據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2021年上半年,中國集成電路產(chǎn)業(yè)的銷售額約為4102．9億元。雖然我國整個集成電路行業(yè)的市場規(guī)模龐大,但在很大程度上卻依賴于進口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計:2021年上半年,中國集成電路行業(yè)的進口量為3123．3億塊,進口金額約為1978．8億美元;而出口量為1513．9億塊,出口金額約為663．6億美元。中國集成電路行業(yè)進口出口嚴重失衡。

隨著互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的不斷發(fā)展,無論是新型信息產(chǎn)業(yè)還是進行信息化改革的傳統(tǒng)企業(yè)都對于芯片的需求量不斷攀升,這讓越來越多的人意識到了芯片的重要性。

好在社會對半導(dǎo)體行業(yè)的關(guān)注度越來越高,更多的芯片企業(yè)也對于芯片國產(chǎn)化的重要性有了深刻的認識。在各方的不斷努力下,國產(chǎn)半導(dǎo)體多點開花取得了一系列的成就。

功率器件

功率器件在電力電子行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用,是電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)元器件之一。隨著科技快速發(fā)展,功率半導(dǎo)體器件應(yīng)用領(lǐng)域正在從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域快速擴展至新能源、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能機器人、軌道交通等戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域。據(jù)IHS Markit,2019年全球功率器件市場規(guī)模約為404億美元,Omida 預(yù)計至2024年市場規(guī)模將增長至524億美元,年增速為5．3%。居家辦公帶來的PC和云服務(wù)器等市場的大幅增長、5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與5G手機的大量出貨,都是全球半導(dǎo)體和全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模增長的重要驅(qū)動力。

國內(nèi)半導(dǎo)體公司很早就開始了二極管、晶體管、MOSFET等功率器件的設(shè)計和制作。據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù),2020年中國功率分立器件有5家公司進入全球前20,分別是排名第9的安世半導(dǎo)體,排名第13的揚州揚杰,排名第15的華潤微,排名第17的杭州士蘭微,排名第20的吉林華微。

揚杰科技立足功率半導(dǎo)體,通過不斷擴充產(chǎn)品線和應(yīng)用下游,在二極管類和整流橋產(chǎn)品取得行業(yè)領(lǐng)先的競爭地位。除二極管類產(chǎn)品以外,公司加大研發(fā)投入,研發(fā)并量產(chǎn)了MOSFET、IGBT模塊、碳化硅器件等多種高端功率器件和模塊,形成全面的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品布局。2009-2019年,公司營收保持持續(xù)增長,10年復(fù)合平均增長率高達26．55%。2020年實現(xiàn)營業(yè)總收入26．31億元,同比上漲31．11%。

華潤微是功率半導(dǎo)體芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試全產(chǎn)業(yè)鏈頭部公司,產(chǎn)品聚焦于功率半導(dǎo)體、智能傳感器、智能控制。MOSFET是華潤微核心產(chǎn)品,華潤微也是少數(shù)能提供低、中、高壓全系列MOSFET 產(chǎn)品的公司。根據(jù)Omdia的統(tǒng)計,2020年度以銷售額計,華潤微在中國MOSFET市場中排名第三,僅次于英飛凌和安森美,是中國本土最大的MOSFET廠商。2020年華潤微營業(yè)收入69．77億元,同比增長21．50%。

作為老牌的半導(dǎo)體功率器件廠商,士蘭微已擁有成熟的功率半導(dǎo)體器件、MOSFET、IGBT、二極管等器件產(chǎn)品。也已成為國內(nèi)規(guī)模較大的集成電路芯片設(shè)計與制造一體(IDM)的企業(yè)之一,其技術(shù)水平、營業(yè)規(guī)模、盈利能力等各項指標在國內(nèi)同行中均名列前茅。2020年,公司營業(yè)總收入為428,056萬元,較2019年同期增長37．61%。

華微電子是集功率半導(dǎo)體器件設(shè)計研發(fā)、芯片加工、封裝測試及產(chǎn)品營銷為一體的國家級高新技術(shù)企業(yè),其前身是成立于1965年的吉林省吉林市半導(dǎo)體廠。華微電子發(fā)布2021年半年報,公司上半年實現(xiàn)營業(yè)收入9．92億元,同比增長23．45%。華微電子是以IDM模式為主的國內(nèi)領(lǐng)先功率半導(dǎo)體企業(yè),具備芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試等全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的經(jīng)營能力。目前,華微電子擁有4至8英寸芯片生產(chǎn)線,各尺寸晶圓生產(chǎn)能力為400萬片/年,封裝資源為24億只/年。

