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芯片設計

芯片設計是產業鏈中重要的一環，影響后續芯片產品的功能、性能和成本，對研發實力要求較高。根據不同的下游應用，可分為四類：

（一）集成電路：存儲器、邏輯芯片（CPU、GPU）、微處理器（MPU)、模擬芯片 （二）分立器件（含功率半導體）：MOSFET、IGBT、二極管、晶閘管 （三）傳感器：MEMS、圖像傳感器 （四）光電器件

（一）集成電路

兆易創新：國內閃存芯片存儲器及MCU微控制器設計雙龍頭。在全球NORFlash的市場占有率為6%，已躍居全球第三。公司作為國內MCU微控制器市場的龍頭公司，2020年銷售接近2億顆，2021年公司業績將伴隨著工控等領域的快速放量，迎來快速發展的時期。

北京君正：收購北京矽成，成為國內稀缺的汽車存儲芯片領軍企業。北京矽成在全球車用DRAM存儲芯片市占率15%，全球排名第二。收益于汽車電動化與智能化對車用存儲芯片數量和容量要求的提升，實現量價齊升。微處理器芯片業務收益于智能終端硬件需求的爆發。公告擬定增募集資金拓展車載LED照明芯片。

國科微：我國固態存儲芯片技術領先代表，最新產品達到國際平均水平、深耕智能安防監控芯片，積極布局AI智能監控芯片。

圣邦股份：國內模擬芯片龍頭，電源管理芯片及信號鏈芯片受益于5G、工業驅動、人工智能和汽車升級，疊加國產替代，空間廣闊。

思瑞浦：業務與圣邦股份高度重合，國產信號鏈類模擬芯片龍頭企業。公司的信號鏈模擬芯片為5G射頻模擬芯片的主要組成部分，綜合性能已達國際標準。

卓勝微：射頻前端領域處于國產領先地位，5G通信技術的發展帶動射頻前端市場需求的快速增長，公司產品在客戶端持續滲透。

晶豐明源：在LED照明驅動芯片市場處于龍頭地位，技術和市場均處于領先水平，出貨量全球第一。晶豐明源今年也發了6次漲價函，原因是原材料價格上漲和產能緊張。

明微電子：深耕LED驅動業務，顯示與照明業務齊頭并進，技術研發能力處于行業領先地位。與晶豐明源比主要為LED顯示驅動芯片。2020年顯示驅動芯片廠商中排名第三，市占率為13%。

中穎電子:公司主要產品包括微控制芯片及OLED顯示驅動芯片，受益于下游智能家電領域產品需求量和智能化水平的提高，國產替代空間廣闊。

景嘉微：A股極其稀缺的圖形處理器芯片標的，主要應用于軍事裝備，在國內機載圖顯領域占據大部分市場份額，正由軍用向信創及民用市場拓展。

樂鑫科技：全球物聯網WiFi-MCU芯片龍頭企業，市場份額全球第一，占比超30%。產品下游主要是智能家居、電子消費產品、傳感設備及工業控制等，充分受益下游物聯網市場發展。

富瀚微：安防芯片設計龍頭。2020年原本的安防芯片龍頭海思受到美國的制裁被動退出市場，公司在下游客戶供應鏈切換過程中搶占先機，實現海思產品80%的替代。2020年公司在安防前端ISP芯片領域市場份額達到60%-70%。同時公司基于視頻處理能力進入汽車攝像頭市場，滲透率不斷提升，提供新增長動能。

全志科技：老牌智能終端處理器SOC芯片設計企業。（SOC即片上系統，可以簡單的理解為把系統做在一塊芯片上，是未來工業界將采用的最主要的產品開發方式。）其產品主要布局物聯網，智能家居等領域，京東的智能音箱以及小米的智能掃地機器人就是搭載全志科技的soc芯片。

瑞芯微：專注SOC設計，發力電源管理領域。5G 終端對電池續航能力的要求同步提升，進而對電源和功耗的管理提出了更高要求。公司快充芯片與普通的電源管理芯片相比，在占用體積、能量轉換效率和散熱量等方面均有較大程度的優化，性能和可靠性指標均處于市場領先水平。

