| 一、上游:造芯片的工具
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| 上游是半导体产业链的“地基”,技术壁垒最高,也是国产化替代空间最大的环节。没有上游的材料和设备,芯片制造无从谈起。
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| 1. 半导体材料
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| 芯片制造需要高纯度的硅片、光刻胶、电子气体、靶材等基础材料,每一项都有极高的技术门槛。
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| 细分领域
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| 海外代表
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| 国内代表
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| 硅片
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| 信越化学、SUMCO、环球晶圆
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| 沪硅产业 、TCL中环 、立昂微 |
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| 光刻胶
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| 东京应化、JSR
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| 南大光电 、晶瑞电材 、鼎龙股份 |
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| 电子特种气体
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| 大阳日酸、空气化工
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| 华特气体 、金宏气体 、雅克科技 |
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| 靶材
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| 霍尼韦尔、JX金属
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| 江丰电子 、有研新材 |
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| CMP抛光材料
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| Cabot
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| 安集科技 、鼎龙股份 |
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| 关键点:硅片、光刻胶、电子气体等高端品类国产化率仍然偏低,但已进入从验证到批量供应的加速阶段。随着国内晶圆厂扩产,材料环节有望迎来量价齐升。
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| 2. 半导体设备
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| 设备是芯片制造的“母机”,光刻、刻蚀、薄膜沉积、清洗等环节缺一不可。
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| 关键点:光刻机仍是“卡脖子”最严重的环节,ASML一家独大。但刻蚀、薄膜、清洗等领域国产设备已实现部分替代,进入规模化放量
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| 阶段。在国内晶圆厂扩产和国产化率提升的双重驱动下,设备龙头持续受益。
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| 3. EDA(芯片设计软件)
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| EDA被称为芯片设计的“操作系统”,没有EDA软件,芯片设计寸步难行。
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| 海外三巨头:Synopsys、Cadence、Siemens EDA(Mentor),几乎垄断全球市场。国内代表:华大九天 、概伦电子 、广立微 。关键点:EDA国产化率极低,但在政策支持与本土晶圆厂验证窗口打开背景下,国产EDA正在加速突破,从单点工具向全流程平台演进。
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| 4. IP核(芯片设计基础模块)
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| IP核是芯片设计中的“预制件”,可以大幅缩短设计周期、降低设计难度。
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| 海外:ARM(CPU IP绝对霸主)、Rambus。国内:芯原股份 (GPU/NPU等IP)、龙芯中科 (LoongArch IP)。新兴力量:RISC-V开源架构快速崛起,成为ARM的有力补充。关键点:ARM在移动处理器领域占据统治地位,但RISC-V的开放特性正在吸引越来越多中国厂商布局,国产IP生态逐渐成形。
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| 二、中游:把芯片造出来
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| 中游是产业链的“核心制造环节”,资本开支巨大,技术迭代极快。一颗芯片从设计到成品,需要经历设计、制造、封装、测试四大流程。
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| 1. 芯片设计 芯片设计决定了芯片“怎么工作”,是附加值最高的环节之一。 • 海外巨头:英伟达(AI GPU)、高通(移动SoC)、苹果(自研芯片)、AMD(CPU/GPU)、博通 (网络与定制芯片)。 • 国内代表:海思(华为自研)、韦尔股份 (CIS图像传感器)、兆易创新 (存储/MCU)、紫光国微 (特种IC)、卓胜微 (射频)、澜起科技 (内存接口芯片)、寒武纪 (AI芯片)、地平线(智驾芯片)。 关键点:AI算力芯片是当前设计环节最大增量,国产算力芯片正从主题走向业绩兑现。海光、寒武纪、摩尔线程 等公司收入高速增长,成为国产替代的核心力量。
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| 2. 晶圆制造 晶圆制造是把设计好的电路真正做到硅片上,技术难度极高,资本投入动辄数百亿美元。 • 全球代工龙头:台积电(先进制程绝对领先)、三星(IDM+代工)、格芯。 • 国内代工主力:中芯国际 (成熟制程为主)、华虹半导体 (特色工艺)。 • IDM模式(设计+制造+封测一体化):英特尔、三星、华润微 、士兰微 。 关键点:先进制程由台积电主导,国内主要聚焦成熟制程和特色工艺。但AI服务器带动的PMIC、BCD、功率器件需求增长,使成熟制程稼动率维持高位,部分厂商已启动涨价,盈利改善明显。
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| 3. 封装 封装是将裸芯片装入保护外壳,并实现电气连接。随着摩尔定律放缓,先进封装 成为提升芯片性能的关键路径。 • 海外/台企:日月光(全球龙头)、安靠(Amkor)。 • 国内三强:长电科技 、通富微电 、华天科技 。 关键点:国内封测已达到全球靠前水平,先进封装(2.5D/3D、CPO、晶圆级)是扩产与升级重点。日月光 、长电科技等厂商资本开支持续上调,先进封装需求延伸至2028年以后。
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| 4. 测试 测试是芯片出厂前的最后一道关卡,确保性能和稳定性达标。 • 海外双雄:泰瑞达(Teradyne)、爱德万(Advantest)。
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