01 产业链全景图
02 上游产业链
芯片产业链核心环节为产业链中游的芯片设计、芯片制造、封装测试。而上游基础EDA软件、材料和设备是中游制造的关键,国内芯片在这部分较为受制于人,其中芯片产业链最薄弱的环节为最上游的EDA软件。
02-1 EDA软件/IP
EDA (Electronic Design Automation)是芯片设计界的瑞士军刀,全称电子设计自动化。它像芯片产业链的大脑,专门处理超大规模集成电路的复杂设计,没有它工程师连最简单的芯片图纸都画不出来。
这套工具家族分为四大门派:
电路仿真工具:负责给设计好的电路图做 "体检",用 SPICE 等软件模拟电流走向,帮工程师找出隐患
PCB 设计软件:专攻电路板 layout,Protel 这类工具能把电路图变成实际可焊接的印刷电路板
IC 设计套装:Cadence 等厂商提供的全流程工具链,从逻辑设计到纳米级版图雕刻全包揽
PLB 开发平台:ALTERA 等厂商的可编程逻辑设计工具,允许用户像搭积木般自定义芯片功能
整个芯片产业就像精密钟表,EDA 就是制表师手中的放大镜和镊子,每一款手机芯片背后都有数百名工程师用 EDA 工具奋斗数月的痕迹。
全球 EDA 软件市场规模约105亿美元,EDA 江湖呈现三足鼎立格局:Synopsys 以 37% 市占率稳坐头把交椅,Cadence 以 27% 紧随其后,Mentor Graphics 占据 14%。这三家海外巨头合计吃下全球 78% 的市场份额,在中国市场更形成碾压式垄断 —— 每卖出 100 套 EDA 软件,超过 95 套来自这三家公司。
02-2 半导体材料
半导体材料,这里面硅片所占比重最大,约为30%,其次是电子特种气体、光掩膜和光刻胶。沪硅产业和中环股份为中国生产半导体硅片的龙头企业。
02-3 半导体设备
其中壁垒最高的光刻机,被荷兰ASML垄断。
光刻确定了芯片的关键尺寸,在整个芯片的制造过程中占据了整体制造成本的35%。目前为止,世界顶级的5nm光刻机仅有荷兰ASML公司可以制造。
制造芯片得有芯片设备,龙头企业中有北方华创、盛美半导体、中微公司、晶盛电机等。
03 中游产业链
半导体芯片产业链环节包括IC设计、晶圆制造及加工、封装及测试环节,拥有复杂的工序和工艺。
芯片的制造过程可以简单理解为:芯片制造如同建造纳米级微缩城市,工程师先用 EDA 软件绘制包含数十亿晶体管的电路图纸,通过紫外线曝光将图案像盖章般转移到直径 300 毫米的圆形硅片上。
接着用蚀刻液雕刻元件沟槽,离子注入技术植入特定杂质,重复 50-100 次构建多层电路。完成加工的晶圆被切割成 3000-5000 个指甲盖大小的裸片,经过陶瓷或塑料外壳封装和引脚焊接后成为可使用的芯片。
整个过程需在洁净度达 ISO 1 级的无尘车间进行,任何灰尘颗粒都会导致价值百万的晶圆报废,每一步操作精度控制在头发丝直径的千分之一尺度。
半导体产业链上游为 IP 设计及IC设计业
03-1 芯片设计
集成电路(IC)就是把整个电路板刻在指甲盖大小的硅片上。设计流程像做蛋糕:先画好电路图(逻辑设计),再雕出每个元件的位置(版图布局),最后交给台积电这类工厂用光刻机印到晶圆上。联发科、高通这些设计公司就像芯片界的设计师,负责出图纸;晶圆厂则是工厂,负责按图生产。
IP 核相当于芯片界的预制件。比如 ARM 公司把 CPU 架构做成积木块,设计公司买回去直接拼芯片,就像搭乐高一样快。晶心科这些厂商专门做定制化的积木,比如给物联网设备的低功耗架构。这种模式让芯片开发周期从几年缩短到几个月。
当前芯片设计有三大趋势:AI 和物联网催生新需求,7nm 以下工艺推动设计工具升级,各国都在加强自主设计能力。中国企业如寒武纪在 AI 芯片领域突破,但高端 IP 和 EDA 工具仍是卡脖子的地方。未来比拼的不仅是设计能力,更是生态整合能力。
