。晶体管的映现开启了半导体家产的 篇章，接着将分立器件集成化、紧缩机合尺寸、晋升数量、颓唐功耗， 成为妙技兴隆的要紧需求，集成电途应运而生。所谓集成电途，是指在 单个半导体晶片上，将晶体管、电阻、电容及联贯线等有机蚁关的电途 机合，其实质上是晶体管兴办工艺的延续。集成电路、分立器件、被动 元件以及各样模组器件体验 PCB 板继续，又构成了智好手机、PC 等各 类电子产品的重点部件。集成电路的显现，在必然水平上预示着半导体 物业走向范围资产化和技能上的成熟，也预示着半导体身手向微电子技 术方进步的演变。随着工艺水平和封装技艺的提拔，集成电途又缓缓由 小周围（SSI）、中领域（MSI），迟缓兴旺发财至大界限（LSI）、特大领域 （VLSI）乃至宏大范畴（GSI）。当前，半导体财产进程半个多世纪的发 展，不仅带来了天下经济与工夫的飞快兴盛，也带来了全数社会的深切 转化，从平常使用的电子产品到航空航天，随地都有半导体的身影。可 以毫不夸张的谈，半导体本领是当代电子讯歇才具郁勃的原动力和告急 根基。

　　半导体财富是一个速速繁华的高前景性行业。家产具有三方面特色，其 一，半导体产业属于非资源耗尽型的环保类资产，集成电说的树立不需 要像钢铁、化工、修筑等行业浪费大类的能源与有限的资源，设置所用 的原材料是地壳中蕴藏相称肥沃的沙子（二氧化硅），能够说是取之不 尽用之连接的。其二，集成电路的设想与制造才干中的高新技术含量和 手艺附加值稀少高，故产出成绩极大，被称为“吞银吐金”的物业。其 三，半导体工业是充足技艺驱动与成果驱动的高活性产业，集成电路作 为电子音问技能的根柢，可能与与 IT（音书通信）家当、打算机财产构 成三位一体的良性循环，驱动家当相联速速焕发。

　　半导体服从成效折柳为分立器件、集成电路、传感器和光电子工具四大 类。凭据 WSTS 数据，2018 年集成电路、光电子器件、分立器件和传感 器的全球市场界限分离为 3933 亿美元、380 亿美元、241 亿美元和 134 亿美元，占 4688 亿美元半导体市集全体界限的比例疏散约为 83.9%、 8.1%、5.1%和 2.9%。个中集成电途是半导体最主要的门类，分立器件、 传感器和光电子用具虽利用普遍，但实际必要与单价均与集成电途差距 较大。

　　遍及人们所谈的“芯片”是指封装好的集成电道。集成电讲（Integrated Circuit，IC）又可细分为数字电途和仿照电途。模拟电途是责罚模仿信号 的电途，如音响、温度、湿度、光照、压力、地方、疾度等都可归到模 拟暗记的范围。仿效芯片把仿照标帜先更改为数字暗号，输入到大容量、 高速、抗干扰工夫强、遮蔽性好的现代化数字方式惩罚后，再从头换取 为模拟标志输出。较量经典的师法电路有射频芯片、指纹区分芯片等； 数字电途是责罚数字标帜的电路，数字芯片席卷微器件（MPU、MCU、 DSP 等）、生存器（DRAM、NANDFlash、NORFalsh 等）和逻辑 IC（手 机基带、以太网芯片等）。据 WSTS 统计，2018 年保存 IC、处分器 IC、 逻辑 IC、模仿 IC 的全球墟市领域分袂为 1651 亿美元、680 亿美元、1097 亿美元和 588 亿美元，占集成电路市集团体范畴的比例涣散约为 35%、 14%、23%和 12%。

　　保留芯片是集成电讲产业的温度计微风向标。其占集成电说商场集体规 模的比例达 35%。保留 IC 遵照新闻存在类别，可分为易失性保存器和 非易失性保存器。前者紧要席卷静态随机存储器（DRAM）、动态随机 保全器（SRAM），在外部电源堵截后，存在器内的数据也随之隐没；后 者从早期的不可擦除 PROM、到光可擦除 EPROM、电可擦除 EEPROM 繁盛到方今主流的 Flash，在外部电源切断后可以接连所留存的内容。按 是否可以直接被 CPU 读取，可分为内存（主存，如 RAM）和外存（如 ROM，硬盘等）。

　　在留存芯片市集中，界限最大的是 DRAM 和 NAND Flash。DRAM 是最 常见的体例内存，其功能精彩但断电易失，是最常见的式样内存；Flash 闪存芯片是一种电子式可倾轧步伐化只读保留器的形式，允许在支配中 被几次擦或写的保管器。这种科技紧要用于普通性数据保管，以及在电 脑与其我数字产品间改变传输数据，如堆集卡与 U 盘。Flash 分为 NOR 和 NAND 两种，区别在于存在单元延续措施区别，导致两者读取机谋 差别。NAND Flash 具有低成本、高写入和擦除速度等特性，是以首要用 在大容量保全规模，如嵌入式系统（非 PC 编制）的 DOC（芯片磁盘） 和常用的闪盘，如手机、笨拙电脑、U 盘、固态硬盘等。NOR 周备更速 的读取速度，但比较 NAND 成本较高，且写入速度慢，所以紧要用于功 妙手机、DVD、TV、USBKey、机顶盒、物联网修立等小容量代码闪存 领域，其泯没容量为 0~16MBFlash 市集的大节制份额。随着效用机的消 亡，NOR Flash 商场曾一度削减，连年来来随着卑鄙物联网等新兴运用 的振兴，市场空间也随着贮藏扩大潜力。

