
半导体产业作为现代科技的核心驱动力,广泛应用于通信、计算机、消费电子、汽车电子、工业控制等众多领域,对全球经济和社会发展产生了深远影响,在半导体产业的生态体系中,半导体代工占据着举足轻重的关键地位,是连接芯片设计与实际生产制造的重要桥梁。
1、基本概念
半导体代工又称为晶圆代工(Foundry),是指专门从事半导体晶圆制造生产的企业,接受其他无晶圆厂芯片设计公司(Fabless)的委托,依据其提供的芯片设计方案,利用自身的生产设备和工艺技术,将设计好的电路图案通过一系列复杂的工艺步骤,如光刻、蚀刻、离子注入、薄膜沉积等,制作到半导体晶圆上,完成从硅片到具有特定功能集成电路晶圆的制造过程,最终交付给客户用于后续的封装和测试环节 ,并不自行从事产品设计与后端销售。
在整个半导体产业链中,半导体代工处于中游关键位置,起着承上启下的核心作用。产业链上游主要是芯片设计环节,芯片设计公司凭借其在电路设计、算法开发、系统架构等方面的专业能力,根据不同的应用场景和客户需求,设计出各种功能和性能各异的芯片,如中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、微控制器(MCU)、内存芯片等,但它们自身缺乏芯片制造的生产设施,需要将设计好的芯片交由专业的代工厂进行制造。
半导体代工企业则运用先进的制造工艺和大规模生产能力,将设计转化为实际的物理芯片,其制造工艺水平和生产效率直接决定了芯片的性能、成本和交付周期。例如,先进的制程工艺能够在相同面积的晶圆上集成更多的晶体管,从而提升芯片的运算速度、降低功耗;高效的生产流程和管理体系可以降低生产成本,提高产品的市场竞争力。
产业链下游是封装测试环节,封装是将制造好的晶圆切割成单个芯片,然后将芯片安装在特定的封装材料中,保护芯片免受物理损伤和环境影响,并为芯片提供电气连接和散热途径;测试则是对封装后的芯片进行全面的性能检测,确保其符合质量标准和设计要求,只有通过测试的芯片才能进入市场,应用于各种终端产品,如智能手机、电脑、汽车、物联网设备等。半导体代工环节与上下游紧密协作,相互影响,共同推动着半导体产业的发展。
2、全球市场规模
近年来,全球半导体代工市场规模呈现出持续增长的态势,在 2023 年全球半导体代工市场规模约为 1174 亿美元,尽管受到全球经济环境波动、半导体行业周期性调整以及地缘政治等多重因素的影响,市场增长速度有所波动,但长期来看,半导体代工市场依然保持着稳定的增长趋势。自 2023 年第四季度以来,受益于智能手机市场需求回暖所带动的相关芯片需求的增长,以及 AI 和 HPC(高性能计算)领域对先进芯片的强劲需求,半导体代工市场开始出现明显的复苏迹象,全球晶圆代工行业收入环比增长约 10% ,尽管同比下降 3.5%,但这一积极变化显示出行业正在逐步走出低谷,复苏态势明显。
在 2024 年第一季度,全球晶圆代工行业展现出更为强劲的复苏势头,特别是在 AI 和 HPC 芯片需求的持续推动下,行业整体呈现出积极的增长态势。根据市场研究机构的数据,2024 年第一季度全球晶圆代工市场规模实现了环比和同比的双增长,这进一步印证了行业复苏的趋势已经确立,且增长动力愈发强劲。随着 5G 通信技术的普及与应用拓展,物联网设备的大规模部署,以及人工智能技术在各个领域的深入渗透,对半导体芯片的需求呈现出爆发式增长,为半导体代工行业带来了广阔的市场空间。5G 基站建设需要大量高性能、低功耗的通信芯片,以满足高速数据传输和处理的需求;物联网设备如智能家居、智能穿戴设备、工业物联网传感器等,对各类微型化、低功耗的芯片需求旺盛;人工智能领域的训练和推理任务则依赖于强大的计算芯片,如 GPU、FPGA 等,这些都为半导体代工企业提供了丰富的业务机会。
3、地区市场规模差异
全球半导体代工市场在地区分布上存在显著差异,呈现出较为集中的格局。从地区来看,亚洲地区是全球半导体代工市场的核心区域,占据了绝大部分的市场份额。这主要得益于亚洲地区拥有完整的半导体产业链生态系统,聚集了众多知名的半导体代工企业、芯片设计公司以及庞大的电子制造产业集群。
以中国台湾地区为例,台积电作为全球半导体代工领域的龙头企业,凭借其在先进制程工艺方面的领先优势和强大的技术研发实力,占据了全球半导体代工市场超过 50% 的份额,2024 年第一季度市占率更是高达 61.7%,其在先进制程技术上的持续突破,如 3 纳米、5 纳米制程的量产,吸引了全球众多顶尖芯片设计公司的订单,极大地推动了中国台湾地区半导体代工产业的发展,使其在全球市场中占据举足轻重的地位。韩国也是半导体代工领域的重要力量,三星凭借其在存储芯片和逻辑芯片代工方面的技术优势,以及强大的垂直整合能力,在全球半导体代工市场中位居第二,2024 年第一季度市场份额为 11%,三星不仅在智能手机芯片代工领域表现出色,还在存储芯片代工市场占据重要地位,其在先进制程技术的研发和量产上紧追台积电,与台积电在高端代工市场形成了双寡头竞争的格局。
中国大陆的半导体代工市场近年来发展迅速,规模不断扩大。中芯国际作为中国大陆最大的半导体代工企业,2024 年第一季度凭借消费性库存回补订单及国产化趋势,营收超越格芯及联电,跃居全球第三位。华虹半导体等企业也在成熟制程工艺领域不断深耕,在功率半导体、模拟芯片等特色工艺代工市场取得了显著进展,中国大陆半导体代工企业受益于国内庞大的电子市场需求、国家政策的大力支持以及不断提升的技术研发能力,市场份额逐步提升,成为全球半导体代工市场中不可忽视的力量。
相比之下,北美和欧洲地区在半导体代工市场的份额相对较小。北美地区虽然拥有众多顶尖的芯片设计公司和半导体设备制造商,但在代工环节,本土的代工企业相对较少,主要依赖亚洲地区的代工服务;欧洲地区则更侧重于半导体产业链的其他环节,如半导体材料研发、汽车电子芯片设计等,代工业务规模相对有限。这种地区市场规模的差异,主要是由各地区的产业政策、技术积累、市场需求以及产业链配套等多种因素共同决定的。