¡El panorama más completo de la cadena de la industria de semiconductores de la historia!
Como núcleo de la industria de semiconductores, los circuitos integrados representan el 83% de la cuota de mercado. Debido a su complejidad tecnológica, la estructura industrial es altamente especializada. Con la rápida expansión de la escala industrial, la competencia industrial se ha intensificado y el modelo de división del trabajo se ha perfeccionado aún más.
La cadena industrial del mercado actual es el diseño de circuitos integrados, la fabricación de circuitos integrados y el empaquetado y prueba de circuitos integrados.
○En el eslabón central, el diseño de circuitos integrados se encuentra en la fase inicial de la cadena industrial, la fabricación de circuitos integrados se encuentra en la fase intermedia y el embalaje de circuitos integrados se encuentra en la fase final.
○La industria global de circuitos integrados está pasando del empaquetado y las pruebas a la fabricación, y la división del trabajo en cada eslabón de la cadena industrial es clara.
○Del IDM inicial al OSAT de fundición sin fábrica.
▲Gráfico de estructura de ingresos de la cadena de la industria global de semiconductores
①Diseño:
Hay puntos brillantes en áreas subdivididas, pero las capacidades de diseño en áreas clave centrales son insuficientes. Desde categorías de aplicaciones (como teléfonos móviles hasta automóviles) hasta proyectos de chips (como procesadores y FPGA), la tasa de autosuficiencia de chips clave de alta gama de China es casi nula y todavía depende en gran medida de las empresas estadounidenses;
②Equipo:
La tasa de autosuficiencia es baja y la brecha de demanda es grande. En la actualidad, se han producido avances en equipos de gama media y se ha establecido inicialmente una cadena industrial completa, pero aún es necesario superar los procesos/productos de alta gama. Los fabricantes locales de equipos semiconductores de China representan sólo entre 1 y 2 de la participación mundial y todavía dependen en gran medida de empresas estadounidenses en áreas clave como deposición, grabado, implantación de iones y pruebas.
③Materiales:
Ha alcanzado estándares internacionales en campos como los objetivos, pero aún llevará mucho tiempo lograr la sustitución nacional en campos de alta gama como el fotorresistente. El mercado mundial de materiales semiconductores asciende a 44.300 millones de dólares. El suministro de materiales para la fabricación de obleas en China representa menos del 10% y algunos materiales de embalaje representan más del 30%. Liderando el mercado internacional en algunos segmentos, pero aún no ha logrado avances en campos de alta gama;
④Industria manufacturera:
El mercado global está concentrado, y TSMC representa el 60% de La cuota de mercado se ve relativamente afectada por la guerra comercial. China continental ocupa el segundo lugar en el grupo y la expansión de la capacidad de producción global se concentra en el continente. La industria de la fundición muestra un efecto cabeza muy evidente. Entre los diez principales fabricantes de equipos originales del mundo, TSMC posee el 60% de la cuota de mercado. Esta industria se ve menos afectada por la guerra comercial;
(5) Prueba de sellado:
El primer campo que se puede controlar de forma independiente. La fortaleza general de las empresas nacionales en la industria de embalaje y pruebas es relativamente buena y son altamente competitivas a nivel internacional. En 2017, la cuota de mercado global general de Changdian, Huatian y Tongfu llegó a 19, y el principal competidor en Estados Unidos era únicamente Amkor. Esta industria se ve menos afectada por la guerra comercial.
1. Diseño
Desde un punto de vista geográfico, el actual diseño de circuitos integrados globales todavía está dominado por Estados Unidos, siendo China continental un participante importante. En 2017, las empresas de diseño de circuitos integrados de EE. UU. representaron aproximadamente el 53 % de la participación más grande del mundo, e IC Insight predice que esta participación aumentará a aproximadamente el 69 % después de que la nueva Broadcom traslade su sede a los Estados Unidos. Las empresas de diseño de circuitos integrados en Taiwán representaron 65.438 06 de las ventas totales en 2065 438 07, lo mismo que en 2065 438 00. El año pasado, las ventas de circuitos integrados de MediaTek, Yonglian y Ruiyu superaron los 654.380 millones de dólares y todas se ubicaron entre las 20 principales empresas mundiales de diseño de circuitos integrados. Las empresas europeas de diseño de circuitos integrados solo representan el 2% de la cuota de mercado mundial, y el modelo sin fábrica no es popular en Japón y Corea del Sur.
En comparación con las regiones de ultramar fuera de Estados Unidos, las empresas chinas obtuvieron resultados sobresalientes. Entre las 50 principales empresas de diseño de circuitos integrados sin fábrica del mundo, el número de empresas chinas ha aumentado significativamente, de 1 en 2009 a 10 en 2017, lo que muestra una rápida tendencia a ponerse al día. Entre los diez principales fabricantes de circuitos integrados sin fábrica del mundo en 2017, 7 son de Estados Unidos, incluidos Qualcomm, Nvidia, Apple, AMD, Marvell, Broadcom y Xilinx de la provincia china de Taiwán, mientras que HiSilicon y Ziguang de China continental también está en la lista, ocupando el séptimo y décimo lugar respectivamente.
