2022年10月，美國出臺最新《出口管制條例》，針對中國大陸半導體產業的限制再升級，此次，主要涉及高性能計算（HPC）處理器，以及先進制程半導體設備。

美國的這一波限制政策，在給中國半導體業“添堵”的同時，也幫助本土相關產業和企業發展進一步堅定了決心，特別是以高性能CPU、GPU為代表的HPC處理器，以及半導體設備。另外，除了以上這兩個半導體“成熟”業務板塊，發展新興業務也進一步提上議事日程，因為在新領域，中國與國際半導體巨頭之間的差距沒那么大，實現相對快速發展并占領市場份額的機會更大，典型代表就是碳化硅（SiC）產業。

下面針對處理器、半導體設備和碳化硅這三大板塊，介紹一下中國本土相關產業的發展情況。

01

處理器

首先看一下CPU。

目前，國產CPU與國際大廠存在差距：首先，CPU各項參數（核心數、主頻、內存通道等）、性能有較大提升空間，與Intel和AMD相比，國產CPU在先進制程的晶圓加工工藝方面與國際大廠也存在差距，這也會影響整體性能表現；其次，除了自身性能，國產CPU在生態系統建設上也需要時間去積累經驗，主要體現在軟硬件的適配，以及操作系統對應用程序的兼容等，當下，Wintel和AA兩大生態體系分別壟斷了PC端和移動端市場，即使是蘋果也花了很多時間和資源才實現一些突破。

雖然存在差距，但在科技競爭加劇的背景下，考慮到國家安全，在通信、金融、電子政務等關鍵領域，中國大陸正在加速推進CPU等核心芯片的國產化替代。

目前，國產CPU代表企業主要包括龍芯中科、華為海思、飛騰、兆芯等。

以龍芯中科為例，公司歷經20多年的自主研發，打造出了多款CPU，并推出了自主指令集LoongArch，以及基于該指令集的產品。此外，飛騰在高端嵌入式CPU、高性能服務器 CPU與高效能桌面CPU這三大產品領域，填補了我國多項空白，2020年，飛騰CPU交付量已經大幅提升至150萬個，2021年突破200萬個。出貨量的增加，一方面反映出國產化趨勢的加速，另一方面，也說明國產化CPU正在被更多的終端需求接受。

目前，國產CPU在生態建設方面已經有成果，如龍芯中科推出了LoongArch 指令集架構，申威推出了SW64架構等。它們正在國內關鍵信息領域積累經驗，目標是在商業化上實現突圍。此外，飛騰CPU一直加速軟件適配，打造的生態體系已經與百度、搜狗、騰訊等多家互聯網和系統廠商合作，截至2021年12月，與飛騰平臺完成兼容認證的國產軟件已有2000 多款。

下面看一下GPU。

英偉達等國際GPU龍頭企業已經牢牢構建了專利墻，中國廠商在開發過程中，繞開現有專利具備一定難度。不過，就像龍芯經過多年潛心研究，將MIPS吃透，進而開發出屬于自己的指令集和芯片一樣，只要具備坐十年冷板凳的決心和毅力，開發出自主可控的GPU，是值得期待的。

景嘉微是國內老牌GPU企業，率先研制出了自主GPU并已實現大規模工程應用，以JM5、JM7、JM9系列等GPU為代表，正在從商用向民用市場拓展。除了景嘉微，海光的DCU系列以GPGPU架構為基礎，兼容ROCm和CUDA生態系統，可應用于大數據處理、人工智能（AI）等領域。

近些年，市場涌現出了一批國產GPU新生力量，代表企業是芯動科技、壁仞科技、摩爾線程、沐曦集成電路、天數智芯等。

以芯動科技為例，該公司推出的桌面級GPU“風華2號”，集超低功耗、強渲染、4K高清三屏顯示、4K視頻解碼和智能AI計算于一體，像素填充率達48G Pixel/s，FP32浮點算力為 1.5TFLOPS，功耗最低至4W，能效比優于競品。摩爾線程則推出了MTT S60，像素填充率高達192G Pixel/s，FP32最高達6TFLOPS，并且是全球率先支持 AV1 格式編碼加速的GPU。

在云端GPGPU方面，天數智芯是在最近幾年異軍突起的本土企業，2021年，該公司推出了7nm制程全自研云端訓練GPGPU“天垓100”，并于2022年發布了7nm云端推理GPGPU“智鎧100”，能夠為云端AI訓練和HPC通用計算提供高算力和高能效比。

其它幾家企業也在近兩三年內推出了用于數據中心和AI的GPU，如壁仞科技的BR100，摩爾線程的MTT S2000，沐曦集成電路的MXC系列。

總體來看，隨著中國大數據和AI產業快速崛起，市場規模不斷擴大，為國產GPU發展提供了廣闊空間。同時，隨著高端芯片國產化需求的日益提升，中國本土GPU企業也將迎來發展良機。

02

半導體設備

2022年，全球半導體產業一路下行，2023年還將進一步下滑，在這種情況下，中國大陸晶圓廠產能的擴產勢頭依然很猛，在行業不景氣的大背景下，中國大陸成為全球晶圓廠擴產重心的步伐在加速。

據SEMI統計，2021年中國大陸晶圓產能的全球占比為16%，2021-2022年全球新增晶圓廠約為29座，其中，中國大陸新增9 座，占比超過30%，2021年中國大陸12英寸晶圓產能提升空間為46.8萬片/月，2022年達到52.3萬片/月，新增產能持續提升，預計2026年12英寸晶圓廠月產能將超過276.3萬片。

