谁来科普一下中国目前芯片行业现状？
芯片行业七大范畴:设想、晶圆造造、封拆、测试、EDA东西、芯片原质料、半导体设备。
第一部门设想范畴
芯片行业的设想范畴，指的是规格造定、架构设想到tape－out的所有流程。tape out是什么，可能良多伴侣不清晰，那换个说法，关于芯片设想而言，简单通俗的说，就是芯片在晶圆厂消费之前的所有流程都属于设想范畴。在芯片行业，我们把仅处置芯片设想，没有其他消费、封拆、测试营业的公司称之为fabless或者design house，好比国内的华为海思、紫光展锐、中兴微电子、比特大陆、寒武纪、汇顶科技、全志就是那类公司，美国的高通、博通也属于那一类型。而既有芯片营业，又有芯片晶圆造造营业的公司，我们称之为IDM（Integrated Device Manufacture，全流程消费），国内的士兰微属于那类企业，美国的英特尔，韩国的三星、海力士，意大利的意法半导体也属于那类企业。
关于全球出名的芯片设想公司，能够参考下面的图表。下面的图表是2021年全球十大IC设想公司营收排名。留意仅仅指公布财报数据的前十名，有些公司可能更高，但未公布数据。那里只统计公布财报数据的前十名。下面的数据仅指芯片设想公司，不包罗台积电、格罗方德等晶圆厂，也不包罗芯片原质料和半导体设备公司。
从上面的表格，我们能够看到美国和台湾省的公司垄断前十。此中包罗六家美国公司(高通、博通、英伟达、AMD、Marvell、赛灵思)，四家中国台湾省的公司(联发科、联咏、瑞昱、奇景)。详细排名方面，高通继续稳坐全球第一，次要因为手机系统单芯片、物联网芯片销售别离年增51%与63%所带动，加上射频与汽车芯片营业的多元化开展，带动2021年高通营收获长达51%。英伟达在游戏显卡与数据中心营收年增别离达64%与59%的带动下，营收排名胜利超越博通，攀升至第二；博公则受惠于收集芯片、宽带通信芯片及贮存与桥接芯片营业皆有不变的销售表示，营收年增长18%。而台湾IC设想的龙头联发科受惠于5G渗入率提拔，手机产物组合销售劲增93%，营收暴增61%；联咏旗下的系统单芯片与显示驱动芯片两大产物线双双大幅生长，因产物规格提拔、出货量增加且受惠于涨价效益，营收年增79%，增速为前十名之最；奇景（Himax）是2021年初次进入全球营收十强的IC设想厂商，因大尺寸与中小尺寸驱动芯片营收均显著生长，别离年增65%与87%，且驱动芯片导入车用面板有成，总营收超越15亿美圆，年增74%。
以上文字讲了十大设想公司若何牛X，业绩若何大涨。下面将从芯片详细的细分范畴来看看大陆企业在芯片设想的各范畴与世界先辈程度的差别。
若是根据芯片的功用和应用来划分，详细的范畴来比照一下国内芯片设想企业和国外的差距！我们将从处置器芯片、通信芯片、存储器芯片、消费电子芯片几大范畴来比力一下！
1. CPU处置器类芯片
包罗手机、pad等挪动端设备的处置器和台式电脑、条记本电脑等微机处置器，以及嵌入式设备处置器。
1.1 手机处置器芯片
那一块国内和世界领先程度有较大差距。世界范畴内的出名手机处置器厂商有高通、MTK（联发科），苹果和三星那两家也有本身的手机处置器芯片。而国内大部门手机厂商，好比小米、vivo、oppo都是用高通或者联发科的处置器芯片！国内手机处置器设想的次要厂商是华为海思。但因为寡所周知的原因，台积电不克不及给海思代工芯片，所以华为的麒麟芯片如今处境很为难！目前其他国内公司，据我所知，只要紫光展锐研发的虎贲T7510芯片，那一款芯片接纳的是台积电12纳米工艺，根据网上的说法，那一款芯片相当于高通骁龙710系列。国内手机厂商里，仿佛只要海信誉过那款处置器芯片。看一下以下图片，从2020年第一季度到2021年第二季度全球手机处置器市占率的情况，华为海思持续走低，市场份额从12%下降至3%，而联发科的市场份额由24%提拔至38%，另一家大陆企业展讯不断维持在5%。