Los 10 principales fabricantes de diseños de circuitos integrados de fábula del mundo en 2017
(millones de dólares)
Sin embargo, aunque HiSilicon y Ziguang están en la lista en el continente China, podemos ver que Qualcomm, Broadcom y Manmei Electronics representan más del 50% de los ingresos en China, y las capacidades nacionales de diseño de circuitos integrados de alta gama son muy insuficientes. Se puede ver que China depende en gran medida de las empresas estadounidenses en el campo del diseño de chips centrales.
Desde el estallido de la guerra comercial entre China y Estados Unidos, podemos ver claramente en los incidentes de ZTE y Huawei que las empresas de diseño nacionales pueden ofrecer casi cero productos en el campo central de chips generales de alta gama.
La brecha entre los chips de uso general de alta gama de China continental y los niveles avanzados extranjeros se refleja principalmente en cuatro aspectos:
1) La brecha entre los procesadores móviles nacionales y extranjeros es relativamente pequeña .
Unisoc y Huawei HiSilicon se han puesto a la vanguardia mundial en cuanto a procesadores móviles se refiere.
2) La unidad central de procesamiento (CPU) es el chip de gama alta más difícil de alcanzar.
Intel casi monopoliza el mercado global. Hay entre 3 y 5 empresas nacionales relacionadas, pero ninguna de ellas ha logrado una producción comercial en masa. La mayoría de ellas todavía dependen de la solicitud de fondos para proyectos de investigación científica y subsidios gubernamentales para mantener sus operaciones. Aunque las empresas nacionales de diseño de CPU, como Loongson, pueden producir productos de CPU y superar a las CPU extranjeras en indicadores individuales o parciales, no pueden competir con productos superiores debido a la falta de apoyo ecológico industrial.
3) La brecha de memoria entre los países nacionales y extranjeros también es grande.
En la actualidad, existen tres tipos principales de chips de memoria en el mundo, que son DRAM, NAND Flash y Nor Flash según el volumen de ventas. En el campo de la memoria y la memoria flash, Samsung y Hynix de Corea del Sur, fábricas de IDM, tienen ventajas absolutas. A finales de 2017, las cuotas de mercado combinadas de estas dos áreas eran de 75,7 y 49,1 respectivamente. El espacio competitivo para los fabricantes chinos es extremadamente limitado. Wuhan Yangtze Memory ha intentado desarrollar la tecnología 3D Nand Flash (memoria flash), pero actualmente solo se encuentra en la etapa de muestra de memoria flash de 32 capas, mientras que compañías globales como Samsung e Intel lo han hecho. En Nor flash, un pequeño mercado de aproximadamente 3.400 millones de dólares, Zhao Yi Innovation es uno de los principales fabricantes participantes del mundo. Los otros proveedores principales son Wanghong de la provincia de Taiwán, Cypress, Micron y Huabao de la provincia de Taiwán.
4) Los chips de uso general de alta gama, como 4) FPGA y AD/DA, son muy diferentes en el país y en el extranjero.
Debido a que estos campos son chips de uso general, con grandes inversiones en I + D y largos ciclos de vida, es difícil obtener beneficios económicos en un corto período de tiempo, por lo que el desarrollo de las empresas nacionales es relativamente lento. e incluso estancado en algunos campos.
En general, las empresas de diseño de chips que cotizan en bolsa son las más fuertes del país. Por ejemplo, en 2017, Dinghui Technology superó a FPC en el campo de chips de reconocimiento de huellas dactilares para convertirse en el mayor proveedor de circuitos integrados de huellas dactilares en el campo global de Android y se convirtió en el primer chip de diseño nacional del mundo en el segmento de electrónica de consumo. Silanway comenzó con el negocio de diseño de chips de circuitos integrados, construyó gradualmente una plataforma de fabricación de chips y amplió su tecnología y plataforma de fabricación a los campos de embalaje de dispositivos de potencia, módulos de potencia y sensores MEMS. Sin embargo, en comparación con los fabricantes internacionales de semiconductores, todavía hay mucho espacio para ponerse al día en términos de capacidades de diseño de chips de alta gama, escala y rentabilidad.
En segundo lugar, equipos
El estado actual de los equipos semiconductores de mi país es que los procesos de baja gama son reemplazados por procesos domésticos, los procesos de alta gama deben superarse y el auto- la tasa de suficiencia es baja y la brecha de demanda es grande.