上海貝嶺：重點發展消費類和工控類芯片設計業務，主要目標市場為電表、手機、液晶電視及平板顯示、機頂盒等各類工業及消費電子產品。合并南京微盟提高電源管理芯片的市占率。

（二）功率半導體

新潔能：專業從事MOSFET、IGBT等半導體芯片和功率器件的研發設計及銷售。IGBT是目前增速最快的功率器件細分市場，公司產品線完整，成為公司的營收增長新動力。同時公司重視第三代半導體功率器件研發，積極研發新能源汽車用功率半導體。

（三）傳感器

韋爾股份：國內圖像傳感器設計龍頭，業務位于全球前三,國內第一。2019年成功收購了兩個影像傳感器CIS設計公司豪威和思比科，設計業務收入超過世界第十的芯片設計上市公司。

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芯片制造

在市場需求、國家政策、資本投入的驅動下，全球晶圓代工產業逐漸向中國大陸轉移，中國大陸成為全球增速最快的晶圓代工廠。2016-2020年全球新增投產晶圓廠中在投產在中國大陸的比重達到42%，其他分散在全球各國國家。

晶圓制造原理為根據設計版圖進行掩膜制作，形成模版，在晶圓上批量制造集成電路，芯片通過多次重復運用摻雜、沉積、光刻等工藝，最終在晶圓上實現高集成度的復雜電路。

（一）制造廠

不少純設計廠向IDM轉型，具備設計、研發、生產能力，我們將這一類的企業歸為制造廠一類。

1、集成電路

中芯國際：無可爭議的***代工龍頭，技術與規模均為國內第一，代表集成電路國產替代的最先進制造水平，市占率全球第四。受到制裁之后研發預計會停滯數年，先進制程的生產規模擴張也會同步停滯。

紫光國微：智能安全芯片及國內特種 IC 雙龍頭，“萬能芯片”、車規芯片多點開花。子公司國微電子產品線齊全、技術實力強，是國內特種 IC 龍頭企業。子公司紫光同芯國內智能卡芯片龍頭，市場滲透率進一步提高。子公司紫光同創為國內民用FPGA領軍企業，打破了海外寡頭壟斷，國產替代空間大。

富滿電子：主營為LED控制及驅動類芯片、電源管理類芯片，同時具有“設計+封測”一體化供應能力。公司已在小間距&Mini LED 控制驅動核心技術領域取得突破，在快充芯片領域也實現率先突破，技術實力國內領先。積極布局 MOSFET 領域，有望充分受益功率半導體國產替代。

2、功率半導體

泛指處理電力的芯片，其主要功能是將繁雜不一的電力，處理為終端產品所需的規格。比如電流從電動車的電池輸出后，通過不同的功率芯片處理，既可以驅動電機，又可以驅動空調和音響。

MOSFET：即場效晶體管。主要應用于電腦功率電源、家用電器等，占全球功率器件市場超4成比重

IGBT：應用涵蓋從工業電源、變頻器、新能源汽車、新能源發電到軌道交通、國家電網等一系列領域。

華潤微：國內功率半導體IDM龍頭之一，是國內營業收入最大,產品系列最全的MOSFET廠商。擬與國家集成電路產業投資基金二期及重慶永微電子共同成立潤西微電子，建成后預計達到月產3萬片12寸中高端功率半導體晶圓生產能力。

斯達半導：國內IGBT半導體龍頭,全球IGBT模塊市場排名第七,是國內唯一進前十的企業，市場優勢地位顯著。從純設計廠向IDM轉型，以保證產能供應，產品主要用于工控與電器領域。擬定增募資35億元購買光刻、顯影、蝕刻等設備蓋廠，設計產能36萬片功率半導體，用于高壓特色功率芯片和碳化硅，以盡快推出車規級SiC芯片，以完善車用電源市場的產品布局。

士蘭微：國內功率半導體IDM龍頭之一，主要集中于MEMS傳感器、高壓集成電路、半導體功率器件這三個主要技術方向。

捷捷微電:晶閘管龍頭企業，產品性能達到國際領先水平。業務范圍涵蓋芯片設計、晶圓制造及封裝測試等全業務環節。今年7月公告擬擴建功率半導體6英寸晶圓及器件封測項目，產品從晶閘管與防護器件等領域，擴展至IGBT模塊。此外公司車規級封測產業項目落地，產業鏈逐步完善。

