产业观察 | 半导体产业：全球竞争与中国崛起 | 附最新半导体产业链图谱

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半导体产业对现代化社会的建立与维护至关重要，涉及国家安全和战略部署，因此，全球相关国家都出台了半导体的支持政策，这造成半导体供应在朝区域化的方向发展。

美国增强对于半导体和芯片领域投资规模;欧盟更注重提升半导体产业综合竞争力;日本也在针对半导体产业薄弱环节进行建设。

半导体国产化的浪潮声势正好，而国外、国内半导体玩家众多，半导体行业本身分支也多，对于不在此行业的人来说，难免隔雾看花，今天我们就简单介绍一下，芯片的分类以及产业图谱，让大家对于我国“战斗”在前线的行业人员有一个了解，芯片和半导体的关系是什么?芯片从业者们在干什么?

芯片、半导体以及集成电路

芯片是一种集成电路，而集成电路占半导体行业的80%以上。半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间，且导电性可控的材料。我们比较常听到的，是用半导体所制作成的产品，主要分为：集成电路、分立器件、光电器件和传感器。集成电路是一种微型电子器件或部件，也可以理解为“由半导体材料制成的一个超大规模电路的一个集合，让电容，晶体管，电阻等器件工作在硅片(或者其他介质)上”。

因此，可以说集成电路是由半导体材料制成的芯片，而芯片则是半导体材料上集成了多个电子元件的微型电子器件。它们共同构成了现代电子设备和计算机系统的核心。

芯片的分类

现代社会发展快速又多样，芯片的架构、种类随之增多。按照不同的标准，可将其分为不同的类型，比如数字集成电路(大规模IC-CPU、GPU，微处理器-MCU、MPU、DPS)、模拟集成电路、存储器(DRAM、SRAM)等。

芯片的制造过程

芯片的制造工序繁多，简单可以概括为三大步骤：设计(集成电路)——流片(芯片)——封装(可运用)。

上游产业：原材料及机器设备

芯片行业产业链上游为半导体核心产业，涵盖芯片生产制造所需的原材料以及机器设备，对于技术的要求极高。

中游产业：半导体制造

芯片行业产业链中游为半导体制造领域，包含设计、制造、封测等一系列环节。

下游产业：半导体应用

芯片行业产业链下游涉及到方方面面。

根据IBS《Design Activitiesand Strategic Implications》数据显示，全球范围内芯片设计成本日益增高。

我国目前要攻克的难点，主要集中在“设计”环节。关于芯片设计，有一个很知名的理论——摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。10nm-7nm-5nm-3nm，工艺不断接近原子极限，靠缩小物理尺寸提高集成度已经愈发艰难，摩尔定律显著放缓，该如何续写摩尔定律的传奇?

很多人把希望寄托于chiplet技术。Chiplet技术是把一些预先生产好的实现特定功能的芯片裸片(die)通过先进的封装技术集成在一起形成一个系统级芯片，而这些基本的裸片就是Chiplet。

使用Chiplet技术，减小了产生制造缺陷的概率，提高了小芯片晶粒的良率，从而降低单晶粒成本，另外，因可以灵活采用不同工艺集成，也降低了部分模块被迫采用先进工艺带来的成本问题，且一个项目的chiplet可直接复用到另一个项目，节省项目开发周期和成本。

Chiplet技术正朝向IP芯片化、集成异构化、集成异质化发展，但考虑到DIE、封装、PCB因材质不同导致热膨胀产生差异， Chiplet封装上板后的产品将面临较大的良率及可靠性问题，需要特定的应力仿真EDA工具以评估系统应用风险。

什么是EDA?

EDA 全称是电子设计自动化(Electronic Design Automation)，狭义的EDA是指利用计算机辅助设计(CAD等)软件，来完成超大规模集成电路(VLSI)芯片(IC)的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检测等)等流程的设计方式。

而广义的EDA是指用于辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、测试整个流程的计算机软件。

国产EDA产业发展迅猛。中国半导体产业协会的数据表示，中国集成电路设计销售额2021年达5047.93亿元，同比增长19%。中国半导体行业协会集成电路设计分会(ICCAD)的数据显示，2015年中国芯片设计公司数量仅为736家，2021年已增长至2,810家，CAGR达25.02%。国内集成电路设计占比不断提升，2021年集成电路设计占比更是高达43%，这些数据都表明，对于国产EDA的需求很大。

在国产EDA行业中，除了华大九天等深耕单个领域的老牌企业外，还出现了一些新兴的企业，如芯瑞微(PhySim)。芯瑞微以其多物理场仿真软件和提供chiplet一站式解决方案的服务而备受关注。

这些新兴企业的涌现丰富了国产EDA行业的生态系统，推动了行业的创新和发展。它们积极应对着国内芯片设计与制造的挑战，不断提升技术能力，为国内芯片产业的发展做出了重要贡献。随着国内芯片需求的不断增长，这些企业有望在国内市场中发展壮大，并在全球舞台上展现实力。

结语

半导体行业作为关键领域，在科技迅猛发展的时代具有重要性。我国半导体行业正面临技术攻坚战，无数芯片从业者默默耕耘，努力在全球竞争中占据主动地位。政府出台政策措施支持发展，优化行业环境，增强竞争力。教育和科研取得成绩，高校和研究机构培养专业人才，产学研合作推动技术创新。然而，行业仍面临竞争激烈、技术更新快的挑战。我们需保持冷静、坚定信心，依靠科技创新和人才培养提升实力，以应对困难和问题。只有如此，我们才能在未来竞争中立于不败之地。我国半导体产业发展已取得成果，但仍需努力。我们应以严谨、稳重、理性的态度，推动半导体产业迈向新高峰，实现科技强国目标。