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【世经研究】我国集成电路行业发展研究

【世经研究】我国集成电路行业发展研究 世经未来
2025-07-16
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导读:我国集成电路行业发展研究

第一节 行业基本情况

一、集成电路定义

集成电路是通过特定工艺将晶体管、电容、电阻等有源和无源器件集成在半导体晶片上,并封装成具备特定功能的微型系统。从电子管到晶体管,再到如今的纳米级工艺,集成电路持续向微小型化发展。随着铜互连、浸没式光刻、3D封装等技术的应用,量产工艺已由早期10微米推进至7纳米(2018年)。作为衬底材料,硅圆片直径也从最初的25.4mm发展至当前主流的300mm(约12英寸)。

二、集成电路基本架构

半导体行业主要运行模式包括IDM、Fabless、EDA与Foundry。

IDM模式涵盖芯片设计、制造与封测全流程,有利于环节协同优化,发挥技术潜力,曾为早期主流模式。但由于管理成本高,目前仅少数企业维持,代表企业为英特尔和三星。

Fabless指无生产线的设计公司,初始投资小、转型灵活,受到多数企业青睐,但难以实现工艺与设计的深度协同。

EDA提供芯片设计工具软件,IP授权则属于上游环节,设计公司可通过采购成熟IP模块实现特定功能,缩短开发周期。因此,EDA公司在产业链中亦扮演关键角色。

Foundry专注于制造或封测服务,可为多家Fabless企业提供代工,不承担设计风险,但需承担高额建厂与运维成本。

三、集成电路分类方式

(一)功能分类

按功能可分为模拟集成电路、数字集成电路及数模混合集成电路。

模拟集成电路处理连续变化的信号,如音频放大、磁带信号处理等,输出与输入呈线性关系,主要用于信号生成、放大与滤波。

数字集成电路处理离散信号,广泛应用于手机通信、图像传感、CPU运算、音视频编解码等领域,实现逻辑运算与数据处理。

数模混合集成电路结合两者特性,适用于需信号转换的复杂系统。

(二)制作工艺分类

分为半导体集成电路与膜集成电路。前者采用半导体工艺在硅基片上集成多种元器件;后者则在玻璃或陶瓷等绝缘基板上以“膜”形式制作无源元件。

(三)集成度分类

根据集成规模分为:SSI(小规模,少于10个逻辑门)、MSI(中规模,10–100个逻辑门)、LSI(大规模,1k–100k逻辑门)、VLSI(超大规模,超10万逻辑门)、ULSI(极大规模,数百万至数十亿晶体管)。

(四)导电类型分类

分为双极型与单极型。双极型频率特性好但功耗高、工艺复杂,常见于TTL、ECL等数字电路及多数模拟电路。单极型以MOS为主,具有高输入阻抗、低功耗、易集成优势,广泛用于大规模集成电路,细分包括NMOS、PMOS和CMOS。

四、集成电路应用领域

(一)计算机领域

CPU集成了数十亿晶体管,实现指令控制、逻辑与浮点运算等功能。显卡、网络芯片、音频处理单元等核心部件依赖先进集成电路,推动计算性能持续提升。

(二)通信领域

5G、光纤与卫星通信系统中,集成电路在信号调制、数据处理、射频收发等环节不可或缺。高度集成的基带处理器与射频模块显著提升传输效率与可靠性。

(三)控制领域

工业机器人依靠高性能控制芯片完成运动规划,智能家电通过嵌入式IC实现功能调节,汽车电子利用微控制器管理发动机、刹车等模块,推动自动化与智能化发展。

(四)医疗领域

心电图监测芯片可实时采集心脏电活动,便携式血糖仪、无线血压设备借助低功耗IC提升诊断效率,支持远程医疗与健康管理。

(五)汽车领域

现代汽车广泛应用MCU优化发动机运行,传感器IC实现碰撞预警,ADAS与智能座舱依赖SoC芯片提供交互体验,涵盖动力控制、辅助驾驶与信息娱乐场景。

(六)新兴领域

5G、物联网、人工智能快速发展,推动AI芯片加速深度学习运算,物联网MCU连接海量终端,自动驾驶芯片处理多传感器融合数据,拓展产业边界,成为全球科技竞争的战略高地。

