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芯片是物質世界與數字世界的關鍵接口，被稱作為工業的“糧食”、安全的根本。中國近來年持續在芯片領域積淀發力，有效推動了從制造大國向高端智造強國的升級轉型。美國為了鞏固在芯片行業的領先地位，動作頻繁：2018年，美國政府宣布對中國半導體進口產品征收25%的關稅；2019、2020年間美國政府相繼對中興和華為實施技術出口限制、芯片斷供等禁令制裁；2022年，美國聯合日本、韓國和中國臺灣組建“芯片四方聯盟”，簽署涉及2800億美元價值的《芯片法案》，以競爭之名行遏制之實，中國芯的創新發展舉步維艱。

01：產業市場規模

自1994年銷售額突破1000億美元后，芯片產業規模不斷擴大。隨著數字經濟的發展，以及近幾年疫情對線上消費的刺激，芯片產業保持年均增速近10%的強勁增長。2021年全球售出1.15萬億顆芯片，銷售額高達5559億美元，同比增長26%。據相關數據預測，2022年芯片市場整體規模有望突破6400億美元。

在國家政策支持、技術發展以及下游應用市場需求作用下，中國芯片產業銷售總額實現從2014年419.97億美元持續快速增長至2021年1648.86億美元，在全球芯片銷售總額占比從2014年的12.3%快速增長到2021年的26.2%，增長率遠超全球平均水平。中國是下游消費電子、汽車、智能家居和可穿戴設備等的制造大國，直接帶動了全球約三分之一的芯片市場消費，對全球芯片市場規模做出極大貢獻。

2014年-2022年全球及中國芯片市場規模

02：產業鏈與價值鏈

芯片產業主要劃分為上游芯片設計業、中游芯片制造業和下游芯片封測業，以及貫穿中下游的原材料和設備供應領域。上游芯片設計業主要為明確芯片用途、規格、性能后，針對各模塊開展電路設計，生成邏輯閘設計圖，并根據硅片面積，對電路進行布局和繞線的圖形設計。中游芯片制造業，主要為硅提煉及提純、單晶硅生長、晶圓成型的晶圓加工環節，和晶圓清洗、氧化沉積、反復光刻、刻蝕、薄膜沉積及離子注入等程序在晶片上制作電子器件和電路。下游芯片封測業，主要為封裝環節和測試環節。芯片材料領域包括晶片制備環節的硅晶、拋光材料，光刻刻蝕環節的電子氣體、靶材、濕電子化學品，封裝環節的基板、鍵合絲等材料。芯片設備領域包括制造環節的清洗設備、光刻機、刻蝕機、沉積設備，以及測試環節的封裝設備、檢測設備等。

芯片產業鏈

整個芯片產業環節中，芯片設計業技術創新要求高、發展變化快，附加值最高（53%），全球排名靠前的芯片設計公司如高通等毛利潤可達50%以上；芯片制造業因流程復雜、技術精密，附加值占比較高（24%）；而隨著制造環節對品質要求的不斷提高，設備也愈發精密和昂貴，該環節附加值（11%）處于居中水平。芯片封測業因為進入門檻低、技術迭代慢，是產業鏈中附加值較低（6%）的環節，日月光等龍頭企業的毛利率一般低于20%。材料業附加值同樣較低（6%）。

芯片產業各環節附加值占比

03：全球市場格局

芯片產業行業壁壘高，是典型的資本-技術雙密集型產業，關鍵部件和生產原料壟斷在少數企業中，目前只有歐洲、美國、韓國、日本、中國大陸和中國臺灣等主要參與者，僅上述六個國家和地區就占據了芯片產業價值鏈的96%(2019年)，全球芯片生產能力的93%(2020年)。

全球主要國家、地區芯片產業市場份額

美國整體綜合實力最強，在附加值較高的設計環節（74%）以及制造設備（42%）領域占絕對優勢。歐洲在上游設計環節以及制造設備相對較有優勢。日本、韓國和臺灣地區在半導體原材料領域以及中游制造環節占據絕對優勢。

中國在下游封測環節（38%）占據較高的市場份額，中游制造環節（15%）以及芯片材料領域（16%）表現與美國、日本比肩，但上游設計環節（3%）以及芯片設備領域（3%）則是中國的薄弱環節。整體而言，中國在芯片設計、芯片制造及芯片設備等價值鏈較高的環節市場份額較低，缺乏核心技術競爭力。

04：中國芯發展現狀

在數字經濟、新冠疫情和政治戰略決策等多方面因素影響下，中國著重扶持芯片產業，提升芯片的國產化替代。幾十年積累沉淀下，2015年后中國芯片產業開始崛起。

目前，國內芯片產業布局主要集中在京津冀、長三角、珠三角一帶。京津冀地區是國內設計業和制造業發展的核心地區；長三角地區制造業和封測業占全國一半以上，是國內產業鏈最為完整、綜合技術水平最高的產業基地；珠三角是設計業發展的核心地區；配套設備和材料產業分布相對較為分散。近年來以武漢、成都、西安、重慶等重點城市為中心的中西部地區快速發展，有望成為新的芯片產業支柱地區。

