芯片（Chip），是指內(nèi)含集成電路的硅片，體積很小，常常是計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分，其本質(zhì)是在半導(dǎo)體襯底上制作的能實(shí)現(xiàn)一系列特定功能的集成電路。廣義芯片包括了集成電路、傳感器、分立器件、光電器件產(chǎn)品，狹義芯片單指集成電路。
集成電路（Integrated Circuit, IC）又稱微電路（Microcircuit）、微芯片（Microchip）、晶片/芯片（Chip），是一種微型電子器件或部件。
半導(dǎo)體（Semiconductor），指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體（Conductor）與絕緣體（Insulator）之間的材料，常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料是硅。
①芯片主要細(xì)分領(lǐng)域介紹
芯片是一種微型電子器件或部件，屬于半導(dǎo)體器件中的一種，主要有以下三種細(xì)分領(lǐng)域：
A、模擬芯片
模擬芯片是處理模擬電子信號(hào)的芯片，用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理連續(xù)函數(shù)形式模擬信號(hào)（如聲音、光線、溫度等），是連接現(xiàn)實(shí)與虛擬的關(guān)鍵紐帶。模擬芯片產(chǎn)品種類繁多，且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，如射頻/無(wú)線、運(yùn)算放大器、模擬乘法器、變頻器、濾波器電源管理等芯片。
全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織數(shù)據(jù)顯示，從 2013-2020 年，全球模擬芯片的銷售額從 401.17 億美元提升至 556.58 億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 4.79%。根據(jù) ICInsights 數(shù)據(jù)，2021 年全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模為 741.31 億美元，并預(yù)測(cè)模擬芯片有望在未來(lái)五年內(nèi)，在主要芯片細(xì)分市場(chǎng)中增長(zhǎng)最為強(qiáng)勁，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到7.4%，超過(guò)芯片整體市場(chǎng)復(fù)合增長(zhǎng)率 6.8%；2022 年，全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至796.17 億美元，同比增長(zhǎng) 7.40%。根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2025 年全球模擬芯片銷售額將達(dá)到 986.32 億美元。
在通信領(lǐng)域，射頻器件是實(shí)現(xiàn)手機(jī)及各類移動(dòng)終端通信功能的核心元器件。近年我國(guó)5G基站的建設(shè)數(shù)量和5G設(shè)備的普及率快速上升，根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，2022 年我國(guó)新建 5G 基站超 88.7 萬(wàn)個(gè)，累計(jì)建成開(kāi)通 5G 基站 231.2 萬(wàn)個(gè)，5G移動(dòng)電話用戶數(shù)量達(dá)到 5.61 億戶。
由于 5G 的頻段上升，從 4G 向 5G 切換，通訊設(shè)備的天線數(shù)量增加，射頻器件數(shù)量大幅增長(zhǎng)。因此，射頻器件作為 5G 通信中的重要核心元器件，其市場(chǎng)需求隨著 5G 通訊普及率的上升而快速起量，從而推動(dòng)模擬芯片市場(chǎng)的發(fā)展。根據(jù)賽迪顧問(wèn)的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到 2025 年我國(guó)射頻行業(yè)市場(chǎng)估摸將超過(guò) 600 億元。5G 射頻具有廣闊的空間，且將獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)市場(chǎng)將擁有良好的市場(chǎng)發(fā)展前景。
全球領(lǐng)先的模擬芯片企業(yè)主要有德州儀器、恩智浦、英飛凌、思佳訊、意法半導(dǎo)體等國(guó)際模擬芯片大廠，而目前中國(guó)模擬芯片企業(yè)的技術(shù)與上述國(guó)際巨頭存在差距。隨著我國(guó)電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，芯片技術(shù)需求不斷升級(jí)，建立國(guó)產(chǎn)化模擬芯片供應(yīng)鏈已是產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的迫切需求。此外，“十四五”時(shí)期是我國(guó)開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程的第一個(gè)五年規(guī)劃，信息化建設(shè)也將進(jìn)入全面融合期，為國(guó)內(nèi)模擬芯片產(chǎn)業(yè)提供重大的發(fā)展機(jī)遇。
B、數(shù)字芯片
數(shù)字芯片是對(duì)離散的數(shù)字信號(hào)（如用0和1兩個(gè)邏輯電平來(lái)表示的二進(jìn)制碼）進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的芯片。近年來(lái)，隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)對(duì)數(shù)字芯片的需求越來(lái)越多，并成為全球最大的消費(fèi)國(guó)之一，數(shù)字芯片消費(fèi)量占全球消費(fèi)量的比重超過(guò) 40%。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2019 年中國(guó)數(shù)字芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 7,562 億元，同比增長(zhǎng) 15.77%；同年，我國(guó)數(shù)字芯片設(shè)計(jì)行業(yè)銷售額已突破 3,000 億元，占芯片產(chǎn)業(yè)銷售額的比重達(dá) 40.51%。
隨著人工智能（AI）領(lǐng)域的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在通用芯片（CPU、GPU）上效率不高且功耗較大，逐漸不能滿足深度學(xué)習(xí)苛刻的算力要求。而專用芯片（ASIC）具備計(jì)算性能高、計(jì)算效率高，且功耗低，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)體積小、可靠性高、保密性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。另外，專用芯片（ASIC）可根據(jù)特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)、制造，通過(guò)定制化芯片來(lái)加速人工智能的計(jì)算任務(wù)。