揚杰科技：公司是國內領先的功率半導體 IDM 廠商，具備完善的芯片設計、晶圓制造、封裝檢測能力。國內功率二極管龍頭，并逐步往 MOSFET、IGBT、第三代半導體功率器件等高端產品延伸。應用領域涵蓋電源、家電、照明、安防、儀表、通信、工控及汽車電子等多個領域。公司產品在光伏領域應用占比較高，營收約占 15%。

聞泰科技：耗資181億收購來的安世半導體是全球功率半導體龍頭，產品主攻消費電子與汽車領域。其主要產品為邏輯器件、分立器件和MOSFET器件，是一家集設計、制造、封裝測試為一體的半導體跨國公司。三大業務均位于全球領先地位，邏輯器件排名第二、二極管和晶體管排名第一、車功率MOSFET排名第二。

立昂微：茁壯成長的半導體硅片+功率器件領先企業，主攻肖特基二極管芯片。

三安光電：國內LED芯片龍頭。總投資160億元的湖南三安半導體基地一期項目今年6月正式投產，這是國內首條、全球第三條碳化硅IDM生產線。

3、傳感器

賽微電子：原名耐威科技 MEMS芯片晶圓制造。2016年賽微通過收購瑞典Silex,獲得全球領先工藝IP,切入MEMS純代工賽道成為MEMS全球代工領頭羊。公司目前可生產微流體、微超聲、微鏡、光開關等多種器件。

（二）材料與輔料

半導體制造過程相當復雜，先進制程多達500多道工序，需要用到大量材料。因此半導體材料也是整個產業鏈中細分領域最多的，具有很高的技術和資本壁壘。

其中，硅片（晶圓）價值占比最高，超過1/3，其次為電子特種氣體占比13%，光掩模、光刻膠及輔助材料各占比12%左右，其余材料占比均低于10%。

半導體材料成本占比分類：

1、硅片

硅片是集成電路制作中最為重要的原材料，市場規模最大。當前全球50%以上的硅材料產能集中在日本，前五大廠商份額超過90%，國內規模最大的是滬硅產業。

滬硅產業：純正的半導體硅片公司，產能、技術國內領先。率先實現300mm硅片規模化生產，打破了大硅片零國產化僵局，但產能利用率低，尚未實現規模效應。由于折舊費用高300mm硅片毛利率為-34.82%，國內三家硅片廠商中毛利率最低，尚未實現盈利。

中環股份：中環以光伏硅片為主，占比接近90%，半導體硅片僅占總收入7%。雖然規模不大，但是中環半導體硅片產能提升很快。12英寸20年產能為7萬片/月，21~23年將持續放量，產能預計將超過60萬片/月。光伏和新能源布局可以實現協同，未來大硅片產能釋放，具備龍頭溢價空間。

立昂微：立昂微硅片產品尺寸較小，且具備拋光片-外延片-功率器件的一體化優勢，因此毛利率最高超過40%。15萬片/月的12寸硅片預計今年底建設完成。除了半導體硅片，還有功率器件和射頻芯片業務。

2、電子特種氣體

半導體生產中幾乎每個環節都要用到電子特氣，且其很大程度上決定了最終產品性能的好壞。同時所用氣體的品種多、質量要求高，因此被稱為半導體制造的“血液”。雖然國產化率還不高，但國產替代速度比較快。

南大光電:其自主研發的氫類氣體磷烷、砷烷，是電子特氣中技術壁壘最高的兩種，打破了國外技術封鎖和壟斷，不僅在 LED 行業市場份額持續增長，在集成電路行業也快速實現了產品進口替代，得到了廣大客戶的高度認可，目前占據國內市場份額達 75%以上。同時公司MO源產品實現了國內進口替代，是全球主要的 MO 源生產商。MO源系列產品是制備LED、新一代太陽能電池、相變存儲器、半導體激光器、射頻集成電路芯片等的核心原材料。