　　从产业昌盛进程来看，半导体行业变迁便是一部宏观经济要素周期史， 又是一部内里技术改观驱动史，二者的双同效率下，策动半导体行业不 断速速繁荣，并揭破由美国畴前本、再由日本向韩国、中原台湾、末端朝着中国大陆延续变化的趋势。

　　降生阶段（1950-1970）：半导体家产起步于上世纪 50 年代，1947 年贝 尔实施室采选锗质量研制出了第一只点干戈三极管，奠定了微电子物业 的根底，信号着 IC 资产的出生。60 年头中期，仙童半导体将硅事势的 氧化层做成绝缘薄膜，振奋出扩散、掩膜、拍照和光刻于一体的平面处 理才干，并实现了集成电谈的周围化坐蓐。这临时期，严重由体例厂商 主导，企业内设有半导体物业一起的设置局限，仅用于顺心企业自己产 品的需求，IBM、TI、Intel、AMD 等出名公司相继降生。

　　初级阶段（1970-1990）：半导体财产转变为 IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件成立）垂直模式，即驾驭从着想、成立到封装测 试一共的经过。美国将装配家当蜕变到日本，家电的崛起，策动半导体 行业速快振奋，日本孵化了日立、三菱、索尼等厂商。

　　旺盛阶段（1990-2010）：随着轻贱使用拓展到 PC、搬动互联网规模，垂 直化分工成为 IC 行业要紧趋势，无分娩线的 IC 设想公司（Fabless）与 绳尺工艺加工线（Foundry）相聚合的手段起头成为集成电路产业繁荣的 新模式，起源发作了遐想业、建设业、封装业、测试业孤单成行的气象。 代工模式的兴起导致家当分工变动到韩国、中原台湾地区，孕育出三星、海 力士、台积电等厂商。

　　高级阶段（2010-至今）：半导体行业已杀青高度专业化，资产分工进一 步细化。轻贱需要成为资产转移的一大动力，由必要带动卖出，中国半导体行业起头兴起，拙劣 5G、IoT 利用趋势将推进半导体行业进一步发 展。

　　半导体家产链中游主题为集成电路财富，按工艺过程区分为 IC 设计、 IC 兴办和 IC 封测三关节。IC 设计厂商根据下游客户需求假想芯片， 并交给晶圆代工厂商设置，之后经历封测厂商举行封装并尝试，末了 将性能优良的 IC 产品交由整关厂商。此中 IC 假想环节需采办特意的 IP/EDA 工具，IC 创制和封测关键需购置异常的修立及化工材料。

　　假想合节具有凭借经历积攒的稀奇性，且对专业人才高度倚重，处于 半导体价格链的最高端，毛利率高，浸要为欧美、日韩企业专揽，全部人 国遐想企业疾速茂盛，成为全球厉浸插手者，但短期赶超尚不可待， 仍需时辰积攒；树立合头属于本钱、技艺密集型资产，台积电借助先 发优势占取市场份额，并阅历赚取的高额利润加大研发，得到工夫上 的超出，从而形成好汉恒强的现象，国内则远远落后于华夏台湾地域，中短期内难以跨越；封测症结属于劳动密集型财产，才具含量最低，国内发 展较快，并告成跻身第一梯队。

　　IC 设想业属于常识浩繁型行业，是资产链中附加值最高的要害。IC 假想 是将形式、逻辑与功能的联想条款转折为完全的物理河山的经过，也是一个把产品从含糊过程一步步完全化、直至最后物理结束的经过。齐备 IC 联想经过可以简陋的分为确定项目需求、系统级着想、前端假想、后端设 计四局限。受益于环球电子音书物业的速快畅旺，以及半导体行业垂直分 工趋势的进一步细化，环球集成电途遐想行业一向呈现继续推广的势头。 2018 年环球 IC 假想行业出售额为达 1139 亿美元，以 2010 年齿据为基数， 8 年间复合增补率达 7.58%。

　　IC 设计公司屈服有无工厂可分为 IDM 和 Fabless 两种模式。按照 IC Insights 数据揭发，2018 年总部在美国的公司在 IDM、Fabless 范畴全球市占率分离 为 46%、48%，其次为韩国，在 IDM、Fabless 周围全球市占率分散为 35%和 小于 1%，第三名为华夏台湾，IDM 和 Fabless 市占率分裂为 2%和 16%。华夏以 小于 1%的 IDM 份额和 13%的 Fabless 份额紧随其后。美国在 IC 设计界限商场 份额上仍旧占据统统主导地位。

　　从举世排名来看，全球前十大 IC 着想公司基本由美国公司吞没。2018 年， 前十大公司中，美国浸没 6 席，华夏台湾湮灭 3 席，大陆地区华为海思上榜，跻身前五，与排名第四的联发科的 78.94 亿美元差距甚小。这疏解，大陆半导体着想公司在气力上，已抵达比肩国际凌驾公司的程度。2019 年三季度，受 到中美开业战习染继续，华为被美国参预实体清单，其营接受到较大感导， 脱节前十位列。英特尔、高通、博通和赛灵思 (Xilinx)切断与华为的买卖， 导致美系 IC 着想公司营收衰弱幅度扩展，全球 IC 设计家当的产值宣泄衰 退样子。前十大公司中，美国吞没 6 席，中原台湾消灭 3 席，英国戴泺格（Dialog） 突围入列。