1.2 微机处置器芯片
微机处置器芯片就是我们台式电脑或条记本电脑的处置器芯片！那一块美国的英特尔是绝对的老迈，从奔驰处置器到酷睿i3、i5、i7，英特尔不断领跑！那个范畴可以对英特尔构成威胁的，估量只要AMD了。那一块目前国内和美国差距极大！目前国内企业有兆心在做x86的处置器，那两年仿佛出了一款性能等同七代英特尔产物的处置器。除此以外海光也在做微机处置器芯片，不外用的amd的zen架构，不清晰性能若何。
1.3 微处置器和微控造器
微处置器(Micro-Processor Unit，MPU)和微控造器 (Micro-Controller Unit ， MCU) 如今的边界越来越模糊，把两者一路介绍。那一范畴美国的德州仪器（TI公司）、飞思卡尔，意大利的意法半导体，日本的瑞萨电子，领先那一块营业。而国内我只晓得深圳的科创板上市公司芯海科技是主营那一块营业的。差距有多大，就不太清晰。
2.图像处置器GPU芯片
在GPU芯片那一块国内厂商和国外大厂差距极大。各人看看本身用的条记本电脑的显卡是哪个公司的就晓得了！整个GPU图形芯片范畴，包罗独立显卡和集成显卡。在详细市场份额方面，英特尔得益于条记本电脑、传统PC行业的优势，其核芯显卡市占率超越全球市场的三分之二。若是只看独立显卡，美国出名企业英伟达是那一块绝对的王者。在独显范畴，英伟达GPU芯片的市占率超越80%。
而我们国内做得比力好的景嘉微和中科曙光。但国内企业在GPU那一块和英伟达、英特尔、AMD的差距庞大，不是短时间能赶得上的。图像处置GPU那一块，国内必需要勤奋追逐。
2021年11月21日更新：比来从知恋人士那里获知了景嘉微GPU的动静，嘿嘿 ，我不多说，你懂的 。
2022年8月17日更新：去年和本年，又成立了几家新的GPU设想公司，好比壁仞和摩尔线程，那些公司的手艺骨干都是英伟达或者AMD出来的团队，传闻那些公司目前产物的历程挺不错的，等待他们的产物可以缩小和英伟达、AMD的差距。
3. 通信芯片
通信是一个很大的概念，很大的范围！各类各样的通信芯片也是八门五花！次要包罗WIFI芯片、蓝牙芯片、射频芯片、modem芯片等等
3.1 手机基带芯片
提到基带各人可能都听过但是不领会详细是什么，那个工具简单来说是手机通话和上彀的必备组件，也就是说没了它，手机既不克不及通话又不克不及上彀，重要性不问可知。目前基带芯片那一块，美国的高通行业领跑，台湾的联发科和韩国的三星紧随其后。国内基带芯片做得比力好的只要华为海思。但华为之前也用高通的基带芯片，如今因为寡所周知的原因，台积电不给华为代工芯片，其他中国企业需要加快基带芯片的研发。
3.2 射频芯片
射频芯片被誉为模仿芯片皇冠上的明珠。射频芯片又分为射频收发芯片和射频前端芯片。而目前射频前端芯片的复杂度更高，所以我们重点存眷一下射频前端芯片。射频前端芯片又包罗四种功用类型的芯片：滤波器（Filter）、功率放大器（PA）、开关（Switch）、低噪声放大器（LNA）。那四种器件 2020 年市场规模占比别离为 47%、32%、13%、8%。射频前端器件的手艺难度从大到小为：滤波器、功率放大器（PA）、开关、低噪声放大器（LNA）。
市场格局方面，2020年，全球射频前端芯片的市场规模已经超越200亿美圆。详细企业市占率方面，我们能够看一下那张图片。
