2023半导体与集成电路产业发展专题报告

现代产业数据智能服务商、中国产业大脑和产业数据领域的领先者 版权所有©杭州费尔斯通科技有限公司，保留所有权利。第1页 全球半导体与集成电路产业发展简析 随着技术的快速发展，半导体与集成电路产业已经成为全球经济发展的重要支柱。作为支撑经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业，半导体与集成电路产业是抢抓新一轮科技和产业革命机遇、培育发展经济新动能的战略选择，尤其是随着数字经济、智能汽车等产业的逢勃发展，半导体与集成电路产业以其强大的创新型、融合性、带动性和渗透性，成为全球经济和社会发展的重要推动力。现代产业数据智能服务商、中国产业大脑和产业数据领先者火石创造特推出半导体与集成电路产业发展系列研究，从全球、全国视角，洞见产业发展趋势。 一.市场规模保持稳定增长 全球半导体市场规模保持稳定增长，增速正在由疾转缓。2021年全球半导体市场规模5559亿美元，增长26.2%。美国半导体行业协会（SIA）的统计数据显示，2022年全球半导体市场规模增长至5735亿美元，创历史新高，增长3.2%。但2022年下半年销售放缓较为明显，第四季度销售额1302亿美元，同比减少14.7%。全球半导体市场增速正在由疾转缓。2022年3.2%的增速与2021年增速相比出现急速下滑，对于2023年的市场增速，火石认为大概率会落入负增长区间。分区域来看，2022年美洲市场的销售额为1803亿美元，增长幅度最大，高达16.0%。欧洲、日本的年销售额分别增长12.7%、10.0%。中国仍然是最大的半导体市场，销售额为1803亿美元，但与2021年相比下降6.3%。 图1：2010-2022年全球半导体行业市场规模（亿美元）及增速（%）预测 来源：WSTS，SIA，火石创造整理 储存器和逻辑器件是销售额最大的类别，模拟芯片增速最快。集成电路占半导体市场80%以上的份额，其中储存器和逻辑器件的占比最大，2022年销售额分别达到1300亿美元、1760亿美元。模拟芯片2022年销售额为890亿美元，增长7.5%，增速最高。 二.下游应用领域十分广泛 半导体下游应用领域主要涉及计算机、通信、汽车、消费电子、工业等。分领域来看，计算机、通信占比最高，汽车2022年增速最高且未来增长潜力大。计算机和通信是半导体下游最主要的应用场景，合计占比高达60%以上。汽车、消费电子、工业等领域的占比较为接近，位于10%-15%的区间。值得注意的是，半导体主要产品细分市场中，汽车芯片销售额341亿美元，创历史新高，增速高达29.2%。 汽车“新四化”浪潮带动汽车半导体在整个半导体产业中的重要性持续提升。百年汽车行业正在向电动化、智能化、网联化、共享化“新四化”方向发展，未来几年半导体下游应用领域中，预计汽车应用领域的CAGR将位居所有领域之首。汽车自动驾驶级别越高，所需的控制芯片数量越多，对相应半导体的需求激增。例如，在计算和控制芯片方面，新能源电动车平均所需芯片个数预计从2017年的800个增长到2022年的1500个左右。 图2：2020-2025半导体在各应用领域的CAGR预测 来源：Gartner，中国汽车工业协会，火石创造整理 三.重要市场区域发展情况 美国长期以来一直是全球半导体行业的领导者。半导体是美国的主要出口产品之一。2021年，美国半导体出口额为620亿美元，在美国出口额中排名第五。美国半导体企业的销售额占比、在全球主要国家和地区的市场占有率以及研发投入水平均保持领先地位。2021年，美国半导体企业的全球市占率为46.3%，居世界首位。其他国家及地区的企业拥有7-20%的全球市场份额，中国台湾及大陆地区的市场份额合计为15%；总部位于美国的半导体公司，在全球主要国家和地区的半导体市场中占据了市场份额的领导地位。其中，在中国市场，2021年美国半导体公司的市占率高达49.9%；2021年，美国半导体行业的研发支出占销售额的比例为18.0%，高于其他任何国家的半导体行业研发投入水平。