引言：

2018年4月，美國商務部發(fā)布公告稱美國政府將在未來7年內(nèi)禁止中興通訊向美國企業(yè)購買敏感產(chǎn)品。今年5月，美國政府將華為列入出口管制的“實體名單”后，美國芯片巨頭開始對華為斷供。隨著中興華為事件的發(fā)生，集成電路行業(yè)被推向了全民關(guān)注的高度，中國缺少高端芯片的現(xiàn)狀也逐步顯露在大眾面前。

據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2018年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達到6531．4億元，同比增速達到了20．7％，遠超世界的平均增速8．09％，說明我國集成電路產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展期。

但根據(jù)海關(guān)總署公布的數(shù)據(jù)，2018年中國集成電路進口金額達到了3120．6億美元，而出口金額僅為846．4億美元，這其中超過2200多億美元的貿(mào)易逆差也顯示了我國集成電路產(chǎn)業(yè)同時也處在一個高度依賴進口的產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段。

在集成電路這種技術(shù)壁壘高、資金密集的行業(yè)，中國芯現(xiàn)在處于什么樣的地位？行業(yè)的市場規(guī)模及國產(chǎn)化的情況如何？投資人重點關(guān)注行業(yè)內(nèi)的哪些細分領(lǐng)域？集成電路行業(yè)未來還值得投資和創(chuàng)業(yè)嗎？根據(jù)這些問題，本文將圍繞以下五個板塊展開，深入分析集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀和行業(yè)機會，希望給關(guān)注集成電路的投資人和創(chuàng)業(yè)者一些參考，增加對行業(yè)的理解：

1、中國芯的崢嶸歲月以及驅(qū)動因素；

2、集成電路的產(chǎn)業(yè)鏈、市場格局、國產(chǎn)替代化程度以及潛在的機會；

3、中國芯的市場規(guī)模；

4、投融資分析；

5、行業(yè)機會分析。

正文：

一、中國芯的崢嶸歲月以及驅(qū)動因素

從概念上來說，集成電路著重強調(diào)電路的設(shè)計和布線，而芯片更側(cè)重于電路的集成、生產(chǎn)和封裝。在本文當中，集成電路和芯片是同一個意思。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，中國大陸已經(jīng)建立具有一定技術(shù)基礎(chǔ)和較強國際競爭力的集成電路產(chǎn)業(yè)。從重大事件節(jié)點上來看，中國集成電路的發(fā)展大概經(jīng)過初步形成→技術(shù)引進→中外合資→臺灣大陸建廠→外資獨資建廠→國家戰(zhàn)略等多個階段，完成了集成電路產(chǎn)業(yè)從無到有，從弱到強的歷史性跨越。

我們從需求和供給兩端，以及PEST模型等角度進行思考，總結(jié)了集成電路的驅(qū)動因素：

1、政策支持：政策層面，為推動整個集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，中國政府及地方政府近幾年相繼發(fā)布了超過幾十份的政策文件；

2、資金扶持：2014年9月－2018年5月，國家大基金一期已投資完畢，共投資1387億元；而地方政府設(shè)立的基金規(guī)模已超3000億元，資金的支持推動集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；

3、國產(chǎn)替代加速：設(shè)計、制造、封測實力加強加速國產(chǎn)化替代：受半導體產(chǎn)業(yè)化向中國轉(zhuǎn)移的影響，加上有國家大基金的支持、積極收購國外優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，實力將快速加強；

4、新興技術(shù)興起：5G、IoT、AI、云計算、車聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為集成電路的發(fā)展帶來增量機會。

二、芯片的產(chǎn)業(yè)鏈、市場格局、國產(chǎn)替代化程度以及潛在的機會

從集成電路產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，材料和設(shè)備位于產(chǎn)業(yè)鏈上游，對集成電路的發(fā)展起著支撐作用，中游為芯片的生產(chǎn)，又可以分為設(shè)計、制造、封測三個環(huán)節(jié)。下游為芯片各類細分市場的應用，比如手機、電腦、汽車、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡通訊等。

