發(fā)展和變化中的集成電路產(chǎn)業(yè)

發(fā)展和變化中的集成電路產(chǎn)業(yè)2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）2

1.概述集成電路產(chǎn)業(yè)是一門(mén)充滿(mǎn)創(chuàng)新和變數(shù)的產(chǎn)業(yè)1958年第一塊集成電路（IC）誕生，半個(gè)世紀(jì)的歷程演繹了令人興奮不已的快速進(jìn)步。IC產(chǎn)業(yè)既是一個(gè)令世人驚羨鐘愛(ài)的產(chǎn)業(yè)，又是一個(gè)使人嘔心瀝血、欲罷不能、不斷面對(duì)挑戰(zhàn)的產(chǎn)業(yè)。集成電路具有當(dāng)今高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的典型特點(diǎn)，它是中間產(chǎn)品，其應(yīng)用可以產(chǎn)生十倍甚至于百倍的倍增效益，因此，世界在這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）3IC技術(shù)發(fā)展沿革：

微米－亞微米－深亞微米－納米

集成電路的技術(shù)進(jìn)步一般用微細(xì)加工精度和芯片的集成度來(lái)衡量。

2007年：65納米CMOS工藝為主流的集成電路技術(shù)已進(jìn)入大生產(chǎn)。45納米先導(dǎo)性生產(chǎn)線(xiàn)也開(kāi)始投入運(yùn)轉(zhuǎn)。CPU上的晶體管數(shù)已達(dá)到8億只。集成電路產(chǎn)業(yè)作為典型的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，高投入、搞收益、高風(fēng)險(xiǎn)的特征更加突出。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）4

摩爾定律（1965年提出）

GordonMoore－Intel名譽(yù)董事長(zhǎng)IC上可容納的晶體管數(shù)目，每18個(gè)月(或24個(gè)月)便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。這一定律還意味著IC的成本每18個(gè)月(或24個(gè)月)降低一半。集成電路自誕生以來(lái)，一直戲劇性地遵循著這一定律。這樣的變化速度是其它產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品難于比擬的。該定律成為電子信息產(chǎn)業(yè)對(duì)于其技術(shù)發(fā)展前景預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）5

摩爾定律的演進(jìn)數(shù)據(jù)來(lái)源：INTEL2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）6半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史大事記（I）第一只晶體管問(wèn)世FairchildSemiconductors公司成立（仙童－飛索）第一塊集成電路問(wèn)世仙童（半導(dǎo)體工藝）和德州儀器公司（電路形式）共同推出了第一顆商用集成電路（雙極型模擬電路）TTL邏輯電路問(wèn)世（雙極型數(shù)字電路）仙童公司推出第一塊CMOS集成電路1英寸硅晶圓出現(xiàn)GordonMoore提出Moore’slaw（摩爾定律）專(zhuān)業(yè)半導(dǎo)體制造設(shè)備供應(yīng)商—美國(guó)應(yīng)用材料公司成立2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）7半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史大事記（I）1947第一只晶體管問(wèn)世1957FairchildSemiconductors公司成立（仙童－飛索）1958第一塊集成電路問(wèn)世1961仙童（半導(dǎo)體工藝）和德州儀器公司（電路形式）共同推出了第一顆商用集成電路（雙極型模擬電路）1962TTL邏輯電路問(wèn)世（雙極型數(shù)字電路）1963仙童公司推出第一塊CMOS集成電路19641英寸硅晶圓出現(xiàn)1965GordonMoore提出Moore’slaw（摩爾定律）1967專(zhuān)業(yè)半導(dǎo)體制造設(shè)備供應(yīng)商—美國(guó)應(yīng)用材料公司成立2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）8Intel成立；NEC制作出日本第一顆IC商用的BiCMOS技術(shù)開(kāi)發(fā)成功5英寸的硅晶圓出現(xiàn)8英寸硅晶圓開(kāi)始使用；臺(tái)灣臺(tái)積電開(kāi)創(chuàng)專(zhuān)業(yè)IC制造代工模式專(zhuān)業(yè)EDA工具開(kāi)發(fā)商Cadence公司成立.12英寸硅晶圓出現(xiàn)中芯國(guó)際IC制造公司（SMIC）在中國(guó)大陸成立Intel建成首個(gè)12英寸生產(chǎn)線(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史大事記(II)2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）91968Intel成立；NEC制作出日本第一顆IC1973商用的BiCMOS技術(shù)開(kāi)發(fā)成功19795英寸的硅晶圓出現(xiàn)19858英寸硅晶圓開(kāi)始使用；1987臺(tái)灣臺(tái)積電開(kāi)創(chuàng)專(zhuān)業(yè)IC制造代工模式1988專(zhuān)業(yè)EDA工具開(kāi)發(fā)商Cadence公司成立.199612英寸硅晶圓出現(xiàn)2000中芯國(guó)際IC制造公司（SMIC）在中國(guó)大陸成立2002Intel建成首個(gè)12英寸生產(chǎn)線(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史大事記(II)2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）10硅含量半導(dǎo)體價(jià)值在電子產(chǎn)品價(jià)值中所占的百分比