Las barreras técnicas para equipos clave son altas, con Estados Unidos y Japón a la cabeza. La participación de CR10 se acerca al 80, lo que demuestra una situación de oligopolio. Los equipos de semiconductores se encuentran en la fase inicial de la cadena industrial y abarcan todos los aspectos de la producción de semiconductores. Según el flujo del proceso, se puede dividir en cuatro sectores: equipos de fabricación de obleas, equipos de prueba, equipos de envasado y equipos relacionados con el front-end. Entre ellos, los equipos de fabricación de obleas representan el 70% del mercado chino. Más específicamente, los equipos de fabricación de obleas se pueden dividir principalmente en ocho categorías según el proceso, entre las cuales las máquinas de fotolitografía, las máquinas de grabado y los equipos de deposición de películas delgadas ocupan la mayor parte del mercado de equipos semiconductores. Al mismo tiempo, el mercado de equipos está muy concentrado, con la producción de máquinas de fotolitografía, equipos CVD, máquinas de grabado y equipos PVD concentradas en manos de unos pocos gigantes europeos, estadounidenses y japoneses.
La tasa de localización de equipos de semiconductores de China es baja y la participación de mercado de los fabricantes locales de equipos de semiconductores solo representa entre 1 y 2 de la participación global.
Los equipos clave aún tienen que lograr avances en tecnología avanzada. El nivel actual de investigación y desarrollo de equipos de circuitos integrados a nivel mundial es de 12 pulgadas y 7 nm, y el nivel de producción ha alcanzado los 12 pulgadas y 14 nm. El nivel de investigación y desarrollo de equipos nacionales todavía está estancado en 12 pulgadas y 14 nm, y el nivel de producción es de 12 pulgadas y 65-28 nm. En términos generales, existe una brecha de 2 a 6 años entre los equipos nacionales y el nivel avanzado nacional en términos de tecnología avanzada, específicamente, la tasa de localización de las máquinas de fotolitografía de 65/55/40/28 nm y las máquinas de pulido mecánico químico de 40/28 nm todavía es alta; 0, la tasa de localización del equipo de deposición química de vapor de 28 nm y del equipo de recocido rápido es muy baja.
En tercer lugar, los materiales
La historia del desarrollo de los materiales semiconductores
▲Las principales aplicaciones de los materiales representadas por cada generación
▲La segunda generación y madurez tecnológica de los materiales semiconductores de tercera generación
Se han logrado avances en áreas subdivididas, pero aún no se han logrado avances en áreas centrales. Los materiales semiconductores se dividen principalmente en materiales para la fabricación de obleas y materiales de embalaje. Entre los materiales de fabricación de obleas, los materiales a base de silicio de las máquinas de obleas de silicio representan la proporción más alta, con 365.438 0, seguidos por las fotomáscaras con 65.438 04, los fotoprotectores con 5 y sus reactivos de soporte con 7. Entre los materiales de embalaje, los sustratos de embalaje representan la mayor proporción, con un 40%, seguidos por los marcos de plomo (16%), los sustratos cerámicos (11%) y los cables de unión (15%).
Japón y Estados Unidos dominan el suministro mundial de materiales semiconductores. Los principales actores de cada segmento son: oblea de silicio-Shin-Etsu, Sumco, fotorresistente-Tok, Shipley, gas aire líquido electrónico, Praxair, CMP Dow, 3M, marco de plomo-Sumitomo Metal, alambre de unión-Tanaka Precious Metals, sustrato de embalaje -Panasonic, materiales de embalaje de plástico-
(1) Objetivo, sustrato de embalaje, CMP, etc. , nuestra tecnología ha alcanzado el nivel avanzado internacional, se puede suministrar en grandes cantidades y se puede localizar de inmediato. Un ejemplo típico de localización de un material semiconductor es un objetivo.
(2) Oblea de silicio, gas de electrones, máscara, etc. , técnicamente comparable a nivel internacional, pero aún no disponible en grandes cantidades.
(3) No ha habido ningún avance en la tecnología fotorresistente y llevará mucho tiempo lograr una sustitución nacional.
En cuarto lugar, la fabricación
Como eslabón vital en la cadena de la industria de los semiconductores, la tecnología de fabricación de obleas afecta directamente el nivel avanzado de la industria de los semiconductores. En las últimas dos décadas, el desarrollo de la fabricación nacional de obleas se ha quedado atrás. Se espera que en el futuro se recupere rápidamente con el apoyo de políticas nacionales y grandes fondos, lo que aumentará efectivamente la densidad tecnológica de toda la cadena de la industria de semiconductores. .
