中国半导体白皮书

中国半导体白皮书 ©本册著作权归贝恩公司所有。 目录 寄语����������������������������������������������������������pg.3 摘要����������������������������������������������������������pg.4 1.全球�导体产业链概况�������������������������������������������pg.5 1.1全球半导体市场的规模、供给与下游需求分布pg.51.2半导体价值链的主要环节........................................pg.6 1.3半导体价值链：各大环节的分布情况及主要玩家......................pg.81.3.1前端设备.............................................................pg.81.3.2原材料...............................................................pg.91.3.3EDA/IP..............................................................pg.9 1.3.4设计环节............................................................pg.10 1.3.5代工环节.............................................................pg.11 1.3.6封测环节.............................................................pg.11 2.中国�导体在价值链主要环节的参与.....................................pg.12 2.1前端设备....................................................pg.13 2.2原材料.....................................................pg.14 2.3EDA/IP.....................................................pg.14 2.4设计环节...................................................pg.14 2.5代工环节...................................................pg.14 2.6封测环节...................................................pg.14 3.芯片设计环节中，中国�导体的市场地位.................................pg.15 4.中国�导体近期投资观察pg.17 4.1目前投融资情况..............................................pg.17 4.2投资总结、趋势..............................................pg.17 4.3中国协处理器玩家融资情况.....................................pg.20 4.3.1AI推理..............................................................pg.20 4.3.2AI训练.............................................................pg.20 4.3.3图像处理...........................................................pg.20 4.4启示.......................................................pg.20 4.4.1面向投资者的启示.....................................................pg.20 4.4.2面向经营者的启示.....................................................pg.21 寄语 邹娟 贝恩公司全球合伙人 大中华区能源转型业务主席 中国区可持续发展业务主席、高科技和云服务业务领导团队成员 申文燮MoonsupShin 贝恩公司全球合伙人 大中华区TMT业务联席主席 彭弱溟 贝恩公司董事经理 半导体芯片是数字经济的核心，是现代化产业发展的基石。近年来，全球各个国家和地区纷纷加大对于半导体产业的投入力度，中国也相继推出了一系列相关的产业发展政策，整个行业正面临前所未有的发展机遇。 值此关键时刻，本次白皮书将基于贝恩多年以来的高科技行业咨询经验，结合对于中国半导体公司的最新洞察，呈现全球半导体行业产业链概况，以及中国半导体在价值链主要环节的参与。此外，我们还聚焦芯片设计等环节中国半导体企业的市场地位，并分享中国半导体近期投资观察，为市场主体、产业新势力和广大投资者建言献策，希望助力各方致胜所关注的半导体领域。 摘要 近年来，伴随网络化、信息化、智能化飞速发展，半导体的应用领域不断拓展，在全球经济及社会发展中的重要性与日俱增。2020年，全球半导体市场规模已达到3万亿人民币，至2025年，整体市场预计将保持7%的年复合增长率。 中国在半导体的设计和制造链条中起步较晚，积累相对薄弱。