近些年，在國際貿易環境發生重大變化的情況下，中國大陸本土晶圓廠逐步將發展戰略從“提升產品良率和產量”向“供應鏈安全”傾斜，這些晶圓廠的擴產，為本土產業鏈發展，特別是上游的半導體設備和材料提供了良好的土壤，在一定程度上抵消了大環境的低迷，有效帶動了本土廠商的技術突破和業績提升。

包括中芯國際、長存在內的6家大型晶圓廠的半導體設備國產化率從2018年的平均10%上升到了2021年的30%左右。據中國電子專用設備工業協會統計，2021年本土晶圓廠半導體設備國產化率達到20.24%。

目前，中國本土半導體廠商在前道和后道設備領域都在加速突破。

前道設備方面，熱處理、清洗、刻蝕、去膠、CMP等領域市占率較高，在20%左右或更高。以CMP為例，華海清科已經實現12英寸28nm以上邏輯制程、128層以下3D NAND、1X/1Y制程DRAM全覆蓋，14nm及更先進制程設備已在驗證過程中；刻蝕設備方面，中微公司已經實現5nm制程的CCP設備量產，北方華創的14nm ICP設備也已進入中芯國際產線進行驗證。

薄膜沉積、離子注入設備等領域市占率還比較低，但近年來也有了較大突破，例如，拓荊科技的28nm以上制程PECVD在國內產線獲得了訂單，SACVD和ALD設備也取得了訂單，是個不小的突破。凱世通的多款離子注入設備獲得了客戶的重復采購訂單。

后道設備方面，以測試設備為例，華峰測控、長川科技、華興源創實現了較大突破，其中，長川科技的數字測試機D9000集成了1024個數字通道、數字測試速率達到200MHz，并實現量產。

03

碳化硅

傳統硅基半導體物理性能局限性越來越明顯，以碳化硅為代表的第三代半導體材料具有禁帶寬度大、熱導率高、耐高溫、耐高壓、功率密度大等優點，在高頻、高壓、高溫等應用場景中，碳化硅材料能夠提升能效并縮小器件體積。

碳化硅產業鏈主要分為襯底、外延片、器件三個板塊。

國際碳化硅大廠主要包括Wolfspeed、羅姆、ST、II-VI（更名為Coherent）、安森美等。中國本土碳化硅廠商主要包括三安光電、泰科天潤、基本半導體、聞泰科技。國內廠商起步較晚，往往依托某項技術突破，從特定領域切入碳化硅產業鏈，僅專注于產業鏈特定部分，如天岳先進、天科合達專注于襯底，東莞天域、瀚天天成專注于外延，士蘭微、華潤微專注于器件。

襯底方面，Wolfspeed是行業龍頭，另外，II-VI、昭和電工、羅姆也是佼佼者。在中國大陸，很多本土碳化硅襯底企業都是在產研合作的基礎上發展起來的，科研院所及代表人物帶來的先進研發能力和前沿技術水平成為公司發展的重要推動力，這方面的代表企業是天科合達、天岳先進、露笑科技。

據Yole統計，2020年天岳先進占全球半絕緣型碳化硅襯底市場份額的30%，是全球第三大供應商。天岳先進積極布局導電型市場，2022年獲客戶14億元6英寸導電型襯底大單，還在積極推動8英寸襯底商業化生產研究工作，在上海建有工廠和產線。

外延片方面，Wolfspeed與昭和電工是兩大巨頭，中國本土企業東莞天域與瀚天天成正在布局碳化硅外延片產能，相關產線處在建設過程中。東莞天域計劃購置94.7畝用地建設全球首條8英寸碳化硅外延片生產線，新增產能達100萬片/年（6英寸/8英寸碳化硅外延片），項目2022年動工，預計2025年竣工并投產。

碳化硅器件方面，隨著新能源車、光伏、儲能等應用需求提升，以士蘭微、斯達半導體、華潤微、三安光電為代表的中國本土廠商持續布局碳化硅器件產線。

三安光電于2021年斥資160億元打造了包括碳化硅長晶、芯片和器件封裝等相關配套設施的國內首條碳化硅全產業鏈生產線，2022年9月發布碳化硅MOSFET 1200V系列新品，主要應用于車載充電OBC/直流快充、電機驅動/逆變器、DC-DC，其擊穿電壓、穩定性等指標均優于競爭對手。

斯達半導體正在開發用于機車牽引輔助供電系統、新能源汽車控制器的碳化硅模塊，用于乘用車主控制器的車規級碳化硅MOSFET模塊已經開始大批量裝車。斯達半導體新增了多個使用車規級碳化硅MOSFET模塊的800V系統主電機控制器項目，預計將對該公司2024-2030年主控制器用車規級碳化硅MOSFET模塊銷售增長提供推動力。

截至2022上半年，華潤微第二代碳化硅二極管1200V/650V平臺已產出30多款產品，在充電樁、光伏逆變、工業電源等領域實現批量供貨。2022上半年，華潤微碳化硅器件總銷售規模同比增長超過4倍，待交訂單超過1000萬元。

04

結語

在市場整體下行，以及美國遏制政策的雙重影響下，中國大陸半導體業迎來了新的發展階段，產業鏈內循環的重要性特別凸出。

由于市場規模巨大，且處于成長上升期，中國大陸的半導體業受低迷市場的影響程度要明顯小于歐美日等成熟市場，再加上美國政策影響，2023年，中國本土半導體商機會更多，就看誰能抓住機會了。

缺什么補什么，市場需求和美國遏制政策，都指向了高性能計算用處理器，以及半導體設備，這兩個領域將是中國本土企業發展的商機所在。此外，抓住新興技術和產品發展機遇也很重要，碳化硅是典型代表，其最大的市場驅動力是新能源汽車，這是目前可見的發展潛力最大的應用市場。

審核編輯 ：李倩