03-2 芯片制造与封测
IC 设计完成后需进入制造环节才能变成产品。电子产品的诞生就像搭乐高:先规划整体功能(功能规划),再设计核心芯片(IC 电路设计),最后用印刷电路板把各部件连接(电路制作)。
晶圆厂的制造流程如同在硅片上雕刻微缩城市:首先用带电路图的光罩(类似镂空模板)在晶圆表面曝光出电路轮廓,接着通过高温氧化生成绝缘层(建城墙),用化学气相沉积(CVD)像喷漆般覆盖导电材料(铺道路),再用蚀刻液雕刻出元件沟槽(挖地基),最后用离子枪打入特定杂质(安装不同功能模块)。这些步骤在纳米级精度上重复数十次,最终在直径 300 毫米的圆形晶圆上建成数十亿个晶体管组成的集成电路。
大型企业设计的芯片,通过晶圆厂家加工制造,比如:苹果、华为通过台积电加工,三星自己设计自己加工制造。
IC 完成后就要被送往IC 封测厂,进行IC的封装与测试。封测有着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。
芯片封测环节是将切割后的裸片转化为可使用器件的关键工序:首先将布满芯片的晶圆切割成数千个指甲盖大小的裸片,接着用金线将裸片电极与基板引脚焊接连接,再注入环氧树脂或陶瓷材料形成物理保护壳,最后检测每个芯片的功能、速度和功耗等参数。
芯片封测如同给精密仪器穿防护服并做体检:封装过程为芯片套上防水防氧化的外壳,焊接引脚形成对外接口;测试环节通过探针台全面检测功能参数,淘汰不合格品。先进封装技术则像建造多层高楼,将多个芯片垂直堆叠,在方寸间实现百亿晶体管集成,显著提升设备性能。
芯片封测技术我国已经走在世界前列,这为我们大力发展芯片提供了良好的基础。
04 下游产业链
核心赛道:人工智能
近年来,我国人工智能产业规模不断壮大,产业渗透率持续提升,人工智能在智能机器人、智能创作、智慧教育和智慧医疗等领域的快速应用落地,加速了产业优化升级。
随着AI 应用领域不断拓宽,以及在终端消费电子产品中的渗透,为满足市场规模的快速扩增和终端电子产品对于AI 应用的算力支撑,高性能芯片的需求将会与日俱增。
05 半导体芯片最新消息
最新消息:2025年3月,全球规模最大的半导体行业展会SEMICON China现场,最火爆的展台当属新凯来。这家来自深圳龙岗区平湖街道的独角兽企业,宛如从科技江湖中横空出世的绝世高手,首次亮相便一口气展示 30 余款设备,如同AI界的DeepSeek,一举惊动半导体行业!
从技术水平来看,新凯来的设备在部分关键指标上已无限逼近国际一流水平,尽管与全球顶尖水平仍存差距,但短短三年内,从无到有,从弱到强,这份跨越式发展的成绩单,足以让国际同行瞠目结舌,惊掉下巴。
如果有关注的朋友们就会发现,半导体自从年初AI爆火之后,就开始慢慢走出了行情,半导体指数也由2025年初以来,高歌猛进,从3356一度上升到4284,涨幅高达30%+。
06 布局行业赛道——上红色火箭
其实,要把握一个行业的升降,首先便是要对行业的前沿技术,发展动态有一个全面、及时的捕捉能力。市场上往往瞬息万变,而第一时间获取有限的信息的渠道和能力也就显得格外重要。
06-1 红色火箭怎么找
面对市场上如此多错综复杂的基金,我们该如何挑选自己需要的,真正称心如意的产品呢?
06-2 布局行业赛道——上红色火箭
红色火箭的“指数风向标”功能是对市场情绪捕捉的一把好手,在这里不仅能看到所选择行业是否在当下值得布局,还有各项分指标的行业对比,很中肯。
当我们确定了看好的赛道时,又一个问题出现了。就拿半导体行业来说,市场上涉及到半导体芯片的产品就有几十几百个,那如何挑选我们需要的呢?显然,这时候需要一个产品对比的功能,而“指数对比”恰如其分出现了。
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