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芯片为何如此重要？行业现状及赛道解析

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8月9日，美国总统在白宫签署《芯片和科学法案》。法案内容主要是对美本土芯片产业提供巨额补贴，为美国半导体研发、制造以及劳动力发展提供527亿美元。其中390亿美元将用于半导体制造业的激励措施，20亿美

8月9日，美国总统在白宫签署《芯片和科学法案》。

法案内容主要是对美本土芯片产业提供巨额补贴，为美国半导体研发、制造以及劳动力发展提供527亿美元。其中390亿美元将用于半导体制造业的激励措施，20亿美元用于汽车和国防系统使用的传统芯片。此外，在美国建立芯片工厂的企业将获得25%的减税。

早在2020年8月，我国也提出，要从财税、投融资、研发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等方面支持集成电路和软件产业发展，提出中国芯片自给率要在2025年达到70%。

可见，芯片被大家重视的程度。但芯片究竟为什么这么重要？我国芯片行业现状如何？哪些赛道更被关注？

报告酱梳理了多篇相关报告，与大家一同分享。

01

芯片为何重要？

想要了解芯片的重要性，我们最好先了解芯片是什么。

如果用身边实物来举例的话，半导体材料可以比作制作纸张的纤维，集成电路可以比作纸张，芯片则是纸张做成的书本。

工程师们努力的方向就是让集成电路更小更复杂，使得芯片的功能更强大。

集成电路是指组成电路的有源器件、无源元件及其互连一起，制作在半导体衬底上，或绝缘基片上，形成结构上紧密联系的、内部相关的电子电路；芯片一般是肉眼能够看到、长满了很多小脚的，或者脚看不到、但是很明显的方形物体。

它们都被广泛应用于通信、安防、军事、工业、交通、消费电子（例如：手机、电视、电脑等）等领域。

几乎只要用电的东西，它里面都或多或少存在一些芯片。一旦失去芯片，我们生产制造的手机、电脑和家用电器，都会无法正常进行下去。这就是芯片重要的原因。

02

芯片行业现状

芯片属于半导体元件产品的统称，是集成电路（IC， integrated circuit）的载体。

相比来说，集成电路范围要更广，把一些电阻电容二极管集成到一起就算是集成电路了，但这个概念也会更加偏向于底层。

我们看行业现状，以集成电路为主来统计。

随着贸易争端问题缓和、全球疫情逐步得以控制、5G、物联网、人工智能、可穿戴设备等新兴应用领域持续蓬勃发展，预计2026年，全球集成电路市场规模将增至7478.62亿美元。其中：

  • 集成电路设计达到2774.57亿美元；

  • 集成电路制造达到3834.05亿美元；

  • 集成电路封测达到870亿美元。

芯片为何如此重要？行业现状及赛道解析

国内来看，我国集成电路产业起步较晚，2018年以来，受“实体清单”影响，中兴、华为等企业被贸易制裁，我国更加重视芯片的发展，行业也随之进入高速发展阶段。

据我国半导体行业协会数据显示，集成电路市场规模从2017年的5411亿元增长至2021年的约9145亿元，其中2017-2021年复合增长率为14%。预计2026年，我国集成电路市场规模将达到22755亿元，2021-2026CAGR为20%。

芯片为何如此重要？行业现状及赛道解析

从芯片的结构来看，产业有两大核心：

  • 一是电路理论，也就是芯片的研发设计，国内为人熟知的芯片设计公司是华为的海思；

  • 二是生产制造，也就是芯片的制造工艺，典型的芯片制造公司是台积电和中芯国际。

芯片为何如此重要？行业现状及赛道解析

目前，我国集成电路需求旺盛，但国内自给量不足，需要大量进口，对外依赖度较高。根据海关总署的统计数据，2021年中国集成电路产品进口数量为6354.81亿个，出口数量为3107亿个，进口金额为4396.94亿美元，出口金额为1563亿美元，存在较大的贸易逆差。