196519751985199520052010電子產(chǎn)品中的硅含量2％6％7％21％23％硅片直徑（mm）502”1004”1506”2008”30012”半導(dǎo)體產(chǎn)值（億美元）15402501440227430562022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）11硅周期

全球集成電路產(chǎn)業(yè)一直保持周期性的上升與下降，人們稱(chēng)這種周期性的變化為“硅周期”2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）12

世界硅周期曲線(xiàn)數(shù)據(jù)來(lái)源：MorganStandley2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）13硅周期存在的原因

供求關(guān)系的變化是硅周期存在的主要原因行業(yè)發(fā)展過(guò)快、產(chǎn)能擴(kuò)大太猛會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)供大于求，庫(kù)存量劇增，價(jià)格急速下降。集成電路的發(fā)展不僅對(duì)電子設(shè)備有強(qiáng)烈的影響和滲透，而且反過(guò)來(lái)還對(duì)其有強(qiáng)烈的依賴(lài)性，電子設(shè)備市場(chǎng)的繁榮與衰退都將直接影響到集成電路市場(chǎng)。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）14

1985-2007年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

銷(xiāo)售收入規(guī)模增長(zhǎng)情況數(shù)據(jù)來(lái)源：WSTS2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）151986-2007年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

銷(xiāo)售收入增長(zhǎng)率

變動(dòng)情況數(shù)據(jù)來(lái)源：WSTS2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）16

2007年全球半導(dǎo)體廠(chǎng)商Top20排名廠(chǎng)商銷(xiāo)售額百萬(wàn)美元排名廠(chǎng)商銷(xiāo)售額百萬(wàn)美元1Intel（美）3397311AMD（美）57922Samsung（韓）2013712Qualcomm（美）56033Toshiba（日）1259013NEC（日）55554TI（美）1217214Freescale（美）53495ST（歐）999115Micron（美）49436Hynix（韓）961416Qimonda（歐）41867Renesas日）813717Matsushita（日）39468Sony（日）804018Elpida（日）38369NXP（歐）603819Broadcom（美）373110Infineon（歐）586420Sharp（日）3584數(shù)據(jù)來(lái)源：iSuppli

美國(guó)7家，日本7家，歐洲4家，亞太2家2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）17微電子、IC、半導(dǎo)體三者關(guān)系微電子－學(xué)科名稱(chēng)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)－集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)外延包括－整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品分為四大類(lèi)：集成電路，分立器件，光電器件、傳感器

