盘点2022年半导体行业：国产化路在何方

2022年，全球半导体已经从全面缺芯过渡到“结构性缺货”。没有了满天飞的涨价函，更多的是砍单与缺货交叉出现。市场是反映需求的明镜，但供需的背后却始终有个词萦绕在万千半导体人心间—国产化。

中国半导体行业经过十几年的快速发展，虽在某些方面小有成绩，但仍存在不少软肋。设备、工艺、产品每一环节都备受掣肘，此外，受到全球产能紧张和新冠肺炎疫情双重影响加之外部打压日益加重，中国半导体行业发展困难重重，让人不禁发问，国产化路在何方？

围墙之下，多事之秋

2018年以来，中国芯片行业外部环境持续恶化，外围通过多种方式对中国高技术领域特别是数字经济相关领域持续限制。2022年以来，其对华数字技术压制更是动作频出，无论是《芯片与科学法案》还是对于先进装备的出口管制，都犹如一座座围墙将中国芯片行业围得水泄不通。

据国家统计局数据显示，2021年我国集成电路（芯片）全年总共生产3594.3亿颗，同比增长33.3%，目前我国的***自给率仅仅为30%，虽然预计到2025年我国***自给率有可能达到70%以上。但目前我国的高端芯片，特别是7纳米和5纳米以上的芯片仍然严重依赖进口。

造成这种困境的原因主要在于，我国半导体产业现如今国产化率最高的环节是对门槛较低，技术要求较少的封测环节。而在最为重要、技术壁垒最高的是半导体产业链上游的材料及设备端领域国产率极低。上游产业主要包括整个产业链需要的硅片、光刻胶、光掩膜、特种气体等等材料以及设备，在这些领域，我国整体国产化水平较低。数据显示，目前晶圆制造材料的整体国产化率为20%-30%，其中电子特气、靶材国产化率约为30%-40%；硅片、湿电子化学品、CMP耗材总体国产化率约在20-30%。较高端的12寸硅片国产化率不足5%；光掩模版、光刻胶国产化率约在10%以下，EUV光刻胶等高端细分领域，国产化率近乎为零。

此外，在制造领域，近年来中国大陆晶圆产能增长迅速，但产能占全球比重仍较低，据 Knometa Research 最新发布的《全球晶圆产能报告》，截至 2021 年底，全球 IC 晶圆产能约为 2160 万片/月 ，同比增长超 8%。其中中国大陆产能 350 万片/月，占全球产能比重 16%，外资晶圆厂占比较高，本土产能任重道远。中国大陆产能中，除去 SK 海力士、Intel、联电、三星、台积电等在中国大陆的晶圆产能，大陆本土企业产能占比不足 8%，与中国大陆本土消耗全球约 24%芯片量相比，差距依然较大。另据 IC Insights 统计，2021 年美国公司占据全球芯片市场销售总额 54%（包含 IDM 和 Fabless），中国本土企业占比仅为 4%，其中 IDM 领域最为薄弱，占比不足 1%。2020 年中国大陆生产芯片产值 227 亿美元，中国大陆本土企业生产仅占 37%，其余均为在华外企生产。

半导体产业链错综复杂，环环相扣，每一环节都能影响整体，在上游设备和制造环节，国产率均如此之低，自然整个产业链会受制于人。

不过我国半导体企业深知差距之大，形势之严峻，近年来夙夜拼劳，产业得以加速壮大。根据中国半导体行业协会的统计，截至2021年底中国半导体市场规模约为9890亿美元，过去五年年均复合增长率达到19.5%。半导体也成了“风口”行业，热钱不断涌入。IT桔子统计的数据显示，2022年前11个月国内半导体行业总计完成524起投融资事件，总金额超667亿元，其中，产业链上游的第三代半导体材料等备受资本喜爱。资本从不青睐没有未来的领域，从某种意义上来说，国产化的未来部分就藏在第三代半导体材料等新兴领域的身上。