第二节 市场发展情况

一、行业基本情况

2025年第一季度,全球半导体行业延续自2024年下半年以来的复苏态势,A股半导体与集成电路板块营收同比增长超22%,归母净利润增幅超35%,受益于需求回暖、库存去化与成本优化。

本轮复苏核心驱动力不仅来自传统周期性需求回升,更源于生成式AI的全面爆发。OpenAI、Google、Meta等科技巨头在大模型领域的布局,显著提升对算力、能效与带宽的需求,带动AI芯片、存储芯片、光互联芯片等细分赛道快速增长。

AI终端如AI PC、AI手机于2025年初放量,推动SoC、ISP、NPU等器件升级。同时,AI在智能驾驶、新能源汽车、工业自动化、边缘计算等场景快速渗透,形成从消费电子到高端制造的全链条增量需求。预计未来3–5年,AI将影响超70%的半导体产品设计与制造逻辑。

资本市场方面,申万半导体指数2024年四季度整体上涨,2025年一季度进一步上扬至4961.92点,季度涨幅达8.90%,反映市场对基本面恢复与增长潜力的积极预期。

2025年2月全球半导体销售额达567.1亿美元,同比增长15.4%,环比下降1.92%,增速回落但仍保持稳健。AI芯片仍是主要拉动力,数据中心与大模型训练推动算力芯片、HBM内存、AI加速器需求扩张。北美科技企业持续部署推理与训练集群,形成结构性牵引。

费城半导体指数(SOX)一季度由5021.50点回落至4270.43点,跌幅14.96%,受美联储利率预期波动、财报分化及中美科技摩擦影响。尽管短期情绪趋弱,但高带宽内存(HBM)、Chiplet封装、先进光刻与AI SoC设计等技术进展未受影响。

一季度全球半导体制造业呈现季节性疲软。电子产品销售额环比下降16%,同比持平;IC销售额环比降2%,同比增23%,体现对AI/HPC基础设施的持续投入。

半导体资本支出一季度环比降7%,同比增27%,其中存储相关支出同比飙升57%,非存储领域增长15%。前端WFE设备支出同比增长19%,后端测试设备订单增长56%,封装设备亦实现两位数增长。

二、行业价格趋势

2025年第一季度,DRAM市场价格延续下行趋势,整体处于需求疲软、供需宽松状态。价格指数自2024年9月的2.05降至2025年3月底的1.35,较高点回落34%,环比持平,修复停滞。

2024年四季度DRAM价格已连续三季下跌,DDR4 8GB均价由1.90美元回落,降幅扩大至4%。尽管厂商控制产能释放,但市场需求支撑不足。

2025年一季度,PC、智能手机与服务器合计占DRAM需求超85%,但三大终端表现低迷:PC处于淡季出货下滑,智能手机换机潮未现,AI服务器虽需求强劲,但HBM替代标准DRAM削弱拉动效应。

HBM价格同样面临天花板。2024年下半年因AI爆发快速上涨,2025年初供应趋于稳定,叠加三星、美光、SK海力士扩产超预期,买方议价能力回升,价格趋稳。

终端厂商维持低库存策略,采购节奏延后,抑制回补需求。总体来看,DRAM市场仍处低位盘整,供需格局偏向买方市场。

三、行业进出口情况

2025年一季度我国集成电路进口额883.4亿美元,同比增长3.2%,连续五个季度正增长,占货物进口总额15.2%。进口量同比增长8.1%至1312.5亿块,连续六个季度增长。贸易逆差同比下降2.6%至474.8亿美元。3月进口额同比增长3.6%,数量增长11.3%,显示“抢出口”效应明显。

全球消费电子需求回升带动进口增长,但受美国加征关税影响,供应链扰动导致增幅不及预期,出口美国的电子产品面临订单外移压力。

同期,我国集成电路出口数量761.3亿个,出口金额2934.8亿元,分别同比增长22.0%和12.0%,体现我国在全球电子信息市场的竞争力持续增强。

第三节 行业经营情况

一、行业规模

2025年一季度,在产业政策引导下,我国集成电路行业规模稳步增长。截至3月,行业上市企业资产总计5520亿元,同比增长1.73%;负债合计1810.6亿元,同比下降7.1%。