05-07年全球半導(dǎo)體產(chǎn)品銷(xiāo)售比例200520062007集成電路IC84.8％84.5％85.4％分立器件Disc.7.1％6.7％6.4％光電器件Opto.6.1％6.6％6.3%傳感器Sensors2.0％2.2％1.9％2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）18按公司總部所在地劃分的全球IC銷(xiāo)量數(shù)據(jù)來(lái)源：iSuppli2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）19世貿(mào)規(guī)則的影響世貿(mào)規(guī)則約束著WTO締約方的經(jīng)貿(mào)活動(dòng)反傾銷(xiāo)規(guī)則對(duì)每一外國(guó)的產(chǎn)品銷(xiāo)售到本國(guó)的比例進(jìn)行限制原產(chǎn)地規(guī)則以擴(kuò)散工藝所在地為該IC產(chǎn)品的原產(chǎn)地《半導(dǎo)體芯片保護(hù)法》對(duì)集成電路布圖提供特別的權(quán)力保護(hù)2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）202.集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)集成電路產(chǎn)業(yè)是目前世界上發(fā)展最快、最具影響力的產(chǎn)業(yè)之一。為了適應(yīng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值的內(nèi)在要求，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化：最初以“全能型”企業(yè)為主體現(xiàn)在為垂直分工越來(lái)越清晰的“專(zhuān)業(yè)型”企業(yè)為主體2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）21集成電路產(chǎn)業(yè)鏈

整機(jī)生產(chǎn)

IC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工具軟件開(kāi)發(fā)

IC制造材料制備IC封裝設(shè)備制造

IC測(cè)試

2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）22早期的集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)早期的IC產(chǎn)業(yè)以全能型企業(yè)為主，稱(chēng)為IDM:

集整機(jī)產(chǎn)品和IC設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試等生產(chǎn)全過(guò)程于一身。最早開(kāi)始投資IC產(chǎn)業(yè)的IDM多為美國(guó)電子企業(yè)

德州儀器、仙童、Motorola、IBM、DECD等這些公司投資IC產(chǎn)業(yè)主要為自身整機(jī)產(chǎn)品服務(wù)

提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，爭(zhēng)奪市場(chǎng)2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）23材料、設(shè)備業(yè)分離后的集成電路產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品形態(tài)明晰的設(shè)備業(yè)、材料業(yè)最先從這些“全能企業(yè)”中分離出來(lái)。整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)分化為集成電路業(yè)、半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)和半導(dǎo)體材料業(yè)三個(gè)子產(chǎn)業(yè)。材料、設(shè)備業(yè)開(kāi)發(fā)技術(shù)難度大，屬于基礎(chǔ)科學(xué)類(lèi)，開(kāi)發(fā)費(fèi)用高，因此進(jìn)入門(mén)檻高。半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)被應(yīng)用材料、日本東京電子、荷蘭ASML三家企業(yè)壟斷。國(guó)內(nèi)材料業(yè)公司有：有研院、海納、新傲等。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）24材料、設(shè)備業(yè)分離后的IC產(chǎn)業(yè)鏈

整機(jī)生產(chǎn)

IC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工具軟件開(kāi)發(fā)

IC制造材料制備IC封裝設(shè)備制造

IC測(cè)試

2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）25封裝、測(cè)試業(yè)分離后的集成電路產(chǎn)業(yè)二十世紀(jì)70年代，封裝、測(cè)試業(yè)逐漸從整個(gè)產(chǎn)業(yè)中分離出來(lái)。封裝、測(cè)試（后道）技術(shù)已物化到了設(shè)備技術(shù)和原材料技術(shù)之中。剩下的生產(chǎn)工序轉(zhuǎn)化為勞動(dòng)力密集型工作。發(fā)達(dá)國(guó)家將封裝測(cè)試轉(zhuǎn)移到本土以外的其他地區(qū)臺(tái)灣企業(yè)在全球封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)中所占的比重最大（全球前5大封測(cè)廠(chǎng)占3席）2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）26封裝、測(cè)試業(yè)分離后的IC產(chǎn)業(yè)鏈

整機(jī)生產(chǎn)

IC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工具軟件開(kāi)發(fā)

