全球半導體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

楊宏強

（三星電機上海分公司，上海 200336）

全球半導體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

楊宏強

（三星電機上海分公司，上海 200336）

半導體是一種重要的電子元器件，半導體產(chǎn)業(yè)是衡量一個國家或地區(qū)技術(shù)水平的重要標識之一?；诖?，首先闡述并理清了半導體、半導體產(chǎn)業(yè)和半導體封測相關(guān)的基本概念（定義、功用、制作流程）。之后，詳細分析了半導體、封測產(chǎn)業(yè)的特點（商業(yè)模式、進入壁壘），全球半導體、封測產(chǎn)業(yè)的整體狀況以及半導體前20強公司、封測前10強公司的運營現(xiàn)狀。最后，從半導體產(chǎn)業(yè)特點、分工及轉(zhuǎn)移角度給出了分析結(jié)論：半導體、封測代工產(chǎn)業(yè)不易進入；封測代工業(yè)能長期保持小幅增長；發(fā)展中國家、地區(qū)應該優(yōu)先發(fā)展封測業(yè)。

半導體；封測；產(chǎn)業(yè)特點；全球頂尖公司；現(xiàn)狀分析

1 半導體、半導體封測的概念

1.1半導體

半導體（器件）是指導電性介于良導電體與絕緣體之間，利用半導體材料特殊電特性來完成特定功能的電子器件。半導體是一種重要的電子元器件，廣泛應用于消費類電子、通訊、精密電子、汽車電子、工業(yè)自動化等產(chǎn)品中，它是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)（在電子元器件中半導體產(chǎn)值約占30%～40%，在電子產(chǎn)品整機中約占10%～20%），是衡量一個國家或地區(qū)技術(shù)水平的重要標識之一。

根據(jù)CSIP（中國電子工業(yè)科學技術(shù)交流中心）的數(shù)據(jù)，半導體產(chǎn)品包括四類產(chǎn)品：集成電路（2470.7億美元，占82%）、光電器件（230.9億美元，占8%）、分立器件（213.9億美元，占7%）、傳感器（79.7億美元，占3%）。通常人們把集成電路等同于半導體（本文中的半導體也專指集成電路，后文也將以此展開論述）。集成電路又可分為四類：微處理器（652.0億美元，占26%），存儲器（607.5億美元，占25%），邏輯器件（787.8億美元，占32%），模擬器件（423.4億美元，占17%），參見圖1[1]。

圖1 2011年全球半導體產(chǎn)品構(gòu)成

1.2半導體產(chǎn)業(yè)

半導體的制作技術(shù)復雜，資金投入巨大，產(chǎn)業(yè)鏈長，結(jié)構(gòu)專業(yè)化高，屬典型的技術(shù)、資金密集型產(chǎn)業(yè)。一般將半導體產(chǎn)業(yè)分為半導體設(shè)計業(yè)、半導體制造業(yè)和半導體封測業(yè)三個子產(chǎn)業(yè)群。

半導體的制作流程一般為：半導體設(shè)計→半導體制造→封測，具體制作流程參見圖2。

圖2 半導體制作流程

有時，在考慮半導體產(chǎn)業(yè)鏈時，會將最上游的設(shè)備、原材料等廠商計入在內(nèi)，稱為泛半導體產(chǎn)業(yè)鏈。圖3是全球泛半導體產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值分布圖，包含材料、設(shè)備、EDA、IP/服務（知識產(chǎn)權(quán)供應商，收取基本授權(quán)費和版稅）、半導體設(shè)計、半導體制造、封裝測試、IDM集成器件制造。從圖3可以看出，2011年全球泛半導體產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值約4468億美元[1]。

圖3 泛半導體產(chǎn)業(yè)鏈

1.3半導體封測

半導體封測包含封裝和測試。封裝是指將通過測試的晶圓加工得到獨立芯片的過程。具體來看，半導體封裝的功用有：保護芯片，使芯片免受周圍環(huán)境的影響；增強導熱性能；實現(xiàn)電氣和物理連接、功率分配、信號分配，使芯片內(nèi)部與外部電路連接。測試是對封裝后的產(chǎn)品進行性能測試以確保其功能的完整性，一般包括直流特性、交流特性或Timing特性、邏輯功能等的測試。

