一、集成電路，加速人類社會進步的利器

1.1 集成電路的定義與特征

集成電路構成持續發展。集成電路(Integrated Circuit，IC)是采用特定的加工工藝，按照一定的電路互聯，把一個電路中所需的晶體管、電容、電阻等有源無源器件，集成 在一小塊半導體晶片上并裝在一個管殼內，成為能執行特定電路或系統功能的微型結構。集成電路由最初的電子管到后期的晶體管，集成電路里的電子元件向著微小型化發展， 同時元器件也在成倍增長。隨著各種先進封裝技術如銅互連、浸沒式光刻、3D 封裝技術的不斷涌現，集成電路已由最初加工線寬為 10 微米量級，2018 年量產集成電路的加工 技術已經達到 7 納米。同時，作為集成電路的襯底，硅圓片早期的直徑已由最初的 1in(約 25.4mm)增長到現在的 300mm(約 12in)。

1.2 集成電路對世界發展具有重大意義

信息交流活動是人類文明組成部分，人們在信息在共享和交換中產生價值。進入 21 世 紀，由于微電子技術的進步，液晶和等離子平板顯示器逐漸取代了陰極射線管顯示器，圖像感知、傳輸和顯示均在“固體”中進行，這使得移動設備傳輸信息成為了可能。微 電子技術為人類創造了全新的信息世界，進入了從 1998 年開始的初期信息社會，使得集成電路立下了人類社會發展的進程中不可磨滅的歷史功績。

信息時代帶動世界 GDP 快速增長。在農業社會時期，世界 GDP 年均增長率僅有 0.105%;從步入工業社會開始，年均增長率出現了大幅的提升達到了 1.585%和 3.908%。自大規 模集成電路制造在 60 年代量產以來，集成電路進入商用階段。隨著個人 PC 的普及，半導體內存和微處理器得到進一步提升，推動 PC 市場在 90 年代進入成熟階段;21 世紀初 隨著互聯網的大范圍推廣，移動通訊時代來臨，消費電子取代 PC 成為集成電路產業的另一發力市場。可以說集成電路與世界經濟發展密不可分。從 1998 年開始的初期信息 社會開始，世界 GDP 增長率躍升為 6.622%，可以看出由消費電子所引起的新一輪信息化時代對世界 GDP 所做出的貢獻。

趨勢一：中國已成全球產業重點市場，國產替代迫在眉睫

2.1 產業重心轉向亞太地區，中國已成重要市場

世界集成電路重心已從歐美轉向亞太地區。1986 年，全球半導體市場按區域分布的市場占比區分，日本市場是最大的區域市場，占全球半導體市場的 39.7%，而此時亞太(除日本外)市場僅占 7.8%。進入 21 世紀后，亞太(除日本外)市場持續保持快速增長。2000 年，日本市場占全球市場的比例下降至 22.9%，較 1986 年下降了 16.8%;與此同時，亞太(除日本外)地區市場已經快速增長至達到 25.1%的占比，成為僅次于美洲地區的第二大區域市場，此時，美洲和歐洲地區市場分別占全球市場 31.3%和 20.7%。隨著技術的發展，亞太地區(除日本)的半導體生產研發技術不斷進步，半導體生產體系日益完善，半導體生產重心已經轉移至亞太(除日本)地區;同時，進入 21 世紀后，亞太(除日本)地區對經濟水平獲得快速發展，人們消費能力進一步提升，對半導體產品需求增加，因此，世界半導體市場中心也轉移至亞太地區。2016 年，亞太(出日本外)地區市場已占全球市場 61.5%，成為全球最大的半導體市場地區。

中國是全球重要的集成電路市場。經過多年的改革開放，招商引資，中國的集成電路市場獲得了長足的發展;同時，隨著科技與經濟社會的進步與發展，我國對集成電路的需求也在不斷提升。從產業的角度看，中國集成電路設計、制造、封裝測試等產業 20022019 的年均復合增長率為21.70%，已 由2002 年的268.40 億元擴大到2019 年的7562.30億元，集成電路產業在我國仍然經歷著雙位數的增長。根據 IC Insights 數據顯示，全球半導體產業市場達到 4740 億美元，中國約占世界半導體產業的 19.57%，是全球重要的半導體產業所在地。