IC制造材料制備IC封裝設(shè)備制造

IC測(cè)試

2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）27設(shè)計(jì)業(yè)分離后的集成電路產(chǎn)業(yè)八十年代Daisy公司首先實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)（CAE）集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)開(kāi)始部分物化到設(shè)計(jì)工具中。隨著EDA工具的發(fā)展，庫(kù)的概念、工藝模型參數(shù)及其仿真概念的引入IC設(shè)計(jì)開(kāi)始進(jìn)入抽象化階段，使設(shè)計(jì)過(guò)程可以獨(dú)立于生產(chǎn)工藝而存在。隨著PC機(jī)的廣泛應(yīng)用，IC產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入以客戶(hù)為導(dǎo)向的階段，集成電路產(chǎn)業(yè)從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代進(jìn)入到一個(gè)用戶(hù)定制產(chǎn)品的時(shí)代。專(zhuān)門(mén)從事IC設(shè)計(jì)的公司開(kāi)始大量出現(xiàn)。1982年世界上第一家專(zhuān)業(yè)的IC設(shè)計(jì)公司―美國(guó)LSILogic公司成立。處于產(chǎn)業(yè)鏈前端的設(shè)計(jì)業(yè)被認(rèn)為地位最穩(wěn)固并可控制整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。2006年世界IC設(shè)計(jì)公司收益較2005年增長(zhǎng)34%，遠(yuǎn)高于整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)8.9%的增長(zhǎng)率，占半導(dǎo)體工業(yè)總體收益的20%。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）28

1994-2005年集成電路設(shè)計(jì)公司

數(shù)量與收入變化情況數(shù)據(jù)來(lái)源：FSACAGR－年均增長(zhǎng)率2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）29設(shè)計(jì)業(yè)分離后的IC產(chǎn)業(yè)鏈

整機(jī)生產(chǎn)

IC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工具軟件開(kāi)發(fā)

IC制造材料制備IC封裝設(shè)備制造

IC測(cè)試

2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）30加工業(yè)分離后的集成電路產(chǎn)業(yè)制造工藝水平的不斷提高，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的投入越來(lái)越大，多數(shù)IDM無(wú)力承擔(dān)如此之高的費(fèi)用。于是只專(zhuān)注于芯片制造的代工企業(yè)出現(xiàn)了。1987年，全球第一家集成電路制造專(zhuān)業(yè)代工服務(wù)公司―臺(tái)積電（TSMC）成立。半導(dǎo)體代工陣營(yíng)中的前四大企業(yè)為：臺(tái)積電（TSMC）、聯(lián)電(UMC)、中芯國(guó)際(SMIC)、特許(Chartered)以X-Fab、JazzSemiconductor為代表的企業(yè)以提供特殊Foundry服務(wù)(RF、Analog)而擁有自己的一席之地。無(wú)生產(chǎn)線(xiàn)的IC設(shè)計(jì)公司（Fabless）與IC代工制造公司(Foundry)相配合的方式成為IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要模式。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）31加工業(yè)分離后的IC產(chǎn)業(yè)鏈

整機(jī)生產(chǎn)

IC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工具軟件開(kāi)發(fā)

IC制造材料制備IC封裝設(shè)備制造

IC測(cè)試

2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）32整機(jī)業(yè)務(wù)分離后的集成電路產(chǎn)業(yè)“IDM公司”從”綜合型IDM公司”中剝離出來(lái)專(zhuān)門(mén)從事半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試，不從事整機(jī)業(yè)務(wù)。專(zhuān)業(yè)型IDM公司具有更高的運(yùn)作效率。Motorola、Siemens、Philip等歐美綜合型IDM公司將半導(dǎo)體業(yè)務(wù)單獨(dú)剝離出來(lái)，分別成立了Freescale、Infineon、NXP等專(zhuān)業(yè)型IDM公司。日本的綜合電子企業(yè)NEC和日立公司，剝離其存儲(chǔ)器部門(mén)聯(lián)合成立存儲(chǔ)器大廠(chǎng)Elpida。日立、三菱的非存儲(chǔ)器部門(mén)又分離出來(lái)聯(lián)合成立瑞薩半導(dǎo)體公司這些都成為2000年后半導(dǎo)體業(yè)界相當(dāng)矚目的現(xiàn)象。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）33

集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化路線(xiàn)2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）34產(chǎn)業(yè)集群集成電路產(chǎn)業(yè)已逐漸由原來(lái)“大而全”形式的產(chǎn)業(yè)演化成目前設(shè)備商、材料商、EDA工具開(kāi)發(fā)商