　　大家国的集成电途遐想家当虽起步较晚，但凭借着重大的市集需要、经济的稳 定发达和有利的战略境况等密集优势条目，已成为全球集成电途设想行业 市集扩张的浸要驱动力。2018 年全部人们国 IC 着想行业出卖额达 2519 亿元，以 2010 年岁据为基数，8 年间复关填补率达 27.36%，远超环球复核增快 19.79 个百分点，但总体范围全部才可匹及美国一家百亿美元规模的企业，团体市 场界限相对较小。

　　从企业数量来看，我国 IC 着想企业的数量自 2012 年此后逐年添加，并逐 步投入到环球商场的主流逐鹿体例中。遵照 2018 年中国 IC 联想财富年尾 申诉数据揭露，停息 2018 岁终，华夏大陆（含香港卓殊行政区）IC 设想 企业达 1698 家，个中营业额小于 1000 万的最多，到达 843 家；1000-5000万的企业数量，总共为 406 家；5000 万-1 亿的企业占比 14.19％，为 241 家；而营收＞1 亿的企业合计 208 家，占比 12.25％，全部出卖总和抵达 2017.64 亿元，占全行业卖出总和的 79.85％。

　　国产芯片自决化比例特殊低，除了通信兴办里情由海思和紫光展锐两个大 公司存在有胜过 10%的比例以外，其大家领域的自给率都稀少的低，乃至很多 的周围都是接近 0%。另外，主题芯片干枯，高端本领永世被海外厂商限制， 导致全班人国芯片进出口差额呈接连扩充趋势，苛浸恫吓国家闲静计策。

　　一个完全的家产生态圈经常是由手艺肇基企业引领，在主导技巧的同时，逐 步拓展物业人才、搭档，并发作用户粘性，爆发财产链规模优势、资金优势、 本领优势和客户优势，导致后进入的企业倘使在才具可以资本、市场等独立 私人有领先优势的企业也难以打破壁垒。对于 IC 着想行业来谈，能力上的 EDA 软件、底层框架，以及财产链上的伙伴客户以及用户粘性相辅相成， 发生了行业加入的生态壁垒。

　　在芯片着想的关键中，EDA 软件（电子想象自愿化，Electronic Design Automation）是集成电讲假想务必、也是最急急的软件东西，EDA 物业也是 IC 设计最上游、最高端的家当，行业内普及将 EDA 软件称为--芯片之母。

　　当今集成电途正朝着速度速、容量大、体积小、功耗低的计划振奋，完结这 种进步的首要起源除了制造技巧已进展到纳米级之外，另一个中枢即是 EDA 妙技，方今已沉透到 IC 想象的方方面面，收效十分总共。从繁华历程 来看，EDA 本领是同大周围集成电说能力、盘算机才能和电子体例联想技 术的振作同步的，先后经验了计算机援手想象（CAD）、筹划机援手工程 （CAE）、电子体例着想自动化（EAD）阶段和今世 EDA 阶段。着想者以 策动机为器材，在 EDA 软件平台上，用硬件形容语言（Verilog HDL）完竣 文件想象，而后由计划机自愿地完工逻辑编译、化简、分割、综合、优化、 结构、布线和仿真，直至抵达对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程 下载等做事。其首要用于三方面的协助设想工作：IC 设计、电子电途遐想 和 PCB 着想。

　　EDA 本领的发作和茂盛，极大地提高了电路联想的效益和可负责性，使 IC 产品的拓荒周期大大萎缩，且性能和价值比获取很大水平的进步。历程几十 年，今生 EDA 器材郁勃到从仿真、综合到疆土，向日端到后端，从因袭到 数字再到混杂着想，以及反面的工艺创办等，险些涵盖了 IC 着想的方方面 面，成就相当扫数。

　　EDA 在集成电谈物业范围内属于“小而精”的家产链枢纽。随着集成电说 芯片市场周围络续抬高，市集对 IC 联想的必要加大，EDA 行业也随之发 展，但相较几千亿美元的集成电路财富体量而言周围较小且增速较低。凭据 电子格式设计同盟(ESD Alliance) 数据透露， 2018 年全球 EDA 行业市场规模为 97.04 亿美元，较 2017 年同比添加 4.49%。2019 年 Q1 行业收入为 26.06 亿美元，同比加多 12.89%。此中，2014-2018 年复闭补充率在 6.89%职掌。

　　EDA 行业保存高度把持，全球做 EDA 的厂商约六七十家，但重点只要美 国的新思科技（Synopsys）、楷登电子科技（Cadence）及 2016 年被德国西 门子收购的明导国际（Mentor Graphics），控制了我国 95%、环球 65%的 市场份额，可以给客户提供完全的前后端本领执掌准备。国内当前只有华 大九天领域较大，其它又有广立微、芯禾科技、蓝海微、九同方微、博达 微、概伦电子、珂晶达、创联智软等 EDA 企业，但大局部以点工具为 主，穷乏通盘保卫财产发展的工夫，存在产品不敷全、与优秀工艺结合存 在不够、人才不足等标题。2018 年全部人国现存 10 余家 EDA 公司出售额累计 3.5 亿元，占全球份额不足 1%，与国际巨头之间的差距还极度宏大。