但随着半导体相关的产业支持政策频频出台，配合下游的广大市场需求，将赋能中国半导体企业迎来新一轮发展。 整体上，目前，中国厂商在通讯芯片、模拟芯片与OSD设计、成熟制程制造与封测环节产生较多的营收，而在前端设备和原材料市场处于起步阶段，正逐步获取市场份额。值得一提的是，在芯片设计环节，中国企业正加速步入快车道，尤其在存储芯片、模拟芯片已建立起了一定的竞争力，CPU/GPU/ASIC同样处于快速起步阶段。这其中，云计算厂商（阿里，腾讯，Baidu等）对于计算和存储芯片有着巨量的需求，从定制化性能、成本控制等目的出发，云计算厂商也积极参与到芯片的设计，是不可忽视的力量。在颠覆性的计算芯片架构出现之前，ARM将凭借比RISC-V和MIPS,Alpha更完善的生态系统，和相较于X86更开放的授权体系，以及国内大量的人才储备，成为中国CPU玩家的首选架构。而在存储芯片中，除了主流的NAND的DRAM，利基市场的NORFlash由于设计和制造门槛较低（专利已放开，主流制程65nm）也吸引了众多国内公司进行探索。为了更好地展现中国半导体在芯片设计环节的市场地位，本次白皮书选取并展现了不同半导体领域的公司洞察，涵盖CPU/GPU/ASIC、SoC芯片、存储芯片、模拟芯片。 在时代的大背景下，贝恩建议，对于半导体市场主体，应积极开展上下游适配与协作，共同推动国产化生态圈，并打造更有韧性的本土供应体系，锻造与国际厂商差异化的服务能力，从而及时响应下游客户的需求。另外，关注潜在的收购机会，垂直整合强化现有业务。对于产业新势力，建议聚焦、主动参与和自身主营业务有着强协同效应的半导体细分领域。 而对于投资者，芯片设计仍是标的相对较多的热门赛道，中短期内，国内的AI/ML推理芯片需求全球领先，而产业壁垒相对较低，将迎来快速发展，但行业的优胜劣汰带来的企业沉浮也不容忽视；而GPU/CPU领域则有机会在中长期带来高回报。国内计算芯片设计玩家的快速发展，也给晶圆制造（Foundry）厂带来了巨大的代工业务机会，并有可能催生相对大而稳定的投资机会。同时，在摩尔定律发展放缓的行业环境下，通过先进封装技术提高系统性能的优势越发显著，导致下游封装与上游设计及晶圆代工的联动愈加紧密，而提前布局2.5D/3D先进封装赛道的中国封装厂商与其上游联动方也因此值得关注。 展望未来，贝恩将致力于激发半导体行业各相关方的发展潜力，从而获得竞争优势，领跑新一轮增长。 1.全球半导体产业链概况 1.1全球�导体市场的规模、供给与下游需求分布 Gartner和IDC全球半导体市场预测数据显示，2020年，全球半导体产品营收达到约3万亿人民币，受到数据中心、IoT和NAND存储市场的需求驱动，至2025年，整体市场预计将保持约7%的年复合增长率（图1）。 展望未来，2020–2025年，IoT芯片的年复合增长率有望达到13%，数据中心和NAND存储市场紧随其后。 按照企业所在地划分，在上述总量约3万亿元的半导体市场中，美国的芯片销售占据了近一半的市场份额，尤其以逻辑芯片为主，而韩国是存储芯片的主要供给地区（图2）。 2020年全年，美国的芯片销售额达到了1.48万亿元，逻辑芯片占比超过60%，此后是韩国（5,600 亿元），日本（2,900亿元），欧洲（2,500亿元），中国台湾地区（1,900亿元）和中国大陆（1,500 亿元）。 图1:2020年全球半导体产品营收达到约3万亿人民币；受数据中心、IoT和NAND存储市场的需求驱动，预计将保持~7%的复合年增长率至2025年 ⋚䕵🎧⵮⃅’☳喗㚨(⒵‱⊵) ⿦⩿╺⨐曱䓹 ₒ㊑⟚-1% ⊻䚧Ⳃ5% ⍸䰽⟚⁨0% 㮓㑑6% ⋨⁈Ⳋ√9% NAND25% DRAM6% ⋨⁈憭愃13% 㻺庫䚧Ⳃ12% 㟬副㎽㢬21% ⿥㣱䚧劃32% ᾜ‬䚧劃–崓䴉14% lR7-3% 僃偎8% 㛢㓠ᾟㄵ–崓䴉15% 9% 9% 8% 6% -2% 12% 7% 26% 6% 5% 5% 1% 13% 7% 12% 㮓㑑吡䎹 Ⳋ√吡䎹 憭愃吡䎹 ('19–'20)('20–'25) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2009201120132015201720192021F2023F 2025F 10%7% 㹚Ѫ⓸╤㛢㓠㣗卜GartnerѸ柖㛢㓠ᾟㄵ崓䴉吡䎹槶㺽㣗卜IDC⪈Ѭ⋨⃋槶㺽⢹㣗卜GartnerѸ㛢㓠ᾟㄵ崓䴉吡䎹2025F㛢㓠挹䚚2020-2024F⩿╺⿦⨐曱䓹崓䴉兾ㄉ庶㜋㣗䀂ѪGartnerSemiconductorForecastDatabase,WorldwideѬ㡦㜢卥2021⿦ὲⳕ〘ѸIDC⋚䕵Ⓖ⵮⃅〆䚚槶㺽⟚Ѭ㡦㜢卥2020⿦7㡺 图2:在总约3万亿人民币的半导体市场中，美国芯片销售占据近一半的市场份额，其中以逻辑芯片为主；韩国是存储芯片主要供给地区 2020⿦⋚䕵🎧⵮⃅’☳喗㚨Ѫ㑻ㆭ扚⢢⒬⎄⍸(⒵‱⊵) ㆭ崓30⒵‱⊵ 憭愃吡䎹1 Ⳋ√吡䎹2 㮓㑑吡䎹3 100%14.85.62.92.51.91.51.0 80 60 40 20 0 儀⡯楛⡯㝗㢞㲙㺤╢㿰ᾟ⡯ᾈ䚾 ⪙枸⋨⁈⢢⒬ 㹚Ѫ1.⑷㑞GartnerⴌΆ䟶㞰䪬毣␚⟚һGPUһFPGA◾⋨⁈憭愃吡䎹Ѭ㡻倱慐㔗һ㝒倱慐㔗һ核㎂⥬⾘/〆䚚⩶䕸⟚һ⍸䰽塴䰏⥬⾘һ⍸䰽〆䚚/⪌Ⰴ⃅⩶䕸⟚һ ⵶樃⎿䱡◾㚨╃⟚⁗┼⋨⁈ᾅ䚚核㎂䚧彡ҡASICҢѸ2.⑷㑞DRAMһNANDһ㜢⋦◾⋨⁈Ⳋ√吡䎹’☳Ѹ3.⑷㑞GartnerⴌΆ䟶⑷㑞㮓㑑吡䎹һ⊻䚧Ⳃ⟚⁨һ棐⊻Ⳙₒ㊑⟚һ⍸䰽⟚⁨⁗┼䚧䀂䴓䕸’☳ 庶㜋㣗䀂ѪGartnerMarketShareSemiconductorsbyEndMarket2020 细分市场方面。按照主要应用划分，数据处理（约1.1万亿元）、通讯（约1万亿元）是半导体产品的中坚营收力量。而不同应用领域中手机的营收表现突出，占比高达约25%，剩余市场较均匀地分布在工业电子设备、消费电子、汽车等多个下游应用领域（图3）。而对手机、汽车及各类消费电子产品，中国都是世