新潔能作為國內(nèi)功率器件領(lǐng)先設(shè)計企業(yè),擁有溝槽型功率MOSFET、超結(jié)功率MOSFET、屏蔽柵功率MOSFET和IGBT四大品類,產(chǎn)品覆蓋12V～1350V電壓范圍、0．1A～350A電流范圍,共計1300余款細分型號產(chǎn)品,是國內(nèi)擁有MOSFET產(chǎn)品種類最齊全的公司之一。2020年,新潔能營收9．55億元,同比增加23．62%。

今年4月,據(jù)知情人士透露,華為正在為公司的功率器件研發(fā)招攬人才,其中包括IGBT、MOSFET、SiC、GaN等主流的功率器件,據(jù)說隊伍目前已有數(shù)百人。

近年來,我國功率器件產(chǎn)量不斷提升,國產(chǎn)企業(yè)的實力逐漸增強。2015年以來,我國功率器件產(chǎn)銷率均處于100%以上,近年來,保持快速增長趨勢,2020年產(chǎn)銷率達到近年來水平最高,我國功率器件市場整體處于供大于求狀態(tài)。

GPU

GPU 被廣泛用于游戲,高清顯示,元宇宙,數(shù)據(jù)中心,車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,下游需求旺盛。根據(jù)Verified Market Research數(shù)據(jù),2020年全球GPU市場價值為254．1億美元,2027年有望達到1853．1億美元,年平均增速高達32．82%。據(jù)估算,2020 年中國大陸的獨立GPU市場規(guī)模為47億美元,2027年將超過346億美元。

景嘉微作為國內(nèi)GPU領(lǐng)先企業(yè),是當(dāng)之無愧的國產(chǎn)之光。2021年上半年,公司營收4．75億元人民幣,同比增長53．51%;凈利潤約1．26億元人民幣,同比增長41．11%。景嘉微推出了國內(nèi)首款具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高可靠圖形處理芯片JM5400,可廣泛應(yīng)用于有高可靠性要求的圖形生成及顯示等領(lǐng)域,滿足機載、艦載、車載環(huán)境下圖形系統(tǒng)的功能與性能要求。另外,JM7系產(chǎn)品推動芯片業(yè)務(wù)快速增長,公司2018年推出的7系產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于信創(chuàng)市場。據(jù)了解,景嘉微JM9系列圖形處理芯片目前正處于測試階段,9系產(chǎn)品支持高性能計算、高清顯示和游戲,9系相對7系制程從28nm 提升到 14nm,應(yīng)用領(lǐng)域從圖形顯控拓展到高性能計算,同時顯控能力大幅提升可以支持 3D 顯示和 4k游戲;GPU 產(chǎn)品有望從信創(chuàng)領(lǐng)域拓展到民品市場,打開新的市場空間。

同時掌握CPU、GPU、芯片組三大核心技術(shù)的兆芯,具備三大核心芯片及相關(guān)IP設(shè)計與研發(fā)的能力,致力于通過技術(shù)創(chuàng)新與兼容主流的發(fā)展路線,推動信息產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。2019Q2,兆芯發(fā)布了全新的用于PC的處理器KX-6000系列。KX-6000是業(yè)內(nèi)第一款完整集成CPU、GPU、芯片組的SoC單芯片國產(chǎn)通用處理器。KX-6000系列處理器采用16納米制程,集成高性能顯卡,支持DP/HDMI/VGA輸出,兼容DirectX、OpenGL、OpenCL等主流API,最高可同時輸出3臺顯示器,分辨率可達4K。除了以上集成GPU外,兆芯還計劃發(fā)布一款采用臺積電28納米工藝,TDP 70瓦的獨立GPU。

由中國船舶重工集團第709研究所控股的凌久電子研制了GP101,這是具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的圖形處理器芯片。GP101支持2D/3D圖形加速,支持二維矢量圖形加速,支持4K分辨率、視頻解碼和硬件圖層處理等功能。GP101支持VxWorks、Linux、Windows等通用操作系統(tǒng),支持中標麒麟、道等國產(chǎn)操作系統(tǒng),支持龍芯、飛騰、申威等國產(chǎn)處理器。GP101實現(xiàn)了我國通用3D顯卡零的突破,在信息安全和供貨能力方面有充分的保障,可以廣泛應(yīng)用于軍民多個領(lǐng)域。