　　国产 EDA 企业保存环境狭窄，市场培育困穷。EDA 资产投资周期长，见效 慢。底子上拓荒一个 EDA 东西需要 6 年操作的时辰，才具真正被墟市核准、 欺骗，像Synopsys 和 Cadence 两大威望在研发上的进入占比约在35%-40%， 财产的培育需要较长时刻、饱满的资金以及策略帮助。如今我们国财富面临的 最大标题起先是用具产品不全，国内最大厂商华大九天已有的产品线仅占 集成电途所需器材的三分之一驾驭。其次是对前辈工艺芯片辅助不足，国外 EDA 公司在新工艺拓荒阶段就与环球超过的晶圆制造厂实行全方位关作， 而国内 EDA 厂商只能在工艺拓荒完今后拿到局部数据，无法兵戈到先辈工 艺的重心控制，难以针对前辈工艺设计、校订 EDA 软件，若是能够研发出 全套的 EDA 用具，在短期内也难以与三巨头企业的产品抗衡。市场的独揽、 手艺的封闭、资产链的不合股，反作用于国内 EDA 企业，出现恶性循环， 使得国内 EDA 行业培育贫窭。

　　责罚器架构是一个较量抽象的概念，要是把处治器比作一小我，那么全部人既需 要有寻常的服务才能（实践本事），又要有充塞的逻辑技艺（融会服务的顺 序），结尾还要能听懂别人的话（呆板措辞，即指令集），才能寻常工作， 这些集结在全数，就构成了所谓的架构，他也能够剖判为一套“器材”、 “办法”和“模范”的聚集。分别的架构之间工具、手段、典型都可能差异， 这就酿成了我们之间的不兼容性。

　　而今处罚器架构苛重分为同化指令集（CISC）架媾和精简指令集（RISC）架 构。赓续前面的例子，比如让一私人吃饭，最开始可以命令我们“先拿勺子， 而后舀起一勺饭，尔后张嘴，尔后送到嘴里，末端咽下去”，如许检验久了， 我们可以直接对我们人下达“用膳”的号召，这便是“复杂指令集”和“精简 指令集”的逻辑分歧。

　　搀和指令集架构浸要以 Intel 掌握的 X86 架构为代表，主导 PC 和服务器领 域。精简指令集（RISC）架构严重以 IBM、ARM 为首的 ARM/MIPS/Power 架构等。ARM 在搬动修设、汽车电子、物联网等规模中埋没十足主导。在 移动制作墟市，ARM 惩办器的墟市份额逾越 90%，苹果、三星、华为等都 运用的是 ARM 框架。别的，MIPS/Power/ RISC-V 等其所有人们精简指令集芯片架 构也在其我分歧的领域各有运用。

　　芯片框架的逆境在于诈骗生态。Intel X86 框架把持举世，归功于同微软 windows 体例结盟，构建了自己的牢不可破的客户壁垒；ARM 框架同样利 用转移互联网的畅旺机遇，牢牢操纵住了 Android、IOS 手机软件体制，建 立起一套生意生态式样。而今，除了 X86 架构、ARM 框架外，还有 MIPS、 RISC-V 等其他框架，鄙人游欺骗不乱的情况下，已有的生态壁垒难以冲突， 随着下贱物联网、AI 等妙技欺骗的创新，新的处分器框架有望破坏原有壁 垒，形成新的产业生态。

　　在生态把持的情况下，IC 着想厂商要思自主设计芯片，只能采选授权的方 式。Intel 是一家规范的 IDM 厂商，自立包办芯片的架构、假想和生产，利 润可观，其左右的 X86 架构仅授权给 AMD 一家公司，其大家厂商都无法生 产。ARM 则自助遐想，不从事树立、销售枢纽，并通过三种区别的模式对 外供应授权取得收益。一是诈骗层级授权，占有使用授权的用户只能采办已 经封装好的 ARM 处罚器中枢，不能作任何考订；二是内核层级授权（IP 授 权），无法对指令集架构举办窜改，只能编削 IP 核，比方三星、德州仪器 (TI)、博通等；三是架构/指令集层级授权，能够对 ARM 架构实行大幅度改 造，以至可能对 ARM 指令集实行扩展或裁减。

　　以华为为例，其责罚器已取得 ARMv8 架构级此外许久授权，即便 ARM 不 再授权 ARM 指令集给华为，可以全豹自主设想 ARM 惩处器，但这种状态 仅可到达相对自决的程度，当 ARM 揭橥下一代指令集架构时，华为须要在 ARMV8 的基础上自主通达出 ARMV9 指令集架构，且必要和 ARM 系统 兼容，其本事难度要大得多。

　　IC 兴办就是指创立厂商将设计好的河山树立成本质的集成电说或分立器件， 再交给封测厂商举办后谈工序的过程。近年来随着人工智能、新能源汽车、 物联网的生动旺盛及 5G 时期的到来，全球晶圆缔造市场振作速速，根据 Gartner 预测，2018 年全球晶圆设立市场营收达 628.72 亿美元，2018-2023 年 均符合加多率将达 4.5%。