等“專(zhuān)而精”的多個(gè)細(xì)分子產(chǎn)業(yè)，形成了產(chǎn)業(yè)集群的概念。在IDM公司繼續(xù)發(fā)揮重大作用的基礎(chǔ)上，IC產(chǎn)業(yè)形成了設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)、封裝業(yè)、測(cè)試業(yè)

等獨(dú)立成行的局面。即使設(shè)計(jì)業(yè)本身也慢慢出現(xiàn)了細(xì)分，如專(zhuān)門(mén)從事提供IP的設(shè)計(jì)服務(wù)公司，即第三方公司。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）35IC設(shè)計(jì)業(yè)進(jìn)一步細(xì)分

整機(jī)生產(chǎn)

IC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工具軟件開(kāi)發(fā)

IC制造材料制備IC封裝設(shè)備制造

IC測(cè)試

產(chǎn)品設(shè)計(jì)IP模塊設(shè)計(jì)2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）36

Fab-lite概念45nm節(jié)點(diǎn)32nm節(jié)點(diǎn)建廠(chǎng)費(fèi)用30億美元50-100億美元工藝研發(fā)24億美元30億美元設(shè)計(jì)費(fèi)用2-5千萬(wàn)美元7.5千萬(wàn)美元掩模費(fèi)用9百萬(wàn)美元NA數(shù)據(jù)來(lái)源：EETimes.VLSI.2007April

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步推進(jìn)，工藝研發(fā)費(fèi)用、建廠(chǎng)費(fèi)用等呈火箭狀上升，國(guó)際IDM大廠(chǎng)紛紛向Fab-lite轉(zhuǎn)移，尋求與代工廠(chǎng)商的外協(xié)合作，共同開(kāi)發(fā)新工藝，或委托開(kāi)發(fā)新技術(shù)。許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也不得不聯(lián)合起來(lái)，形成其它產(chǎn)業(yè)很少見(jiàn)的現(xiàn)象。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）37產(chǎn)業(yè)集群特點(diǎn)產(chǎn)業(yè)分類(lèi)產(chǎn)業(yè)鏈中位置產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)投資金額（美元）人均產(chǎn)值(萬(wàn)美元)設(shè)計(jì)上游智力密集型開(kāi)發(fā)一款I(lǐng)C產(chǎn)品在百萬(wàn)到千萬(wàn)70-100制造加工中游資金、技術(shù)密集型具有高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、高利潤(rùn)特點(diǎn)12英寸生產(chǎn)線(xiàn)需20億18英寸將高達(dá)100億12-50封裝測(cè)試下游勞動(dòng)密集型從千萬(wàn)到數(shù)億10IDM整條302022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）38私募資金進(jìn)軍半導(dǎo)體領(lǐng)域私募資金對(duì)此充滿(mǎn)高風(fēng)險(xiǎn)的領(lǐng)域發(fā)動(dòng)了連續(xù)進(jìn)攻2006年以來(lái)，私募資金買(mǎi)斷上市半導(dǎo)體公司的現(xiàn)象開(kāi)始出現(xiàn)：私募集團(tuán)收購(gòu)飛利浦半導(dǎo)體事業(yè)部門(mén)80.1％的股份。飛思卡爾半導(dǎo)體以176億美元出售給私人投資集團(tuán)。國(guó)際私募基金凱雷集團(tuán)有意收購(gòu)全球最大半導(dǎo)體封裝測(cè)試企業(yè)―臺(tái)灣日月光集團(tuán)。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）393.產(chǎn)業(yè)形態(tài)IC產(chǎn)業(yè)主要以四大類(lèi)產(chǎn)品的形態(tài)存在微器件存儲(chǔ)器邏輯電路模擬電路2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）40微器件微器件由三部分器件構(gòu)成微處理器（MPU）通用型、嵌入式微控制器（MCU）4、8、16、32位數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）通用型、嵌入式2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）41微處理器（MPU）

