阿狸，一名芯片开发工程师，先后从事数字IC设计、验证、DFT工作 阅读原文 十年内到达世界前列？那我们分业务板块来说一说。芯片行业包括七大业务板块：1.设计，2.晶圆制造，3.EDA 工具，4.芯片原材料，5.封装，6.测试，7.半导体设备 第一部分设计领域 芯片行业的设计领域，指的是规格制定、架构设计到 tape－out 的所有流程。tape out 是什么，可能很多朋友不清楚，那换个说法，对于芯片设计而言，简单通俗的说，就是芯片在晶圆厂生产之前的所有流程都属于设计领域。在芯片行业，我们把仅从事芯片设计，没有其他生产、封装、测试业务的公司称之为 fabless 或者 design house，比如国内的华为海思、紫光展锐、中兴微电子、比特大陆、寒武纪、汇顶科技、全志就是这类公司，美国的高通、博通也属于这一类型。而既有芯片业务，又有芯片晶圆制造业务的公司，我们称之为 IDM（Integrated Device Manufacture），国内的士兰微属于这类企业，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这类企业。 关于全球知名的芯片设计公司，可以参考下面的图表。下面的图表是 2021 年全球十大 IC 设计公司营收排名。注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。这里只统计公布财报数据的前十名。下面的数据仅指芯片设计公司，不包括台积电、格罗方德等晶圆厂，也不包括芯片原材料和半导体设备公司。 从上面的表格，我们可以看到美国和中国台湾省的公司垄断前十。其中六家美国公司(高通、博通、英伟达、AMD、Marvell、赛灵思)，四家中国台湾公司(联发科、联咏、瑞昱、奇景)。具体排名方面，高通继续稳坐全球第一，主要由于手机系统单芯片、物联网芯片销售分别年增 51%与 63%所带动，加上射频与汽车芯片业务的多元化发展，带动 2021 年高通营收增长达 51%。英伟达在游戏显卡与数据中心营收年增分别达 64%与 59%的带动下，排名成功向上攀升至第二；而 AMD 则由于 Ryzen CPU、Radeon GPU 销售强劲及平均销售单价提升，使得 CPU 与 GPU 这两大业务营收年增 45%，加上云端企业需求加速，企业端、嵌入式暨半客制化部门营收年增 113%，让 AMD 总营收年增高达 68%。而台湾的芯片设计龙头企业联发科受惠于 5G 渗透率提升，手机产品组合销售暴增 93%，全年营收增长 61%；瑞昱受网通与商用型笔电产品需求强劲带动，且音频与蓝牙芯片表现也相当稳定，营收年增长达 43%。 以上文字讲了十大设计公司如何牛 X，业绩如何大涨。我们来对比一下大陆的芯片设计企业 2021 年的营收情况。 以上表格仅包括芯片设计企业的芯片设计营业收入。从表格中我们可以看到华为的子公司海思已经下降到第三位。海思受美国制裁的影响，去年营收暴跌 80%。另外紫光展锐的营收应该高于台湾企业奇景，应该可以排进上面那个全球十大芯片设计公司营收的榜单。其余国内厂商营收则有升有降。 下面将从芯片具体的细分领域来看看大陆企业在芯片设计的各领域与世界先进水平的差异。看看各个芯片设计领域有没有可能在十年内达到世界前列？ 我们将从处理器芯片、通信芯片、存储器芯片、消费电子芯片、FPGA 芯片几大领域来比较一下！ 1. CPU 处理器类芯片 包括手机、pad 等移动端设备的处理器和台式电脑、笔记本电脑等微机处理器，以及嵌入式设备处理器。 1.1 手机处理器芯片 这一块国内和世界领先水平有较大差距。世界范围内的知名手机处理器厂商有高通、MTK（联发科），苹果和三星这两家也有自己的手机处理器芯片。而国内大部分手机厂商，比如小米、vivo、oppo 都是用高通或者联发科的处理器芯片！国内手机处理器设计的主要厂商是华为海思。但由于众所周知的原因，台积电不能给海思代工芯片，所以华为的麒麟芯片现在处境很尴尬！目前其他国内公司，据我所知，只有紫光展锐研发的虎贲 T7510 芯片，这一款芯片采用的是台积电 12 纳米工艺，按照网上的说法，这一款芯片相当于高通骁龙 710 系列。国内手机厂商里，好像只有海信用过这款处理器芯片。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理器市占率的情况，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%提升至 38%，另一家大陆企业展锐一直维持在 5%。 目前手机处理器芯片华为受制于芯片生产。