图片的横坐标是产物销售额，纵坐标是增速。在射频范畴，出格是手机射频前端范畴，前五大公司思佳讯、Qorvo （威讯）、Qualcomm （高通）、博通、Murata （村田）市场份额总计超越了85%。而国内的企业，我只晓得江苏无锡的卓胜微和上海的芯朴科技做的射频前端芯片还不错。射频前端器件接纳特殊造造工艺，且差别器件之间的工艺不同大，美日巨头以 IDM形式垄断市场，国内厂商大多是fabless形式，国内厂商需要打破设想、工艺两层壁垒。
3.3 WIFI芯片
那个范畴和世界先辈程度差距较大！那个范畴，美国的博通公司世界第一！大部门高端手机里的WIFI芯片都是博通的！国际上出名的WIFI芯片厂商有美国的博通、高通、Marvell（完竣科技，总部加州硅谷）、TI，台湾的联发科、瑞昱半导体。大陆在WIFI芯片做得比力好的，我只晓得珠海的全志！
3.4蓝牙芯片
做蓝牙芯片的企业相当多，那个范畴我觉得手艺含量不算出格高，小我认为比WIFI芯片简单多了。国内大大小小的芯片设想公司都有在做蓝牙芯片的。
4. 存储器芯片
存储芯片是一个高度垄断的市场，全球市场根本被前三大公司占据，且近年来垄断水平逐渐加剧。受全球市场寡头垄断格局影响，中国企业的议价才能极低，我国存储器芯片开展受限。
我们能够看一下那张图片，2020年全球存储器芯片的市场份额。三星、海力士、美光垄断前三。
在细分范畴，全球DRAM市场仍由三大巨头主导，全球NAND Flash对折市场份额由三星和铠侠占据;在NOR Flash全球市场中，我国企业兆易立异位列前三。
近年来国内厂商奋力追逐，已在部门范畴实现打破，逐渐缩小与国外原厂的差距，此中，兆易立异位列NOR Flash市场前三，聚辰股份在EEPROM芯片范畴市占率全球第三，长江存储128层3DNAND存储芯片，间接跳过96层，加速赶超国外厂商先辈手艺。但在市场份额方面，因为DRAM和NAND Flash占据了存储芯片95%摆布的市场份额，我国部门企业固然在NOR flash方面有所打破，但仍未改动存储器芯片市场被韩美三巨头垄断的格局。中国的存储器芯片厂商追逐先辈任重而道远。
5. 消费电子芯片范畴
安防监控、机顶盒、人工智能、汽车电子、触控芯片五大板块，分隔来说。
5.1 监控芯片
说实话，监控芯片是国内做得相当不错的芯片范畴！能够说监控芯片，国内处于世界第一梯队！世界一流！目前国内安防监控企业好比，海康威视和大华。据我所知海康威视大部门的监控芯片仍是用的华为海思的！别的一些新兴的芯片设想公司也在做监控芯片。世界范畴内，老牌的监控芯片厂商有美国的德州仪器（TI公司）。
5.2 机顶盒芯片
那一块国内做得还不错。华为海思那一块国内最强，别的中兴微电子、福州瑞芯微、Amlogic(晶晨半导体)都在做机顶盒芯片，除了海思以外，amlogic做得更好。amlogic(晶晨半导体)是在美国硅谷成立，但如今已回大陆注册。除了大陆以外台湾的mstar之前也做得不错，但那几年营业被海思和amlogic挤压得很凶猛。mstar中文名叫晨星半导体，总部在台湾新竹，已经被联发科收买。
5.3 人工智能芯片
世界范畴内出名的人工智能芯片有美国的英伟达、英特尔，荷兰的恩智浦。国内出名的人工智能芯片设想企业有华为海思、寒武纪、地平线等等。如今国内做人工智能芯片的良多，字节跳动、阿里平头哥、百度、腾讯，那些互联网公司也都挤进来内卷了。但芯片行业不等同于互联网，他们玩得转互联网，但芯片行业没那么好整，我们拭目以待，看他们做出的芯片事实如何。说句题外话，人工智能芯片以及人工智能相关财产链在科技范畴是一个热门范畴，很有利于“讲故事”、“讲ppt”、炒做，关于部门公司炒高估值、炒股价，很有利，你懂的。所以挤进来做人工智能芯片的企业出格多。