通用型微處理器PC機(jī)或工作站、服務(wù)器等的CPU，具有

高壟斷、高技術(shù)、高利潤(rùn)、高風(fēng)險(xiǎn)等特征。

嵌入式型微處理器嵌入式CPU的基礎(chǔ)是通用型CPU，本質(zhì)上與通用CPU的區(qū)別不大，只是在各種不同的應(yīng)用中僅保留與具體應(yīng)用有關(guān)的功能，去除冗余的功能。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）42通用型微處理器高壟斷：整個(gè)行業(yè)的PC市場(chǎng)基本被Intel、AMD兩家所控制，Sun、IBM等少數(shù)公司只能分享工作站與服務(wù)器領(lǐng)域的一部分市場(chǎng)。高技術(shù)：通用CPU強(qiáng)烈追求功能的強(qiáng)大和頻率的提高，對(duì)最先進(jìn)的IC工藝需求十分迫切，高端CPU已進(jìn)入65nm工藝制程。繼續(xù)縮小加工尺寸將遇到漏電流和亞閾值斜率增大及互連線(xiàn)問(wèn)題，因而轉(zhuǎn)向通過(guò)改變體系框架發(fā)展多核CPU來(lái)達(dá)到目標(biāo)。高利潤(rùn)：以Intel處理器為例，其產(chǎn)品享受著30~40%

的高額利潤(rùn)，而像戴爾這樣的計(jì)算機(jī)公司，卻只有5％的利潤(rùn)。高風(fēng)險(xiǎn)：高技術(shù)意味著新的企業(yè)如果想進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，必然承受高風(fēng)險(xiǎn)這個(gè)代價(jià)。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）43嵌入式CPU嵌入式CPU主要用于消費(fèi)類(lèi)家電、汽車(chē)電子、工業(yè)設(shè)備等，是一個(gè)應(yīng)用高度分散，不斷創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)。與通用CPU領(lǐng)域的“獨(dú)大”局面不同，嵌入式CPU呈現(xiàn)的是一個(gè)百家爭(zhēng)鳴的形態(tài)。與通用型CPU主要使用x86或PowerPC兩類(lèi)核心架構(gòu)相比，嵌入式CPU常見(jiàn)的核心架構(gòu)包括MIPS、ARM、SuperH、x86和PowerPC。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）44微控制器（MCU）

MCU是各種自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，是最早的SoC，它將CPU、RAM、ROM、定時(shí)器、I/O接口和外圍電路整合在單一芯片上，形成系統(tǒng)級(jí)芯片。對(duì)嵌入式系統(tǒng)的顯示器、鍵盤(pán)、傳感器等外圍進(jìn)行控制。市場(chǎng)的產(chǎn)品生命周期很長(zhǎng)（汽車(chē)3到10年，家電5年）。運(yùn)用的軟件及操作系統(tǒng)也不太會(huì)更換，這些都有別于MPU市場(chǎng)。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）45

4、8、16、32位元MCU市場(chǎng)出貨量數(shù)據(jù)來(lái)源：In-Stat，20062022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）46數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）與微處理器分類(lèi)一樣，DSP也分為通用DSP與嵌入式DSP兩類(lèi)。通用DSP的主要市場(chǎng)在于通信應(yīng)用。嵌入式DSP則應(yīng)用廣泛，包括DVD播放機(jī)、機(jī)頂盒、音視頻接收設(shè)備、MP3播放器、數(shù)碼相機(jī)和汽車(chē)電子等。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）47DSP領(lǐng)域的Gene定律

每隔18個(gè)月，DSP的功耗將會(huì)降低一半1982年TI推出第一塊商用DSP芯片，25年間，市場(chǎng)規(guī)模已從1千萬(wàn)美元成長(zhǎng)到100億美元。DSP的發(fā)展先后經(jīng)歷了三波應(yīng)用創(chuàng)新：第一波為通信產(chǎn)品第二波為娛樂(lè)產(chǎn)品第三波則是汽車(chē)、醫(yī)療、環(huán)保等。目前，通信領(lǐng)域市場(chǎng)仍在穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展；娛樂(lè)應(yīng)用才剛剛開(kāi)始，擁有著無(wú)可限量的發(fā)展前景第三波應(yīng)用的特點(diǎn)在于個(gè)性化，因此市場(chǎng)非常巨大2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）48存儲(chǔ)器