　　集成电途晶圆成立大凡采选晶圆代工（Foundry）模式。晶圆筑立的主体可 分为 IDM 企业和晶圆代工（Foundry）模式，晶圆代工埋没首要比例，2013- 2018 年来纯晶圆代工厂商出卖额占一切晶圆创制商场的比例平衡约为 86%。 Foundry 模式起始于 20 世纪 80 年代台积电的制造，使得晶圆假想与制作分 化，由此激励了环球集成电道物业链的一场生态革命。许多 IDM 厂商都转 向 Fabless，同时对晶圆代工提出更高的条款。

　　从行业格式来看，举世最主要的晶圆代工厂有台积电、三星、Global Foundries、 UMC、中芯国际等。遵循拓墣家产计议院数据，2019Q4 台积电在 Foundry厂商中金榜题名，泯没环球 52.7%的市场、三星紧随厥后泯没 17.8%，格罗 方德、联华电子聚集以 8%、6.8%的市占率位居第三、第四，大陆最大的晶 圆代工厂中芯国际仅占 4.3%，位列第五。

　　从市场散布来看，美国依旧是纯晶圆出售的严浸市场，2018 年墟市卖出额 达 308 亿美元，较 17 年消重 2%；中原成为举世纯晶圆卖出的关键扩张极， 其中 18 年市场卖出额达 107 亿美元，较 17 年添加 42%，19 年墟市贩卖额 达 114 亿美元，同比 6%，成为环球唯一增加区域；欧洲、日本商场则有较 大缩短，19 年阔别降低 11%、13%。

　　晶圆树立属于妙技及成本稠密型行业，其最枢纽的手艺为创建历程的精致 化能力，为攻下早先进制程需多量成本支出及研发投入，是以资产蚁关度很 高。

　　在摩尔定律的驱动下，IC 妙技提升的要害职位，浸要在于“特性尺寸中断” 以及“晶圆尺寸加大”两方面。在“特性尺寸缩短”方面，显现为工艺制程 进步，特性尺寸每收缩一半，芯片便填充 4 倍以上，故能大幅进步临蓐成就、 颓唐坐蓐资本而且提拔 IC 出力。而在“晶圆尺寸加大”方面，则是响应在 每片晶圆产出芯片数量添加，继而下降坐蓐成本与普及产量两大限定。

　　先辈晶圆制程已进阶至 7nm，国内制程工艺过期两到三代。目前晶圆成立的 制程已达到纳米级别，假设指甲的厚度为 0.1mm，那么 1 纳米就相等于把指 甲的侧面切成 10 万条线nm 为例，其制程便是指在芯片中，线nm 的尺寸，能够说工艺水平依旧抵达十分细微的级别了。从 举世晶圆修立商制程安顿来看，以台积电、三星电子、Global Foundries 为主 导的晶圆厂商工艺程度已达到 7nm，并冉冉向 5nm、3nm 进阶。而所有人国最大 的晶圆代工厂商中芯国际在 19 年年关 14nm 才完了量产，按每两年制程前 进一代的准绳来看，大家国制程工艺落伍国际龙头两到三代。

　　晶圆尺寸揭发从 4 寸→6 寸→8 寸→12 寸→18 寸的路线改变。1980 年代是 4 英寸硅片占主流，1990 年头是 6 英寸占主流，2000 年代是 8 英寸占主流， 2002 年英特尔与 IBM 起首筑成 12 英寸临盆线 英寸硅片的市 场份额已占 20%，2008 年其占比热潮至 30%，2017 年络续热潮至 67%，12 英寸单晶硅片成为了一概的主导职位。随着 18 寸硅片的生产技巧缓慢成熟， 异日 12 英寸也将朝着 18 英寸过渡。

　　IC 封装便是把 Foundry 生产出来的芯片裸片（die）封入一个密关空间内， 受外部碰着、杂质和物理效劳力的感染，同时引出反响的引脚，末端手脚一 个底子的元器件应用。IC 实验就是行使百般手腕，检测出在创造进程中， 由于物理缺欠导致的不合格芯片样品，浸要分为两个阶段：一是加入封装之 前的晶圆尝试；二是封装后的 IC 成品实验。

　　半导体封测首要经过征求贴膜、打磨、去膜再贴膜、切割、晶圆考试、芯片 粘贴、烘焙、键合、检测、压膜、电镀、引脚切割、成型、成品试验等。封 装的主题在于如何将芯片 I/O 接口电极陆续到全数体系 PCB 板上，键合是 合头枢纽即用导线将芯片上的焊接点陆续到封装外壳的焊接点上，外壳上 的焊接点与 PCB 内导线连续，继而与其我们零件创制电气连绵。

　　集成电谈封测属于 IC 家产链偏轻贱的行业，通常封装和试验都是一体的， 即做完封装后直接举办产品的考试。随着人们对集成电路品格的珍贵，也有 实验家当也渐渐从封测财富单独出来，成为不可或缺的子行业。

　　集成电路封装才干的蕃昌是陪伴着集成电路芯片的兴旺而繁盛起来的，通 常而言，“一代芯片须要一代封装”。封装的昌隆史也是芯片功能接连抬高、 编制陆续小型化的史册。随着集成电路器件尺寸的裁减和运行速度的抬高， 对集成电道也提出新的更高前提。