在鯨準即將發(fā)布的《2019集成電路行業(yè)研究報告》中，我們對每個環(huán)節(jié)的市場規(guī)模、市場格局、國產(chǎn)替代化程度以及潛在的機會等進行了詳細的闡述。本文以行業(yè)的設(shè)備環(huán)節(jié)為例進行分析：

根據(jù)SEMI最新統(tǒng)計跟預測：2018年世界半導體設(shè)備市場規(guī)模為645．5億美元，2019年市場規(guī)模預計為526．9億美元，同比下降18．4％。原因可能為世界政治經(jīng)濟局勢不穩(wěn)、貿(mào)易摩擦不斷，對世界半導體市場沖擊很大。到2020年有所增長，市場規(guī)模為587．9億美元，同比增長11．6％。

中國大陸2018年半導體設(shè)備市場規(guī)模為131．1億美元，預計2019年市場規(guī)模為116．9億美元，同比下降10．8％；2020年大幅增長至145．0億美元，同比增長24．0％，占世界市場規(guī)模的的24．7％，位居世界第一。

半導體設(shè)備主要包括晶圓制造設(shè)備、封裝設(shè)備、測試設(shè)備、其他設(shè)備等。制造設(shè)備主要包括光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設(shè)備等，封裝設(shè)備主要包括切片機、裝片機、引線縫合機等。測試設(shè)備主要包括測試機、分選機、探針臺。按價值鏈分布，制造設(shè)備約占半導體設(shè)備的78％，測試設(shè)備約占10％，封裝設(shè)備約占7％，其他設(shè)備約占5％。

我們詳細梳理了芯片的生產(chǎn)工序、相對應的設(shè)備以及國產(chǎn)化替代的難易程度。其中測試設(shè)備技術(shù)門檻較低，國內(nèi)廠商占據(jù)了一定的市場份額，而制造設(shè)備不論是技術(shù)還是資金壁壘都較高，國內(nèi)與發(fā)達國家相比還存在特別大的差距。

根據(jù)制造工序，制造設(shè)備包括：長晶爐、切片機、化學機械拋光機、氧化爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、CVD和PVD等。其中一個晶圓代工廠中，光刻機價值約占制造設(shè)備的30％，刻蝕機價值約占25％，薄膜沉積設(shè)備價值約占25％（包括CVD和PVD）。

需要注意的是，制造設(shè)備，尤其是高端制造設(shè)備是個高度壟斷的市場。

根據(jù)各細分設(shè)備市場占有率統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在光刻機、PVD、刻蝕機設(shè)備領(lǐng)域，前三家設(shè)備商的總市占率都達80％以上。光刻機被阿斯麥ASML、尼康Nikon、佳能Canon所壟斷，刻蝕機被泛林半導體LAM、東京電子TEL、應用材料AMAT所壟斷，PVD被應用材料AMAT、Evatec、愛發(fā)科Ulvac壟斷。

而國產(chǎn)設(shè)備一般用于制造后段，線寬較大的工序。比如CVD設(shè)備（沈陽拓荊）一般用于Cu或者Al介質(zhì)層SIO、SIN、TEOS的沉積，刻蝕設(shè)備（中微半導體）一般用于Cu或者Al介質(zhì)層的刻蝕，PVD設(shè)備（北方華創(chuàng)）一般用于Al或者Hard Mask TiN的沉積。國內(nèi)最先進的曝光機為上海微電子生產(chǎn)，對應的工藝能力為90nm。

半導體測試設(shè)備包括測試機、探針臺和分選機。芯片測試分為初測和終測，在初測環(huán)節(jié)，測試機配合探針臺完成晶圓測試，測試出壞的芯片不進行封裝，從而節(jié)省封裝成本；在終測環(huán)節(jié)，測試機配合分選機完成成品測試，測試出壞的芯片不進行發(fā)貨，從而提高芯片的良率。

測試機屬于定制化的設(shè)備，定制性主要體現(xiàn)在測試板卡和測試程序的定制，每一款待測芯片都有自己特定的測試程序。一般是由設(shè)計廠商來確定。探針臺和分選機則是相對通用的設(shè)備。探針臺一般是由晶圓代工廠確定，分選機一般是由封測廠商確定。