其中，EDA是集成电路产业的基础支柱，支撑着庞大的数字经济。下游中，汽车智能化需求极大，而智能化的硬件基础便是芯片。这也是报告酱认为，当下最火热的两大赛道。

03

EDA&汽车芯片

1. EDA，半导体皇冠上的明珠

EDA是电子设计自动化的简称，是电子设计与制造技术发展中的核心。

EDA技术以计算机为工具，采用硬件描述语言的表达方式，对数据库、计算数学等进行科学、有效的融合，是用于辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、测试整个流程的计算机软件。

芯片为何如此重要？行业现状及赛道解析

如果说半导体是工业皇冠，那么EDA无疑是皇冠上的明珠。

2020年整个EDA的市场规模仅为115亿美元，在整个集成电路产业中占比很小，和以互联网为代表的信息技术服务产业相比更是九牛一毛。

但是EDA产业是电子设计产业的最上游，也是整个电子信息产业的基石之一。一家集成电路企业如果没有EDA工具，会陷入巧妇难为无米之炊的境地。如果抽调这颗小小的基石，整个半导体行业都将崩塌。

EDA工具的发展创新极大程度提高了芯片设计效率，一直以来是推动芯片设计成本保持在合理范围的重要方式。根据加州大学圣迭戈分校AndrewKahng教授在2013年的推测，2011年设计一款消费级应用处理器芯片的成本约4000万美元，如果不考虑1993年至2009年的EDA技术进步，相关设计成本可能高达77亿美元，EDA技术进步让设计效率提升近200倍。

EDA市场规模虽小，但却需要覆盖集成电路从设计到制造的全流程。故全球三巨头在发展前期均选择了优先发展部分点工具，后逐步布局全流程的发展模式。

  • Synopsys的优势在于数字芯片设计、静态时序验证确认以及SIP提供；

  • Cadence的强项在于模拟或混合信号的定制化电路和版图设计；

  • SimensEDA（原MentorGraphics）主攻后端验证、可测试性设计和光学临近修正。

国内市场来看，华大九天已实现模拟电路的全流程工具覆盖，同时，华大九天也拥有全球领先的全流程平板显示（FPD）开发平台，市场份额6%左右。其次是概伦电子，在我国的市场份额约在1%。

2. 汽车芯片

目前，芯片大多分为四个等级，军工级、车规级、工业级以及消费级，不同等级的芯片，无论是在成本、制作难度、制作工艺上都有着一定的差别。

车规级芯片，顾名思义，就是使用在汽车身上的芯片。在一辆汽车身上，芯片的数量一般在50-150个之间，大部分汽车包括主要的ADAS系统、ESP、发动机ECU、传感器等等，而一些高端的车型，比如说带有雨量感应配置的，这其中也需要用到一个芯片。

因此，别看汽车属于机械产物，但是对于现代汽车来说，芯片已经是汽车内部构造中不可缺少的一个重要部件。

与手机、电脑芯片不同，汽车所使用的车规级芯片运算能力上要更快、更强，并且需要保证其稳定性，如果汽车上的芯片出现故障，很可能会导致安全性的下降，比如说ADAS系统芯片、ESP芯片等等。

并且因为车规级芯片的制作成本和工艺要求较高，其中研发的成本和研发周期也非常长，不是资本充足的科技公司，基本无法承受，所以能够制造和生产汽车芯片的企业少之又少。

物以稀为贵，参考天风《汽车芯片：电动化乘势而行，智能化浪潮之巅》观点，看好我国核心汽车芯片公司在智能&电动化浪潮下的产业链重构+国产替代浪潮下的机遇。

芯片为何如此重要？行业现状及赛道解析

部分参考研报

【华泰证券】美国通过芯片法案的影响分析

【国际投行报告】全球芯片行业芯片的冲突台积电、三星和英特尔

【亿渡数据】2022年中国集成电路行业研究报告

【国金证券】全球WiFi芯片的竞争格局及市场潜力投资建议

【国联证券】国产替代势头强劲，汽车与工业级芯片筑第二成长曲线

【中泰证券】中泰化工周度观点22W31：美国近日签署《芯片和科学法案》，刺激国内半导体国产化加速

【太平洋】海外核心电子供应商业绩承压，库存去化成芯片难题

【安信证券】芯片良率的重要保障，半导体清洗设备国产替代正当时

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