2.2 集成電路需求旺盛，減稅減負加速國產替代

我國集成電路產業高度依賴進口。我國集成電路進出口規模隨著電子信息產業的迅速發展和集成電路市場需求的不斷增長也在快速擴大。2008-2019 年中國集成電路進口量和進口額從 1354 億塊和 1292.6 億美元到 4451.34 億塊和 3055.5 億美元。同期中國集成電路出口量和出口額則從 2008 年的 485 億塊和 243.2 億美元到 2019 年的 2186.97 億塊和 1015.8 億美元。可以看出出口與進口保持了同步增長的勢頭，但集成電路領域整體貿易逆差絕對值仍在快速擴大，從 2008 年的 1049 億美元貿易逆差額擴大到 2040 億美元，可以看出隨集成電路仍依賴進口。

“以市場換技術”不再可行，先進技術封鎖倒逼國內自主創新。自貿易戰開始時， CFIUS權限不斷獲得擴大，其他國家對美國技術企業的收購被收緊，以吸引先進技術為目的的我國對美直接投資受到限制。除美國外，德國等國家也通過制定類似措施限制我國通過海外并購來獲取先進技術，我國“以資金、市場換技術”的發展戰略受到阻礙。在核心技術受到威脅的過程，以中興通訊和華為受到打壓最為受到關注。中興通訊一度出現公司主要經營活動已無法進行的情況;華為方面，由于技術儲備較多，因此目前尚未發布運營活動停止的相關公告。西方國家的技術封鎖政策限制了我國通過海外并購獲得先進技術，但也開始倒逼中國走自主創新之路。例如，中興通訊，加大了研發投入，在 5G 基站芯片方面，中興公司 7nm 工藝的芯片已經完成設計并量產，目前正在研發 5nm 工藝的5G 芯片。我國在基礎設施、工程師紅利等方面具有優勢，電子產業有望從中低端向高端進行延伸，關鍵領域的國產替代趨勢不可避免。

減稅減負促進集成電路產業發展。2019 年 5 月 22 日，財政部與國家稅務總局發布《關于集成電路設計和軟件產業企業所得稅政策的公告》。該政策實行“兩免三減半”措施， 然而，并不是所有的集成電路設計和軟件產業公司有可以獲得減免政策，在本次政策中提到需要符合過去的相關政策條件。因此，本次政策的發布是順延國家一貫扶持國家核 心技術產業的方針。近期，出現多起美國政府將國內科技公司列入是實體名單的事件(含已實施和計劃實施)。缺乏核心技術的企業容易出現受制于人的局面。國家通過實施減 免企業所得稅的政策，減少集成電路設計和軟件產業的負擔，促進相關企業能投入更多的研發，掌握核心技術。

2.3 集成電路產業鏈：設計業飛速發展超越封裝業

半導體行業主要有三種運行模式：IDM、Fabless、EDA、Foundry。

IDM 是集芯片設計、制造、封測于一身，有利于設計、制造等環節協同效應從而發掘技術潛力，是早期多數集成電路企業采用的模式。但由于公司規模龐大，管理成本較高，目前僅有極少數企業能夠維持，典型代表廠商有 intel 和三星。

Fabless 是另一個直接面對市場的模式，是代指那些無生產線設計企業。通常他們初始投資規模較小，創業難度較低，轉型相對靈活從而受到大多企業的青睞，但于 IDM 相比無法于工藝協同優化。

EDA 是提供芯片設計工具軟件的代稱，而 IP 授權則是半導體設計的上游，通常設計公司無需對每個細節進行設計，可通過購買成熟可靠的 IP 方案，實現某些特定功能從而縮短開發時間。因此，EDA 公司在某種程度上屬于另一種芯片設計公司。

Foundry 模式則為純粹負責制造或封測;可以為多家 fabless 提供服務，不承擔設計缺陷所帶來的決策風險，但投資規模較大，維持生產線費用較高。

中國集成電路設計業銷售額占比最大。中國集成電路設計業銷售額由 2004 年的 81.5 億元增長到 2019 年的 3063.5 億元，在 2016 年以 37.93%的比重超越了封測產業，成為我國集成電路比重最大的產業，2019 年設計業銷售額占集成電路產業的 40.51%。制造業銷售額從 2004 年的 181.2 億元增長至 2019 年 2149 億元，復合增長率為 17.93%，在2019 年占比達到 28.42%。封裝測試行業也保持著穩定增長從 282.6 億元到 2349.70 億元，占產業份額則調整至 31.07%。