華特氣體：公司研發出的20種進口替代產品已實現規模化生產。特氣體也通過了全球最大***供應商ASML公司的產品認證，并為中芯國際、華虹宏力等一線企業供貨。

雅克科技：是半導體材料中的平臺型企業，類似北方華創在設備中的地位。業務包括半導體化學材料，電子特氣，光刻膠。產品覆蓋半導體薄膜、光刻、沉積、刻蝕、清洗等核心環節。前驅體、SOD，打破海外壟斷。2020年收購LG化學彩色光刻膠，獲得了彩色光刻膠和TFT光刻膠等成熟技術和量產能力，有效彌補國內彩色光刻膠生產的空白。

3、光刻膠

光刻膠技術壁壘高，價值含量高，被成為半導體材料中的“明珠”。高端光刻膠市場基本被日本企業所把持，使用量最高的KrF光刻膠和ArF光刻膠國產化率低于5%，進口替代空大。

華懋科技：主營為安全氣囊材料，通過持有徐州博康29%的股權，進軍半導體光刻膠產業。徐州博康的光刻膠單體業務占全球市場份額的 5%，并已存儲了全球 80%的光刻膠單體產品技術，成為中國唯一的高端光刻膠單體材料研發和規模化生產企業。目前已成功開發出 10+個高端光刻膠產品系列，半導體光刻膠一體化優勢顯著。

彤程新材：主營為特種橡膠助劑，通過控股北京科華進入半導體光刻膠市場。北京科華是唯一列入全球光刻膠八強的中國光刻膠公司，同時也是國內銷售額最高的光刻膠公司。中國i線產品國產替代基本上靠北京科華貢獻，同時也是唯一可以批量供應KrF光刻膠給8寸和12寸客戶的本土光刻膠公司，產品達到世界一流水準，打入中芯國際、長江存儲、華虹半導體等國內廠商。

晶瑞股份：晶瑞股份的產品包括超凈高純試劑、光刻膠、 功能性材料、鋰電池材料和基礎化工材料等。

光刻膠領域：子公司蘇州瑞紅作為國內光刻膠領域的先驅，規模生產光刻膠 30 年，產品技術水平和銷售額處于國內領先地位。i 線光刻膠已取得了中芯國際天津、揚杰科技的供貨訂單；高端KrF（248nm）光刻膠完成中試，建成了中試示范線。

南大光電：公司成功自主研發出國內首支通過客戶認證的 ArF 光刻膠產品，兩次通過客戶認證。公司目前已經建成 25 噸生產線（5 噸干式和 20 噸濕式）,在光刻膠國產化的大趨勢下，光刻膠業務將帶動公司業績邁入新的成長空間。

4、CMP拋光材料

CMP拋光材料、靶材國產化程度最高，部分產品技術標準已到達世界一流水平，本土公司已實現批量供貨。

拋光液和拋光墊是CMP拋光的主要材料，屬于高價值易耗品，毛利高，認證時間長，客戶黏性強，競爭格局也相對較好。產品價值上，拋光液高一些，占總材料成本49%，拋光墊占33%，其他材料合計不到20%。

安集科技：國內拋光液龍頭，目前安集科技在國內沒有對手。國內市場份額超過20%，僅次于卡博特。拋光液的技術含量很高，且由于其專用性，綁定大客戶后未來增速也很有保證。

鼎龍股份：國內拋光墊龍頭，主要是做打印復印耗材的，近年來開始布局半導體材料，拋光墊去年開始放量。成為長江存儲的一供，對中芯國際也持續放量。

5、高純濕電子化學品

超凈高純試劑是指主體成分純度高于99.99%的化學試劑，主要用于芯片的清洗、蝕刻等制造領域。

江化微：國內濕電子化學品龍頭，打破國外企業限制壁壘，逐漸實現中低端市場的國產化替代。其超凈高純試劑、光刻膠配套試劑產品具備為平板顯示、半導體、光伏等領域提供全系列濕電子化學品能力。