半導體封裝有多種形式，按材料分為金屬封裝、陶瓷封裝、金屬-陶瓷封裝、塑料封裝，按密封性分為氣密性封裝、非氣密性封裝，按外型/尺寸/結(jié)構(gòu)分為引腳插入式（SIP、DIP、PGA類）、表面貼片式（SOP、QFP類）、表面封裝式（BGA類）等。

BGA類封裝技術(shù)含量相對較高，常見的封裝形式有BGA、FBGA（CSP）、SiP、MCM、MCP、FCCSP、FCBGA、3D（PoP、TSV）、WLP等。其一般的封測過程為：來自晶圓前道工藝的晶圓（Wafer）通過劃片工序后，被切割為小的晶片（Die），然后將切割好的晶片用膠水或者Film貼裝到相應的載板Substrate（或引線框架Lead Frame）上，再利用超細的金屬導線（金、銅等）或?qū)щ娦詷渲瑢⒕慕雍虾副P（Bond Pad）連接到載板（或引線框架）的相應引腳（Lead），并構(gòu)成所要求的電路（倒芯片封裝技術(shù)則用焊料凸點相連）；然后再對獨立的晶片用塑料外殼加以封裝保護，塑封之后，進行如后固化（Post Mold Cure）、切筋和成型（Trim & Form）、電鍍（Plating）以及打印等工藝。封裝完成后進行成品測試，通常經(jīng)過入檢（外觀檢查）、測試（性能測試）和包裝等工序，最后入庫出貨。

與半導體封裝和測試技術(shù)和產(chǎn)品相關(guān)的材料、設(shè)備、器件和應用終端產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)稱為半導體封測產(chǎn)業(yè)（或半導體封測子產(chǎn)業(yè)）。

2 半導體產(chǎn)業(yè)特點及現(xiàn)狀分析

2.1半導體產(chǎn)業(yè)特點

根據(jù)半導體產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式可以分為兩種：IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式和垂直分工模式（半導體設(shè)計、半導體制造和封裝測試）。1987年臺灣積體電路公司（TSMC，臺積電）成立前，只有IDM一種模式（自1958年TI公司開始），此后半導體產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化分工成為一種趨勢。

根據(jù)各廠商的具體功能可以細分為：IDM（涉及半導體整個產(chǎn)業(yè)鏈，從半導體設(shè)計、制造直至最后的封測，如英特爾、TI、東芝等）、Fabless半導體設(shè)計商（專注于半導體設(shè)計，也稱作芯片設(shè)計，如高通、博通、聯(lián)發(fā)科等）、Foundries半導體制造商（專注于半導體制造，常稱作晶圓制造代工，為Fabless和IDM （委外訂單）提供代工服務，如臺積電、聯(lián)電、中芯等）、Packaging（Assembly and Test）封裝測試商（專注于封裝與測試，也稱作封測代工OSAT，為Fabless和IDM（委外訂單）提供封測服務，一般封裝約占封測總產(chǎn)值的80%，測試約占20%，如日月光、安靠、矽品、星科金朋等）、多元化制造商（從事以上兩種及以上業(yè)務，如三星電子，它既是IDM，又從事晶圓代工）。各廠商的進入壁壘、市場風險與收益、風險抵御能力如圖4所示[2]。

圖4 各廠商進入壁壘、市場風險與收益、風險抵御能力對比（資料來源：興業(yè)證券，2008年12月）

根據(jù)IC Insights（2014年5月）的報告，近15年來半導體設(shè)計業(yè)在全球半導體市場的比例持續(xù)上升，已達到29.2%，具體參見圖5[3]。由于半導體設(shè)計商與IDM直接面對客戶，二者之間競爭異常激烈。相對而言，IDM具有品牌優(yōu)勢（如英特爾）或電子終端品牌（如三星、松下、索尼等），半導體設(shè)計商只能捕捉市場熱點迅速推出新產(chǎn)品或提供差異化產(chǎn)品成為細分行業(yè)龍頭[2]。