中国大陆半导体行业的研发支出仅为7.6%。 图3：美国半导体行业在全球半导体行业中占据领导者地位 来源：WSTS，SIA，EUindustryR&DInvestmentScoreboard，火石创造整理 亚太地区正在发展成为全球半导体行业的“基石”。韩国、日本、中国以及中国台湾主导了亚太地区的半导体产业发展。2020年，亚太地区在全球半导体产业中的市场占比为40%。到2030年，预计将攀升至55%。不同地区半导体的发展策略各有不同。其中，韩国致力于AI和5G技术相关半导体产品的研究和开发；日本占据材料和市场的上游优势，大力延伸发展中下游产业；中国在巨大市场需求的驱动下，全力实现自给自足的半导体行业发展目标。中国台湾在半导体制造业方面的优势地位比较稳固，试图打造完整的半导体产业链体系。 图4：全球半导体产业分区域占比及预测 来源：WSTS，SIA，德勤，火石创造整理 中国、韩国、日本在全球半导体产业链中占据重要的地位且重要性不断攀升。制造环节：中国台湾与韩国双雄相争格局。台积电、三星占据超过70%的半导体制造市场，且在持续加大对先进制程的投入力度。台湾的晶圆代工产业产值全球第一；封测环节：呈现两岸引领格局。中国台湾IC封测产业产值全球第一。中国近年来大力发展半导体封测，市场占比接近20%，但先进封装占封装总营收比例不足30%，离国际领先水平还有一定的差距；设计环节：韩国、中国台湾实力较强但亚太整体处于全球第二梯队。美国和德国的半导体设计企业占据全球大部分市场份额，亚太地区的设计相对于制造而言处于第二梯队；材料：日本拥有绝对优势。日本企业拥有超过50%的全球市场份额。中国台湾和韩国得益于良好的半导体产业基础，材料领域也在持续发展。中国半导体材料市场占比接近20%，但半导体制造环节国产材料使用率不足15%，在先进制程、先进封装领域的国产化率更低；设备：日本较强但亚太整体较弱。日本在涂布显影设备、热处理设备、单片式和批量式清洗设备、测长SEM等设备领域具有较高的市占率。 中国不遗余力扶持半导体产业发展，芯片制造产能占比将持续攀升。国家/地方层面密集出台促进半导体与集成电路产业发展的扶持政策。近年来，国家发改委、财政部、商务部、科技部等多部门陆续印发了一系列扶持半导体与集成电路行业的发展政策。成立国家大基金支持半导体行业发展。国家大基金一期主要投资于制造、设计、封测等领域的行业龙头企业，二期成立之初半导体设计仍然是投资重点，进入2021年以后逐步向制造设备、材料领域转移。地方层面也在紧跟国家战略。例如，深圳市发展和改革委员会、深圳市科技创新委员会、深圳市工业和信息化局、深圳市国有资产监督管理委员会于6月6日发布了《深圳市培育发展半导体与集成电路产业 集群行动计划（2022-2025年）》，提出到2025年产业营收突破2500亿元。在过去的十年，随着半导体终端应用崛起，晶圆制造业产能初步向大陆转移，众多海外芯片厂商纷纷在中国设厂，国内许多企业也不断加大投资设厂力度。到2030年，我国晶圆制造有望占据全球市场接近一半的份额。 图5：全球主要国家和地区芯片制造产能比重变化趋势 来源：ICInsights，火石创造整理 我国半导体与集成电路产业发展形势分析 半导体与集成电路产业是国民经济支柱性行业之一。半导体与集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业，是培育发展战略性新兴产业、推动信息化和工业化深度融合的核心与基础，战略地位日益凸显。在一系列政策措施大力扶持下，我国半导体与集成电路产业保持快速发展的势头，技术水平显著提升，产业规模持续扩大。与此同时，我们也看到近年来半导体与集成电路产业发展受到逆全球化和美国打击的不利影响，产业发展跌宕起伏，在充满不确定性的环境下持续前行。关于半导体与集成电路产业未来的发展形势，火石创造认为将呈现以下五大特征。 一．市场规模继续稳步增长 我国集成电路市场规模呈现稳定较快增长趋势。中国是全球重要的集成电路市场。