本来华为海思已经在手机处理器芯片这一块接近第一梯队，但由于受美国制裁的影响，其先进工艺处理器芯片无法流片，导致手机处理器项目被搁置。未来十年，如果华为海思仍受制于美国的制裁，恐怕国产手机处理器芯片只能寄希望于紫光展锐！紫光展锐目前处于手机处理器研发的第二梯队，未来十年如果国产手机厂商愿意和展锐配合，展开合作，在某些型号手机采用展锐的处理器芯片，那么展锐有可能在十年后接近第一梯队，甚至进入手机处理器第一梯队，到达世界前列水平！ 1.2 微机处理器芯片 微机处理器芯片就是我们台式电脑或笔记本电脑的处理器芯片！这一块美国的英特尔是绝对的老大，从奔腾处理器到酷睿 i3、i5、i7，英特尔一直领跑！这个领域能够对英特尔构成威胁的，估计只有 AMD 了。这一块目前国内和美国差距极大！目前兆心在做 x86 的处理器，这两年好像出了一款性能等同七代英特尔产品的处理器。另外海光也在做微机处理器芯片，不过用的 amd 的 zen 架构。这一块未来十年很难赶上英特尔、AMD 到达世界前列水平！ 1.3 微处理器和微控制器 微处理器(Micro-Processor Unit，MPU)和微控制器 (Micro-Controller Unit ， MCU) 现在的界限越来越模糊，把两者一起介绍。这一领域荷兰的恩智浦、美国的 microchip(微芯半导体)、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，领先这一块业务。而国内我只知道深圳的科创板上市公司芯海科技是主营这一块业务的。差距有多大，参考下面的表格吧。 中国企业要想在 MCU 芯片这块上榜还要加油！目前国内做 MCU 芯片的基本是中小公司，未来十年要想追上世界前列水平，难度还是比较大的。 2.图像处理器 GPU 芯片 在 GPU 芯片这一块国内厂商和国外大厂差距极大。大家看看自己用的笔记本电脑的显卡是哪个公司的就知道了！整个 GPU 图形芯片领域，包括独立显卡和集成显卡。在具体市场份额方面，英特尔得益于笔记本电脑、传统 PC 行业的优势，其核芯显卡市占率超过全球市场的三分之二。如果只看独立显卡，美国著名企业英伟达是这一块绝对的王者。在独显领域，英伟达 GPU 芯片的市占率超过 80%。 而我们国内做得比较好的，老牌公司有景嘉微和中科曙光。新成立的初创公司有摩尔线程和壁仞。但国内企业在 GPU 这一块和英伟达、英特尔、AMD 的差距巨大，不是短时间能赶得上的。图像处理 GPU 这一块，国内必须要努力追赶。依我看，未来十年要想在 GPU 芯片这块追上英伟达和 AMD 的水平，是很困难的啦！ 3. 通信芯片 通信是一个很大的概念，很大的范畴！各种各样的通信芯片也是五花八门！通信可以划分为手机移动通信、wifi 通信、蓝牙通信。 在移动通讯设备中最重要的器件就是射频芯片和基带芯片，射频芯片负责射频收发、频率合成、功率放大；而基带芯片负责信号处理和协议处理。 3.1 手机基带芯片 提到基带大家可能都听过但是不了解具体是什么，这个东西简单来说是手机通话和上网的必备组件，也就是说没了它，手机既不能通话又不能上网，重要性不言而喻。 全球移动通信市场经过 1G-3G 时代的发展，到 4G 时代已有多家半导体厂商进入基带芯片市场。然而，5G 基带芯片的性能要求和技术复杂程度要比前几代高得多，目前全球只有高通、华为海思、紫光展锐、三星和联发科研发出了 5G 基带芯片。英特尔的 5G 通信业务卖给了苹果，到现在还没有推出 5G 基带芯片。在基带芯片这块，大陆有华为海思和紫光展锐两家企业，台湾也有联发科。其中海思依靠华为的通信技术和专利积累，推出了巴龙系列基带芯片，以及集成巴龙基带的麒麟处理器；紫光展锐的虎贲 T7520 在中端市场将有一定的话语权，但目前在 5G 基带芯片方面还是美国的高通占据一定领先优势。未来十年在基带芯片这块，华为海思受制于美国制裁，目前来看只能寄希望于展锐追赶高通了。有多大希望能赶上或者接近高通，可能性不足三成吧。 3.2 射频芯片 射频芯片被誉为模拟芯片皇冠上的明珠。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，所以我们重点关注一下射频前端芯片。射频前端包括"1："滤波器（Filter）、功率放大器（PA）、开关（Switch/Tuner）、低噪声放大器（LNA）四种器件"。这四种器件 2020 年市场规模占比分别为 47%、32%、13%、8%。射频前端器件的技术难度从大到小为：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过 200 亿美元。具体企业市占率方面，我们可以看一下这张图片。 图片的横坐标是产品销售额，纵坐标是增速。