設計業快速發展的背后需要考慮高端產品與行業集中度的問題。芯片設計過程可以大概分為規格制定、設計芯片細節、花平面藍圖、電路布局和光罩。大多數設計公司的運營模式為根據系統整機的發展需求定義、研發和設計集成電路產品，然后通過代工廠生產，過產品銷售獲取收益。當前全球 IC 設計仍以美國為主導，但是我國集成電路設計業近年發展迅速。2019 年的設計業銷售額達到 3063.5 億元，約為 2004 年的 37.59 倍。2004年到 2019 年產業年均銷售額復合增長率為 27.35%。雖然我國集成電路設計業發展迅速，但是仍存問題。一方面，集成電路產品種類齊全，但高端核心芯片缺乏。我國在核心通用芯片設計領域，如 CPU、存儲器和高性能模擬芯片基礎較為薄弱目前。另一方面，中國有近 1400 家左右的設計企業，但是行業“整體實力不強”，行業集中度較低。美國頭部芯片企業超過 80%的份額相比，我國前十大集成電路設計企業的銷售額占比剛剛超過 30%。

制造業發展需要時間精耕細琢。芯片制造業提供集成電路制造服務但自身不開展產品設計。芯片制造業對資本、技術、人才要求高。尤其以重資產為主，原因是根據市場需求以及技術發展趨勢，制造代工企業需大規模投資建設圓片生產線，進行工藝技術升級換代。2004 年，我國集成電路制造產業銷售額為 181.2 億元，2016 年集成電路制造業銷售額突破 1000 億大關，達到 1126.9 億元。2019 年，中國集成電路制造業銷售額為2149.1 億元，同比增長 18.20%，2004-2019 年，中國集成電路制造業年復合增長率為17.93%。目前來看，中國大陸的制造技術節點依然處于以中芯國際為代表的 14nm 研發工藝，與韓國三星和中國臺灣臺積電基本處于 7nm 量產有大概兩代的差距。

封測業技術壁壘較低，追趕速度較好。集成電路封裝屬于集成電路產品制造的后序工序，整體伴隨著集成電路芯片技術的不斷發展而變化。封裝的主要作用是提供對芯片的支撐與機械保護，為了剔除不合格品而進行標準的各種測量與篩選的過程為測試。由于封裝測試領域技術壁壘相對較低，人力成本要求相對較高。在我國，集成電路封裝測試業發展形勢較好，占比在集成電路產業中始終保持在 35-40%左右。整個產業由 2004 年的282.60 億元增至 2019 年的 2349.7 億元，在 2004-2019 年產業規模的年均復合率達到15.17%。在未來，物聯網將是推動半導體市場增長的主要動力。由于物聯網產品比手機更強調輕薄短小，因此，完整的系統封裝與系統模組整合能力將是封測企業的發展方向。

趨勢二：摩爾定律遭遇瓶頸，另辟蹊徑看后摩爾時代發展

3.1 摩爾定律是一種基于統計的結果

過往集成電路的發展是摩爾定律有效印證。摩爾定律在 1965 年被第一次提及，其基論點為在維持最低成本的前提下，以 18-24 個月為一個跨度，集成電路的集成度和性能將提升一倍。我們所熟知的 10nm,7nm 芯片其命名方式是根據技術節點而定的。關鍵部位的關鍵性參數稱為特征尺寸，而具備一系列特征尺寸的技術稱為技術節點。業界較為認可的技術節命名方式是新一代產品為前一代的 0.7 倍。從過去數十年的數據來看，集成電路的制造成本、芯片功耗和芯片性能這三大指標都沿著摩爾定律一直向前發展，因而其有效性一直得以延續。

摩爾定律形成于統計結果，是技術發展的一種合理推測。與其他科學學科不同，摩爾定律更應當被理解為經濟學規律，是由集成電路實際生產所得出來的結果。在定律被提出后的一段時間里，集成電路的發展動力較為強勁，約每 18 個月工藝就進行一次迭代。隨著技術節點不斷下探，工藝的迭代速度已經有所放緩。2015 年國際半導體行業機構聯合發布的國際半導體技術線路圖(ITRS)顯示，隨著集成電路尺寸不斷減小，技術瓶頸在制約工藝的發展，從 15 年以來產品換代速度已下降到 24 個月，這個速度預計將保持到2030 年。