主要包括DRAM和Flash閃存兩大類(lèi)產(chǎn)品。是最為體現(xiàn)半導(dǎo)體先進(jìn)制造工藝和經(jīng)營(yíng)規(guī)模效應(yīng)的產(chǎn)品。是一種最通用的商品，價(jià)格對(duì)供求變化的敏感性非常高，波動(dòng)幅度極大。資金需求大、工藝技術(shù)要求先進(jìn)，產(chǎn)業(yè)變動(dòng)起伏，不易控制。市場(chǎng)特點(diǎn)決定需要很大規(guī)模的制造和量產(chǎn)能力，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中最不穩(wěn)定的市場(chǎng)，是制造商和投資者眼中的高風(fēng)險(xiǎn)業(yè)務(wù)。存儲(chǔ)器制造廠(chǎng)商經(jīng)營(yíng)壓力沉重。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）49DRAMDRAM存儲(chǔ)器起源于Intel公司，后日本、韓國(guó)及中國(guó)臺(tái)灣紛紛以此為切入點(diǎn)進(jìn)入IC產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，迄今為止依然是這些國(guó)家和地區(qū)的主打產(chǎn)品。因?yàn)槿毡酒髽I(yè)的逐漸強(qiáng)大，Intel在1985年宣布退出存儲(chǔ)器領(lǐng)域，轉(zhuǎn)而集中發(fā)展微處理器。因?yàn)槿毡敬鎯?chǔ)器產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大，使得1988年日本位居全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之首，獨(dú)占世界市場(chǎng)50％以上，并維持7年之久。同樣因?yàn)轫n、臺(tái)在DRAM領(lǐng)域的相繼崛起，美國(guó)稱(chēng)霸微處理器領(lǐng)域，導(dǎo)致日本在世界半導(dǎo)體市場(chǎng)上地位的逐漸下降，近年已僅占20％。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）50DRAM現(xiàn)狀美國(guó)TI、Motorola已完全退出DRAM存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)，

IBM亦淡出，僅剩下全球市占率第四的美光（Micron）獨(dú)撐大局。日本東芝、富士通、日立等均退出DRAM市場(chǎng)，日立與NEC整合成立爾必達(dá)（Elpida）公司，成為全球第五大存儲(chǔ)器廠(chǎng)商。歐洲僅剩下德國(guó)的英飛凌(Infineon)，市場(chǎng)占有率2000年竄升至第四。06年剝離其存儲(chǔ)器事業(yè)部門(mén)成立Qimonda，為全球第三大廠(chǎng)。韓國(guó)DRAM位居全球首位。三星蟬聯(lián)冠軍?，F(xiàn)代及LG合并而成的Hynix，是全球DRAM第二大廠(chǎng)。臺(tái)灣也有4家公司入圍世界10大DRAM公司之列。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）512000年與2006年全球前十大DRAM廠(chǎng)商排名2000年排名2006年排名名次公司營(yíng)收(億美元)名次公司營(yíng)收(億美元)1Samsung66.41Samsung94.82Micron59.52Hynix56.43Hynix54.33Qimonda53.74Infineon29.84Micron37.45NEC21.15Elpida35.36Toshiba19.46南亞22.47Hitachi12.37力晶15.78Mitsubishi9.828茂德13.89茂德8.89鈺創(chuàng)2.8510華邦5.810華邦1.72數(shù)據(jù)來(lái)源：iSuppli2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）52Flash(閃存)

是一種非易失（非揮發(fā)）性存儲(chǔ)器，用于數(shù)碼相機(jī)MP3移動(dòng)電話(huà)移動(dòng)多媒體等目前已采用45納米工藝制程。

Flash分為NAND和NOR兩種形式。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）53邏輯電路邏輯電路扮演著IC中第一大門(mén)類(lèi)的角色。提供電路接口、數(shù)據(jù)通信、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)顯示、定時(shí)和控制操作以及系統(tǒng)運(yùn)行所需要的其它功能邏輯電路主要包括通用邏輯電路門(mén)陣列標(biāo)準(zhǔn)單元現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件（FPLD）數(shù)字雙極電路邏輯電路與存儲(chǔ)器、微處理器一同構(gòu)成了三種基本的數(shù)字電路類(lèi)型。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）54模擬電路