圖5 1999—2013年半導體設(shè)計在全球半導體市場的比例（數(shù)據(jù)來源：IC Insights，2014年5月）

2.2半導體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

關(guān)于半導體產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，可以選取半導體頂尖公司的現(xiàn)狀進行分析。根據(jù)HIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2013年全球半導體產(chǎn)值為3181億美元，比2012年增長了5%，主要是由于智能手機處理器轉(zhuǎn)換至28 nm和20 nm技術(shù)，及內(nèi)存芯片的大量需求，有效扭轉(zhuǎn)了行業(yè)的發(fā)展頹勢（2012年比2011年下降了2.4%）。另據(jù)美國半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2013 年全球半導體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增長了 4.8%，美國地區(qū)增長了 13%，亞太地區(qū)增長了 7%，歐洲地區(qū)增長了 5.2%，日本則下降 15%。 表1是近兩年全球半導體公司營收20強。

從表1、表2可以看出：

（1）半導體產(chǎn)業(yè)的集中度較高，2013年20強占到全球半導體總產(chǎn)值的74.1%，CR4為37.6%，CR8為53.6%，為低集中寡占型（40%≤CR8≤70%），但若考慮各公司具體產(chǎn)品的應用市場，應屬極高寡占型（如微處理器、存儲器等的市場）。

（2）全球半導體產(chǎn)業(yè)的重鎮(zhèn)在美國。具體來看，美國公司入選數(shù)量最多，總產(chǎn)值最高，且保持了一定的增速；韓國、中國臺灣、日本、歐洲各有2~4家公司入選，中國內(nèi)地尚無公司進入。韓國和中國臺灣的公司增速較快，歐洲公司表現(xiàn)一般，日本公司則處在衰退中。從表2中b/a值可以看出：韓國半導體公司的平均規(guī)模最大，其次是美國，中國臺灣和日本公司平均規(guī)模相當，歐洲平均規(guī)模最小；韓國和美國公司的平均規(guī)模也超過20強的平均規(guī)模；根據(jù)平均名次可以看出：韓國、美國的公司平均排名靠前，中國臺灣的公司平均排名偏后。

（3）IDM公司在20強中有12家（60%），產(chǎn)值占20強總產(chǎn)值的71.2%，平均年增長率4.3%；半導體設(shè)計公司在20強中有4家（20%），產(chǎn)值占14.9%，平均年增長率18.7%；半導體制造代工公司在20強中有3家（15%），產(chǎn)值占11.9%，平均年增長率13.7%；封測代工公司在20強中有1家（5%），產(chǎn)值占2.0%，年增長率10.3%；這說明IDM公司在全球半導體公司中仍居于主導地位，其平均規(guī)模超過半導體設(shè)計、制造代工、封測代工公司（71.2%/60%=118.7%），但其成長性不及半導體設(shè)計和制造代工、封測代工公司。

表1 2012—2013年全球半導體公司營收20強（按公司歸屬地，單位/ 億美元）

表2 2013年全球半導體營收20強公司分析（按公司歸屬地，單位/ 億美元）

3 半導體封測子產(chǎn)業(yè)特點及現(xiàn)狀分析

3.1封測子產(chǎn)業(yè)特點

3.1.1 全球封測業(yè)概況

根據(jù)Gartner（2014年4月）的數(shù)據(jù)，2013年全球半導體封測子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值500億美元，IDM和封測代工（OSAT）各占一半（封測代工的年增長率2.3%），具體參見圖6[4]。預計到2018年封測子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值630億美元，封測代工產(chǎn)值將達到330億美元，其市場份額將進一步上升，達到52%。