行业新秀，国之未来

正如上文所提，半导体材料是半导体产业链上游中的重要组成部分。半导体材料分为制造材料和封装材料，其中制造材料主要是制造硅晶圆半导体、砷化镓（GaAs）、碳 化 硅（SiC）等化合物半导体的芯片过程中所需的各类材料，在集成电路、分立器件等半导体产品生产制造中起到关键性的作用。第三代半导体材料是以碳化硅SiC、氮化镓GaN为主的宽禁带半导体材料，具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。区别于第一代、第二代半导体材料始终由美国、日本等国家占据领导地位，我国发展第三代半导体的时间和其它国家几乎同步，差距较小，因此也被业界认为是弯道超车的绝佳领域。

根据Yole数据显示，第三代半导体渗透率逐年上升，SiC渗透率在2023年有望达到3.75%，GaN渗透率在2023年达到1.0%，第三代半导体渗透率总计4.75%。

从整体产值规模来看，据CASA数据，我国第三代半导体整体产值超7100亿元。从国内全产业链来看，第三代半导体的设备、衬底、外延和器件全产业链布局也逐渐完善，基本已经实现覆盖，可完全自主可控。目前国内以SiC、GaN为代表的第三代半导体主要制造商已达147家。下游市场中，第三代半导体主要应用于新能源、光伏等领域。随着我国“双碳”目标的提出，这些市场的发展前景也十分可观。综合可以看出，第三代半导体材料的战略性应用价值不言而喻。

而除第三代半导体外，2022年中国半导体行业国产化道路上还有一颗不可忽略的耀眼的新秀，那便是RISC-V。

数据显示，目前市场上已有超过 100 亿个 RISC-V 核心，全球有数万名工程师致力于 RISC-V 计划。

根据Semico Research Group预测，预计到2025年，市场上采用RISC-V架构的处理器核心将超过624亿颗，2018-2025年的年复合增长率高达146%。Semico Research预计，Arm出货量有望被RISC-V超越，RISC-V处理器核心在未来五年最广泛的应用市场是工业市场。

日本、印度、美国的半导体公司都在积极发展RISC-V产品，而且RISC-V芯片的性能越来越强大，支持它的系统及软件也会更丰富。苹果、华为、微软等世界级大厂都在积极布局RISC-V架构，都不同程度往RISC-V领域下注。目前中国科技企业是推动RISC-V发展最强力的一支力量，并基于RISC-V研发出了各领域的量产芯片产品。其原因也恰恰是本文一直在提及的国产化。

众所周知，芯片生产离不了最开始的设计环节，而在这一环节，一直都有一个绕不开的公司—Arm。Arm既不负责生产芯片，也不负责销售芯片，它只出售芯片技术授权，并且其芯片技术占据了全球九成以上的市场份额。采用Arm技术IP核的微处理器遍及各类电子产品：汽车、消费电子、成像、工业控制、海量存储、网络、安保和无线等市场，Arm技术几乎无处不在。

而对于国内半导体行业而言，若想真正在芯片设计领域摆脱“卡脖子”困境，根本还是要在芯片底层架构上有所突破，而RISC-V则几乎是Arm唯一的可替代选项。

RISC-V与Arm师出同门，同属于一个芯片架构类型。

但与Arm属于一家公司不同，RISC-V（V没有什么特别的含义，是罗马数字5，代表其已经演进至第五代）是一个开源的RISC芯片架构项目，其发起初衷便是可以被自由地用于任何的]地方，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。其实这就意味着一件对于中国半导体很关键的事—公平。

无论是设计领域的高门槛，还是制造领域的高资金要求，对于中国半导体行业国产化而言。时间都是无法拉开的差距。只有找准与他国同一起点的赛道，才有机会追赶。第三代半导体是如此，RISC-V也是如此。

写在最后

可以看出中国半导体国产化道路的两个关键赛道便是第三代半导体与RISC-V,而赛道的选择是一方面，另一方面，正确的意识和坚定的决心是国产化道路前进的另一要点。于中国半导体行业而言，要正确认识中国集成电路产业发展的外部环境影响，积极推动“国内大循环，促进国内国际双循环健康发展”，抓紧时间打造一个围绕自己的安全的供应链，充分利用中国的庞大市场以应用带动产品创新，打造中国的产品标准和中国的产品体系，从根本上摆脱技术路径的对外依赖，这将是让产业立于不败之地的根本。国产化道路虽然道阻且长，但路始终在前方。2022年已然过去，2023年，让我们共同展望一个更加美好的国产化未来！

审核编辑 ：李倩