然而隨著深度學(xué)習(xí)的規(guī)模在指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，人工智能的算法又要求定制的芯片可被重新編程來(lái)執(zhí)行新類型的計(jì)算任務(wù)。可編程邏輯芯片（FPGA）正是一種硬件可重構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)可兼顧算力強(qiáng)勁、功耗低等優(yōu)勢(shì)。用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，將自行設(shè)計(jì)的電路通過(guò) FPGA 芯片公司提供的專用 EDA 軟件對(duì) FPGA 芯片進(jìn)行功能配置，從而將空白的 FPGA 芯片轉(zhuǎn)化為具有特定功能的芯片，滿足特定的應(yīng)用需求。
隨著新一代通信設(shè)備、人工智能、自動(dòng)駕駛等新興技術(shù)的快速發(fā)展，F(xiàn)PGA芯片的應(yīng)用需求不斷增長(zhǎng)，F(xiàn)PGA 市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大；根據(jù)沙利文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA 全球市場(chǎng)規(guī)模從 2016 年的 43.4 億美元增長(zhǎng)至 2020 年的 60.8 億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率約 8.8%；預(yù)計(jì)全球 FPGA 市場(chǎng)規(guī)模將從 2021 年的 68.6 億美元增長(zhǎng)至 2025 年 125.8 億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為 16.4%。FPGA 芯片境外起步較早，技術(shù)積累深厚，高度壟斷市場(chǎng)；根據(jù)沙利文的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以出貨量為口徑，2019 年中國(guó) FPGA 芯片市場(chǎng)有超 80%的份額被外商占據(jù)。
近年，汽車行業(yè)在智能化的驅(qū)使下，汽車所承載的芯片數(shù)量不斷提升。其中，自動(dòng)駕駛功能的發(fā)展正推動(dòng)處理器芯片、微控制器芯片市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，且逐漸凸顯這類芯片的重要性。處理器芯片和微控制器芯片作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，是信息處理、程序運(yùn)行的最終執(zhí)行單元。
在自動(dòng)駕駛的過(guò)程中需要在不同天氣、光線條件下對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，識(shí)別、跟蹤各種動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的物體并對(duì)其可能的行為進(jìn)行預(yù)判。在此背景下，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需收集大量的信息和數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行快速運(yùn)算處理，并作出相應(yīng)的動(dòng)作。隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提高，所需的算力也同樣提升一個(gè)等級(jí)。因此，處理器芯片和微控制器芯片的未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊。
我國(guó)數(shù)字芯片的制造能力相比國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)仍有差距，大量數(shù)字芯片依賴進(jìn)口。目前我國(guó)數(shù)字芯片制造主要存在三大短板：
1）核心原材料不能自給自足；
2）數(shù)字芯片制造工藝較弱；
3）關(guān)鍵制造裝備依賴進(jìn)口。
如今，海思、寒武紀(jì)等數(shù)字芯片公司逐漸嶄露頭角，但相比國(guó)際巨頭仍有較大差距。近年，我國(guó)政策鼓勵(lì)
并支持芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為芯片產(chǎn)業(yè)提供良好的政策環(huán)境。2020 年 8 月 4 日國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，從財(cái)稅、數(shù)字芯片投融資、IPO、研究開(kāi)發(fā)、進(jìn)出口等多角度對(duì)數(shù)字芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供政策支持，利好我國(guó)數(shù)字芯片材料行業(yè)發(fā)展。
C、存儲(chǔ)芯片
存儲(chǔ)芯片是指利用電能方式存儲(chǔ)信息的半導(dǎo)體介質(zhì)設(shè)備，因此也稱為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，是所有電子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的載體，也是電子信息產(chǎn)品不可或缺的組成部分。存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)與讀取過(guò)程體現(xiàn)為電子的存儲(chǔ)或釋放，根據(jù)斷電后存儲(chǔ)的信息是否留存分為易失性存儲(chǔ)芯片 RAM（斷電后數(shù)據(jù)丟失）與非易失性存儲(chǔ)芯片 ROM（斷電后數(shù)據(jù)不丟失）。
按芯片產(chǎn)品的主要分類，2021 年存儲(chǔ)芯片的市場(chǎng)規(guī)模占整個(gè)芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的比重最大；據(jù) WSTS 的數(shù)據(jù)顯示，存儲(chǔ)芯片的占比達(dá)到了 35.05%，其余的邏輯芯片、模擬芯片、微處理器芯片的占比分別為 32.49%、16.82%和 15.64%。
隨著 5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、汽車電子、可穿戴等新興技術(shù)的快速發(fā)展，下游行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景在廣度和深度上的快速提升帶來(lái)了大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理需求，存儲(chǔ)器芯片的重要性與日俱增。根據(jù) WSTS 的數(shù)據(jù)，2014-2018 年全球存儲(chǔ)器芯片市場(chǎng)規(guī)模從 792 億美元增長(zhǎng)至 1,580 億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)18.85%，2019 年受整個(gè)芯片行業(yè)規(guī)模下滑影響，全球存儲(chǔ)器芯片市場(chǎng)規(guī)模降至1,064 億美元。隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的需求快速上漲，2021 年全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至 1,538 億美元，同比增長(zhǎng) 30.89%，占全球芯片市場(chǎng)規(guī)模的 33.38%。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2021-2027 年全球存儲(chǔ)芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 8%，并有望在 2027 年增長(zhǎng)到 2,600 億美元以上。