　　记忆封装产业蓬勃进程，全部人遵从封装技能经过，以 2000 年为节点，将封 装财产分为古代封装阶段和进步封装阶段。

　　古板封装技能昌隆又可细分为三阶段。其特性可总结如下，技艺上：To-DIPLCC-QFP-BGA-CSP；引脚样子：长引线直插-短引线或无引线贴装-球状凸点 焊接；安装本领：通孔封装-样式装配-直接装配；键闭伎俩：引线接续-焊锡 球延续。

　　阶段一（1980 往日）：通孔插装（Through Hole，TH）时期，其特性是插孔 装备到 PCB 上，引脚数小于 64，节距固定，最大装置密度 10 引脚/cm2，以 金属圆形封装（TO）和双列直插封装（DIP）为代表；

　　阶段二（1980-1990）：事势贴装（Surface Mount，SMT）时间，其特性是引 线取代针脚，引线为翼形或丁形，两边或四边引出，节距 1.27-0.44mm，适 合 3-300 条引线，以小外形封装（SOP）和四边 引脚扁平封装（QFP）为代表；

　　阶段三（1990-2000）：面积阵列封装期间，在单一芯片工艺上，以焊球阵列 封装（BGA）和芯片尺寸封装（CSP）为代表，选拔“焊球”替代“引脚”， 且芯片与形式之间连接距离大大紧缩。在模式演变上，以多芯片组件（MCM） 为代表，告终将多芯片在高密度多层互联基板上用体例贴装技艺组装成多 样电子组件、子体制。

　　自 20 世纪 90 年代中期开端，基于方式产品接续多成效化的须要，同时也由 于 CSP 封装、积层式多层基板能力的引进，集成电路封测财富迈入三维叠 层封装（3D）时期。详细特征显现为：（1）封装元件概念演变为封装体系； （2）单芯片向多芯片热闹；（3）平面封装（MCM）向立体封装（3D）兴奋（4）倒装不断、TSV 硅通孔延续成为重要键合技巧。整体的先辈封装囊 括倒装、晶圆级封装以及 POP/Sip/TSV 等立样式封装手艺，其特色分述如 下：

　　3D 封装技巧：MCM 妙技集成多个集成电路芯片完了封装产品在面积上的 集成，那么让芯片集成完结纵进取的集成则是 3D 封装身手的闭键效益。3D 封装能够履历两种妙技告竣：封装内的裸片堆叠和封装堆叠。封装堆叠又可 分为封装内的封装堆叠和封装间的封装堆叠。3D 封装会综合诈骗倒装、晶 圆级封装以及 POP/Sip/TSV 等立格式封装技能，其兴奋共不同为三个阶段： 第一阶段抉择引线和倒装芯片键合本事堆叠芯片；第二阶段选拔封装体堆 叠（POP）；第三阶段采取硅通孔本领告终芯片堆叠。

　　倒装芯片身手（Flip Chip，FC）不是特定的封装表率，而是一种管芯与封装 载体的电途互联本事，是引线键合技艺（Wire Bond，WB）和载带自愿键闭 妙技（Tape Automated Bonding，TAB）畅旺后的更高等络续技术。WB 与 TAB 的芯片焊盘控制在芯片周围，而 FC 则将裸芯局部朝下，将全面芯个体积与 基板直接连续，省却了互联引线，齐备更好的电气本能。

　　圆片级封装技能（Wafer Level Package，WLP）才干是在墟市接连钻营小型化 下，倒装能力与 SMT 和 BGA 蚁合的产物，是一种进程校对和降低的 CSP。 圆片级封装与传统封装办法（先切割再封测，封装正面积至少>

　　20%原芯片 面积）有很大分歧，WLP 身手先在整片晶圆上同时对密集芯片举行封装、 考试，末端切割成单个器件，并直接贴装到基板或 PCB 上，于是封装后的 体积等于芯片原尺寸，临蓐成本也大幅低重。WLP 又可称为准绳 WLP（fanin WLP），随后又演化出扩散式 WLP（fan-out WLP），是基于晶圆沉构技 术，将芯片从新交接到一块人工晶圆上，而后听从与准绳 WLP 工艺蕾丝步 骤实行封装。

　　堆叠封装（Package on Package，PoP）属于封装外封装，是指纵向布列的逻 辑和储存元器件的集成电路封装形式，它采用两个或两个以上的 BGA 堆叠， 凡是强抗下逻辑运算位于底部，积蓄元器件位于上部，用焊球将两个封装结 合，首要用于创造高等便携式制造和智妙手机行使的优秀搬动通讯平台。

　　硅通孔技巧（TSV，Through -Silicon-Via）也是一种电途互联才干，它经历在 芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间筑设垂直导通，告竣芯片之间互连。与以 往的 IC 封装键关和行使凸点的叠加工夫差异，TSV 可以使芯片在三维主意 堆叠的密度最大，外形尺寸最小，况且大大改正芯片快度和低功耗的机能。 TSV 是 2.5D 和 3D 封装的环节才干。

　　方式级封装妙技（System in a Package，SiP）是将多种成果芯片，网罗惩处器、 保存器等效力芯片集成在一个封装内，从而完毕一个根基完好的功用。与系 统级芯片（System On a Chip，SoC）相对应。不同的是体系级封装是抉择不 同芯片实行并排或叠加的封装权谋，而 SOC 则是高度集成的芯片产品。

