国核心技术进一步封锁的背景下,关 键核心技术国产化和自主可控已成为“十四五”规划重要内容。2021 年,政策对于 国产化产业扶持力度继续加大,进一步
4、加强了对高端芯片、5G 技术、工业软件等 核心技术方面全力攻坚,重点投向了战略性、关键性领域,抢占数字经济产业链 制高点。在政策和市场的双重催化下,国内晶圆厂/存储厂进入资本开支高峰期,为国 产设备厂商提供巨大市场空间。国内的中芯国际、长江存储、长鑫存储、华虹集 团等晶圆厂/存储厂在技术工艺上实现突破后,正进入加速扩产期,对应资本开支 也进入爆发期,为设备厂商带来了巨大的订单机会。 与此同时,在当前中美贸易摩擦的大背景下,国内晶圆厂对于核心供应链自 主可控的需求日益增强,也给国内设备、材料厂商带来千载难逢的好机会,国产 化速度将进一步提速,以长江存储为例,国产设备在各个环节的比例在逐渐提升,
5、未来随着资本开支进一步加大,国产化比例有望进一步提升,相关细分领域的龙 头公司订单及业绩有望持续加速。在 2021 年 IC world 大会上,中芯国际相关领导也表示,目标到 2025 年要快 速扩产 40-50 万片/月新产能,将大幅提升对于设备、材料、零部件的需求,同时 公司重点扶持战略供应商,包括国内设备、材料、零部件等领域的国产厂商,将 批量采购支持战略供应商。设备环节,大幅度提升平均每种设备数量,从 4 台/种 提升至 30 台/种;零部件环节,也大幅提升电控部件、光学部件、石英部件、陶 瓷部件、金属部件等领域的自主可控能力。 因此,随着国内主要晶圆厂存储厂进入扩产高峰期并加速推进
6、国产替代进程, 国内半导体设备材料厂商面临着巨大的成长机会。各领域的细分龙头在下游客户 持续实现工序和份额突破,将深度受益于此轮国内晶圆厂/存储厂的扩产高峰及国 产替代加速。半导体设备方面,虽然全球市场 AMAT、TEL、Lam Research 等海外龙头基 本主导了各个细分行业格局,但国内半导体设备厂商也在各个细分环节积极布局, 并在多个领域实现突破,尤其是北方华创、盛美股份、芯源微、华峰测控(机械 组覆盖)等细分优质龙头,技术能力和产品范围持续拓宽,在成熟制程可实现国 产替代的比例逐渐提高,预计将深度受益于国产化加速推进。半导体材料方面,其细分种类众多,整体上各个细分行业都以海外厂商为主
7、 导。以硅片为例,全球市场主要由信越化学、SUMCO 等少数厂商主导,国内厂商 在大尺寸硅片尤其是 12 英寸仍有巨大进步空间;再比如光刻胶环节,基本是由 JSR、东京应化、信越化学等厂商占据多数份额,国内厂商替代空间广阔。而国内同样已有一批厂商在多个细分领域逐渐突破,安集科技、沪硅产业、 江丰电子、雅克科技(化工组覆盖)等优质公司覆盖工艺和工序持续提升,可替 代比例不断提高,有望充分享受国内晶圆厂扩产红利。CPU 方面,传统厂商建立自研指令集,国产 CPU 产业初具雏形。自 2016 年 国家 863 计划提出后,至今国产通用 CPU 产业已经初具规模。国内目前发展出了 七大主流厂商:鲲鹏、
8、倚天、海光、龙芯、飞腾、申威、兆芯。国内厂商所使用 的四类构架:以龙芯为代表的 MIPS/LoongArch 架构、以鲲鹏、倚天和飞腾为代表 的 ARM 架构、以海光和兆芯为代表的 X86 架构、以申威为代表的 Alpha/SW64 构 架。国产化 CPU 实现途径可以分为三类:自主化程度较低 IP 内核授权型、自主 化程度较高指令集架构授权型、自主化程度很高自主研制指令集型。目前,国内 厂商正在从授权架构转向自主性程度更高的自研架构,其中申威和龙芯已经实现 了自主研制指令集,飞腾、鲲鹏获得 ARM V8 指令集架构授权,倚天获得 ARM V9 指令集架构授权,海光、兆芯拿到了 X86 的内核
9、层级授权。2021 年 4 月,龙芯宣布推出 LoongArch 指令集,正式放弃 MIPS 架构授权。 LoongArch 指令集拥有 2500 多条自主指令,可以翻译 MIPS、ARM 及 X86 指令, 并且成功运用于龙芯 3A5000 处理器。同年 5 月 11 日,飞腾包括腾云 S2500、FT2000/4、腾锐 D2000 在内的 3 款 CPU 成功入选了 2021 年中国品牌日电子信息行 业国货新品推广目录,并将推出 S5000,采用 7nm 工艺,支持 PSPA1.0 安全架构。 2021 年 5 月 25 日,海光信息公布了海光三号的专利信息,采用 7nm 工艺和 SOC
10、架构。此外,在底层芯片发展方面,科技巨头下场,助力底层芯片繁荣发展。华为 在芯片设计上成就很高,为保证供应链安全,华为投资企业几乎覆盖了芯片整个 产业链,自主设计麒麟、昇腾和鲲鹏等芯片覆盖芯片全产业品类。阿里在 2018 年 收购中天微系统有限公司,同时也投资了寒武纪、深鉴、翱捷科技等芯片企业, 旗下达摩院和平头哥也于近年推出了玄铁、含光等芯片产品;2021 年 10 月 19 日 云栖大会上,平头哥发布了阿里第一颗通用 CPU 芯片倚天 710,采用 5nm 工艺, 填补了阿里自研芯片中通用芯片空白。2020 年 3 月,腾讯成立了深圳宝安湾腾讯 云计算有限公司,进军集成电路研发领域,其投资
11、的上海燧原科技也于 2021 年 7 月推出 AI 训练芯片邃思 2.0。百度是最早一批进军芯片研发的企业,其发布的昆 仑系列 AI 芯片,采用自研 XPU 神经处理器架构,此外低功耗的 AI 芯片鸿鹄主 要应用在智能语音领域。RISC-V,国内实现芯片底层突破的机会。RISC-V,即基于第五代精简指令集 (RISC)原则的开源指令集架构(ISA),是 ARM 与 X86 芯片架构之外,全球 芯片设计的第三个选项,也是中国未来欲实现芯片自主可控的一个非常重要的选 项。目前,处理器指令集主要分为 RISC(精简指令集)和 CISC(复杂指令集) 两种。RISC 指令集代表是 ARM 架构,结构精
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