②全球和中國(guó)芯片市場(chǎng)規(guī)模
受國(guó)際貿(mào)易摩擦、英國(guó)脫歐等世界局勢(shì)的變化、以及消費(fèi)電子市場(chǎng)接近飽和狀態(tài)等因素影響，2019 年全球芯片銷售額同比下降 15.24%，出現(xiàn)較大幅度的下滑。然而，受益于通訊技術(shù)、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域的更新迭代，同時(shí)在人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)下，2021 和 2022 年全球芯片市場(chǎng)的收入實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。
根據(jù) WSTS 的數(shù)據(jù)，2022 年全球芯片市場(chǎng)銷售規(guī)模達(dá)到 5,340.10 億美元，同比增長(zhǎng) 15.34%，近 5 年年復(fù)合增長(zhǎng)率 9.25%；預(yù)計(jì) 2024 年全球芯片市場(chǎng)銷售規(guī)模將達(dá)到 6,020 億美元。
得益于我國(guó)科技的快速發(fā)展以及芯片應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，我國(guó)成為了全球最大的芯片消費(fèi)國(guó)之一。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2022 年我國(guó)芯片市場(chǎng)規(guī)模為 11,298 億元，同比增長(zhǎng) 8.03%，其中 2015-2021 年的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了 19.40%，保持了較高的增速；預(yù)計(jì) 2022-2024 年將保持 13.00%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，預(yù)測(cè)在 2024 年我國(guó)芯片銷售額將達(dá)到 14,426 億元。
我國(guó)芯片消費(fèi)量的增長(zhǎng)促進(jìn)了我國(guó)芯片產(chǎn)量規(guī)模的快速擴(kuò)張，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國(guó)芯片產(chǎn)量從 2011 年的 720 億塊增長(zhǎng)至 2022 年的 3,241 億塊，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了 14.66%。
③芯片產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主可控是國(guó)家重點(diǎn)戰(zhàn)略，芯片國(guó)產(chǎn)化加速
我國(guó)是全球最大的芯片消費(fèi)國(guó)之一，對(duì)芯片進(jìn)口需求較大。據(jù)海關(guān)總署的數(shù)據(jù)顯示，2022 年我國(guó)芯片進(jìn)口金額達(dá)到了 2.77 萬(wàn)億元，占 2022 年我國(guó)總進(jìn)口金額的 15.30%。我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)起步較晚，核心關(guān)鍵技術(shù)方面的實(shí)力較弱。同時(shí)，我國(guó)作為《瓦森納協(xié)議》的“被禁運(yùn)”國(guó)之一，國(guó)際先進(jìn)設(shè)備、關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期對(duì)我國(guó)進(jìn)行封鎖。我國(guó)僅在硅晶圓、濺射靶材、研磨液等部分領(lǐng)域有所突破，其它材料和產(chǎn)品仍依賴境外進(jìn)口。當(dāng)前我國(guó)芯片進(jìn)口依賴度仍然較高。
芯片產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)、關(guān)鍵材料和關(guān)鍵設(shè)備是我國(guó)未來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向。我國(guó)政策也不斷鼓勵(lì)和扶持芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以加速芯片國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)程。自“十二五”期間開(kāi)始，信息技術(shù)被確立為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，是國(guó)家未來(lái)重點(diǎn)扶持的對(duì)象。
到了“十三五”期間，在政策以及國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)基金的扶持下，我國(guó)芯片技術(shù)快速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)。進(jìn)入“十四五”期間，在日益復(fù)雜的國(guó)際環(huán)境下，新一代信息技術(shù)被賦予更高的發(fā)展定位，分別包括芯片、5G 等通信應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等行業(yè)?！笆奈逡?guī)劃綱要”提出要加強(qiáng)集成電路領(lǐng)域的科技攻關(guān)。根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)布相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)芯片自給率要在 2025
年達(dá)到 70%。此外，國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金于 2014 年 9 月設(shè)立，重點(diǎn)投資集成電路制造業(yè)，包括芯片設(shè)計(jì)、封裝測(cè)試、設(shè)備和材料等產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前我國(guó)芯片技術(shù)已在消費(fèi)級(jí) SoC、NOR Flash、CIS 芯片等領(lǐng)域取得了進(jìn)步，其他領(lǐng)域也正加大技術(shù)研發(fā)投入，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破。