　　团体而言，封装才力始末了由古代封装（DIP、SOP、QFP、PGA 等）向先 进封装（BGA、CSP、FC、WLP、TSV、3D 堆叠、SIP 等）演进。当前全球 集成电途主流封装妙技为第三代封装妙技，即 BGA（球栅阵列封装）、CSP （芯片级封装）、FC（倒装芯片）。其中倒装芯片封装才力被感触是策动低 本钱、高密度便携式电子制作创设所务必的项工艺，已寻常应用于虚耗类电 子领城。而第四代封装才干，WLP（晶圆级封装）、TSV（硅通孔技术）、 SIP（形式级封装）等仍在小范畴填充中，在本领升级下它们亦将会成为未 来封装手法的主流。

　　全球 IC 封测财产周围一贯毗连着个位数增长的态势（除 2014 年激增导致 2015 年龄据略降外），2017 年环球封测行业收入 533 亿美元，占半导体行 业全体收入的 13%，2018 年举世封测行业收入揣测 560 亿美元，相连 4.5% 的增疾。凭据前 25 名封测厂商所在地域统计，华夏台湾以 53%的销售额占 据了封测行业的半壁江山，紧随厥后的为华夏大陆和美国，分离以 21%和 15%的份额排名第二、第三，马来西亚、韩国、新加坡、日本则分离吞没 4%、3%、2%、2%的份额。从墟市占迩来看，国内封装企业照旧进驻举世第一梯 队，完全肯定的国际竞争力。

　　而今摩尔定律缓慢到头，IC 成本持续上升，鼓吹业界着手依附 IC 封装来扩 大在横跨摩尔时代的获利。因此，成绩于对更高集成度的广大需求，以及下 游 5G、消磨类、保管和计算、物联网、人工智能和高本能宗旨等大趋势的 启发，进步封装将成为煽动 IC 封装家当的主带动力。按照 Yole 数据，2018 年先辈封装与古板封装占比离别为 42.1%和 57.9%，同时瞻望，松手 2024 年行业全体复合增加率为 5%，个中，先进封装占比将抵达 49.7%，符合加多 率达 8.2%，埋没行业整体份额的一半；守旧封装则结合 2.4%的复关扩充率， 份额逐步退缩。

　　从进步封装身手平台细分来看，倒转身手应用最广，泯没 75%职掌的市场份 额，其次为 Fan-in WLP 和 Fan-out WLP。从明天振作疾度来看，Yole 预测 2018-2024 年，2D/3D TSV 工夫、Bsport体育嵌入式封装手艺 Embedded Die（行使复关 基板）、Fan-out WLP 因大家日开阔的墟市空间而增速较快，分袂将贯串 26%、 49%、26%的复合填充率。其中 Fan-out 将紧要用于搬动互联、汇集、汽车领 域；2D/3D TSV 技能将要紧诈欺于人工智能（AI）/机器学习（ML）、高性 能宗旨（HPC）、数据焦点、图像传感器、微机电界限；Embedded Die 工夫 则要紧欺骗于汽车和调整周围。

　　受益于下劣挥霍电子资产的崛起以及半导体资产变更趋势，华夏 IC 封测行 业快速荣华，自 2015 年以后，联合两位数增进趋势，远高于举世增疾水准。 据前瞻财富商量院公布的统计数据揭示，2018 年我们国集成电叙封装实验行 业市场范畴冲破 2000 亿元，达到了 2193.9 亿元，同比填补 16.1%。

　　中原进步封装占比低但发展迟缓。尽管连年来国内超出企业在先辈封装领 域获得较大冲突，先辈封装的物业化技能基本发生，但在高密度集成等进步 封装方面中国封装企业与国际进步程度仍有必定差距。当前我们国 IC 封装市 场中，依旧 DIP、QFP、QFN/DFN 等古代封装才干占主体，据集邦磋议顾 问统计，2018 年中原进步封装营收约为 526 亿元，占中国 IC 封测总营收的25%，远低于全球 42.1%的比例。国内优秀封装的墟市份额也仅占全球 10% 操作的墟市份额。Yole 数据流露，华夏封测企业 2018 年在进步封装规模加 快进步产能，加添率高达 16%，是举世的 2 倍，此中长电科技在收购星科金 鹏之后，其进步封装产品出货量全球占比 7.8%（2017 年），排名第三，仅 次于英特尔和矽品。

　　收购吞并是国内封测企业起步的契机。国内封装企业以长电科技与通富微 电为代表，2018 年市场界限分散为 233.36 亿元和 71.64，分开占国内市场份 额的 11%和 3%。封装行业工夫门槛低，须要经验相联加大投资来提升角落 产出，因此行业公司每每钻营产量界限的伸张。我国封测企业的快步富强有 赖于开启对海内外的并购，接连扩展公司规模。如长电科技关伙物业基金、 芯电半导体收购新加坡封测厂星科金朋，华天科技收购美国 FCI，通富微电 协同大基金收购 AMD 苏州和槟城封测厂，晶方科技则购入英飞凌智瑞达部 分财富。

　　摩尔定律是由 Gordon Moore 在 1965 年提出的集成电路特色尺寸随时间按 照指数规律缩短的规则，简直可总结为：集成电说芯片上所集成的电讲数目， 每隔 18 个月就翻一番。在半导体行业昌盛的前 50 年，切实晶体管的密度发 展律例根基顺从摩尔定律，人类社会飞速投入音书时代，同时在半导体产业 界也出世了一大批巨无霸企业，比方 Intel 和 Qualcomm 等等，摩尔定律成 为批示半导体行业的茂盛蓝图。当前半导系统程已拓展至 7nm，特点尺寸越 来越密切宏观物理和量子物理的界线，导致高等工艺制程的研发越来越困 难，研发资本也越来越高，摩尔定律缓慢到达极限。