3.2 三大要素制約摩爾定律發展

物理、功耗和經濟成集成電路工藝發展瓶頸。集成電路性能、功耗及制造成本是評判摩爾定律是否有效其中較為重要的標準。目前主流芯片廠商的產品已經進入到10nm以內，遵循過往方法，即按比例不斷縮小各元件尺寸已無法達到摩爾定律所指導的目的。從物理角度來看，集成電路尺寸已進入到介觀尺寸材料的范圍內，各種物理障礙都會成為集成電路發展的阻力，如雜質漲落、量子隧穿等。介觀物理和基于量子化的處理方法是解決這些物理障礙的有效手段。但目前而言，這些技術在商業化上還尚未成熟，這將制約集成電路發展的一大因素。時鐘頻率是評估芯片性能的一個重要指標，其數值越大，性能越佳。因而，時鐘頻率的提升是在每個技術節點廠商都需要考慮的問題。但是鐘頻率提高的同時，功耗也會隨之上升。目前每一技術節點在時間頻率上都會有 20%的提升，而功耗也以一定的速率在增加。若將功耗保持在一個固定數值，即使是技術節點在不斷的向前推進，時鐘頻率也得不到提升，甚至在某一節點開始下降。散熱問題是功耗上升后所要面臨的一大難題，在技術節點不斷下探的情況下，如何保證芯片在合理的工作溫度運行考驗著各大廠商。功耗和性能的平衡點需要不斷的探尋，因而功耗成為另外一個制約集成電路發展的因素。所有工藝和技術的最終落腳點都是利潤。從成本的角度來看，20nm 成為加工成本的一個分水嶺。在 20nm 以前的技術節點，加工成本都有一定的下降。但從 20nm 開始，加工成本下降的趨勢被打破，開始有所上升。成本的增加擠壓廠商的利潤，在一定程度上將打擊研發的熱情，研發速度將有所放緩。物理制約、功耗制約和經濟制約是現階段對摩爾定律應用限制較為明顯的因素，因此，當前需要重新確認集成電路的發展。

3.3 另辟蹊徑再續摩爾定律發展趨勢

新理論新技術，步入后摩爾時代。在集成電路工藝發展數十年后，目前業界認為已經進入到后摩爾時代。身處后摩爾時代，廠商不能按照舊思路進行研發，新理論新技術的補充將成為增長的新動力，性能與功耗的比值將成為評判技術和產品的重要指標。業界已提出四大發展方向，延續摩爾(More Moore)、擴展摩爾 (More than Moore)、超越摩爾(Beyond Moore)、豐富摩爾(Much Moore)。

3.3.1 延續摩爾 More Moore

結構優化和工藝微縮，共同助力延續摩爾。延續摩爾基本思路是將經典 CMOS 轉向非經典 CMOS,半節距按比例減小，采用非經典器件結構等，從結構的設計及布局來實現產品 的微縮。其本質是通過改變相關器件的結構和布局來實現不同功能的電子元件按設計組合成一塊芯片。系統芯片(SoC)是高度集成的芯片產品，是延續摩爾的一個重要應用。 這類芯片是從設計的角度出發，是將系統所需的組件高度集成到一塊芯片上。組件的尺寸決定著相同面積上的芯片可以集成器件數量，工藝微縮表現為隨著工藝能力的提高， 可以加工出更小尺寸的器件。因而，工藝微縮對于系統芯片影響較為顯著。設計端在使用更合理的結構的同時，更小尺寸的器件將會加大其可操作的空間。系統芯片與其他類 型芯片相比，其密度更高，速度也會更快。這優勢源于其從設計出發，實現從需求到產品的過程，因而更具有針對性。系統芯片是延續摩爾這一發展方向上較為突出的亮點， 也是摩爾定律得以延續的一大佐證。

外企引領高水平，中國大陸產品有望追趕。目前市場上利用延續摩爾發展的產品有 CPU、 內存、邏輯器件等，這些產品占集成電路整個市場的 50%。從各大廠商所公布的數據來看，中國臺灣臺積電和韓國三星兩家公司已具備 7nm 芯片量產的能力，這兩家公司在 2018 年晶圓代工全球市場份額分別為 54.39%和 14.40%。而中國大陸龍頭中芯科技在今年早前宣布實現 14nm 芯片。目前國產技術還有待提高，在國外龍頭遭遇產業瓶頸所導致研發周期加長的情況下國內廠商有望縮小與國外龍頭差距。