5.4 汽车电子芯片
其实汽车电子芯片是一个很大的范围，汽车电子芯片是汽车电子所有芯片的统称。前面提到的MCU芯片也在汽车电子范畴有良多应用，除了MCU芯片以外，无人驾驶芯片是近几年一个比力热门的范畴，但目前无人驾驶芯片落地还有些困难，各大厂商都想抢跑。除此之外，汽车电子范畴的芯片还包罗传感器芯片、一些模仿芯片。
在汽车电子芯片整体的格局方面，荷兰企业恩智浦、美国企业德州仪器、德国企业英飞凌、日本企业瑞萨电子、意大利的意法半导体是那一范畴龙头。
欧洲企业在那一范畴有极鬼话语权。恩智浦、英飞凌、意法半导体、博世四家欧洲企业就占据全球30%的市场份额。恩智浦目是由荷兰的飞利浦开展出来的企业，2015年12月，恩智浦收买了飞思卡尔之后，起头成为汽车半导体和通用微控造器市场的指导者。美国企业以德州仪器为代表，日本企业以瑞萨电子为代表。欧美日鼎足之势。中国企业根本没有话语权。国内在汽车电子那一块我就只晓得比亚迪半导体做得不错。其他没有出格有重量的公司。本年2022年上半年，其他车厂也逐步进入到芯片设想范畴。好比某蔚，也成立了芯片设想公司。很多猎头还联络了我，他们公司确实出手大方。十年经历的芯片开发工程师遍及能拿到年薪1200K以上。希望他们也好好做芯片，在汽车芯片和新能源车范畴都能弯道超车。
5.5 触控芯片
那一块国内做得不错。深圳企业汇顶科技是那个范畴龙头，别的台湾的mstar和敦泰科技也做得不错！据我所知，触控芯片若是不涉及指纹识此外话，自己并没有出格高的手艺含金量。若是涉及指纹识别，那触控芯片难度增加很多。而近一两年，汇顶科技的触控芯片营业也遭到强有力挑战。希望中国芯片企业能在挑战中生长。下面的图片是2016年和2017年触控芯片市场份额情况，数据有点老，各人迁就看一下，领会一下市场格局就行。
6. 时钟芯片
那一块差距很大！美国的厂商完全领先！差别于消费电子行业，时钟芯片偏向模仿，好多产物能够卖好多年！时钟芯片次要的市场都被美国公司独霸！国际出名的时钟芯片企业有美国的TI、Silicon Labs（芯科科技）、micro chip。国内的有成都天奥电子、宁波奥拉半导体、浙江赛思电子、新港海岸。
7.FPGA芯片
FPGA芯片那个范畴，国内厂商和美国厂商差距极大。美国企业起步很早，全球FPGA市场由巨头Xilinx，altera两大巨头垄断，莱迪斯Lattice和Microsemi瓜分剩下大部门份额。四大厂商不只在芯片设想垄断，并且还垄断了FPGA芯片配套的EDA软件，芯片设想和EDA东西上都构成了极强的手艺封锁。Xilinx、Altera、Lattice等公司通过近9000项专利修建了安稳的常识产权壁垒，并构成了十分强大的财产生态链，四大厂商的市场占有率到达了96%。
国内厂商方面，据我所知，只要紫光集团旗下的子公司紫光同创做的FPGA芯片还不错，但和美国公司的差距很大。
综合来看目前国内的芯片设想公司在世界处于什么开展程度呢？我的概念是整体落后，部分细分范畴（好比监控芯片、触控芯片）世界领先！芯片设想相关于芯片消费来说，芯片设想国内与世界领先程度有较大差距，但没有像芯片消费那样大的差距，我小我概念，美国公司在设想范畴处于第一梯队，台湾公司和韩国公司处于第二梯队，大陆企业的芯片设想的程度在世界范畴内处于第二梯队和第三梯队之间，能够说2.5梯队。
第二部门晶圆造造范畴
