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一文揭秘芯片产业链的组成及利润分布

日期:2021/10/23 9:51:02
摘要:由于芯片的种类众多,受功能、制造工艺以及流程的不同,不同类别的芯片存在一定的差异。按照芯片的生产制造流程,可以将产业链分为上、中、下游,大致分为芯片设计、芯片制造、 芯片封装 阶段。

芯片产业 链作为 半导体产业链 中重要的一环,是整个电子信息技术行业发展的桥头堡。

由于芯片的种类众多,受功能、制造工艺以及流程的不同,不同类别的芯片存在一定的差异。按照芯片的生产制造流程,可以将产业链分为上、中、下游,大致分为芯片设计、芯片制造、 芯片封装 阶段。

在芯片产业链中,各个环节在全球各地都有分工。从下游看,芯片将应用在通讯、 计算机 、 汽车电子 、 消费电子 等诸多领域;那么,产业链的上中下游利润分别占整个产业链利润比重的多少,不同环节的利润率一样吗,差别如何?

芯片产业链上游——芯片设计

芯片产业链的上游主要为芯片设计环节。芯片设计是芯片产业链中最重要的环节之一。

在全球芯片设计公司前10名的榜单上,美国企业就有6家上榜;其中,博通、 高通 、 英伟达 包揽了前三名。因此,按地域划分,全球芯片设计主要以美国为主导,我国大陆地区有 华为 海思 、紫光等公司在芯片设计领域突出重围,目前仍处于追赶阶段。

根据S EMI 数据,我国芯片设计行业保持了较快的增长态势,2020年我国芯片设计行业销售额首次突破500亿美元,全行业设计企业数量为2218家,同比增长24.6%。

由于芯片设计环节是知识密集型行业,属于轻资产,因此毛利率较高。据了解,该环节欧美公司的一般毛利在50%~80%,国内公司在35%~60%之间。

芯片产业链中端

芯片产业链的中端主要以材料、设备、 制造领域 为主,此环节前期投入成本巨大,门槛极高。该环节利润中等,一般健康的毛利在30%~50%之间,风险可控。

芯片材料

在芯片材料以及化学品领域,受技术壁垒的影响,此赛道主要以美国、日本的企业占主导位置。

芯片设备

在芯片设备领域,具有较高的技术壁垒,研发难度大,周期长,主要关键设备是由少数国际巨头把控。

根据美国 半导体 产业调查公司VLSI Research发布的《2020年前10大半导体设备厂商营收数据》显示,在前十名中,美国和日本各占4个名额,其中4家美国企业一共拿下了全球超38.9%半导体设备市场份额。可见,在设备领域,美国拥有绝对的话语权。但是,随着中国跨国集团在中国建厂、合作等事宜,国内的设备厂商将迎来发展的良机。

芯片制造

芯片制造领域技术含量高,工艺流程复杂且严谨,资金投入巨大,属于重资产。

目前,在芯片制造领域,主要是以中国台湾的 台积电 、韩国的 三星 等为领先地位。虽然我国大陆地区的企业制造工艺暂时处于落后位置,但是根据国家统计局统计数据显示,2011-2020年,我国 集成电路 制造行业总产量呈逐年上升趋势。2020年,我国集成 电路 制造行业实现产量累计值为2614.70亿块,较2019年同比增长29.55%。

芯片产业链下游——芯片封测

芯片产业链的下游主要是芯片封测环节,即封装加测试,这是芯片制作完成的最后一道工序。

由于芯片封测领域我国起步早且发展迅猛,目前我国的封测市场在全球占比达70%;国内行业规模优势明显,我国封测企业已进入世界第一梯队。在2020年全球前十大封测企业中,我国的长电科技、通富微电和华天科技均有上榜。

芯片封测环节,门槛相对较低,国内市场内卷厉害,且利润率属最低的,一般毛利在20%~40%,做成品牌也有附加值,风险最低,现金流周转快。

除了上述之外,芯片产业链还包括EDA,IP,代理商等等。

EDA是工具软件,该软件毛利率高达99.99%。但是该领域前期投入的资金以及人力巨大,还需要通过大量的市场调研,目前的市场基本被Synopsys、Cadence、Mentor这3家公司垄断,净利润率跟芯片设计领域不相上下。

IP的典型代表就是 ARM ,与一般的半导体公司最大的不同,ARM不制造芯片且不向终端用户出售芯片,而是通过转让设计方案,由合作伙伴生产出各具特色的芯片。ARM公司利用这种双赢的伙伴关系迅速成为了全球性RISC 微处理器 标准的缔造者。这种模式也给用户带来巨大的好处,因为用户只掌握一种ARM内核结构及其开发手段,就能够使用多家公司相同ARM内核的芯片。目前,ARM架构已被全球主要手机及电脑制造商广泛利用,例如, 苹果 、三星、华为等公司。根据Strategy Analytics报告,在2020年基于ARM的 笔记本 电脑 处理器 市场收入增长达到惊人的九倍,并预计该市场在2021年将增加三倍之多,达到9.49亿美元。

代理商指获得芯片原厂授权的商家,作为芯片产业链上销售环节的重要角色,代理商通过原厂下发的代理权限,为原厂多拉订单,完成销售指标,增加了市场产品的活力。一般来说,代理商明面上的利润率一般5%-10%,而大代理商才有跟原厂谈判的资格,能从芯片原厂拿到更好的价格和条件。

我国芯片产业链布局现状

根据中国半导体行业协会统计数据,相较于庞大的半导体市场规模,我国产品的自给率非常低。2020年,我国集成电路行业市场规模为8848亿元,较2019年同比增长17.00%。

近年来,虽然我国集成电路行业市场规模逐年升高,但我国集成电路行业在关键技术领域还有所欠缺,自给率较低,因此对进口依赖较大导致贸易逆差较大。

目前,我国集成电路自给率相较于发达国家仍然较低,因此为了促进我国本土集成电路的发展,我国高度重视集成电路行业的人才培养。在国务院发布的《八大政策促进集成电路和软件产业高质量发展》中提到进一步加强高校集成电路和软件专业建设,加快推进集成电路一级学科设置工作,紧密结合产业发展需求及时调整课程设置、教学计划和教学方式,努力培养复合型、实用型的高水平人才。

随着芯片产业进一步的发展,芯片设计、芯片制造和封测三个环节的格局正在不断变化,我国芯片产业链结构也在不断优化。预计2025年,我国集成电路市场规模有望超过23800亿元。

参考资料:

<1>前瞻产业研究院《中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

<2>芯思想研究院

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