3.3.2 擴展摩爾 More than Moore

技術優勢和市場決定擴張摩爾價值。與延續摩爾所采用的方式不同，擴張摩爾的本質是將不同功能的芯片和元件組裝拼接在一起封裝。其創新點在于封裝技術，在滿足需求的情況下，可快速和有效的實現芯片功能，具有設計難度低、制造較為便捷和成本較低等優勢。這一發展方向使得芯片發展從一味追求功耗下降及性能提升方面，轉向更加務實的滿足市場的需求。這方面的產品包括了模擬/RF 器件，無源器件、電源管理器件等，占集成電路市場約 50%份額。

系統級封裝(SiP)優勢凸顯。在擴展摩爾發展道路上技術較為成熟且具備量產條件的是系統級封裝。系統級封裝可以將一個系統或子系統集成在一個封裝內，應用此技術可突破 PCB 自身不足帶來系統性能的瓶頸，能最大限度發揮各子芯片之間互聯互通，充分發揮各芯片和器件的作用。引線鍵合封裝工藝和倒裝焊工藝是實現封裝兩種可互相替代的關鍵性工藝，現被各大廠商廣泛應用，其對于系統級封裝起到至關重要的作用。

3D 封裝成系統級封裝亮點。3D 堆疊技術是把不同功能的芯片或結構，通過堆疊技術或過孔互連等微機械加工技術，使其在 Z 軸方向上形成立體集成、信號連通及圓片級、芯片級、硅帽封裝等封裝和可靠性技術為目標的三維立體堆疊加工技術。從系統級封裝的傳統意義上來講，因為在 Z 軸上有了功能和信號的延伸，所以凡是有芯片堆疊的都可以稱之為 3D。3D 封裝運用到的技術有封裝堆疊(PoP)、芯片堆疊(SDP)、硅通孔技術(TVS)及硅基板技術。其中硅通孔技術是 3D 芯片堆疊技術的關鍵，也是當前技術先進性最高的封裝互連技術之一。 3D 封裝具有四大優勢：可縮短尺寸、減輕重量達 40-50 倍;在能耗不增加的情況下，運轉的速度更快;寄生性電容和電感得以降低;更有效的利用硅片的有效區域，與 2D 相比 3D 效率超過 100%。3D 封裝雖然優點突出，但有一個弱點是各大廠商都需要攻克的難題，即功率密度隨電路密度提升而提升，解決散熱問題是 3D封裝技術的關鍵。

技術決定市場份額，臺積電、英特爾將獨占鰲頭。SoIC 是臺積電推出的一種創新的多芯片堆疊技術，是一種晶圓對晶圓的鍵合技術，本質是一種 3D IC 制程技術。SoIC 是基于臺積電的 CoWoS(Chip on wafer on Substrate)與多晶圓堆疊(WoW)封裝技術開發的新一代創新封裝技術。SoIC 解決方案將不同尺寸、制程技術及材料的裸晶堆疊在一起。相較于傳統使用微凸塊的三維積體電路解決方案，臺積電的 SoIC 的凸塊密度與速度高出數倍，同時大幅減少功耗。英特爾則推出 Foveros 有源內插器技術，其 3D 封裝將內插器作為設計的一部分，這種設計是超越自身 EMIB 設計的一步，適用于小型實現或具有極高內存帶寬要求的實現。內插器包含將電源和數據傳送到頂部芯片所需的通硅孔和走線，但它也承載平臺的 PCH 或 IO。實際上，它是一個完全工作的 PCH，但是有通孔，允許芯片連接在頂部。通過為每種情況下的工作選擇最佳晶體管，在正確的封裝下組合在一起，從而獲得最佳的優化效果。