晶圆是指硅半导体集成电路造做所用的硅晶片，因为其外形为圆形，故称为晶圆。在硅晶片上可加工造做成各类电路元件构造，而成为有特定电性功用的IC产物。晶圆的原始质料是硅，而地壳外表有用之不竭的二氧化硅。
晶圆造造是按照设想出的电路邦畿，通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等差别工艺流程在半导体晶圆基板上构成元器件和互联线，最末输出可以完胜利能及性能实现的晶圆片。
在芯片行业，我们把仅处置晶圆造造的企业称之为foundry。
晶圆造造目前在世界上的开展情况来看，台湾的台积电在晶圆造造范畴领先世界，目前属于世界第一的程度，台积电目前独一档，第一梯队，台积电之后有哪些？三星、英特尔、格罗方德、UMC（联电）、SMIC、意法半导体、PSMC（力晶）、华虹。大陆最强的中芯国际能够说属于2.5梯队，大陆第二的华虹属于第三梯队。以上芯片造造企业中，台积电、UMC、PSMC都是台湾企业，英特尔是美国公司，格罗方德原来是AMD的芯片消费部分，后来独立出来被阿联酋的资金收买，但目前格罗方德大部门工场仍在美国。意法半导体目前应该是欧洲在芯片消费范畴更高程度的公司啦!能够参考下面的表格，本年第一季度全球十大晶圆代工企业营收排名，共有七家中国企业上榜(四家中国台湾企业，三家中国大陆企业)。
从目前的新工艺的推进和老工艺的成熟度来看，承载中国大陆芯片消费希望的中芯国际勉强处于第二梯队，不说和台积电、三星比拟，就是和台湾的UMC比拟，都略有差距。而大陆芯片造造第二的华虹，目前仅仅可以量产28纳米芯片。芯片消费那一块，大陆企业追逐先辈造造，任重而道远！
第三部门EDA东西
EDA是电子设想主动化的英文简称。EDA东西是指操纵计算机辅助设想软件，来完成超大规模集成电路芯片的功用设想、综合、验证、物理设想等流程的设想体例。
在芯片行业，我们把供给EDA东西的企业称之为EDA设想办事供给商。
目前，在EDA东西方面，EDA东西厂商的三巨头——cadence、synopsys、mentor公司垄断了绝大大都市场份额，其他EDA厂商良多都是在三巨头的暗影之下，夹缝之中求保存。
那三大公司的总部都位于美国加州，此中cadence和synopsys都是美国公司，而mentor原来也是美国公司，不外如今已经被德国的西门子收买。
而我们目前国内利用的EDA东西，几乎如今开发流程就没有利用国产的东西！国内做EDA东西最凶猛的应该是华大九天，别的国微集团仿佛也在做EDA东西。而目前美国三巨头（synopsys、cadence、mentor）垄断了绝大部门EDA东西！以我本人经常利用的EDA东西为例吧！IC验证东西方面用的最多的是synopsys公司的vcs、cadence公司的irun！code debug用的最多的是synopsys公司的verdi，以前读书时用过mentor公司的modelsim。DFT目前用的也是mentor公司的tessent和synopsys的DFT compiler。后端PR东西目前常用的ICC和innovus别离是synopsys和cadence的东西。形式验证用的是synopsys公司的formality。STA用的是synopsys的PT。逻辑综合用的仍是synopsys公司的design compiler。因为我是做数字IC的，用的synopsys的东西多一些，模仿IC应该用cadence的东西多一些！FPGA验证都是用赛灵思的ISE和VIVADO。
国产EDA东西的研发任重而道远啊！
第四部门芯片原质料
