第二章 2021年中國半導體產業發展狀況

第一節 發展情況

一、產業規模

2021年，雖受新冠肺炎疫情和缺芯的影響，但得益于線上辦公、5G、物聯網、汽車電動化和智能化等因素驅使，全球半導體市場仍保持較快的增長態勢。在終端智能化需求增長及供應鏈本土化的帶動下，我國集成電路產業亦實現了較快的增長。自2014年6月國務院發布實施《國家集成電路產業發展推進綱要》以來，我國集成電路產業政策及投融資環境不斷改善，企業實力顯著增強，產業規模不斷增長。2010—2021年我國集成電路產業銷售規模及增長率如圖2-1所示。據中國半導體行業協會統計，2019年我國集成電路產業銷售額為7562.3億元，同比增長15.8%；2020年我國集成電路產業銷售額為8848億元，同比增長17%；2021年我國集成電路產業銷售額為10458.3億元，同比增長18.2%。

如圖2-2所示，按照季度銷售情況分析，我國集成電路產業產值在2021年下半年同比保持穩定增長。

二、產業結構

（一）產業鏈結構

2018—2021年，我國集成電路設計業、制造業和封裝測試業均保持了增長的態勢，其銷售規模及增長情況如圖2-3所示。2021年我國集成電路產業銷售額為10458.3億元，同比增長18.2%。其中，設計業銷售額為4519億元，同比增長19.6%；制造業銷售額為3176.3億元，同比增長24.1%；封裝測試業銷售額2763億元，同比增長10.1%。

2021年我國集成電路產業鏈各環節季度銷售情況如表2-1所示。整體來看，芯片設計業和制造業均增速顯著。這主要是受新增企業數量快速增長及晶圓產能滿載等因素影響，我國集成電路產業快速發展。

2012—2021年我國集成電路三業—設計業、制造業和封裝測試業—銷售收入及產業鏈占比情況如表2-2所示。設計業占產業鏈的比重自2012年穩步增加，從28.8%占比增加到2021年的43.2%。制造業由于生產線陸續投產，產業鏈占比增長至30.4%。封裝測試業所占比重持續下降到26.4%。總體看來，我國集成電路產業鏈結構得到進一步優化，結構更加趨于合理。

2021年我國集成電路產業鏈結構如圖2-4所示。

（二）區域分布

近年來，我國集成電路產業規模不斷壯大，空間形態呈現集群式“一軸一帶”分布，已經形成長江三角洲、京津環渤海地區、珠江三角洲和以西安、武漢、重慶等地為代表的中西部地區等四個產業集聚區。同時，在福建發展集成電路產業的位置優勢和近年來不斷出臺多項集成電路產業政策等因素的作用下，福州、廈門、泉州興建或引進了多條極具特色的生產線，逐步從珠江三角洲聚集區獨立出來，形成了新的福州、廈門、泉州產業集聚區。從整體發展情況來看，長江三角洲是國內集成電路產業鏈最完整、綜合技術水平最高的地區。其次是珠江三角洲，粵芯立足廣州，成為廣東唯一量產的生產線，產能不斷增加，跑出發展加速度。以深圳為代表的設計業發展迅速，中芯深圳12英寸生產線正在加速投產。京津環渤海地區以北京為代表，現已形成以中芯國際、北方華創為龍頭，包括設計、晶圓制造、封裝測試、裝備、零部件及材料等環節的完整產業鏈。近年來，以武漢、西安、重慶等中心城市為主的中西部地區在武漢長江存儲、西安三星、潤西微電子等多家企業建設或擴產的帶動下，中西部集成電路產業得到快速發展。

三、進出口情況

（一）半導體產品進出口情況

1.進口情況

半導體產品包括集成電路、光電器件、傳感器和分立器件，從進口額來看，2021年半導體產品進口額達到4670.93億美元，同比上升24%。其中，集成電路總進口額4337.4億美元，占總進口額的92.9%；光電器件、傳感器、分立器件總進口額為333.53億美元，占總進口額的7.1%。

2010—2021年我國半導體產品進口情況如圖2-5所示。

2.出口情況

從出口額來看，2021年半導體產品出口規模持續增長，總額達到2040.9億美元，同比增長34%，其中，集成電路出口額為1553.04億美元，占總出口額的76.1%；光電器件、傳感器、分立器件總計出口額達到487.9億美元，占總進口額的23.9%。2010—2021年我國半導體產品出口情況如圖2-6所示。