3.3.3 超越摩爾 Beyond Moore

自組裝器件是超越摩爾領域取得突破的關鍵。在集成電路目前的架構中，信息的傳遞和處理都是以電子作為基本單元。從信息傳遞的角度來看，單獨的電子是不具備具體信息 的，需要將電子進行組合才能攜帶信息，與此同時，信號在傳遞過程中還會存在能量的消耗并產生熱量。若尋找到其他基本單元自身可以攜帶信息或者信息傳遞過程中不會消 耗能量，這將有助于降低集成電路的功耗和提升其性能，打破現在所面臨的發展瓶頸問 題，而這類研究則屬于超越摩爾。若自組裝方式構成的量子器件、自旋器件、磁通量器件、碳納米管或納米線器件成為組成集成電路的基本單元，在超越摩爾這方向的發展將 會有質的提升。

3.3.4 豐富摩爾 Much Moore

學科和技術交叉融合將成就更大集成電路夢想。隨著微納電子學、物理學、數學、化學、生物學、計算機技術等學科和技術的高度交叉和融合的背景下，與集成電路相關理論的創新和技術的突破成為可能。在這些理論和技術的幫助下，對集成電路的理解可能進入到另外一個維度，在制作工藝和產品上實現質的飛躍。這一方面的發展需要相關學科理論的突破才能傳導到集成電路行業，因而現階段在豐富摩爾發展方向上還未能取得有效的進展。

總結：摩爾定律是一個基于集成電路實際生產所得出來的結果。隨著集成電路尺寸不斷減小，技術瓶頸在制約工藝的發展，當前產品換代速度已下降，因此，需要重新確認集成電路的發展方向。目前，業界已提出四大發展方向，延續摩爾(More Moore)、擴展摩爾 (More than Moore)、超越摩爾(Beyond Moore)、豐富摩爾(Much Moore)。從技術的角度看，超越摩爾和豐富摩爾這兩大方向突破尚需時日;在技術上獲得突破后，在從商業上實現量產，或許是多年后的事情。從兩大因素來看，超越摩爾和豐富摩爾這兩大方向目前尚未出現確定趨勢。然而，以小尺寸 SOC 為代表的延續摩爾，以及以 SIP技術為代表的擴展摩爾，以目前的技術，相對于超越摩爾和豐富摩爾這兩大方向，是較為容易突破于實現，從商業的角度業也有望實現量產。因此，從技術角度，以小尺寸 SOC為代表的延續摩爾，以及以 SIP 技術為代表的擴展摩爾，將會是未來一段時間集成電路產業的發展趨勢。

趨勢三： 5G 帶動新一輪集成電路下游應用爆發

5G 發展提升集成電路產業下游景氣度。5G 通信與 4G 通信相比較，其具有更快的用戶體 驗速率，更低的時延，和更高的設備連接密度的特點。5G 三大應用場景為增強移動帶寬(eMBB)、高可靠低延時連接(uRLLC)、海量物聯(mMTC)。今年 6 月 6 日，工信部向中國電 信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放 5G 商用牌照，標志著我國 5G 商用邁入新臺階。發放商用牌照將加快商用網絡建設和相關終端開發和生產步伐。基站建設和終端消費的 提速，將帶動集成電路需求量上升。

4.1 儲存器與邏輯芯片成回暖排頭兵

集成電產業回暖，儲存器與邏輯芯片勢頭強勁。從各國 5G 建設的規劃來看，各國已經逐步在推動 5G 進入商用階段，這將會使得具備 5G 功能的終端需求量增加，進而帶領集 成電路產業走出低谷。根據世界半導體貿易統計(WSTS)組織在 2019 年 5 月所發布的預測報告來看，2019 年全球半導體市場規模為 4120 億美金，與 2018 年相比有 12.1%的回 落，所有細分行業市場都將面臨下降。但他們預計到 2020 年，市場將得到恢復，市場規模將增長 5.4%，其中儲存器增長最快，其次是光學集成件和邏輯芯片。