La fabricación de semiconductores juega un papel clave en la cadena de la industria de semiconductores. La manufactura es el eslabón central de la cadena industrial y su estatus es evidente. Según las estadísticas, el valor de cada eslabón de la industria es el mayor y el margen de beneficio bruto también se encuentra en un nivel relativamente alto en la industria. Debido a que OEM OSAT sin fábrica se ha convertido en una tendencia, la importancia del OEM en toda la cadena industrial ha aumentado gradualmente. Se puede decir que el OEM es la bayoneta y la producción de la capacidad de producción está controlada por la empresa fabricante.
Los datos de IC Insights muestran que entre los diez principales fabricantes de fundiciones del mundo, TSMC representa más de la mitad de la cuota de mercado, y la cuota de mercado de los ocho principales en 2007 fue cercana al 90%. Al mismo tiempo, la fabricación de OEM se concentra principalmente en el este de Asia y hay pocas empresas de este tipo en los Estados Unidos. Esto también está relacionado con la transferencia industrial y la división industrial del trabajo. Creemos que a través de la inversión de capital y la recopilación de talentos, China continental tiene el potencial de superar a los OEM en la próxima década.
El concepto “Hecho en China” debería extenderse desde abajo hasta arriba. En el camino de la transferencia de tecnología, la fabricación de semiconductores es una fortaleza tecnológica que el "Made in China" aún no ha conquistado. China es un "gran país fabricante", pero "Made in China" se refiere principalmente a productos mecánicos completos. En el campo más avanzado de la "fabricación de chips", China todavía está muy por detrás del nivel líder internacional.
En el proceso de pasar de la fabricación posterior a la "fabricación de chips", inevitablemente surgirán varias empresas de fundición tecnológicamente avanzadas. En los primeros días de la guerra comercial de chips, Estados Unidos sufrió la peor parte de su bloqueo y supresión de la tecnología de fabricación china. Si bien nos esforzamos por heredar el espíritu de "dos bombas y un satélite" y nos esforzamos por ser nosotros mismos, cómo manejar adecuadamente la relación entre TSMC y UMC, dos empresas avanzadas financiadas por Taiwán, también tendrá un mayor efecto mariposa en el desarrollo posterior.
5. Prueba de sellado
En la actualidad, la industria de semiconductores de China continental tiene la mayor influencia en la industria de embalaje y pruebas, con una excelente participación de mercado. La escala de mercado de las empresas líderes Changdian Technology/Tongfu Microelectronics/Huatian Technology/Fangjing Technology continúa aumentando. En comparación con las empresas de la provincia de Taiwán, el potencial de crecimiento general de la industria de embalaje y pruebas de China continental no se queda atrás. Empresas de diseño de circuitos integrados reconocidas en Taiwán, como MediaTek, Yonglian y Ruiyu, han transferido gradualmente sus pedidos locales de embalaje y prueba a sus homólogos del continente. Las industrias de embalaje y pruebas de la provincia de Taiwán, Estados Unidos y China continental son tres pilares. Entre ellos, Changdian Technology/Tongfu Microelectronics/Huatian Technology opera a través de fusiones y adquisiciones de capital, y su participación de mercado se encuentra entre las diez primeras del mundo (Changdian Technology tiene el tercer tamaño de mercado más grande del mundo). El nivel de tecnología de embalaje avanzada está básicamente en sincronía con las empresas líderes extranjeras, y las tecnologías de embalaje avanzadas como BGA, WLP y SiP se pueden producir en masa con éxito.
La fortaleza general de las empresas de la industria de pruebas y embalaje de China continental es buena y son altamente competitivas a nivel internacional. El principal competidor en Estados Unidos es Amkor, cuyos ingresos comerciales en China representan aproximadamente 65.438 08. La industria estadounidense de embalaje y pruebas tiene una participación de mercado promedio. Entre los diez principales fabricantes de embalajes y pruebas, sólo Amkor es uno de ellos. Hay que decir que la guerra comercial tiene poco impacto en toda la industria del embalaje y las pruebas. A corto, medio y largo plazo, es más probable que Amkor reemplace su negocio.
La industria de embalaje y pruebas se encuentra al final de la cadena de la industria de semiconductores, con bajo valor añadido, alta intensidad de mano de obra y bajas barreras de entrada a la tecnología. El gasto anual en I+D de Sun, líder en embalaje y pruebas, representa aproximadamente el 4% de sus ingresos, cifra muy inferior a la de las principales empresas de diseño, equipos y fabricación de circuitos integrados de semiconductores del mundo. A medida que la fundición de obleas TSMC se expanda hacia la industria de pruebas y embalaje, también representará una mayor amenaza para las empresas de pruebas y embalaje tradicionales.
Después de 2017-2018, las empresas de sellado y pruebas (OSAT) en China continental mantendrán un rápido crecimiento. En la actualidad, Changdian Technology/Tongfu Microelectronics ha podido ofrecer productos de alta gama y con altos márgenes. En los próximos 3 a 5 años, la tasa de crecimiento de la CAGR en China continental seguirá superando la de sus pares globales.