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2020-02-16 00:01:22 木易雲

【半導體芯片簡介】

一、邏輯IC（計算類芯片）

邏輯IC也被稱為計算類芯片，在計算機、數字控制、通信、自動化和儀表等方面中被大量運用，是半導體行業的核心。

邏輯IC可以分為標準化和非標準化兩大類，標準化邏輯IC有四種：CPU、GPU、ASIC、FPGA，由於西方國家電子信息化擁有先發優勢，形成了對革命性產品的壟斷，邏輯IC行業形成了較高市場準入門檻，四個主流領域多被歐美髮達國家的電子巨頭所控制。

CPU：

CPU是一塊超大規模的集成電路，是計算機的運算核心和控制核心，它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據；CPU的結構主要包括控制單元、運算器、高速緩存器、動態隨機存取存儲器四個部分，分別對應控制、運算、高速數據交換存儲、短暫存儲四個用途。

CPU可分為桌面CPU和移動CPU兩大類，桌面CPU行業目前形成傳統霸主英特爾與後起之秀AMD兩強爭霸的局面。從市場佔比來看，Intel一直是CPU領域的領導者，AMD一直是追趕者的角色，兩大公司的市場佔有率約為80%、20%。

移動CPU領域呈現一超多強的局面，美國高通公司一直在高端移動處理器市場中佔據壟斷地位，優勢難以被打破；其競爭對手主要包括美國蘋果公司、臺灣聯發科和韓國三星電子。

GPU：

由於CPU的架構中需要大量的空間去放置存儲單元和控制單元，相比之下計算單元只佔據了很小的一部分，所以它在大規模並行計算能力上極受限制，而更擅長於邏輯控制；但是隨著人們對更大規模與更快處理速度的需求增加，CPU無法滿足，因此誕生了GPU。

GPU是圖形處理器，是一種專門在個人電腦、工作站、遊戲機和一些移動設備上圖像運算工作的未處理器，擁有很強的浮點運算能力。它與CPU有明顯區別：一是相比於CPU串行計算，GPU是並行計算，同時使用大量運算器解決計算問題，有效提高計算機系統計算速度和處理能力；二是GPU的結構中沒有控制器，所以GPU無法單獨工作，必須由CPU進行控制調用才能工作，GPU更適合簡單大量的處理類型統一的數據。GPU市場目前由NVIDIA和AMD兩大巨頭佔據，其中NVIDIA佔據70%左右的市場份額，主打高端旗艦級市場；AMD佔據30%左右，主打入門級產品，覆蓋中低端市場。

ASIC：

ASIC芯片的計算能力和計算效率都可以根據特性需求進行定製，所以其可以實現體積小、功耗低、高可靠性、保密性強、計算性能高、計算效率高等優勢；缺點是定製化的ASIC一旦製造完成將不能更改，設計要求高、初期成本高、開發週期長。目前ASIC領域呈現國內外多家電子科技巨頭互相競爭的格局，國外以Google、IBM、Intel為首，國內有中星微電子、寒武紀科技、啟英泰倫。

FPGA：

FPGA是一種硬件可重構的體系結構，常被用作高計算領域專用芯片（ASIC）的小批量替代品。FPGA的核心優勢主要有五個方面：可編程靈活度高、並行運算效率高、開發週期較短、穩定性好、長期維護；缺點在於功耗比ASIC大，設計技術門檻非常高。目前全球FPGA市場被國外四大巨頭賽靈思、阿爾特拉、萊迪思、美高森美壟斷，其中賽靈思佔據54%左右的市場份額。

DSP：

除了以上四種主要標準化電路，非標準化邏輯電路也在各種應用領域被大量應用，DSP是應用領域比較廣泛的一種。DSP也稱數字信號處理器，具有系統結構簡單、可靠性高、處理功能強速度快、控制功能強、適應環境能力強的特點；DSP憑藉卓越的性能，在圖形圖像處理、語音處理、信號處理等通信領域起到越來越重要的作用，廣泛應用於移動通信、電機控制、汽車毫米波雷達圖像處理、測量儀表等領域。目前全球範圍內生產DSP的大型廠商包括德州儀器、亞德諾半導體、恩智浦半導體，其中德州儀器產品具有較大優勢。

二、存儲IC

存儲器是大數據時代的基石，計算機中的全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。

存儲器可以分為光學存儲器、半導體存儲器、磁性存儲器，半導體存儲器是目前最主要的存儲器類別。根據斷電後存儲數據是否丟失為標準，半導體存儲芯片可分為兩類：一是非易失性存儲器，這類存儲器斷電後數據能夠存儲，主要以NAND Flash為代表，常見於SSD（固態硬盤）；另一類是易失性存儲器，這一類存儲器斷電後數據不能存儲，主要以DRAM為代表，常見於電腦、手機內存。目前市場上DRAM佔比約57%，NAND Flash佔比約40%。

目前DRAM行業一直被美韓三大存儲器公司壟斷，三星、海力士、美光佔據了全球市場的95%以上。NAND Flash目前主要使用3D多層閃存技術，全球主要廠商包括三星電子、海力士、美光科技、東芝、西部數據。