儲存器和邏輯芯片產品雖多，但功能各有側重。儲存器是電路中存儲數據的一個器件， 分為非易失性存儲器(NVM)和易失性存儲器(VM)。這兩者的區別在于 NVM 在電路板斷電的情況下，其所儲存的數據不會丟失，而 VM 在斷電的情況下，數據會丟失。我們所熟知 的閃速存儲器(Flash Memory)便屬于 NVM，與非閃存器(NAND Flash)是其中的一種，目前我們所使用的各種數字終端都是采用這一種儲存器。靜態隨機存取儲存器(SRAM)和動 態隨機存取存儲器(DRAM)則屬于 VM，其通常是作為操作系統或其他正在運行程序的臨時存儲介質。SRAM 與 DRAM 相比較，速度會更快，但體積更大、價格更高。邏輯芯片則包 括 CPU、GPU 和 FPGA。中央處理器(CPU)是存儲程序、順序執行的最高級處理器，其作用如同人的心臟。圖形處理器(GPU)不能單獨工作，需要由 CPU 去控制它，其主要工作就是 3D 圖像處理和特效處理，除此之外還可以進行密碼破譯、大數據處理、金融分析等工作。現場可編程門陣列(FPGA)是在 PROM、PLD、PLA、GAL、CPLD 等可編程器件的基礎上，發 展成的一種半定制化集成電路芯片，具有硬件可編程的特點。FPGA 的運行不需要指令，其作用是幫助 CPU 完成矩陣運算、圖像處理、機器學習、壓縮、非對稱加密、Bing 搜索 的排序等。

4.2 5G 發展帶動新一輪換機潮

通訊技術換代時期帶動換機潮。每一代的通信技術的革新，事實上也是一次通信頻譜使 用的發展。3G 時代采用的頻段是 1880MHz-1900MHz 和 2010MHz-2025MHz;4G 時代采用的頻段是 1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz。5G 時代頻段再次升級，三大運營 商采用不同的頻段，中國電信：3.4GHz-3.5GHz 的 100MHz;中國聯通：3.5GHz-3.6GHz 的100MHz;中國移動：2515MHz-2675MHz 的 160MHz 和 4.8GHz-4.9GHz 的 100MHz。3G 網絡 只使用了大約五個頻段，LTE 網絡現在使用的頻段有 40 多個，如今的設備為了避免被干擾，通常裝有 30 到 40 個濾波器。隨著 5G 頻段的增加，當前 4G 手機是無法接受 5G 的信號，下一代高端智能手機所需的濾波器數量將會增加，對射頻前端的技術與功能要求 更加高。因此，通信技術的變革將會引領一次手機換機潮的出現。根據 Gartner 數據顯示，2019 年第二季度的全球智能手機總出貨量比去年同期下降 1.7%，從 3.74 億部下降 到 3.67 億部。手機出貨量出現下降的原因是當前處于 4G 手機的末期，更多消費者延長了升級新手機之前的等待時間，希望購買新的 5G 手機。根據 IDC 數據顯示，2019 年手 機出貨量同比維持下降趨勢。然而，2020 年，當 5G 網絡建設達到一定程度時，5G 手機的需求將會增加。市場調研公司 Canalys 發布報告稱，在 2023 年，全球 5G 智能手機出 貨量將達到 8 億，占整個智能手機市場份額的 51.4%，中國作為全球 5G 網絡建設的重點區域，將是全球最大的 5G 智能手機市場，出貨量預計將占全球市場的 34%。

5G 手機終端價格下降，性價比提升。新一代通信技術的推廣意味著需要新一代的通信終 端,新一代終端需要更換相關組件來滿足 5G 組網技術的要求。在 5G 商用進程不斷推進的時候，5G 手機換機潮也在同步醞釀中。在首批 5G 手機發布時，價格都在萬元以上。

隨著 5G 商用日期不斷接近，各廠商陸續發售的手機價格與首批產品相比都有一定的回落。截至 2019 年 9 月 10 日，國內消費者可以購買到的 5G 手機一共有 9 款，價格在 37987999 之間，而其中價格最低的是于 8 月 22 日發布的 iQOO Pro 5G。對于價格已經進入到 4G 旗艦手機價位的 5G 手機，其對消費者的吸引力顯著提高。隨著 5G 手機研發的不 斷深入，價格戰所導致的價格進一步下探會使得 5G 手機性價比進一步提升，致使出貨量有進一步提升的空間。