圖6 全球IDM和封測代工產(chǎn)值、市場份額比較（數(shù)據(jù)來源：Gartner，2014年4月）

3.1.2 封測業(yè)特點

關(guān)于半導體設(shè)計、制造代工、封測代工業(yè)之間的比較，可參看圖4各廠商的進入壁壘、市場風險與收益、風險抵御能力對比。從圖4可以看出：封測無論技術(shù)壁壘、資金壁壘、市場收益與風險、面臨的風險、抵御風險的能力都處于較低的地位。

選取兩個典型指標再進行觀察：研發(fā)投入率、人均產(chǎn)出，參見圖7、8[5]。從圖7可以看出，在全球3家龍頭半導體公司中（選擇以高通為代表的半導體設(shè)計公司、以臺積電為代表的半導體制造代工公司、以日月光為代表的封測公司），半導體設(shè)計公司的研發(fā)投入率最高，封測代工公司的研發(fā)投入率最低。從圖8可以看出，在半導體產(chǎn)業(yè)成熟度較高的中國臺灣半導體產(chǎn)業(yè)鏈中（選擇以聯(lián)發(fā)科為代表的半導體設(shè)計公司、臺積電為代表的半導體制造代工公司、日月光為代表的封測公司），半導體設(shè)計公司的人均產(chǎn)出最高（2007—2009年約是半導體制造代工公司的3倍，是封測代工公司的10倍），封測代工公司的人均產(chǎn)出最低。

圖7 高通、臺積電、日月光研發(fā)投入率比較圖（數(shù)據(jù)來源：華泰證券，2011）

2012年，高通的研發(fā)投入率為20%、臺積電為8%、日月光為5%，封測代工公司的研發(fā)投入率仍低于半導體制造代工公司和半導體設(shè)計公司。

2012年，聯(lián)發(fā)科的人均產(chǎn)出為14.2百萬新臺幣/人、臺積電為13.6百萬新臺幣/人、日月光為3.4百萬新臺幣/人，封測代工公司的人均產(chǎn)出仍低于半導體制造代工公司和半導體設(shè)計公司。

圖8 聯(lián)發(fā)科、臺積電、日月光人均產(chǎn)出比較圖（數(shù)據(jù)來源：華泰證券，2011）

3.2半導體封測子產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

關(guān)于封測子產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，同樣選取封測頂尖公司的現(xiàn)狀進行分析。根據(jù)Gartner的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2013年全球半導體產(chǎn)值為250.8億美元，比2012年增長了2.3%（2012年比2011年增長了2.1%），主要是由于半導體設(shè)計業(yè)在全球半導體市場比例的持續(xù)增長及IDM對自身封測業(yè)務的資金投入度逐漸降低。表3是近三年全球半導體公司封測代工公司營收10強[4]。

從表3可以看出：

（1）半導體封測代工業(yè)的集中度較高，2013年10強占到全球半導體總產(chǎn)值的65.7%，CR4為46.4%，CR8為61.0%，為低集中寡占型（40%≤CR8＜70%），且近三年在持續(xù)上升（2011年CR8為59.0%，2012年CR8為59.8%）；

（2）全球半導體封測代工業(yè)集中在亞洲地區(qū)（唯一入選的美國公司Amkor，其主要工廠也在韓國、中國內(nèi)地、菲律賓、中國臺灣）。具體來看，中國臺灣公司入選數(shù)量最多（5家），總產(chǎn)值最高（占10強的57.9%，占全球的38.0%），有較低的增速（2.6%），但凈利潤率全球最高（2012年平均達10.7%）；美國有1家公司入選（占10強的18.0%，占全球的11.8%），增速和凈利潤率一般；新加坡有2家公司入選（占10強的14.1%，占全球的9.3%），增速和凈利潤率都不高（下降或虧損）；中國內(nèi)地有1家公司入選（占10強的5.0%，占全球的3.3%），增速較高（15%），但凈利潤率不高（0.2%）；日本有1家公司入選（占10強的5.0%，占全球的3.3%），由于合并，故增速較快。