中國芯片產業布局

截止到2022年6月，全國合計芯片公司總量約為2915家。其中廣東、江蘇、上海、北京、浙江成為中國芯片公司總量分布最多的TOP5地區，合計占全國總量的77%。湖北擁有芯片設計、芯片制造、封裝材料等相關企業200多家，200G硅光收發芯片、高端三維閃存芯片、紅外探測器芯片、2萬瓦光纖激光器等一批自主技術取得重大突破，聚集了武漢新芯、長江存儲、高德紅外、海思光電子、鼎龍股份、華工激光等行業領先企業。

芯片公司總量分布最多的地區

圍繞芯片產業各細分領域，中國已培育和發展了一批兼具成長性與市場潛力的芯片企業。上游芯片設計環節，華為海思是全球排名第五的芯片設計公司，在2022年第一季度營收達到17.55億美元，同比增速達41%，其推出的麒麟、巴龍、鯤鵬和昇騰等芯片，在手機移動終端、通信、數據中心、AI等領域具有領先優勢，并推出全球首款5G系統級芯片。中游芯片制造環節，中芯國際和華虹半導體并稱中國大陸芯片制造雙雄：中芯國際是國內唯一一個掌握14nm技術工藝的國產企業，2021年銷售額位居全球第四位，在中國大陸企業中排名第一；華虹半導體則手握1.3萬件專利，是全球前十大晶圓制造廠商之一。下游封測環節，長電科技是中國大陸封測行業龍頭企業，規模幾乎相當于國內第2到第8位廠商之和，其在美國注冊的封測專利數位列全球行業第一名，整體封測能力位列全球OSAT第一梯隊。

國內芯片產業鏈各環節主要廠商梳理

當前中國芯片產業發展勢頭迅猛，但總體與美歐日韓等芯片強國仍存在較大差距，主要表現在以下領域：上游芯片設計環節，歐美起步較早且在AMR架構等設計基礎框架底座領域取得眾多專利，中國芯片設計公司必須取得相關授權才能開展業務；中游制造環節，目前國內尚未突破10納米以下節點的芯片制造能力，中國大陸攻克高端芯片領域受限；芯片材料及設備領域，由于技術壁壘非常高，中國目前處于中低端領域，高端產品主要被歐美日韓等國壟斷，中國主要依賴進口，國產化程度極低。實現國產化替代和芯片自給自足，還有很長的一段路要走。

05：資本投資動態

芯片行業科研和生產投入大，但技術風險和商業風險較高，投資回收周期長，之前主要通過政府以政策傾斜和財政支持形式對芯片產業和企業進行扶持。近幾年，隨著芯片產業的變遷和快速發展，以及國家戰略層面對芯片產業的重視，投資市場和行業巨頭都在判斷風向，爭搶賽道押注。

近10年芯片行業共有3184起投融資行為，融資總規模高達9329.76億元。中國芯片制造商僅 2020 年就從股市籌集1440億元人民幣資金，已超過 2019 年全年640億元的兩倍。中國芯片行業最活躍的投資方有元禾控股、深創投、中芯聚源、小米、阿里巴巴、百度等。

近十年中國芯片行業融資行為數量及規模

從產業鏈位置看，全球排名前十的芯片公司都是芯片設計公司，相應最具投資潛力的芯片設計公司是市場融資的主力，投資比例最高。從芯片功能類型看，存儲芯片市場一直處于被國外高度壟斷狀態，而存儲芯片又是長期硬剛需，現有的國產存儲芯片公司業績增長也比較穩定，是較有潛力的估值投資板塊。受政策驅動和行業市場需求影響，汽車芯片、AI芯片、物聯網芯片板塊也持續預熱。

近期中國芯片企業獲投情況

06：當前投資機遇

我國芯片產業起步相對較晚，產業基礎不足。近年來，在中美貿易沖突下國家加速發展國內芯片產業，驅動市場迎來巨大國產替代空間。相對而言，國內在傳統消費電子芯片領域已具備比較成熟的技術和制造產能，疫情下增長乏力。受5G通信升級、新能源汽車增長放量、自動駕駛及無人機、智能機器人等產業發展，車規芯片、通信芯片、AI芯片需求快速增長，蘊含巨大投資機會。此外，國內在芯片上游設計EDA領域暫無完整解決方案，亟待突破；在CPU、GPU、DPU等計算芯片領域，芯片設備和電化學材料領域，還有較大追趕空間。隨著國家政策支持的大力推進，及各科技企業的技術攻關，中國芯片產業必將走向自主可控的道路。

2022年芯片細分應用領域投資偏好

備注：本文僅作為產業科普，不提供任何投資建議。

參考資料：《全球芯片半導體產業的競爭態勢與中國機遇》、《2021集成電路產業圖譜及區域發展白皮書》、《中國大陸芯片產業地圖》、《全景拆解芯片產業鏈》、《芯片到底是什么》、《中國芯片產業深度分析》、《概述：中國集成電路產業布局以及產業規模預測》、《中國芯片半導體投融資數據分析報告》、《2018中國集成電路產業發展及投資價值》

作者：洪山科創 產業研究院 湯婉 徐凱