芯瞳半導(dǎo)體成立于2019年,是一家從事GPU芯片設(shè)計的科技企業(yè)。公司著力于研發(fā)高性能的GPU芯片,為用戶提供以自研GPU芯片為核心的解決方案,致力于打造業(yè)界領(lǐng)先的GPU芯片設(shè)計平臺。公司第一代GPU芯片(GenBu01)系列產(chǎn)品已完成與國產(chǎn)CPU和主流操作系統(tǒng)的適配工作,可應(yīng)用于嵌入式計算及設(shè)備、辦公電腦和工控顯示設(shè)備等應(yīng)用場景。在研的高性能產(chǎn)品可應(yīng)用于服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等大型設(shè)備。公司的GPU架構(gòu)采用了業(yè)界主流的統(tǒng)一渲染架構(gòu),并具有高度可擴展的互聯(lián)結(jié)構(gòu)和計算陣列,便于芯片后續(xù)迭代升級。經(jīng)過多年的積累,團隊構(gòu)建了芯片建模虛擬平臺,通過該虛擬平臺,團隊可以快速地完成GPU相關(guān)軟件的研發(fā)和軟件生態(tài)的部署,與此同時,在該虛擬平臺上快速地對芯片架構(gòu)進行驗證,從而縮短GPU芯片的設(shè)計驗證周期,提升GPU芯片的設(shè)計效能。

天數(shù)智芯是中國第一家GPGPU(通用圖形處理器)云端芯片及超級算力系統(tǒng)提供商。今年3月,正式發(fā)布了完全自研的高性能云端7nm GPGPU芯片BI、加速卡,實現(xiàn)了國產(chǎn)高性能GPGPU歷史上的突破。天數(shù)智芯立足國內(nèi)市場,重點打造自主可控、國際領(lǐng)先的通用、標準、高性能通用并行GPGPU云端計算芯片,從芯片端解決算力問題;并推出面向 5G 應(yīng)用需求的云端推理芯片,兼容主流GPGPU生態(tài),推進國產(chǎn)化生態(tài)建設(shè)。

據(jù)稱,壁仞科技研發(fā)的首款7nm GPU會在今年第三季度流片。壁仞科技累計融資47億元,該公司如此驚人的吸金能力備受矚目。壁仞科技之所以在尚未發(fā)布首款產(chǎn)品的背景下有這樣強大的融資能力,很大原因是壁仞科技創(chuàng)始人兼董事長張文以及組建的創(chuàng)始團隊。張文曾任職于商湯科技并擔(dān)任總裁。商湯科技也是AI領(lǐng)域的“融資狂人”,張文主要負責(zé)商湯與上海、成都等城市合作落地項目,包括參與落戶上海的商湯集團中國總部暨全球研發(fā)總部項目。張文還為壁仞科技拉來了極其豪華的配置,壁仞科技CTO兼首席架構(gòu)師洪洲,曾在英偉達、S3 Graphics、兆芯等負責(zé)GPU項目,加入壁仞科技前,負責(zé)海思自研GPU團隊。聯(lián)合創(chuàng)始人焦國方,曾在Trident、S3 Graphics、高通任職,5代高通Adreno移動GPU架構(gòu)由其開發(fā),最近一段履歷,是擔(dān)任華為Futurewei公司GPU技術(shù)首席科學(xué)家,負責(zé)華為鴻蒙OS圖形圖像處理和UI系統(tǒng)框架。

在種種技術(shù)趨勢和大國競爭的背景下,國產(chǎn)GPU賽道已進入白熱化階段。但越是花團錦簇,越要警惕亂花迷眼,適當(dāng)?shù)摹袄洹彼伎加幸嫔硇摹?/p>

模擬IC

模擬芯片無處不在,主要用于電源管理和信號鏈路,其生命周期長、門檻較高、壁壘明顯。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù),2020年全球半導(dǎo)體行業(yè)的整體規(guī)模為4331億美元,模擬芯片的市場規(guī)模則達到540億美元,占比半導(dǎo)體行業(yè)而規(guī)模的13%,是半導(dǎo)體行業(yè)中的重要組成部分。根據(jù)IDC數(shù)據(jù),中國模擬芯片市場約為全球的36%,但是本土的自給率卻偏低,長久以來,全球模擬芯片主要被美歐壟斷。國內(nèi)模擬廠商的自給率不到 20%,在高端領(lǐng)域甚至低于 5%。

矽力杰于2008年成立,2013年上市,立足于自主創(chuàng)新,布局全球,做模擬芯片行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)跑者。過去10年年成長率超過30%。矽力杰利用行業(yè)領(lǐng)先的工藝技術(shù)設(shè)計創(chuàng)新的混合信號和模擬IC,產(chǎn)品廣泛用于工業(yè),消費類,計算和通信設(shè)備中,旨在提高效率并節(jié)約或衡量能源使用。