在射频领域，特别是手机射频前端领域，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过了 85%。国内的企业，我只知道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。射频前端器件采用特殊制造工艺，且不同器件之间的工艺差别大，美日巨头以 IDM 模式垄断市场，国内厂商大多是 fabless 模式，国内厂商需要突破设计、工艺两层壁垒。未来十年，很难赶得上世界前列水平。 3.3 WIFI 芯片 这个领域和世界先进水平差距较大！这个领域，美国的博通公司世界第一！大部分高端手机里的 WIFI 芯片都是博通的！国际上知名的 WIFI 芯片厂商有美国的博通、高通、Marvell（美满科技，总部加州硅谷）、TI，台湾的联发科、瑞昱半导体。大陆在 WIFI 芯片做得比较好的，我只知道珠海的全志！目前来看，未来十年有国内企业能赶上博通的水平也是极其困难的。 3.4 蓝牙芯片 做蓝牙芯片的企业相当多，这个领域我觉得技术含量不算特别高，个人认为比 WIFI 芯片简单多了。国内大大小小的芯片设计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，全球市场基本被前三大公司占据，且近年来垄断程度逐步加剧。受全球市场寡头垄断格局影响，中国企业的议价能力极低，我国存储器芯片发展受限。 我们可以看一下这张图片，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。 在细分领域，全球 DRAM 市场仍由三大巨头主导，全球 NAND Flash 半数市场份额由三星和铠侠占据;在 NOR Flash 全球市场中，我国企业兆易创新位列前三。 近年来国内厂商奋力追赶，已在部分领域实现突破，逐步缩小与国外原厂的差距，其中，兆易创新位列 NOR Flash 市场前三，聚辰股份在 EEPROM 芯片领域市占率全球第三，长江存储 128 层 3DNAND 存储芯片，直接跳过 96 层，加速赶超国外厂商先进技术。 但在市场份额方面，由于 DRAM 和 NAND Flash 占据了存储芯片 95%左右的市场份额，我国部分企业虽然在 NOR flash 方面有所突破，但仍未改变存储器芯片市场被韩美三巨头垄断的格局。未来十年，中国的存储器芯片厂商追赶先进任重而道远。 5. 消费电子芯片领域 安防监控、机顶盒、人工智能、汽车电子、触控芯片五大板块，分开来说。 5.1 安防监控芯片 视频监控系统主要包括前端、后端两类设备，按监控系统分为两类四种主要芯片。 前端设备完成对视频原始图像信号的采集和处理，将图像信号转化为模拟 / 数字视频信号，并传输到后端设备中。后端设备包括控制、显示、储存等。SoC 产品主要包括：前端 ISP、前端 IPCSoC 芯片、后端 DVRSoC 芯片、后端 NVRSoC 芯片。 说实话，监控芯片是国内做得相当不错的芯片领域！可以说监控芯片，国内处于世界第一梯队！世界一流！目前国内安防监控企业比如，海康威视和大华。据我所知海康威视大部分的监控芯片还是用的华为海思的！另外一些新兴的芯片设计公司也在做监控芯片。世界范围内，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 这一块国内做得还不错。华为海思这一块国内最强，另外中兴微电子、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 做得最好。amlogic(晶晨半导体)是在美国硅谷成立，但现在已回大陆注册。除了大陆以外台湾的 mstar 之前也做得不错，但这几年业务被海思和 amlogic 挤压得很厉害。mstar 中文名叫晨星半导体，总部在台湾新竹，已经被联发科收购。 5.3 人工智能芯片 世界范围内知名的人工智能芯片有美国的英伟达、英特尔，荷兰的恩智浦。国内知名的人工智能芯片设计企业有华为海思、寒武纪、地平线等等。现在国内做人工智能芯片的很多，字节跳动、阿里平头哥、百度、腾讯，这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，看他们做出的芯片究竟怎样。说句题外话，人工智能芯片以及人工智能相关产业链在科技领域是一个热门领域，很有利于“讲故事”、“讲 ppt”、炒作，对于部分公司炒高估值、炒股价，很有利，你懂的。所以挤进来做人工智能芯片的企业特别多。目前人工智能芯片，全世界的企业都还处于群雄争霸的阶段，目前还没有哪家企业杀出重围，开始领跑！