模擬電路是指處理連續(xù)性的光、聲音、溫度、速度等自然模擬信號(hào)的集成電路產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)模擬IC穩(wěn)壓器參考源放大器比較器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器接口專(zhuān)用模擬IC消費(fèi)電子計(jì)算機(jī)電信工業(yè)等領(lǐng)域2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）55模擬電路產(chǎn)品特點(diǎn)品種多、生命周期長(zhǎng)、技術(shù)含量高、輔助設(shè)計(jì)工具少、測(cè)試周期長(zhǎng)。數(shù)字IC強(qiáng)調(diào)運(yùn)算速度與成本，模擬IC強(qiáng)調(diào)高信噪比、低失真、低功耗和穩(wěn)定性。主要的工藝有BiCMOS和BCD工藝，在高頻領(lǐng)域還有SiGe和GaAs工藝。模擬電路市場(chǎng)增長(zhǎng)穩(wěn)定，波動(dòng)小，企業(yè)一般擁有持續(xù)獲利的前景。TI、ST、NXP、Infineon和ADI一直占據(jù)著全球五大供應(yīng)商位置。2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）56全球半導(dǎo)體分類(lèi)產(chǎn)品規(guī)模2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）574.產(chǎn)業(yè)格局全球集成電路產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期以?xún)晌粩?shù)的速度發(fā)展成為超過(guò)2000億美元的大產(chǎn)業(yè)。全球集成電路生產(chǎn)線(xiàn)近600條，其中8英寸線(xiàn)近190條12英寸線(xiàn)預(yù)計(jì)2008年底將達(dá)到70條2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）58

2008年底全球12英寸生產(chǎn)線(xiàn)將達(dá)70條（含在建）

地區(qū)公司產(chǎn)品

地區(qū)公司產(chǎn)品日本16條東芝×3SoC、FPGA、NAND

歐洲

4條ST/NXP/FreescaleR&D瑞薩SoCQimonda×2DRAMNECSoCIMECR&D松下Logic

韓國(guó)

9條三星×6DRAM/NAND、Logic富士通×2SoC海力士×3DRAM/NAND索尼×3CCD、CMOS、Logic

臺(tái)灣地區(qū)

19條臺(tái)積電×3FoundryROHMLogic聯(lián)電×2FoundryElpida×2DRAM茂德×4DRAMSeikoTFT華邦DRAM夏普TFT南亞DRAM美國(guó)18條英特爾×7MPUInotera×2DRAMTI×2DSP力晶×3DRAMAMDMPURexchip×2DRAMSpansion×2R&D、NOR華亞DRAMMicron×2DRAM

新加坡特許FoundryIMFlash×2DRAM/NAND

中國(guó)3條SMIC×3FoundryIBMSoC

美國(guó)AlbanyR&D2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）59產(chǎn)能規(guī)模2007年第三季度全球集成電路晶圓產(chǎn)能情況單位：k/周MOS（8”折算）2025.4

其中8”所占比例51.9％BIPOLAR（5”折算）196.1數(shù)據(jù)來(lái)源：WSTS2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）6003-07年全球MOS晶圓產(chǎn)能比例變動(dòng)情況數(shù)據(jù)來(lái)源：WSTS，CSIA整理2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）61Foundry和IDM產(chǎn)能所占比例變動(dòng)情況數(shù)據(jù)來(lái)源：WSTS2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）62

全球MOS和Bipolar產(chǎn)能利用率情況數(shù)據(jù)來(lái)源：WSTS2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）63全球MOS晶圓不同線(xiàn)寬工藝產(chǎn)能利用情況數(shù)據(jù)來(lái)源：WSTSCSIA整理2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）64全球FOUNDRY與IDM產(chǎn)能利用情況數(shù)據(jù)來(lái)源：WSTS2022/12/27浙大微電子（共68頁(yè)）65國(guó)家/地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)北美：產(chǎn)業(yè)具備