近年来，在内外资企业的共同努力下，我国集成电路产业规模不断壮大。2021年市场规模首次突破万亿元，2018-2021年复合增长率为17%，是同期全球增速的3倍多。2022年，市场规模将超12000亿元。同时，我国集成电路产业结构持续优化，设计、制造、封装测试市场规模已由初期的3:2:5演进为4:3:3，初步形成了较为合理的结构。 图1：我国集成电路市场规模（亿元）及增速预测 来源：CSIA（中国半导体行业协会），火石创造整理 二．市场应用仍以传统领域为主 我国集成电路下游应用市场以通信、计算机、消费电子等为主，汽车领域尚未成为增长主力。我国集成电路市场应用以传统领域为主，2021年在通信、计算机、消费电子等传统优势产业领 版权所有©杭州费尔斯通科技有限公司，保留所有权利。第6页 域的市场份额合计高达78.6%。相比于全球市场，汽车领域尚未成为我国集成电路市场增长主力。从我国集成电路市场应用结构来看，汽车不是集成电路市场增长主力，2021年市场份额占比不足5%，这与车规级芯片进入门槛高、认证周期长有很大关系。随着我国新能源汽车、智能汽车快速发展，对汽车半导体、汽车芯片等的需求将快速增长。 图2：2021年中国集成电路市场应用结构（市场份额l增速） 来源：CSIA，中国汽车工业协会，火石创造整理 三．自给率较低对外依赖度高 目前我国半导体产业自给率仍然较低，尤其是高端领域严重依赖进口。集成电路是我国最大的单一进口项目，进出口逆差不断扩大。海关总署的统计数据显示，2022年，我国进口集成电路5384亿件，同比下降15.3%（2019-2021年集成电路进口分别增长6.6%、22%、17%），进口量近20年来首次下降，但仍然远超同期原油进口金额3655亿美元，持续成为我国第一大进口商 品。按价值计算，我国集成电路进口额为4156亿美元，与2021年相比下降3.9%，表明正在为进口支付更高的单价。美国加强对向我国出口先进芯片的影响显现，进口量大幅下滑。从进口看，2022年我国集成电路主要进口国家或地区主要是中国台湾、韩国、马来西亚、日本、越南、美国、菲律宾、泰国、新加坡等，中国台湾和韩国是我国重要的海外进口地，占据超过一半的市场份额。排名前十的国家或地区中，仅中国台湾、菲律宾和泰国进口额同比增加，其余全部下滑，其中下滑比例最大的是美国，同比下降29.2%。进一步来看，美国近年来除了自身不断加大对我国的产业打击力度，还在不断拉拢鼓动日本、韩国、中国台湾等一起联合施压。2022年，我国从中国台湾、韩国、日本、美国等国家和地区进口的集成电路进口额分别为1590.1、846.2、200.9、 121.8亿美元，在我国集成电路进口总规模中的占比分别为38.3%、20.4%、4.8%、2.9%，合计占比高达66.4%。 图3：2017-2022年我国集成电路进出口额（亿美元） 来源：海关总署，火石创造整理 我国集成电路产品在全球市场上的竞争力不强。从全球主要半导体生产地区单个芯片的平均出口价格来看，国产芯片的市场竞争力处于相对劣势地位。美国和韩国是复杂、高价值芯片的专业生产商，芯片平均出口价格高；我国和日本是用于汽车、家用电器和消费品的简单芯片的专业生产商，平均出口价格低。值得注意的是，我国是其他四大芯片制造商的最大出口目的地。2021年美国单个芯片平均出口价格2.16美元，我国单个芯片平均出口价格仅为0.19美元，差距明显。 图4：2021不同国家单个芯片平均出口价格（美元） 来源：PIIE（彼得森国际经济研究所），CSIA，火石创造整理 四．“整体国产化率有待提高 当前，我国集成电路产业整体国产化率偏低。具体来看： 芯片设计环节：整体国产化率在10%左右，EDA（电子设计自动化）约为5%。EDA被称为“芯片之母”，目前，全球EDA市场被Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登电子）和SimensEDA分食，三大国际巨头在国内的市场份额在80%左右。我国设计环节的全球市场