未来十年，中国企业必须把握机会，不能错过人工智能芯片这个风口。 5.4 汽车电子芯片 其实汽车电子芯片是一个很大的范畴，汽车电子芯片是汽车电子所有芯片的统称。前面提到的 MCU 芯片也在汽车电子领域有很多应用，除了 MCU 芯片以外，无人驾驶芯片是近几年一个比较热门的领域，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，汽车电子领域的芯片还包括传感器芯片、一些模拟芯片。 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这一领域龙头。 欧洲企业在这一领域有极大话语权。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发展出来的企业，2015 年 12 月，恩智浦收购了飞思卡尔之后，开始成为汽车半导体和通用微控制器市场的领导者。美国企业以德州仪器为代表，日本企业以瑞萨电子为代表。欧美日三足鼎立。中国企业基本没有话语权。国内在汽车电子这一块我就只知道比亚迪半导体做得不错。另外这一两年成立了不少新的汽车电子芯片的公司，比如复睿微、蔚来半导体。未来十年，这些中国汽车电子芯片厂商能撼动欧美日三足鼎立的格局吗？我看难度也不小！ 5.5 触控芯片 这一块国内做得不错。深圳企业汇顶科技是这个领域龙头，另外台湾的 mstar 和敦泰科技也做得不错！据我所知，触控芯片如果不涉及指纹识别的话，本身并没有特别高的技术含金量。如果涉及指纹识别，那触控芯片难度增加不少。而近一两年，汇顶科技的触控芯片业务也受到强有力挑战。希望中国芯片企业能在挑战中成长。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，大家将就看一下，了解一下市场格局就行。 6. 时钟芯片 这一块差距很大！美国的厂商完全领先！不同于消费电子行业，时钟芯片偏向模拟，好多产品可以卖好多年！时钟芯片主要的市场都被美国公司把持！国际知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。以目前的差距来看，未来十年不说赶上美国厂商，能够缩小差距，赶上别人厂商的二线产品作为国产替代就不错了！ 7.FPGA 芯片 FPGA 芯片这个领域，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 Xilinx（赛灵思），altera（阿尔特拉）这两大巨头垄断，莱迪斯 Lattice 和微芯 Microchip 瓜分剩下大部分份额。四大厂商不仅在芯片设计垄断，而且还垄断了 FPGA 芯片配套的 EDA 软件，芯片设计和 EDA 工具上都形成了极强的技术封锁。Xilinx、Altera、Lattice 等公司通过近 9000 项专利构筑了牢固的知识产权壁垒，并形成了非常强大的产业生态链，四大厂商的市场占有率达到了 96%。 国内厂商方面，据我所知，只有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。未来十年，我觉得赶上美国厂商的 FPGA 芯片的水平是很困难的。 综合来看目前国内的芯片设计公司在世界处于什么发展水平呢？我的观点是整体落后，局部细分领域（比如监控芯片、触控芯片）世界领先！芯片设计相对于芯片生产来说，芯片设计国内与世界领先水平有较大差距，但没有像芯片生产那样大的差距，我个人观点，美国公司在设计领域处于第一梯队，台湾公司和韩国公司处于第二梯队，大陆企业的芯片设计的水平在世界范围内处于第二梯队和第三梯队之间，可以说 2.5 梯队。未来十年，芯片设计要赶上世界前列水平，就是要达到第一梯队美国的水平，你们觉得可能性有多少？ 第二部分晶圆制造领域 晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的 IC 产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。 晶圆制造是根据设计出的电路版图，通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程在半导体晶圆基板上形成元器件和互联线，最终输出能够完成功能及性能实现的晶圆片。 在芯片行业，我们把仅从事晶圆制造的企业称之为 foundry。 晶圆制造目前在世界上的发展情况来看，台湾的台积电在晶圆制造领域领先世界，目前属于世界第一的水平，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可以说属于 2.5 梯队，大陆第二的华虹属于第三梯队。