行业整体呈现“资产温和扩张、负债结构分化”态势。多数企业资产同比上升,反映技术投入与产能扩张仍在推进;部分企业资产下降,可能涉及产品线调整或市场需求回落。

负债端呈现分化:部分企业加杠杆以扩大生产和技术升级,反映对后市乐观;另一些企业主动去杠杆以控制财务风险,体现稳健运营策略,形成“双轨发展”格局。

二、行业经营效益

2022年至2025年一季度,行业呈现“营收增长趋缓、利润大幅下滑”特征。

营业收入从2022年的603.6亿元增至2024年的1003.6亿元,年均增速超20%,尤其在高性能计算、智能终端和车规芯片领域具备支撑。但增速由2023年的41.23%降至2024年的17.72%,增长放缓。

净利润方面,2022年为171.03亿元,2023年骤降至59.31亿元(降幅超65%),2024年再降至30.44亿元(同比降48.68%)。2025年一季度营收同比增长24.77%,但净利润仅14.84亿元,同比暴跌563.13%,盈利能力严重承压。

行业进入“营收恢复但盈利待解”阶段。头部企业凭借技术、客户与规模优势保持增长,中小企业普遍面临订单波动、价格压力与融资难题,盈利修复难度较大。

三、行业现状

2025年第一季度,行业延续恢复性增长,呈现“营收增长、利润承压”特征。一季度收入达272.725亿元,同比增长24.77%,高于2024年全年增速,受益于AI、大算力与车规芯片需求回升。

但净利润仅为14.84亿元,同比下滑563.13%,处于利润收缩区间。成本高企、价格下行、产能利用率不均衡等因素压制盈利,亏损企业占比仍高,部分中小企业持续承压。

企业分化加剧:大型企业依托技术积累与规模效应保持优势,中小企业受限于资金、技术和市场波动,盈利能力偏弱。资本结构方面,部分企业去杠杆优化资产负债,也有企业为扩产提高负债率,战略路径差异显现。

整体处于周期底部修复阶段,营收初现回升,盈利尚未恢复,政策支持与技术突破仍是关键驱动力。

第四节 未来发展趋势

一、技术范式升级:AI芯片引领架构重构,先进工艺持续演进

生成式AI正重构芯片设计范式,未来3–5年将影响超70%的芯片产品。大模型训练推动AI芯片、NPU、HBM及Chiplet异构封装加速落地。3nm及以下制程、3D堆叠、EUV光刻等先进工艺成为逻辑器件竞争焦点。

我国重点突破方向包括Chiplet互联标准、RISC-V架构通用处理器、硅光互联、国产EUV掩模材料与高端封装设备。在EDA、IP核、封测协同创新下,自主化路径逐步清晰。

二、应用场景拓展:AI终端放量叠加车规需求释放,形成双轮驱动

2025年起,AI PC与AI手机加速渗透,带动AI SoC、ISP、DDR5/LPDDR5X等器件更新换代。新能源汽车、智能驾驶、工业自动化等B端场景扩大芯片用量,功率管理、传感器、车规MCU、毫米波雷达SoC需求显著增长。

边缘计算、智能电网、医疗影像、数字政府等场景催生定制化ASIC需求,推动Fabless企业向“场景+架构+算力”一体化服务转型。

三、产业链重构:集成度提高与生态协同并进,龙头企业加速集中

产业将向“高集成+平台化+低功耗”发展,SoC逐步取代分立芯片成为主流,推动设计、制造、封装、IP服务向头部企业集中。中芯国际、华虹公司、寒武纪、壁仞科技、韦尔股份等有望形成全流程竞争优势。

细分领域专业化趋势显现,国产EDA工具、芯片验证服务、Chiplet封装平台、IP供应商等中游环节加快成熟,产业链协同体系初步建立。

四、全球格局演化:中美科技博弈持续升温,供应链加速本地化替代

中美科技摩擦推动全球半导体供应链呈现“去中国化”与“再中国化”双向博弈。美国加强技术管制,限制高性能计算芯片对华出口,并推动友岸外包与本土制造。

我国在政策与市场驱动下加快核心环节国产替代,涵盖高端晶圆设备、EDA软件、材料与封测服务。预计本地替代率将从当前约30%提升至2027年超50%,形成“自主安全+全球互补”的新战略格局。

 

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