全球集成电路行业发展概况

一、集成电路行业

1)全球集成电路行业

近年来,世界集成电路的市场重心已从欧美转向亚太地区。进入21世纪后,亚太地区的经济水平快速发展,居民消费能力进一步提升,对集成电路产品的需求增加,因此世界集成电路市场重心也转移至亚太地区。年,根据SIA数据和前瞻产业研究所统计,亚太地区(除日本外)已成为全球最大的集成电路市场,销售额占全球市场的61.96%。

年全球集成电路产业结构中,制造环节占比58%,设计环节占比26%,封测环节占比16%。随着物联网、人工智能、汽车电子、智能手机、智能穿戴、云计算、大数据及安防电子等为主的新兴应用领域需求不断增长,全球集成电路产业迅速发展。根据WSTS的统计,年全球集成电路行业收入为3,亿美元,年受全球宏观经济低迷影响,集成电路行业景气度有所下降,行业收入规模同比下降16.00%,为3,亿美元。年下半年开始,集成电路市场逐步回暖。伴随年5G建设的快速发展、可穿戴设备及云服务器市场的稳健成长,全球集成电路行业收入较年有所增长。预计年全球集成电路行业将持续保持复苏势头,至年全球集成电路行业将保持稳步增长的趋势。

从全球竞争格局的角度看,集成电路产业的头部效应较为明显,少数领军企业占据了市场的主导地位。目前,全球集成电路市场主要由美国、韩国、日本以及中国台湾企业所占据,根据Gartner数据显示,年全球前十大集成电路厂商中,6家为美国企业、2家为韩国企业、1家为日本企业,1家中国台湾企业。年全球前十大集成电路厂商销售收入如下图所示:

2)我国集成电路行业

由于巨大的市场需求、丰富的人口红利、稳定的经济增长以及有利的产业政策环境等众多优势条件,中国目前已成为全球最大的集成电路市场,成为带动全球集成电路市场的主要动力。多年来,以中国为核心的亚太地区在全球集成电路市场中所占比重快速提升。根据中国半导体协会公布的数据来看,年中国大陆集成电路销售额为8,.0亿元,同比增长17.00%。其中,设计业销售额为3,.4亿元,同比增长23.30%;制造业销售额为2,.1亿元,同比增长19.10%;封装测试业销售额2,.5亿元,同比增长6.80%。受益于新兴产业的快速发展和传统产业转型升级的需求激增,近年来我国集成电路产业规模呈现逐年增长态势,-年九年间集成电路产业市场规模复合增长率达到16.81%。

尽管我国集成电路行业发展迅速,但是由于我国集成电路产业起步较晚,目前我国在集成电路领域受制于人的情况严重,贸易逆差巨大。考虑到集成电路行业对国民经济及社会发展的战略性支柱作用,相关领域的国产化需求更具紧迫性。

“以市场换技术”不再可行,先进技术封锁倒逼国内自主创新。近年以来,我国以吸引先进技术为目的的对西方发达国家的直接投资受到限制,“以资金、市场换技术”的发展战略受到阻碍。西方国家的技术封锁政策限制了我国通过海外并购获得先进技术,同时倒逼我国走自主创新之路。随着政策扶持力度持续加码,未来国内企业在国家政策与市场需求推动下加大研发力度,我国有望加快集成电路国产化进度,逐步实现从低端向高端替代转变,从而减少对集成电路产品进口,减少对国外依赖的局面。

二、集成电路设计行业

集成电路设计行业位于集成电路产业链上游,属于技术密集型产业,对技术研发实力要求极高,具有技术门槛高、产品附加值高、细分门类众多等特点,集成电路设计能力是一个国家在集成电路领域能力、地位的集中体现。

按地域来看,目前全球集成电路设计仍以美国为主导,中国大陆是重要参与者之一。根据CICPC和芯途研究院的数据统计,年全球集成电路设计领域,美国公司依然处于主导地位,全球市场占有率达到55%,其次韩国公司为21%,欧洲公司为7%,中国台湾地区公司为6%,日本公司为6%,中国大陆地区公司仅为5%。年全球前十大集成电路设计公司营收排名中有6家美国公司,前三名分别是高通、博通以及英伟达,均为美国企业。中国台湾地区的联发科技、联咏科技和瑞昱半导体分别排名第四、第八和第九位。欧洲戴乐格半导体排在第十位。

我国集成电路设计企业的数量自年以来逐年增加,并逐步进入到全球市场的主流竞争格局中,截至年底,我国集成电路设计企业达到2,家,出现良好的发展势头。

虽然我国集成电路设计业发展迅速,但仍然存在两方面问题。一方面,我国在核心通用芯片设计领域,如CPU、存储器及高性能模拟芯片基础较为薄弱,国内对于国外公司在核心芯片领域的依赖程度较高。另一方面,虽然我国集成电路设计行业持续保持着快速发展的态势,但是行业整体实力不强,行业集中度较低。