測試設(shè)備中，測試機市場份額最大，各類測試機加總約占測試設(shè)備市場空間的65％左右。其中，數(shù)字（Soc）測試機占比50％左右，存儲器（Memory）測試機占比10％左右，模擬測試機大約占比5％左右，分選機與探針臺占比相近，約各占測試設(shè)備總市場空間15％左右。

在國內(nèi)市場，低端測試設(shè)備領(lǐng)域，目前已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)替代；中端測試設(shè)備領(lǐng)域，部分實現(xiàn)國產(chǎn)替代；高端測試設(shè)備領(lǐng)域，目前國內(nèi)公司正在研發(fā)。在技術(shù)難度相對稍低的分選機和模擬測試機領(lǐng)域，以長川科技、北京華峰為代表的具有高品質(zhì)、低成本優(yōu)勢的國產(chǎn)測試設(shè)備已進入國內(nèi)封測龍頭企業(yè)。國產(chǎn)測試設(shè)備，從模擬測試機、分選機等中低端測試領(lǐng)域開始和國際廠商展開競爭。

我們認為：在半導體的投資熱潮中，設(shè)備國產(chǎn)替代由易到難，也就是測試設(shè)備廠商有望率先受益。我們統(tǒng)計了目前國內(nèi)在建的晶圓廠，根據(jù)估算，投資金額超7000億元。假設(shè)晶圓廠70％的投資用于購買設(shè)備，未來幾年，國內(nèi)設(shè)備的投資額為5000億元，測試設(shè)備占比10％，為500億元。即使是技術(shù)難度相對較低，國產(chǎn)替代做的最好的分選機和模擬測試機領(lǐng)域（占比20％），也有100億的市場規(guī)模。而國內(nèi)的測試設(shè)備龍頭長川科技2018年的營收才2．16億元，國內(nèi)的測試設(shè)備市場仍有很大的成長空間。

三、中國芯的千億美元市場規(guī)模：汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、服務器成拉動產(chǎn)業(yè)需求的主力

從下游應用端來看，據(jù)鯨準研究院測算，2018年我國集成電路市場規(guī)模為1356億美元，2019、2020年預計可以達到1503億美元、1690億美元，三年復合增速為10％。

汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、服務器成為當前拉動集成電路產(chǎn)業(yè)需求的主力：手機，電腦占比最大但是2017－2020年均復合增長率分別下滑至7．7％和4％。汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、服務器合計占比16％且年復合增速超15％。其中汽車電子的市場規(guī)模由2017年的84億美元迅速增加到2020年的126美元，年復合增速為15％；物聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模由2017年的60億美元迅速增加到2020年的95億美元，年復合增速達16．6％；服務器的市場規(guī)模由2017年的33．5億美元迅速增加到2020年的69．7億美元，年復合增速達27．7％。汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、服務器成為拉動集成電路市場的重要增長點。以下是集成電路市場規(guī)模測算表，具體的詳細測算邏輯會在報告體現(xiàn)：

四、投融資分析：獲投企業(yè)數(shù)量逐年攀升，設(shè)計企業(yè)獨樹一幟

在一級市場中，2010年到2019年Q1，集成電路投資事件超過了835起，涉及的企業(yè)達到了450家，投融資金額約達1，077億元。

從獲得融資的項目數(shù)量來看，集成電路產(chǎn)業(yè)獲投融資企業(yè)的數(shù)量逐年上升，但從2015年開始，出現(xiàn)質(zhì)的飛躍，受融資的企業(yè)極速增長。主要原因是：在國家集成電路大基金以及各地方基金的資本驅(qū)動下，集成電路產(chǎn)業(yè)迎來了成長爆發(fā)期，也得到了創(chuàng)投圈的密切關(guān)注。

從獲得融資的輪次來看，B輪、C輪及以后的輪次比例逐年升高，我們認為可能的原因是：集成電路是技術(shù)驅(qū)動型企業(yè)，在資本的加持下，企業(yè)更容易走到下一輪。