表3 2011—2013年全球半導體封測代工公司營收10強（按公司歸屬地，單位/ 億美元）

4 結(jié)論

基于前文的分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）產(chǎn)業(yè)特點：半導體屬典型的技術(shù)、資金密集型產(chǎn)業(yè)，半導體封測代工則屬技術(shù)、資金、勞動密集結(jié)合型產(chǎn)業(yè)。加之半導體、半導體封測代工產(chǎn)業(yè)的集中度都較高，故進入半導體、封測代工產(chǎn)業(yè)的壁壘較高，不易進入、發(fā)展、壯大。

（2）產(chǎn)業(yè)分工：IDM、半導體設(shè)計全球領(lǐng)先公司多集中在美國、韓國，半導體制造代工、封測代工多集中在中國臺灣；日本半導體產(chǎn)業(yè)處在衰退中，中國內(nèi)地尚無全球領(lǐng)先的IDM、半導體設(shè)計、制造代工、封測代工公司（居行業(yè)前三位）。IDM公司在全球半導體產(chǎn)業(yè)中居于主導地位，但其整體成長性不如半導體設(shè)計和制造代工；封測代工業(yè)能長期保持小幅增長，但整體行業(yè)凈利潤率不高。

（3）產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移：半導體產(chǎn)業(yè)在全球進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移時，最先將封測業(yè)向發(fā)展中國家、地區(qū)轉(zhuǎn)移（發(fā)揮其成本優(yōu)勢）；發(fā)展中國家、地區(qū)在發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)時，也應該優(yōu)先發(fā)展封測業(yè)（考慮到技術(shù)、資金、員工技能等因素），等積累到一定程度后再向半導體設(shè)計和制造代工、IDM延伸，這是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

[1] 芯聞參考——對集成電路產(chǎn)業(yè)的認識和思考[R]. 中國電子工業(yè)科學技術(shù)交流中心，2012，7.

[2] 劉亮，蔣婷婷. 遭遇景氣低點，等待行業(yè)拐點——半導體行業(yè)深度報告[R]. 興業(yè)證券，20081230.

[3] IC Insights. Taiwanese and Chinese Companies Represented Five of Eight Fastest Growing Top-25 Fabless IC Suppliers in 2013[EB/OL]. 2014-05-07. http://www.icinsights. com/news/bulletins/Taiwanese-And-Chinese-Companies-Represented-Five-Of-Eight-Fastest-Growing-Top25-Fabless-IC-Suppliers-In-2013.

[4] Gartner Market Share Analysis: Semiconductor Packaging and Test Services, Worldwide [R]. Gartner，2014，4.

[5] 姚宏光. 半導體封裝行業(yè)研究報告[R]. 華泰聯(lián)合證券，20110331.

[6] 各公司網(wǎng)站及財務報告[R].

Analysis in Current Status of Global Semiconductor and Packaging Industry

YANG Hongqiang
（Samsung Electro-Mechanics,Shanghai200336,China）

Semiconductor is a kind of important electronic components and the semiconductor industry is one of the important symbols to measure the technology level of a country or region. Based on it, the paper explains and clarifies the basic concept including definition, function and manufacturing process of semiconductor, semiconductor industry, packaging (assembly and test) and packaging industry firstly. Then, it analyzes the industry characteristics including the business model and barrier to entry of semiconductor and packaging, the whole status of global semiconductor and packaging industry, and the current status of global top 20 companies in the field of semiconductor and packaging in details. Finally, it comes to a conclusion based on the analysis in the industry characteristics, industrial division and transfer of industry in the semiconductor industry, which is that it is not easy to enter the semiconductor and packaging industry, packaging industry can increase by a small margin in the long terms, and developing country or region should give priority to the development of packaging industry.

semiconductor; packaging (assembly and test); industry characteristics; global top company; analysis in current status

TN303

A

1681-1070（2014）10-0043-06

楊宏強（1979—），男，陜西寶雞人，工程師，浙江大學工商管理碩士畢業(yè)，在大型電子公司從事生產(chǎn)管理、研發(fā)、市場研究10余年，獨立發(fā)表論文10余篇，編著行業(yè)書籍2本，獲授權(quán)發(fā)明專利1項，現(xiàn)任職于三星電機上海分公司。

2014-06-11