半导体行业经营模式以及车规级半导体行业前景(附报告目录)
1、半导体行业产业链情况及经营模式
半导体产业链可以分为上游支撑、中游制造和下游应用,其中上游支撑主要包含半导体材料、半导体生产设备、EDA 和 IP 核;中游制造包括芯片设计、晶圆制造和封装测试三大环节;下游应用覆盖汽车、工业控制、消费电子等领域。
随着半导体行业规模的不断壮大和技术水平的不断发展,目前半导体行业主要经营模式主要可以分为 IDM 模式和垂直分工模式。
相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《中国车规级半导体行业市场调研及“十四五”发展趋势研究报告》
(1)IDM 模式
IDM 模式为垂直整合元件制造模式,是集芯片设计、晶圆制造和封装测试等生产环节为一体的垂直运作模式。IDM 模式的主要优势是设计、制造等环节协同优化,有助于充分发掘技术潜力;能有条件率先实验并推行新的半导体技术等。该模式要求企业同时拥有自主研发能力和自行生产能力,对企业技术、资金、人才、运营效率等方面要求较高。2020 年全球半导体产业厂商排名前十的公司有六家采用 IDM 模式,包括英特尔、三星、SK 海力士、德州仪器等。
(2)垂直分工模式
垂直分工模式是对半导体产业链进行分工细化后的另一种经营模式,包括 IP 核、Fabless、Foundry 和封装测试等厂商。
IP 核厂商在芯片设计中提供可以重复使用的、具有自主知识产权功能的设计模块,芯片设计公司无需对芯片每个细节进行设计,通过购买成熟可靠的 IP 方案,实现某个特定功能,缩短了芯片的开发时间,代表企业有 ARM、新思科技、Ceva、芯原股份等。
Fabless 厂商将晶圆制造、封装测试等环节外包,只负责芯片或算法的设计和销售,根据终端市场及客户需求设计开发各类芯片产品。Fabless 模式有利于公司专注于研发环节,属于轻资产运营模式,需要与下游晶圆代工厂建立设计和制造方面的协同作用和良好的合作关系。国际知名的 Fabless 厂商包括高通、博通、联发科和英伟达等。Foundry 厂商不负责芯片设计,同时为多家芯片设计公司提供晶圆代工服务,帮助芯片设计公司突破制造壁垒。晶圆制造对生产设备要求较高,属于典型的技术及资本密集型行业,需要在先进制程工艺方面持续保持领先优势,代表企业有台积电、中芯国际、华虹宏力、先进半导体等。
封装测试厂商将生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封,使电路与外部器件实现连接,并为集成电路提供机械保护,同时利用专业设备对封装完毕的集成电路进行功能和性能测试,是我国半导体产业链中发展较为成熟的环节,有望最先实现自主可控,代表企业有日月光、安靠、长电科技、通富微电等。
2020年全球前十车规级半导体厂商市场份额占比

资料来源:普华有策整理
2、行业前景
(1)行业政策支持
近年来,国家相关部委相继推出了一系列优惠政策,鼓励和支持半导体行业发展。2016 年,我国发布《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出加快先进制造工艺、存储器、特色工艺等生产线建设,提升安全可靠 CPU、数模/模数转换芯片、数字信号处理芯片等关键产品设计开发能力和应用水平,推动封装测试、关键装备和材料等产业快速发展,支持设计企业与制造企业协同创新。2021年,我国发布《十四五规划和 2035 年远景目标纲要》,提出加强原创性引领性科技攻关,瞄准集成电路等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目,集成电路先进工艺和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等特色工艺取得突破。国家相关政策的陆续出台为半导体行业健康、快速发展营造了良好的环境,推动国内企业进一步提高产品性能、可靠性和工艺技术,在车规级半导体领域形成独有特色,提升核心竞争力和盈利水平。
半导体行业是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,受到了国家法律法规和政策的大力支持,整体发展经营环境良好。在目前国际形势下,半导体行业的财税、投融资、研究开发、人才、市场应用等支持政策有利于让本土企业在拥有自主知识产权的基础上,能够与国际产品展开良性竞争,逐步降低我国对于核心半导体产品的进口依赖程度。
未来新能源汽车将逐步向电动化、智能化、网联化的方向发展,直接拉动各类传感器芯片、计算芯片、功率器件市场需求的快速增长。但车规级半导体对产品的可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性要求较高,随之带来行业的资金壁垒、技术壁垒、人才壁垒进一步提高。
在有效的监管和行业政策的支持下,上述政策的实施将加快行业优胜劣汰进程,推动国内企业进一步提高产品性能、品质、可靠性和工艺技术,半导体领域形成特色化优势,提升企业核心竞争力。
受益于上述法规及政策的实施,国内企业应应加大对核心半导体产品研发的支持力度,持续吸纳和培养高端技术人才,加强关键产业链环节的资源投入和能力建设,提升核心技术能力,增强产品的国际竞争力。
(2)国产率低
半导体行业是信息技术产业的核心,是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量,是国民经济和社会信息化的重要基础。近年来,随着半导体行业的快速发展,以汽车电子、人工智能、智能制造、物联网等为代表的新兴产业快速崛起。
以车规级半导体为例,车规级半导体对汽车的安全性和功能性起到至关重要的作用,在芯片设计、晶圆制造、封装测试环节涉及电磁学、热学、力学、物理学等诸多学科领域,对产品的可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性要求较高,整体研发周期较长,企业需要较长时间的技术积累和经验沉淀实现技术突破,形成了较高的技术壁垒。车规级半导体国产化率较低,随着汽车电动化、智能化、网联化程度的不断提高,急需国内企业以技术创新的方式,建立我国车规级半导体产业的新生态、新格局。
(3)新能源汽车全球加速普及,电动化、智能化和网联化为车规级半导体带来广阔市场
为了完成《巴黎气候协定》的目标,全球多数国家已明确碳中和时间,我国预计2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和。随着碳中和目标的推进,新能源汽车行业迎来了快速发展期。2020 年 11 月,我国印发《新能源汽车产业发展规划(2021—2035 年)》,提出力争经过 15 年的持续努力,我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平,质量品牌具备较强国际竞争力。以新能源汽车为突破口能够推进我国汽车工业转型升级,有望实现汽车产业发展的弯道超车。根据中国汽车工业协会预测,未来 5 年新能源汽车产销量年均增速将保持在 40%以上。随着汽车电动化、智能化、网联化程度的不断提高,车规级半导体的单车价值持续提升,带动车规级半导体行业增速高于整车销量增速,车规级半导体也将成为半导体行业增长最快的细分领域之一。受益于车规级半导体国产厂商的崛起和汽车电动智能互联,中国的车规级半导体行业有望迎来供给和需求的共振,国内优质车规级半导体供应商将显著受益。