國內(nèi)模擬龍頭圣邦微專注于高性能、高品質(zhì)模擬集成電路的研發(fā)和銷售。2021年上半年該公司實現(xiàn)營收9．1546億元,同比增加96．66%公司產(chǎn)品覆蓋信號鏈和電源管理兩大領(lǐng)域,擁有25大類3500余款可銷售型號,包括各類運算放大器及比較器、音頻功率放大器、視頻緩沖器、線路驅(qū)動器、模擬開關(guān)等。產(chǎn)品性廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、消費類電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器和汽車電子等領(lǐng)域,以及物聯(lián)網(wǎng)、新能源和人工智能等新興市場。自2008年至今,公司連續(xù)獲評“十大中國IC設(shè)計公司”。

今年上半年,艾為電子營收10．67億元。艾為電子專注于數(shù)?；旌稀⒛M、射頻等IC設(shè)計,為以手機、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、可穿戴和消費類電子等眾多領(lǐng)域的智能終端產(chǎn)品全面提供技術(shù)領(lǐng)先且高品質(zhì)、高性能的IC產(chǎn)品。8月16日,上海艾為電子技術(shù)股份有限公司在上海證券交易所科創(chuàng)板上市。艾為電子的研發(fā)人員數(shù)量非常多,高達641人。

聚焦高性能模擬IC的思瑞浦,目前已擁有超過900款可供銷售的產(chǎn)品型號,產(chǎn)品以信號鏈模擬芯片為主,并逐漸向電源管理模擬芯片拓展,其應(yīng)用范圍涵蓋信息通訊、工業(yè)控制、監(jiān)控安全、醫(yī)療健康、儀器儀表、新能源和汽車等眾多領(lǐng)域,客戶覆蓋華為、中興、?？低暤取９?020年度實現(xiàn)營業(yè)收入5．66億元,同比增長86．61%。

晶豐明源成立于2008 年,是國內(nèi)領(lǐng)先的模擬和混合信號集成電路設(shè)計企業(yè)之一。2021年半年度報告顯示,公司實現(xiàn)營業(yè)收入10．66億元,較上年同期增長177．19%,實現(xiàn)凈利潤3．36億元。公司AC/DC類產(chǎn)品取得較好的客戶反饋,以白電(空調(diào)、冰箱、洗衣機)為主的大家電AC/DC電源芯片已完成客戶驗證,多家客戶進入批量銷售階段;適用于小家電的AC/DC電源芯片開始進入送樣階段;單火線智能面板AC/DC產(chǎn)品已開始批量出貨。半年度報告期內(nèi),內(nèi)置AC/DC電源芯片類產(chǎn)品共實現(xiàn)銷售收入1220．97萬元。應(yīng)用于充電器、適配器的外置AC/DC電源芯片實現(xiàn)銷售收入1,883．96萬元,部分產(chǎn)品已進入批量試產(chǎn)階段。

芯朋微是一家專業(yè)從事電源管理為主的模擬及數(shù)模混合集成電路設(shè)計的高科技創(chuàng)新企業(yè)。公司具有國內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)實力,特別在高低壓集成半導(dǎo)體技術(shù)方面更是擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)團隊。公司在國內(nèi)創(chuàng)先開發(fā)成功并量產(chǎn)了單片700V高低壓集成開關(guān)電源芯片、1200V高低壓集成開關(guān)電源芯片、零瓦待機高低壓集成開關(guān)電源芯片等產(chǎn)品。

賽微微電子是全球僅有的三家能夠量產(chǎn)高精度電池電量計專用集成電路企業(yè)之一。產(chǎn)品線包括電池電量計芯片、電池管理芯片、電池保護芯片、BMS前端采集芯片以及USB充電控制芯片。專注市場領(lǐng)域涵蓋移動通信、平板計算機、筆記本計算機、電動工具、電動交通工具、電池儲能設(shè)備等諸多領(lǐng)域,累計出貨芯片超過3億顆

從業(yè)績來看,盡管國內(nèi)模擬IC廠商在業(yè)務(wù)體量上與德州儀器等國際巨頭相差甚遠,但國產(chǎn)替代的需求強烈,其營收均呈現(xiàn)出高速增長的狀態(tài),在華為、中興等眾多終端客戶的加持下,國內(nèi)模擬IC廠商未來可觀。

結(jié)語

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展已刻不容緩,中國集成電路行業(yè)的破局之路充滿了挑戰(zhàn)。廠商應(yīng)該從全球發(fā)展的視角打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈,借助市場資本之力不斷鉆研,投入研發(fā),快速迭代,才能在群雄逐鹿的背景下突圍而出。