华为海思这些芯片设计企业在中国 MEMS 传感器市场占比高达 60%

今年，国内芯片产业的发展已经被推到风口浪尖，舆论铺天盖地。从华为被传要自己建厂造芯的“塔山计划”传闻就可以看出，传闻是真也好，是假也罢，媒体和半导体行业圈都被这个新闻炸弹炸兴奋了，可见社会各界对于国产芯片的期待高居不下。

在政策层面来看，前不久国务院正式公布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，对集成电路财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场用用、国际合作等八个方面入手。

在社会各界和政治层面来看，国内半导体产业，尤其是芯片等集成电路产业未来将会获得极大的发展动力。

但是，并不是所有人都知道半导体产业具体有哪些类型，产业链又是如何的。

半导体产业及市场概况

按照主流的说法来看，半导体元件市场主要归为四类，集成电路（芯片）、光电子、分立器件和传感器，2018年集成电路、光电子器件、分立器件和传感器的全球市场规模分别为3，933亿美元、380亿美元、241亿美元和134亿美元，占4，688亿美元半导体市场整体规模的比例分别约为83.9%、8.1%、5.1%和2.9%。需要指出的是，由于占比的原因，所以很多内容将半导体与集成电路划上了等号，其实实际上并不是那么回事。

宏观来看，在2019年全球各地区半导体收入占比中，美国具有绝对优势，收入比达到了47%，韩国为19%，日本和欧洲各为10%，中国台湾省为6%，中国大陆只有5%。

虽然近来华为海思被美国制裁了，但是能看得出海思近几年在芯片领域的发展速度堪称神速，国外研究机构IC Insights近日公布2020年上半年（1H20）全球十大半导体（IC和OSD光电，传感器和分立器件）销售排名，海思位列第十。

同时，在榜单中，可以看到有6家美国企业（分别是英特尔、美光、博通、高通、英伟达以及德州仪器），2家韩国企业（三星和SK海力士），中国大陆1家（华为海思），台湾省1家（台积电）。

虽说这些企业，都是处在半导体领域金字塔顶端，但是这些企业术业有专攻，在产业链所担任的环节也是不尽相同。

集成电路

刚刚说过，半导体元件的类型中占比较大的就是集成电路（Integrated Circuit， 简称IC），又称为芯片（chip），所以集成电路、IC、芯片、chip在绝大多数情况下指的都是一个东西。那么分立器件，传感器和光电子和集成电路的区别是什么呢？其实就是名字上的“集成”二字，集成电路中的晶体管数量现在都是以亿为单位进行计算的。

那么，芯片的分类方式有很多。按照芯片的使用功能来分类的，芯片可分为CPU、GPU、FPGA、SOC、ASIC、存储芯片等等一系列，具体功能可以自行查询。

按照信号来分，又可以分为模拟芯片和数字芯片两种，现在的芯片也不仅仅是单纯的模拟芯片和数字芯片，它既可以处理模拟信号又能处理数字信号，这种芯片的称呼主要依据模拟部分和数字部分的占比大小进行称呼。当然，还有最为人熟知的7nm、14nm芯片，这种分类主要是按照工艺制程来进行分类。

说到工艺，就不得不提到芯片的制作流程，大体分为芯片设计→芯片制造→封装测试→整机厂商。在上面所说的2020年前十半导体厂商中，英特尔、三星、SK海力士、美光、德州仪器，这五家厂商都是属于从芯片设计到封装测试等流程一条龙包揽，博通、高通、英伟达、华为海思则是只负责芯片设计环节，而芯片制造、封装测试等环节，则交由台积电等第三方厂商来完成，所以台积电主要业务也就是为高通、华为海思这些芯片设计企业提供芯片制造服务。

传感器

传感器在半导体中市场规模虽然不大，但是作用不容小视。尤其，在物联网时代下，传感器成为收集数据、分析数据的基石。在物联网实际应用场景中，涉及到温湿度、烟雾、光、空气等各类传感器，并且有很多场景待开发。

就目前全球市场规模来看，美、日、德三国占据了全球传感器约70%的市场份额，已经形成了三足鼎立的格局，包括博世、欧姆龙、德州仪器、ADI这些耳熟能详的企业。

与芯片的制造流程类似，传感器需要通过设计、制造、封测等环节。而在整个环节中，国内传感器芯片以及敏感元件等环节的自主研发能力较弱，仅在传感器芯片上的进口率高达90%多，同时，跨国公司在中国 MEMS 传感器市场占比高达 60%。

分立器件

对于分立器件，现在有很多说法，笔者的个人理解就是没有封装进集成电路的半导体二极管、半导体三极管、电阻、电容以及逻辑器件等都属于分立器件。

当然，分立器件也在逐步集成进IC里，使得IC更小，但是分立器件并不会完全消除。

因为，通用型的IC并不能满足部分厂商的需求，配备不同的分立器件能够实现对应的功能；IC的优点是运算快，控制性强，但是对于大功率产品来说，单纯IC很难实现，所以需要分立器件来提高输出功率；同时，像工厂等一些高温、高压的恶劣环境下，IC并不能适应，同时逻辑简单，此时分立器件可以用来代替IC。

光电子

对于普通老百姓来说，最常见的光电子就是普通的LED和OLED等显示设备了，包括打印机里面的发射器和光纤都是应用了光电子技术。

具体来说，光电子技术是光子技术和电子技术结合而成，通过光子激发电子或者电子跃迁产生光子，实现光能与电能转换的新技术。

按照应用领域来分，光电子主要分为信息光电子（通信、大数据计算、人工智能、智能驾驶、无人机等）、能量光电子（固体、气体、光纤激光器、光伏系统等）、消费光电子（光显示、光照明等）、军用光电子（红外传感、激光引像等）四大领域。

在光电子领域，国外入局时间较早，国外从20世纪80年代开始在光子学领域投入了大量精力，美国宣布的光子集成技术国家战略，日本部署的光电子融合系统技术开发项目，德国的“地平线2020计划”光电子集成研究项目。

当然国内也有布局，2011年科技部《国家重大科学研发计划》对高性能纳米光电子器件进行重点支持；2017年发布的《十三五材料创新专项规划》指出大力研发新型纳米光电器件及集成技术，加强示范应用；2017年工信部正式公布智能制造试点示范项目名单，加快发展光电子器件与系统集成产业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合；2018年3月科技部“十三五”《国家重点研发计划》在光电子领域进行部署。

不过，与芯片技术类似，国内外差距也比较明显，国内产业链源头的光电子材料、核心光电子器件的制备，与发达国家相比存在较大差距，且生长工艺复杂、对外技术依存度高，平均成本和利润率超过整个产品的50%甚至达到70%。

总结：

从半导体领域来看，不论是集成电路，还是传感器、光电子，这些半导体技术国内起步都相对来说较晚，同时，差距仍然较大。最近一段时间，美国对于华为芯片的制裁，不仅仅只是停留在芯片方面，与半导体相关的器件都将会成为隐形的定时炸弹。

笔者此前与几家国内传感器厂商交流时发现，无一例外，所用的传感器芯片都是国外进口的。并且，他们也不是不想用国产替代，而是从目前整个国内半导体产业发展现状来看，几乎是无“芯”可替。
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