芯片消费需要大量的原质料，好比硅晶圆、光刻胶等等。关于各人经常传闻的光刻机，我们用最通俗的语言来归纳综合它的原理，就是投影仪+单反的原理，将激光光束透射过画着线路图的掩模，将芯片线路图成比例缩小投射到涂了光刻胶的硅晶圆上，最末构成芯片的电路图。所以硅晶圆和光刻胶是芯片消费过程中十分重要的原质料。
芯片造造所需的原料有良多，此中需求量更大的当属硅晶圆。数据显示，硅晶圆在芯片造造质料中占比更高，到达37%。硅晶圆造造行业整合现象早在上世纪90年代就已经呈现，颠末三十年时间厮杀，目前90%的市场份额都被日韩四巨头占据。它们别离是信越化学、全球晶圆、胜高以及SK siltron。
在光刻胶范畴，全球有超越87%的市场份额都被美国罗门哈斯、日本JSR、东京应化、日本信越与富士电子质料那五家企业所垄断，此中美国企业占到了15%市场份额，而日本企业市场份额更是超越了75%；
美日垄断！ 2019年，日本和韩国打芯片战，制止日本企业出口高纯度氟化氢及光阻剂等质料原质料给韩国，韩国半导体系体例造厂只能停工，即使不断工，利用替代原料停止风险量产，会使得到的芯片的可靠性问题遭到客户们的强烈思疑，无疑将会引起不小的业内地震。
目前国内在芯片原质料方面和国外差距较大！
第五部门封拆
芯片封拆，简单点来讲就是把Foundry消费出来的集成电路裸片放到一块起承载感化的基板上，再把管脚引出来，然后固定包拆成为一个整体。
封拆那一块，目前国内那一块做得不错！能够说处于第一梯队！但封拆那一块自己的手艺含量和难度在芯片行业的各范畴里是比力低的！封拆国内最强就是长电了，但封拆是依赖于晶圆造造的，与工艺相关！除了长电之外还有华润微、硒品等企业。参考一下2021年大陆十大封测厂商的营收排名。
第六部门测试
小我觉得芯片行业手艺难度更低的就是测试和封拆。测试的话包罗CP测试、FT测试等等，包罗了芯片的功用测试、可靠性测试、老化测试等等。
芯片测试那一块，国内目前和国外没有什么出格的差距。国内目前的芯片测试由封测厂来完成，某些企业同时完成封拆测试工做，那些企业被称为封测厂，而某些企业只停止测试工做，那类企业被称为测试厂。
第七部门半导体设备
芯片行业的设备营业次要指的是芯片消费、封拆、测试过程中需要利用的设备，好比晶圆造造过程中需要利用的光刻机、蚀刻机，测试过程中需要利用的ATE测试基台。光刻机那个各人都耳熟能详了，晓得国内目前光刻机的差距，就不再多说！先辈光刻机那一块荷兰的阿斯麦尔独家供货，日本的佳能也消费一些低工艺的光刻机设备。下图是2019年世界范畴内半导体设备厂商营收排名，各人能够大要看一下全球半导体设备厂商的市场占有格局情况。
封测厂用的ATE测试基台等设备根本都是爱德万或泰瑞达等公司的产物。爱德万是日本公司，而泰瑞达是美国公司，总部在马萨诸塞州。那一块的市场份额几乎没有国内公司的蛋糕。
第八部门总结
对以上芯片各范畴的企业做个总结。灰心的说，整个芯片行业，除了封测范畴外，几乎全方面的落后，并且差距还很大。目前整个芯片行业，国内最被卡脖子的处所就是半导体设备和晶圆造造两大范畴。那两大范畴就是中国芯片行业命运的后劲项。EDA东西、芯片原质料、芯片设想都存在差别水平的差距，追逐道路任重而道远！
我本人只是一名芯片开发工程师，入行以来，也呆过多家公司，先后处置数字IC设想、数字IC验证、DFT、数字后端设想工做。以上答复的内容都是我做为一名芯片开发工程师对行业的认知，因为不断在芯片设想公司工做，关于芯片其他范畴也有良多认识不敷的处所，若有错误，欢送指出，各人一路讨论！若是有其他问题讨论，能够发私信沟通。
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