（二）集成電路進出口情況

1.進口情況

我國集成電路的進口量逐年增長，進口額受產品價格影響呈現出波動增長態勢。2018年，集成電路進口量和金額持續增長，進口額達到3120.6億美元，同比增長20%。2019年，我國進口集成電路4451.3億塊，同比增長6.6%；進口額3055.5億美元，同比下降2.1%。2020年，我國集成電路進口量為5435億塊，同比增長22.1%；進口額為3500.4億美元，同比增長14.6%。2021年，我國集成電路進口量為6355億塊，同比增長17%；進口額為4337.4億美元，同比增長23.9%。2010—2020年我國集成電路進口情況如圖2-7所示。

從進口區域看，中國臺灣地區和韓國依然是中國大陸地區的主要進口區域，總計占比56%。中國臺灣地區作為全球最大的代工基地和重要的封裝測試基地，貢獻了中國大陸地區集成電路進口額的36%。2021年，中國大陸地區自韓國共進口集成電路881.7億美元，較上年增長29%，占比20%；自馬來西亞、日本、越南和美國進口占比分別為8%、5%、4%、4%。馬來西亞擁有眾多芯片制造廠和封裝測試廠，因此我國自馬來西亞進口額較大，自日本進口的產品以處理器和存儲器為主，自美國進口的產品主要是處理器。2021年我國集成電路市場進口區域結構如圖2-8所示。

從進口產品類型來看，處理器及控制器、存儲器在數據中心、計算機、移動終端、嵌入式等領域需求量很大，占據我國芯片進口近74.9%的市場份額。2021年，處理器及控制器的進口額仍然最大，達到2021.7億美元，占總進口額的46.7%。存儲器和放大器分列進口第二和第三位，進口額分別為1219.7億美元和156億美元，占總進口額的28.2%和3.6%。其他集成電路種類繁多，占進口額的21.5%。從進口數量來看，2021年進口集成電路6354.8億塊，其中處理器及控制器、存儲器占進口量比例分別為24.4%和7.2%。放大器（包括晶體管、電源變壓器和其他具有信號放大功能的集成電路元器件等）進口量占比為8.5%。2021年我國集成電路市場進口額結構如圖2-9所示。2021年我國集成電路市場進口量結構如圖2-10所示。

2.出口情況

2010—2021年，我國集成電路出口呈現波動式增長的態勢。2016年，我國集成電路出口量略有下降，出口額同比下降10.8%。自2017年以來，隨著國內芯片制造產能的持續增加和國產芯片質量的不斷提升，國內芯片出口規模進一步增加，2018年出口額達到846.4億美元。2019年出口集成電路2144億塊，出口額1021.9億美元，同比增長20.69%。2020年出口集成電路2598億塊，出口額1116億美元，同比增長9.2%。2021年我國集成電路出口規模進一步擴大，累計出口集成電路3107億塊，同比增長19.6%，出口額1537.8億美元，同比增長37.8%。2010—2021年我國集成電路出口情況如圖2-11所示。

從出口區域看，中國香港作為重要的貿易中轉站，是中國內地集成電路出口占比最大的地區，出口額692億美元，占總出口額的45%。其次是中國臺灣地區和韓國，分別占中國大陸地區總出口額的14%和13%。越南和馬來西亞等東南亞國家作為全球重要的集成電路封裝測試基地和電子產品制造基地，也是我國集成電路的重要出口地區。2021年我國集成電路市場出口區域結構如圖2-12所示。

從產品結構來看，2021年出口量最大的產品為處理器及控制器，出口量為894.8億塊，占總出口量的28.8%，出口額509.9億美元，占總出口額的33.1%。然而，隨著存儲器出口單價持續增長，存儲器成為國內出口產品中出口額最高的產品，2021年的出口額為757.6億美元，占集成電路總出口額的49.3%。放大器的出口額和出口量為40.9億美元和164.9億塊，占總額的2.7%和5.3%。2021年我國集成電路市場出口結構如表2-3所示。