與此同時種子天使的數(shù)量也迅速增多，主要原因是：5G、AIOT等新興技術(shù)的爆發(fā)，引來許多初創(chuàng)公司入局。

我們對集成電路的投融資數(shù)量和投融資金額按產(chǎn)業(yè)鏈劃分后發(fā)現(xiàn)，設(shè)計企業(yè)有347家，占比高達76％，投融資總額為615億元，占比57％，不論投資數(shù)量還是投資金額，設(shè)計環(huán)節(jié)都占比最高，主要原因是：Foundry 的出現(xiàn)降低了IC 設(shè)計業(yè)的進入門檻，眾多的中小型IC設(shè)計廠商紛紛成立。

制造企業(yè)雖然只有9家，但投融資總額達到231億元，這說明晶圓代工廠是重資本企業(yè)，根據(jù)業(yè)界經(jīng)驗，一條8英寸生產(chǎn)線需要50億人民幣左右，一條12 英寸生產(chǎn)線需要80億元的投資，除此之外，每年的運行保養(yǎng)、設(shè)備更新與新技術(shù)開發(fā)等成本占總投資的20％。

材料設(shè)備環(huán)節(jié)是國內(nèi)發(fā)展最薄弱的環(huán)節(jié)，只有在技術(shù)壁壘相對較弱的靶材、封裝基板、CMP拋光液、光刻膠去除液、引線框等領(lǐng)域，我國可量產(chǎn)。大多數(shù)創(chuàng)投機構(gòu)也是針對上述領(lǐng)域布局。

封測企業(yè)數(shù)量則較少，投融資金額較低的原因是：相比于設(shè)計、制造、設(shè)備材料等，封測行業(yè)因為技術(shù)門檻相對較低，我國已發(fā)展到全球領(lǐng)先，市場格局頭部效應明顯。除了少數(shù)的戰(zhàn)略投資，獲得融資的企業(yè)大多處于種子天使和A輪。

五、行業(yè)機會分析：物聯(lián)網(wǎng)芯片和AI芯片有望率先實現(xiàn)國產(chǎn)化

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)以及下游應用領(lǐng)域的多樣化發(fā)展，芯片應用場景越來越廣泛，對芯片廠商也提出了更多的要求，而能夠滿足低功耗、高算力等市場需求的國內(nèi)芯片廠商則有望把握住新興市場機會。我們認為物聯(lián)網(wǎng)芯片和AI芯片有望率先實現(xiàn)國產(chǎn)化。（本文著重書寫AI芯片，物聯(lián)網(wǎng)芯片部分可詳細看大報告。）

在人工智能技術(shù)的發(fā)展過程中，深度學習作為一種新的計算方式來到了人們的面前，深度學習模式不同于傳統(tǒng)計算機模式，它不需要編程，但需要海量數(shù)據(jù)并行計算。而傳統(tǒng)處理器架構(gòu)（X86和ARM等）無法支持深度學習進行大規(guī)模并行計算，因此，需要新的底層硬件來加速計算，由于人工智能芯片具備高性能的并行計算能力，同時也支持各種神經(jīng)網(wǎng)絡算法，使得人工智能芯片成為了新的發(fā)展趨勢。

當前，人工智能芯片的技術(shù)架構(gòu)主要分為四類，第一類為通用性的芯片，如GPU；第二類為以FPGA為代表的半定制化芯片；第三類為以ASIC為代表的全定制化芯片；第四類為模擬人腦神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)來設(shè)計芯片架構(gòu)的類腦芯片。

人工智能的應用場景主要包括兩個方面，一個是云端，一個是邊緣端或終端。從實際情況看，四種技術(shù)架構(gòu)的芯片均有自身的優(yōu)勢，GPU技術(shù)架構(gòu)由于其功耗大以及成本高的劣勢，可主攻云端應用領(lǐng)域。FPGA技術(shù)架構(gòu)可根據(jù)不同的行業(yè)，進行半定制化的開發(fā)，但其開發(fā)難度大；而ASIC由于其功耗低、成本低、開發(fā)難度適中，可應用于更多種終端設(shè)備上，而且ASIC現(xiàn)沒有一家或幾家企業(yè)壟斷的狀態(tài)，未來可重點關(guān)注。（作者：董超、張朝陽）