三、CPU行业

1)CPU市场现状

CPU的重要应用领域包括桌面和服务器,每台桌面通常只有一颗CPU,而每台服务器的CPU数量不定。桌面领域,年至年全球出货量增速呈现缓慢下降的趋势,但是整体出货量依然保持在2.6亿台/年左右。年开始,全球桌面出货量出现回升,年全球桌面出货量较前5年有较大增长。服务器领域,根据IDC数据,年全球服务器出货量达1,万台,同比增长3.92%。

2)国产CPU市场前景

国内桌面领域,近年来出货量同样呈现缓慢下降的趋势,但是整体出货量依然保持在0.5亿台/年左右。近两年采用国产CPU的桌面产品发展迅速,但市场份额仍不足5%,增长空间巨大。国内服务器领域,根据IDC数据,年中国服务器出货量为万台,同比增长9.80%。

四、市场未来前景和发展趋势

1)中国仍长期是最大CPU消费市场,下游需求旺盛

国内仍将长期是全球最大的CPU消费市场。首先,计算机的用户基数十分庞大,迭代更新支撑起较大的CPU需求。在电子政务、公共服务、能源、交通、金融、水利、通信等关键信息基础设施领域,国产CPU应用已在全国逐步铺开,对未来行业应用具有很好的示范和引领作用。其次,服务器芯片市场将继续在云计算与企业数字化转型中受益,尤其是在国内市场上,云计算市场规模未来几年将持续增长。最后,工业控制领域的嵌入式CPU需求广阔,我国作为制造业大国,目前正在向制造强国转型,智能化改造是重要方向,CPU作为智能化的核心部件,将广泛应用于工控系统当中。

2)国际供应链断裂和信息安全风险加剧,国内CPU加快发展步伐

目前,国内市场对进口通用处理器过度依赖,多数通用处理器产品需要从境外采购,桌面市场主要为Intel、AMD占领;服务器市场则主要为Intel垄断。我国对进口通用处理器的过度依赖已经成为我国信息产业发展的一大软肋。近些年,受国际供应链不确定性影响,部分企业的CPU供应也成为问题。

3)我国政府对国产CPU领域的政策支持力度持续提高

政府对该领域的支持力度逐步加大,政策日趋完善,为产业后续实现跨越式发展创造了良好的外部环境。未来,在科技领域竞争加剧的大背景下,我国政府对国产CPU的支持还将持续,举措包括:1)对CPU相关企业的研发引导、资金支持以及财税优惠政策;2)支持企业通过兼并重组、国际合作等方式做大做强,提高国产化能力;3)加强应用端扶持,推动国产化采购工作,将应用国产CPU芯片的整机产品列入政府采购清单,鼓励软件、周边设备对国产CPU进行优化和适配;4)加强人才培养,年10月工信部发布消息称,将与教育部合作加强集成电路人才队伍建设,将集成电路设置为一级学科。

4)国内政企与重点行业市场空间广阔,未来国产CPU的潜力巨大

CPU市场主要分为三类:政务及重点行业市场、企业级市场以及消费级市场,它们的需求特点各异。政务及重点行业市场,对安全性和定制化的要求远高于消费级市场,同时对生态的要求相对较低,与国产CPU当前的发展现状非常契合,所以此板块是近期国产CPU的核心市场。企业级市场对生态的要求高于政务但低于消费级市场,此板块是国产CPU未来重要的增量市场。消费级市场则是国产CPU长期需突破的目标市场,尤其是在桌面CPU生态方面还有较大的差距,还需要重点弥补。

5)国产CPU存在赶超机会

我国CPU技术水平与国外相比虽然存在一定差距,但正在快速逼近国际先进水平。首先,国内关于CPU的知识储备趋于完善。以龙芯中科为代表的国内CPU设计企业在CPU指令系统架构和微结构方面积累了较为丰富的经验。其次,国内技术人才的积累也在日趋丰富。随着国内芯片设计市场的不断扩大,在行业内已经沉淀一批技术人才,龙头设计企业都具备了稳定的核心设计团队。最后,CPU进入后摩尔定律时期升级速度趋缓,国产CPU性能与国际主流水平逐步缩小,存在赶超的可能。新技术、新架构将为国产CPU带来发展契机。

云计算、人工智能、5G、边缘计算、区块链等技术的发展和成熟,将对传统计算需求形成巨大挑战,并创造出新的计算技术需求。同时,除了X86和国内广泛使用的ARM架构之外,开源指令系统未来也将成为重要选项,中小企业也可以利用其免费特点,摆脱Wintel和AA生态体系的历史包袱。




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