四、技術發展

2021年，我國在集成電路設計、制造、封裝測試、設備、材料等方面取得了一系列新進展，在技術方面與世界先進水平的差距正逐步縮小。

（一）設計業技術發展情況

目前，我國企業在應用處理器、射頻芯片等移動終端芯片、數字電視芯片、智能卡芯片、人工智能芯片等專用器件市場和CMOS圖像傳感器、微機電系統（MEMS）麥克風傳感器、指紋傳感器等通用器件市場上發展較好，整體技術達到或接近世界先進水平。在移動處理器方面，海思發布5nm工藝制程的手機5G SoC芯片麒麟9000，采用8核心設計，集成多達153億個晶體管，最高主頻可達3.13GHz，產品性能已達到全球領先水平。在5G芯片方面，紫光展銳已發布旗下首款6nm EUV 5G SoC芯片T7520，繼海思之后，開始向中高端通信芯片領域邁進。在人工智能芯片方面，寒武紀、地平線和百度不斷發力。其中，寒武紀推出的首顆訓練芯片思元290，采用臺積電7nm制程工藝，集成460億個晶體管，繼續縮小與英偉達的差距。在圖像傳感器方面，上海韋爾半導體（豪威科技）已發布首款像素尺寸僅為0.61μm的2億像素分辨率圖像傳感器OVB0B，已邁向第一梯隊。我國集成電路設計業重點技術發展情況如表2-4所示。

（二）制造業技術發展情況

目前，三星和臺積電是全球僅有的兩家可以實現5nm芯片量產的企業。中國大陸地區企業的集成電路技術在邏輯工藝方面與三星、臺積電還存在三代的差距，但也取得了快速突破。中芯南方已實現14nm工藝芯片的量產；上海華力28nm全套制程工藝（28LP/28HK/28HKC+）已實現量產，14nm研發取得重大進展。我國存儲器產業進展迅速，已逐漸從技術突破階段向產能提升階段躍遷。長江存儲基于Xtacking架構的128層TLC 3D NAND閃存正式量產，預計2022年底推出192層的3D NAND閃存樣品。合肥長鑫已量產19nm工藝的DDR4內存，17nm的DDR5內存芯片計劃于2022年第二季度量產。我國集成電路制造業重點技術發展情況如表2-5所示。

（三）封裝測試業技術發展情況

由于我國企業進入封裝測試行業時間較早、技術研發持續性較好、內資龍頭企業對國外優質標的進行收購等原因，我國封裝測試技術已整體達到世界先進水平，部分技術工藝處于世界領先水平。配合我國在生產成本方面的優勢，封裝測試成為全球集成電路產業中最先向我國進行轉移的環節，也是我國集成電路產業鏈最具優勢的領域。當前，包括中小封裝廠在內的我國企業已經全面掌握傳統封裝技術，成本、工藝技術差異化是廠商形成市場競爭力的關鍵。面向先進封裝技術，在芯片小型化、高密度化的發展趨勢下，先進封裝技術是全球主流封裝測試廠商研發的核心。我國先進封裝技術由長電科技、通富微電、華天科技、晶方科技等企業掌握，技術覆蓋WLP、Fan-Out、Flip Chip、2.5/3D等。表2-6為第十四屆中國半導體創新產品和技術集成電路封裝測試技術獲獎項目。

（四）設備業技術發展情況

集成電路設備業是我國集成電路產業發展的薄弱環節，但在“02專項”（極大規模集成電路制造裝備及成套工藝）的大力支持下，我國集成電路關鍵制造設備技術水平取得巨大突破，刻蝕、物理氣相沉積、離子注入、化學機械拋光等十幾種關鍵設備均通過生產線驗證并實現銷售。2021年，在美國加強技術和設備封鎖的情況下，我國半導體設備的國產替代步伐加快，技術水平不斷突破。目前，國內設備廠商28nm生產線設備批量供應，14nm生產線設備在逐步進行客戶驗證，部分產品達到國際先進水平，可用于5nm工藝。北方華創自主研發的14nm等離子硅刻蝕機、單片退火系統等已進入主流代工廠，多款14nm設備正在進行客戶驗證，多款10nm設備正在研發。中微半導體已完成3nm刻蝕機原型機的設計、制造和測試，并完成了相關工藝卡法和評估，正處于量產階段。屹唐半導體的干法去膠機、退火設備等已達到國際先進水平，占有一定的市場份額。目前，國內半導體設備生態圈逐步完善，各類設備均有布局，根據中國國際招投標網的數據，按照設備臺數計算，本土主要晶圓生產線設備國產化率約15%，長江存儲設備國產化率超過20%，上海積塔半導體國產化率已達到46%。刻蝕設備、熱處理設備國產化率低于20%，沉積設備、清洗設備、離子注入設備、CMP設備等國產化率低于10%，光刻設備、量測設備低于5%。