晶瑞股份：超凈高純試劑占其營收的20%。超純雙氧水、超純氨水及在建的高純硫酸等主導產品已達到G5等級，其它高純化學品均普遍在G3、G4等級。

6、靶材

江豐電子：國內高純濺射靶材行業龍頭，目前已可量產用于90-7nm半導體芯片的鉭、銅、鈦、鋁靶材，其中鉭靶材在臺積電7nm芯片中已量產，5nm技術節點產品也已進入驗證階段。

（三）制造設備

半導體景氣周期有著“設備先行、制造接力、材料缺貨”的傳導規律。中國大陸迎來投資建廠熱潮，對半導體設備的需求也水漲船高。今年上半年，半導體設備的同比出貨量相比去年增長了50%，設備制造商接單不暇。

由于半導體設備技術壁壘高，研發難度大、周期長，是整個產業中最關鍵的環節之一。因此要實現我國半導體產業鏈的自主可控，半導體設備至關重要。

半導體設備價值含量高，投資占晶圓廠建設投資 75-80%，當前我國內半導體設備自制率仍較低，2020年國產化率約為16%。但部分領域國內廠商打破空白，技術不斷追趕。

北方華創：國產半導體設備的絕對龍頭，平臺屬性強。體量大；研發實力強屬于國內一線；市占率領先，刻蝕設備國內市占率7%。產品線豐富，產品涵蓋熱處理、刻蝕、薄膜沉積（PVD、CVD）、清洗等設備。硅片設備-熱處理設備-光刻設備-刻蝕設備-離子注入設備-薄膜沉積設備-拋光設備-清洗設備-檢測設備

長川科技：公司主要從事集成電路專用設備的研發，生產和銷售，是一家致力于提升我國集成電路專用裝備技術水平，積極推動集成電路裝備業升級的高新技術企業和軟件企業。

1、硅片設備

硅片制造是芯片生產的第一道環節，單晶硅生長爐是生產單晶硅的主要半導體設備。

晶盛機電：國內晶體硅生長設備龍頭，應用橫跨半導體光伏兩大產業，國內高端市場占有率第一。技術領先，實現大硅片多項技術突破。同時向切片、拋光、外延等設備拓展，目前已經完成技術認證。甚至還出了第三代碳化硅半導體設備，已交付客戶使用。

2、熱處理設備

熱處理設備即高溫爐，主要是對硅片進行氧化、擴散、退火等工藝處理。供應商主要是國外廠商，國內龍頭廠商北方華創在熱處理設備的各個細分領域均有成熟的產品線，市占率也在逐年上升。北方華創熱處理設備在長江存儲的占比已經超過了30%。

3、光刻設備

光刻是將設計好的電路圖從光刻版轉印到晶圓表面的光刻膠上，便于后續通過刻蝕和離子注入等工藝實現設計電路。光刻是晶圓生產的核心環節，設備包括***和涂膠顯影設備。

***是晶圓加工設備中技術壁壘最高的設備，該市場為荷蘭企業ASML（阿斯麥）所壟斷，目前國內具備***生產能力的企業主要是上海微電子。

芯源微：涂膠顯影機行業龍頭，成功打破了國外廠商壟斷成為唯一的本土廠商，產品已經陸續通過了下游晶圓廠線的工藝驗證，市占率5%。公司近年也開始切入濕法清洗設備領域，跟盛美股份，至純科技和北方華創等展開競爭。

