前瞻产业研究院-全球及中国芯片产业发展解析

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1、全球及中国芯片产业发展解析[1]FORWARD芯片行业发展概述1芯片是什么？有什么作用？人们经常把“芯片”和“集成电路”这两个词混着使用。◢事实上，芯片（chip）是半导体元件产品的统称，也是集成电路的载体。芯片是集成电路经过“设计►►►制造，►►►封装►►►测试”后形成的可立即使用的独立整体集成电路必须依托芯片来发挥他的作用。◢芯片组，则是为发挥更大的作用，对一系列相互关联的芯片进行组合。芯片及芯片组几乎决定了主板的功能，进而影响到整个系统性能的发挥。因此，可以说芯片是电子设备的灵魂，是电子设备的各种功能之所以能

2、够实现的重要载体。1芯片的种类芯片种类划分角度多种多样，可依据材料、集成电路、芯片功能、芯片设计方式等角度的不同进行分类。而最常用的两种分类方式：1、根据晶体管工作方式划分——数字芯片和模拟芯片◢数字芯片主要用于处理各种数字信号，用半导体来控制电压高低用以代表1和0，并以此进行逻辑计算。◢模拟芯片主要用于模拟信号处理领域，比如处理声，光，无线信号等物理现象。2、按照芯片的功能划分——处理器芯片、记忆和存储芯片、特定功能芯片◢处理器也就是所谓的CPU，是一个电子设备的心脏，承担最重要的数据计算和处理功能，CPU主要存

3、在于电脑，手机，平板，电视，机顶盒等电子产品。◢记忆和储存芯片负责数据的保存和管理，常见的DRAM，NAND等等。◢特定功能芯片则是为了某些功能而开发的芯片，比如WiFI芯片，Bluetooth芯片和电源管理芯片等等。1芯片制作及成本解析芯片的硬件成本公式：芯片制作完整过程包括芯片设计、芯片制作、封装制作、成本测试等几个环节。其中，芯片制作过程最为的复杂。而精密芯片的制造过程尤为复杂。芯片的成本包括硬件成本和设计成本。◢芯片硬件成本包括晶片成本+掩膜成本+测试成本+封装成本四部分。◢此外，ARM阵营的IC设计公司要

4、支付给ARM设计研发费以如及每一片芯片的版税，而自主CPU和Intel这样的巨头，则无购买IP的成本。◢除此之外，芯片的硬件成本还需要考虑到测试封装可能会产生废片。芯片硬件成本=（晶片成本+测试成本+封装成本+掩膜成本+IP购买成本*）/最终成品率1芯片的硬件成本解析芯片的硬件成本公式：◢晶片成本：从二氧化硅到市场上出售的芯片，要经过制取工业硅、制取电子硅、再进行切割打磨制取晶圆。晶圆是制造芯片的原材料，晶片成本可以理解为每一片芯片所用的材料（硅片）的成本。一般情况下，特别是产量足够大，而且拥有自主知识产权，以亿为

5、单位量产来计算的话，晶片成本占比最高。◢封装成本：即将基片、内核、散热片堆叠在一起，就形成了大家日常见到的CPU，封装成本就是这个过程所需要的资金。在产量巨大的一般情况下，封装成本一般占硬件成本的5%-25%左右。◢测试成本：测试可以鉴别出每一颗处理器的关键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器的等级，并依据等级制定不同的售价。如果芯片产量足够大的话，测试成本可以忽略不计。◢掩膜成本：即采用不同的制程工艺所需要的成本。不同工艺的掩膜成本不尽相同。芯片硬件成本=（晶片成本+测试成本+封装成本+掩膜成本+IP购

6、买成本*）/最终成品率1芯片的设计成本解析◢硬件成本比较好明确，但设计成本就比较复杂。这当中既包括工程师的工资、EDA等开发工具的费用、设备费用、场地费用等。另外，还有一大部分是IP费用——如果是自主CPU不存在此费用，而如果是ARM阵营IC设计公司，需要大量外购IP，这些IP价格昂贵。◢按国际通用的低盈利芯片设计公司的定价策略8：20定价法，也就是硬件成本为8的情况下，定价为20。以下是不同产量情况下，自主CPU-Y也采用8：20定价法的售价对比：►在产量为10万片的情况下►►►售价为305美元；►在产量为100

7、万片的情况下►►►售价为75美元；►在产量为1000万片的情况下►►►售价为52.5美元。国际通用的芯片设计公司定价策略——8：20定价法可以看出，要降低CPU的成本/售价，产量至关重要，而这也是Intel、苹果能采用相对而昂贵的制程工艺，又能攫取超额利润的关键。1芯片制造为什么难？中国每年要从海外进口大量芯片，进口金额高达2000多亿美元，是我国第一大进口产品。近期的中兴通讯被美国制裁事件，再次显示了芯片国产替代的重要性。中国芯片制造为什么这么难？归结起来主要有以下几点：◢最强技术握在巨头手中芯片研发具有投入大、

8、周期长、风险高、竞争激烈等特点。从芯片的技术之争来看，全球芯片制造业的核心技术长期被控制在Intel、AMD等行业巨头企业手中，国内芯片产业从产业规模、技术水平、市场份额等方面都与英特尔、三星、高通等国际领军企业有较大差距，即便与台资企业也有不小差距。◢最薄弱环节：高端IC设计能力国内大量依赖进口集成电路很大一部分原因是中国企业在高端的IC设计