三、模擬IC

模擬芯片產品已經遍佈生活中的各個角落，無論是網絡通信、消費電子、工業控制、醫療設備還是汽車電子，都會用到模擬芯片。從市場的主要應用來看，模擬芯片大致可以分為三大類：RF（射頻）相關產品、AD/DA（模數/數模）相關產品和電源管理產品；射頻、電源管理產品主要應用於智能手機類消費電子產品，近幾年消費電子產品需求的增長，其成為了模擬芯片市場發展的主要推動力。

模擬芯片設計過程相比於數字芯片更多依賴於經驗，更少依賴計算機模型，優秀的工程師一般需要10年以上的行業經驗，因此模擬芯片公司具有強大的進入壁壘，市場競爭格局穩定，行業龍頭在定價能力上話語權優勢明顯；全球模型芯片市場中德州儀器（TI）佔據主導地位，營收和市場佔有率幾乎是排名第二亞德諾（ADI）的兩倍。

【國內企業現狀】

國內半導體廠商與國外企業在技術上還有較大差距，特別是在芯片設計、製造領域，具有資金投入大、技術門檻高的特點，全球芯片龍頭企業具有非常大的先發優勢，甚至制定整個行業的技術規範；隨著國家把半導體作為戰略重點發展行業，國內部分企業在存儲、模擬IC行業佔據了一席之地。

一、兆易創新

公司主要產品為NOR Flash、NAND Flash、MCU及指紋傳感器，廣泛應用於手持移動終端、消費類電子產品、個人電腦及周邊、網絡、電信設備、醫療設備、辦公設備、汽車電子及工業控制設備等各個領域。

在NOR Flash領域，全球前五大供應商佔據90%以上產能，旺宏、華邦兩家企業一直佔據前二位置，兆易創新在2019年三季度超越Cypress成為行業第三大NOR Flash供應商；目前公司生產的NOR Flash主要以中低容量為主，主要應用於消費電子、PC市場，無論是產品還是市佔率都有很大提升空間。

SLC NAND廣泛應用於網絡通訊、語音存儲、智能電視、工業控制、機頂盒、打印機、穿戴設備等領域，與NOR Flash同屬利基存儲器，目前全球產能幾乎不再擴張，部分國外廠家已退出該市場，SLC NAND屬於利基市場（利基市場是指大行業中，大公司忽視或無法兼顧的小眾市場）；SLC NAND的市場定位、生態環境以及客戶群與NOR Flash非常類似，公司在NOR Flash業務拓展上的經驗完全可以複製到SLC NAND領域，預計2020年公司NAND業務收入會翻倍增長。

MCU是集CPU、RAM、ROM、定時計數器和多種I/O接口於一體的芯片，MCU可以分為4位、8位、16位、32位、64位，不同位數的MCU適用於不同領域，位數越高代表數據處理能力越強，應用場景越複雜。目前我國4位、8位、16位的MCU開發及應用已較為完善，基本實現國產替代。

全球MCU市場競爭格局高度集中，前五大市場佔有率超70%；國內MCU市場被外資主導，佔比將近90%，國內廠商中穎電子、兆易創新合計市場份額不足5%。

公司是國內MCU龍頭企業，在低中高端產品上均有覆蓋，是國內32位MCU領導者，打破了國外高端壟斷；2013～2018年公司MCU業務年均複合增長率到達了208%；隨著汽車電子以及工業控制市場的發展，公司在國內MCU市場佔比、收入將有進一步提高。

公司通過收購上海思立微電子進入觸控產品、指紋產品領域，針對物聯網市場，公司客戶包括華為、OPPO等知名手機廠商；公司可以提供包括MCU、存儲、傳感芯片，以及相應算法、軟件在內的一整套系統及解決方案，在物聯網領域的佈局已經形成閉環；物聯網市場是萬億級市場，公司已經成為國內在該領域佈局最全面的企業之一，具備極大長期發展潛力。

在存儲IC中DRAM是最大的存儲IC市場，全球市場規模近千億美元；2017年兆易創新與合肥產投簽署合作協議，開展工藝製程19nm存儲器的12英寸晶圓存儲器（含DRAM等）的研發，正式進軍DRAM領域。

二、聞泰科技

公司主要業務包含兩部分：ODM、功率半導體

ODM也稱原始設計商，是一家廠商根據另一家廠商的規格和要求，設計生產產品，ODM企業可以理解為手機、筆記本等電子產品的代工廠；ODM上游主要是電子元器件廠商，下游為智能手機、筆記本等電子品牌廠商，其中智能手機為主要的下游應用。

ODM行業屬於高投入、低利潤的行業，盈利空間主要來自研發方案、供應鏈成本管控以及生產製造；行業毛利率在8%左右，淨利潤率往往不到3%，對於ODM企業來說，一款手機往往要出貨量達到百萬級別才能實現盈虧平衡，規模效應明顯；目前行業前三佔據73%的市場份額，其中聞泰科技佔比最高，為行業龍頭，公司客戶覆蓋華為、小米、OPPO、三星等知名手機廠商。同時公司提前佈局5G市場，與高通合作，成為高通“5G領航計劃”6家中國合作企業之一，是唯一入圍的ODM廠商。公司在ODM行業的優勢將進一步擴大。