4、刻蝕設備

刻蝕設備在晶圓廠設備支出中僅次于光刻設備，且刻蝕設備數量更多，可替代比例更高，目前我國的刻蝕設備是比較先進的。

中微公司：刻蝕設備龍頭企業，介質刻蝕機已打入 5nm 制程，技術接近世界級水準，國內市占率達13%。

北方華創：技術節點達到28nm，刻蝕設備國內市占率7%

5、離子注入設備

硅片刻蝕后，需要將一些特殊的雜質離子注入到硅襯底去，這就是離子注入機。國內離子注入標的稀缺，僅凱世通和中科信。

萬業企業：公司主營房地產業務，2018年收購凱世通切入半導體離子注入設備。產品已進入產線驗證階段，并于去年取得4臺訂單。

6、薄膜沉積設備

薄膜沉積工藝，分為物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）和外延三大類。

北方華創的PVD設備已經用于28nm生產線中，14nm工藝設備也已實現重大進展，國產化率約 30%。

7、拋光設備

晶圓制造的后期，需要對硅片表面進行平坦化處理，這就用到了拋光機。

該領域的龍頭是華海清科，技術領先，合計市占率達 20%。首發申請獲上交所上市委員會通過，將于上交所科創板上市。

8、清洗設備

清洗設備目前國產化率最高，達到20%。隨著工藝流程延長且復雜，每個晶片在整個制造過程中需要至少超過200道清洗步驟。

是正在申報科創板IPO的盛美股份，深耕半導體清洗設備十余年，，國內企業中市占率最高，產品進入中芯國際、長江存儲、SK海力士等企業供應鏈。

盛美股份：科創板IPO正式提交注冊的盛美股份是半導體清洗設備龍頭，技術優勢領跑同行業。占據國內80%的市場份額，其余20%則由北方華創、芯源微和至純科技三家公司瓜分。

至純科技：公司目前濕法清洗設備訂單充足，排產計劃已經到了2022年。設備可實現28nm濕法工藝全覆蓋，可以滿足國內絕大部分晶圓廠的要求，單片清洗設備預計會在下半年批量交付。

9、檢測設備

檢測設備主要用于檢測芯片性能與缺陷，貫穿于半導體制造過程中的每一步主要工藝，按不同環節分為前道測試和后道測試設備。

前道測試設備主要用于晶圓加工環節，屬于質量檢測，壁壘更高。目前國內企業競爭力較弱，國產化率低于5%，處于技術、產品突破階段。

精測電子：以半導體前道檢測設備為主,同時布局后道，形成半導體測試領域全覆蓋。其自動檢測設備基本實現國產化,且已在國內一線客戶實現批量重復訂單。

賽騰股份：深耕自動化組裝、自動化檢測設備，通過收購日本Optima進入半導體檢測設備領域。Optima在晶圓缺陷檢測設備上有成熟的產品線，該技術儲備對國內來說是稀缺的，由此占據了發展先機。

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芯片封裝測試

中國憑借低廉的勞動力，首先承接了對勞動力需求較大，技術要求較低的半導體封測業務。目前大陸的芯片封裝、測試整體上已經達到國際先進水平，產業鏈條（封測廠、裝備、材料）比較完整。

（一）封測裝備

檢測設備的后道測試設備主要用于晶圓加工后的封測環節，主要為電學檢測。

設備主要分為測試機（ATE）、分選機、探針臺，三者中，測試機市場最大，價值量更高。伴隨三大封測廠商的擴產計劃，會直接增加對國產后道測試設備的需求。

長川科技：國產半導體測試設備綜合龍，頭分選機為主、測試機為輔，多賽道布局。產品具備競爭力，主要性能指標已達國內領先、接近國外先進技術水平。

華峰測控：測試機設備龍頭，已可實現國產替代。技術國內領先，接近世界一流水平，進入了封測龍頭供應鏈。測試機在半導體檢測設備中價值占比高，華峰測控的毛利達到80%，領先同行，盈利能力強。但同時受制于單一賽道，成長速度受限。

（二）封測材料

康強電子：國內半導體封裝材料龍頭，是我國規模最大引線框架生產企業。

（三）封測廠

我國是封測大國，擁有 “封測三杰”——長電科技、通富微電、華天科技，此前都宣布了各自的擴產計劃。

長電科技：國內封測企業的龍頭，全球排名第三，市占率達14.4%。高端封裝技術與國際第一梯隊齊頭并進，公司在收購星科金朋后進一步發展了SiP、晶圓級和2.5D/3D等先進封裝技術，并實現大規模量產遠超傳統封裝的產量和銷量。

通富微電：全球第六的封測廠，市占率7%。聚焦大客戶戰略，長期布局存儲、微處理器等產品的先進封裝技術。日前開發了國內第一款 SiP 電源模塊的封裝技術，該技術可應用于包括 5G 在內的各種基站和網絡電源，目前已實現批量生產。

華天科技：通過自建及收購擁有多個國內外多個廠區，低端、中端、高端全方位布局。