　　2010 年国际半导体妙技发展道径图（ITRS）将晶体管密度预计校订为：到 2013 年低，每个集成电路上集成的晶体管数目增速将会放缓，变为每三年 翻一番。另外，在摩尔定律面临来自物理极限、经济局部等多浸压力的现实 下，集成电途本领潮流瓦解为延伸摩尔（More Moore）、超出摩尔（More than Moore）和超过 CMOS（Beyond CMOS）三个严浸计划，Bsport体育格局集成、方式封 装以及新质量新技巧成为行业技能冲突宗旨。

　　延迟摩尔：连绵以等比缩短 CMOS 器件的工艺特色尺寸，集成万种保留器、 微责罚器、数字信号处分器和逻辑电路等，以消休处分数字电途为主兴盛系 统芯片 SoC 能力。当今台积电、三星才力节点已抵达 7nm，并在联贯安排 5nm、3nm。今朝延长摩尔依然是行业技巧蕃昌的主怂恿力。

　　抢先摩尔：以格局级封装 SiP 完了数字和非数字效率、硅和非硅质量和器件、 CMOS 和非 CMOS 电路等光电、MEMS、生物芯片等集成在一个封装内，完 成子格式或系统。

　　领先 CMOS：寻求新意义、新原料和器件与电道的新机关，向着纳米、亚纳 米及多收效器件计划兴盛，出现和简化新的讯休惩处本事，以代替面料极限 的 CMOS 器件。

　　2018 年举世半导体市集界限 4688 亿美元，同比+14%，2019 年商场下行，市 场界限 4128 亿美元，同比-12%。受存储器价钱下跌和市集须要动力不敷的 重染，环球半导体家产在 2018 年年底发端加入“硅周期”下行区间，2019 年加上受中美买卖摩擦感化，全球半导体行业不才行区间游移，但环球家当 指导者引领才能延续摩尔定律隆盛的脚步没有放缓。在 5G、人工智能、智 能汽车等新兴行使范畴的宣扬下，全球集成电讲家产有望在 2020 年引来新 一轮隆盛，重启新一轮硅周期上行通谈。

　　IC 卑鄙欺骗范围紧要为 PC/刻板、通信、汽车、消磨电子及财产应用，其 占比阔别为 29%、31%、12%、14%、14%。预测明天，半导体家产除了传 统 3C 及 PC 驱动外，物联网、Bsport体育5G、AI、汽车电子、区块链及新能源等多 项创新运用将成为半导体行业长效繁华的驱动力。按照 IC Insights 估计， 2016-2021 年，汽车、IoT 利用界限增疾最快，CAGR 在 12%-15%区间，其 次为调养、穿着领域，CAGR 在 9%-12%区间，智高手机紧随其后，联合 在 6%-9%区间复关扩大率。

　　半导体行业是本事和资本茂密型行业，须要连绵的本钱补助和计策提拔才 能连接兴旺发财。据 IC Insights 数据宣泄，2018 年环球半导体企业资本支出跨越 1000 亿美元，达历史最高值，同比增进 15%。前五大半导体企业资本支付占 比达 66%，同比+16%。2019 年受墟市行情陶染，估计举世半导体企业本钱 支出总额将降至 946 亿美元，个中前五大企业颓唐 14%，至 610 亿美元。

　　计策和成本加持是煽惑华夏半导体行业解围的关键。IC Insights 数据暴露， 2018 年中国半导体本钱支出达 110 亿美元，淹没举世半导体本钱总付出的 10.3%，抵达 2015 年的 5 倍，并超过总部在日本和欧洲的半导体企业总和。 资本的加持使得能够加快扩充坐蓐线，收缩与优秀企业的工艺制程差距，推 动国内家产疾速追赶。

　　在计谋上，全班人国将新一代音信本事设立为政策新兴资产，集成电路四肢音问 本领家产的重点资产，并经验制定《“十三五”国家计谋性新兴财产振作规 划》、《信息家当繁盛指南》、《“十三五”国家消休化部署》、《对付集 成电途假想和软件家产企业所得税计谋的宣布》等策略对集成电路行业进 行扶植和繁华。

　　全班人经验回溯行业昌隆周期及产业链本领趋势，深远了解此刻半导体行业 兴旺发财样式，聚焦半导体家产投资机遇。具体投资逻辑如下：1、以 5G、AI、 大数据、新能源为主导的下流诈欺即将鼓舞半导体行业迎来极新蓬勃的新 十年，提倡体贴积极构造卑劣新兴范畴的改进企业；2、格局集成（SoC）、 系统级封装（SiP）以及新质料新才能有望成为半导体财产才能打破闭节， 创议体谅支配举世优质半导体财富及妙技的龙头企业；3、生意摩擦虽在短 期内对中原半导体财富旺盛有必然传染，但中国半导体行业永恒崛起逻辑 平稳，主张爱护负责自助可控芯片才具及接连国产化替换的优质龙头企业， 兆易创新、中芯国际、长电科技等。

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