以上芯片制造企业中，台积电、UMC、PSMC 都是台湾企业，英特尔是美国公司，格罗方德本来是 AMD 的芯片生产部门，后来独立出来被阿联酋的资金收购，但目前格罗方德大部分工厂仍在美国。意法半导体目前应该是欧洲在芯片生产领域最高水平的公司啦!可以参考下面的表格，今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，承载中国大陆芯片生产希望的中芯国际勉强处于第二梯队，不说和台积电、三星相比，就是和台湾的 UMC 相比，都略有差距。而大陆芯片制造第二的华虹，目前仅仅能够量产 28 纳米芯片。芯片生产这一块，大陆企业追赶先进制造，任重而道远！ 可以参考下面的表是部分晶圆厂不同工艺的突破时间。我们可以看到，中芯国际在 28 纳米的制程上都落后了 UMC（联电）三年，和英特尔、台积电的差距更大。 台积电目前在芯片制造，领先大陆企业的优势特别大。未来十年，大陆的芯片制造企业几乎不可能赶得上台积电，能够赶上三星都不错了！ 第三部分 EDA 工具 EDA 是电子设计自动化的英文简称( Electronic design automation)。EDA 工具是指利用计算机辅助设计软件，来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计方式。 在芯片行业，我们把提供 EDA 工具的企业称之为 EDA 设计服务供应商。 目前，在 EDA 工具方面，EDA 工具厂商的三巨头——cadence（铿腾）、synopsys（新思科技）、mentor 公司垄断了绝大多数市场份额，其他 EDA 厂商很多都是在三巨头的阴影之下，夹缝之中求生存。 这三大公司的总部都位于美国加州，其中 cadence 和 synopsys 都是美国公司，而 mentor 本来也是美国公司，不过现在已经被德国的西门子收购，现在改名叫西门子 EDA。 而我们目前国内使用的 EDA 工具，几乎现在开发流程就没有使用国产的工具！国内做 EDA 工具最厉害的应该是华大九天，另外国微集团好像也在做 EDA 工具。而目前美国三巨头（synopsys、cadence、mentor）垄断了绝大部分 EDA 工具！以我本人经常使用的 EDA 工具为例吧！IC 验证工具方面用的最多的是 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 工具目前常用的 ICC 和 innovus 分别是 synopsys 和 cadence 的工具。形式验证用的是 synopsys 公司的 formality。STA 用的是 synopsys 的 PT。逻辑综合用的还是 synopsys 公司的 design compiler。因为我是做数字 IC 的，用的 synopsys 的工具多一些，模拟 IC 应该用 cadence 的工具多一些！FPGA 验证都是用赛灵思的 ISE 和 VIVADO。参考下面 2020 年全球芯片 EDA 工具厂商的市场份额。Synopsys(新思科技)、cadence、mentor(即西门子 EDA)这三巨头占据了全球百分之七十的市场份额。 国产 EDA 工具的研发任重而道远啊！未来十年能赶上美国三巨头吗？我看还是定个目标二十年现实一点！ 第四部分芯片原材料 芯片生产需要大量的原材料，比如硅晶圆、光刻胶等等。对于大家经常听说的光刻机，我们用最通俗的语言来概括它的原理，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，最终形成芯片的电路图。所以硅晶圆和光刻胶是芯片生产过程中非常重要的原材料。 芯片制造所需的原料有很多，其中需求量最大的当属硅晶圆。数据显示，硅晶圆在芯片制造材料中占比最高，达到 37%。硅晶圆制造行业整合现象早在上世纪 90 年代就已经出现，经过三十年时间厮杀，目前 90%的市场份额都被日韩四巨头占据。它们分别是信越化学、环球晶圆、胜高以及 SK siltron。 在光刻胶领域，全球有超过 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材料这五家企业所垄断，其中美国企业占到了 15%市场份额，而日本企业市场份额更是超过了 75%； 美日垄断！ 2019 年，日本和韩国打芯片战，禁止日本企业出口高纯度氟化氢及光阻剂等材料原材料给韩国，韩国半导体制造厂只能停工，即便不停工，使用替代原料进行风险量产，会使得到的芯片的可靠性问题受到客户们的强烈怀疑，无疑将会引起不小的业内地震。 目前国内在芯片原材料方面和国外差距较大！不看好未来十年能够赶上美日企业的水平。 