（五）材料業技術發展情況

我國集成電路材料業在“02專項”支持下成果顯著。在前道制造材料方面，硅片、靶材、光刻膠、拋光液、高純化學試劑、電子氣體、掩膜版、離子源等材料均實現突破，部分材料已應用于12英寸生產線。在后道封裝材料方面，引線框架、封裝基板、鍵合絲、粘片膠等材料基本可以實現自給，且產量不斷提升。由于國內先進工藝、特色工藝和存儲器生產線的陸續投產，集成電路材料的市場需求持續攀升，企業技術研發力度亦不斷增加。在硅片方面，上海新昇、有研半導體、天津中環等都在積極研發12英寸硅片。其中上海新昇正片已通過28nm邏輯工藝認證和長江存儲3D NAND Flash認證。河北普興、上海新傲、南京國盛等企業具備硅外延片的生產能力。在靶材方面，寧波江豐電子靶材已進入海外5nm生產線，成為全球第二大供應商。在光刻膠方面，北京科華、蘇州瑞紅、上海新陽和南大光電等企業技術研發取得突破。其中，蘇州瑞紅部分光刻膠產品已經過中電55所（全稱“中國電子科技集團公司第五十五研究所”）、華潤微電子和華虹宏力的工藝驗證。北京科華作為唯一實現KrF光刻膠量產的企業，KrF光刻膠較上年同期增長227%。

五、市場情況

近年來，我國集成電路市場總體呈現穩步增長態勢。2014年，移動互聯網的暴發式增長帶動我國集成電路市場需求首次突破1萬億元。2017年，在存儲器價格大幅上漲和人工智能、5G、智能網聯汽車、區塊鏈等新興市場的影響下，市場規模大幅增長，達到14250.5億元，增速高達18.9%。2018年，受計算機和手機市場增長乏力的影響，我國市場增速較上年有所回落，達到12.5%，市場規模達到16031.8億元。2019年，受存儲器大幅降價影響，我國集成電路市場需求下降至15093.5億元左右，同比下降約5.9%。2020年，在新基建的快速布局和汽車電動化、智能化等因素及新冠肺炎疫情驅動下，顯示面板和數據中心等領域對顯示驅動芯片、電源管理芯片和存儲等芯片的需求劇增。2020年，我國集成電路市場需求保持8.3%的正增長。在旺盛的市場需求下，我國集成電路市場需求在2021年達到20.6%的快速增長。2010—2021年我國集成電路市場需求情況如圖2-13所示。

在應用結構方面，網絡通信、計算機和消費電子仍然占據主導地位，三者銷售額總計占市場的78.1%。網絡通信是我國集成電路產業的主要細分市場，在5G市場發展的影響下，市場占比達到36.8%。汽車電動化及智能化使得汽車半導體價值含量提升，汽車電子產品市場占比增至9.1%。2021年我國半導體市場應用結構如圖2-14所示。

六、投融資情況

2019年10月22日，國家集成電路產業投資基金二期股份有限公司（“大基金二期”）正式注冊成立，注冊資本2041.5億元人民幣，共有27位股東，包括財政部、國開金融、中國煙草等國家機關部門及國家級資金，還有地方政府背景資金、央企資金、民企資金及其他投資資金。大基金一期投資布局以制造領域為主，關注各產業鏈龍頭，大基金二期注重在投資結構方面不斷優化。據統計，大基金二期2021年總計投資超500億元。大基金二期2021年投資15家企業，其中半導體制造企業和設計企業各3家、半導體材料和設備企業各3家、封裝測試企業2家、制造軟件企業1家，投資開始向支撐環節轉移，投資結構不斷優化。其中，在半導體設計環節，大基金二期投資了百維存儲、慧智微和燦勤科技；在半導體制造環節，投資了潤西微電子、中芯東方、中芯深圳；在半導體封裝測試環節，投資了華天科技和東科半導體；在半導體設備方面，投資了中微半導體、至微半導體和北方華創；在半導體材料方面，投資了南大光電、派特特種氣體、興福電子；在半導體制造軟件方面，投資了上揚軟件。

高性能計算、模擬芯片、EDA/IP為投資機構投資芯片領域的主要賽道。美國近年來不斷對我國進行技術打壓，使我國半導體產業迎來新一輪發展熱潮，資本市場對我國半導體企業的關注度日益提高。大基金、華登國際、英特爾投資、北極光創投、深創投、中科創星、元禾控股、中芯聚源等在半導體投融資市場活躍。據統計，2021年集成電路行業投資事件達到543宗，融資金額達到1255.99億元。從投融資賽道來看，高性能計算、模擬芯片、EDA/IP為主要投資領域。從投融資規模看，高性能計算，激光或毫米波雷達等吸引資本能力較強。