第五部分封装 芯片封装，简单点来讲就是把 Foundry 生产出来的集成电路裸片放到一块起承载作用的基板上，再把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。 封装这一块，目前国内这一块做得不错！可以说处于第一梯队！但封装这一块本身的技术含量和难度在芯片行业的各领域里是比较低的！封装国内最强就是长电了，但封装是依赖于晶圆制造的，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。 第六部分测试 个人感觉芯片行业技术难度最低的就是测试和封装。测试的话包括 CP 测试、FT 测试等等，包括了芯片的功能测试、可靠性测试、老化测试等等。芯片测试这一块，国内目前和国外没有什么特别的差距。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装测试工作，这些企业被称为封测厂，而某些企业只进行测试工作，这类企业被称为测试厂。 第七部分半导体设备 芯片行业的设备业务主要指的是芯片生产、封装、测试过程中需要使用的设备，比如晶圆制造过程中需要使用的光刻机、蚀刻机，测试过程中需要使用的 ATE 测试基台。下图是 2019 年世界范围内半导体设备厂商营收排名，大家可以大概看一下全球半导体设备厂商的市场占有格局情况。 我们来看一下各类型半导体设备国内和国外的市场格局，以及国内半导体设备厂商的产品进展。 1.氧化扩散炉（高温炉） 芯片制造流程中，硅片表面通过氧化的方式生长一层氧化层，通过在氧化层上刻印图形和刻蚀，达到对硅衬底掺杂，激活硅片的半导体属性。而用于氧化扩散的设备被称为高温炉。目前高温炉的市场全部被外资大厂占据！其中美国企业应用材料、日本企业日立、东京电子占据了高温炉市场百分之九十的份额！我国企业只有北方华创有一款 12 英寸立式氧化炉投入市场应用。目前这个领域的设备未来十年想要实现国产替代，恐怕很难。 2.光刻机 光刻机有很多类型，有 EUV 光刻机、ArF 光刻机、KrF 光刻机等。全球的光刻机市场被荷兰的 ASML(阿斯麦尔)，日本的尼康、佳能这三大企业把持。其中阿斯麦尔更是光刻机领域绝对的龙头，占据了全球光刻机市场的三分之二的市场份额，几乎垄断了高端的 EUV 光刻机市场。而日本的尼康和佳能的光刻机主要为中低端类型。大家可以看下面的图片，2011-2017 年全球光刻机出货量的情况。虽然这个数据有点老了，但市场格局并未改变，可以参考一下。 国产光刻机方面，目前国产光刻机的代表企业上海微电子只能生产 90 纳米的光刻机。这个距离世界先进水平的阿斯麦尔太过遥远！你说未来十年能缩小多少差距？ 3.薄膜沉积设备（CVD 设备） 薄膜沉积设备这一块的全球市场方面，美国企业应用材料占据了 30%的市场份额，其次市占率比较高的是日本的东京电子和美国的拉姆研究。 国内企业方面，北方华创的 LPCVD 和沈阳拓荆的 PEVCD 已通过主流晶圆厂的验证，实现小批量交货。 4.质量检测设备 半导体制造流程的检测环节分为前道检测和后道检测。其中前道检测主要分为光学测量和缺陷检测，统称质量测量。 目前质量测量设备全球主要的供应商是科磊半导体、应用材料、日本日立，三大企业的市场份额总计超过百分之七十。 国产企业在质量测量设备的主要厂商是上海精测电子和上海睿励科学。其中睿励科学具备光学膜厚测量系统、光学关键尺寸和形貌测量系统，国内技术领先。 除此之外，封测厂用的 ATE 测试基台等设备基本都是爱德万或泰瑞达等公司的产品。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。这一块的市场份额几乎没有国内公司的蛋糕。从目前的市场格局和企业的研发进度，未来十年，国内半导体设备公司很难赶得上世界先进水平。 第八部分总结 对以上芯片各领域的企业做个总结。悲观的说，整个芯片行业，除了封测领域外，几乎全方面的落后，而且差距还很大。目前整个芯片行业，国内最被卡脖子的地方就是半导体设备和晶圆制造两大领域。这两大领域就是中国芯片行业命运的后劲项。EDA 工具、芯片原材料、芯片设计都存在不同程度的差距，追赶道路任重而道远！ 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，先后从事数字 IC 设计、数字 IC 验证、DFT、数字后端设计工作。以上回答的内容都是我作为一名芯片开发工程师对行业的认知，由于一直在芯片设计公司工作，对于芯片其他领域也有很多认识不足的地方，如有错误，欢迎指出，大家一起讨论！如果有其他问题讨论，可以发私信沟通。 阅读原文