儲存與基帶芯片價格占比高，國產替代可期待。2019 年 4 月 30 日，摩根大通發布一份報告指出，根據美國投資銀行的數據，5G 手機芯片將比 4G 同類產品貴出約兩倍。從此 表述中，我們推斷相關芯片價值是有所提升的。華為 P30 是今年初所發布的華為 P 系列4G 手機旗艦機型，我們通過拆解尋源 P30 相關組件為例子，來初步估算一下 5G 芯片的 價值。 P30(8GB+64GB)整機預估價格為 293.93 美金，其中主控芯片估價為 127.78 美金，占整機估價約 43.47%。在主控芯片中，屬于基帶處理器的麒麟 980 處理器價值最高為 60 美金，其次為儲存(閃存+內存)48 美金，分別占整機估值約 20.41%和 16.33%，占主控芯片估值約 46.96%和 37.56%。根據摩根大通報告的觀點進行估算，5G 手機終端的處理 器價格約在 120 美金左右。截至 2019 年 2 月，在各大廠商所發布的 5G 芯片中，僅有四款芯片適用于中國 5G 規劃，分別為驍龍 855、巴龍 5000、Helio M70 和春藤 510。在 5G 技術下，可選芯片數量少和芯片價值提升將會提升廠商毛利。與此同時，在美國限制通信芯片出口的背景下，國產芯片將會迎來需求增加的利好局面。手機運行流暢程度除芯 片影響外，其儲存容量的大小也是一個不可忽略的因素。從各主流機型內存組合和價格來看，即使是型號、容量和制造廠商有所不同，但其占整機預估價比值都超過 10%，個 別機型甚至接近 20%。在未來，由于信息習慣的變化，5G 使用的應用將會增加，產生的數據量會再上一個級別，因此消費者對手機閃存與內存的規格將會進一步提升，存儲在 手機中單體價值將將會提升。隨著手機換機潮所帶動出貨量的上升，手機內存的需求量有望上升。

量價齊升，集成電路市場有望回暖。換機潮的到來使手機出貨量的上升，手機出貨量的 上升引領芯片的需求，集成電路市場有望回暖。隨著芯片的價值量在不斷提升，市場規模將得到擴大，企業毛利率有增大的可能。

4.3 5G 帶動云計算應用需求上升，基礎設備芯片順勢而上

5G 通信與云計算，相輔相成。以互聯網為載體實現資源共享作為云計算本質之一，表明通訊和云計算是伴生關系。5G 通信的推廣，也使得云計算的應用面更為廣闊。eMBB、 uRLLC、mMTC 作為 5G 的三大應用場景，將會產生大量的數據。大量的數據能夠讓一個企業更好地了解客戶需求，了解自身產品的特性與缺陷，了解市場發展的動態，從而提升 產品和服務質量，獲得市場競爭力，因此對大數據的處理需求將會增加。在后摩爾時代，面對摩爾定律的制約，云計算將會成大數據處理的優秀方案，云計算的需求將會增加。

全球：云計算市場增長趨于穩定。在經歷了起步階段的爆發式增長后，全球云計算市場增速開始放緩，進入平穩發展階段。根據 Gartner 數據，2018 年以 IaaS、PaaS 和 SaaS 為代表的云計算市場規模達到 1363 億美元，同比增長 23.01%，增速相較 2017 年小幅回落，但總體趨于穩定。預計 2019 年至 2021 年全球云計算市場的平均增速在 21%左右， 增速逐年降低，但仍能維持較快增長;到 2022 年，全球云計算市場規模將達到 2700 億美元。

云計算產業發展帶動 IDC 發展。IDC(Internet Data Center)即互聯網數據中心，借 助互聯網通信網絡及帶寬資源等支持建立專業化電信級機房，為客戶提供服務器托管、租用等一系列業務。IDC 在一定程度上是企業分工更加精細化的產物，企業將數據存儲 到數據中心，數據中心提供設備和服務，為客戶提供比本地存儲更安全、更便捷的服務。數據是基于互聯網進行訪問和傳輸，即數據中心只需要建立在通信線路、帶寬資源等信 息化建設較為成熟的地區即可。目前我國大部分 IDC 都東部圍繞城市建造，但伴隨著國家政策的指導，IDC 正逐步向中西部地區轉移。隨著云計算產業的發展和國家政策的支 持，IDC 產業將會有較為確定的增長。

IDC 規模和上架率提升，增加設備需求。據信通院數據，截至 2017 年底，在用數據中心 架數占全國的占比由 2016 年的 20%提升至 22%;預計西部、中部 2019 年可用機器數分別達到 45.6 萬臺、29.8 萬臺，同比增幅高達 23.58%、30.7%。從在用架數的數量占比來 看，IDC 的使用率在逐步提升，企業接受程度在逐步提高，將會促進 IDC 市場規模。而可用機器數上升表明 IDC 的規模在擴大。據工信部及科智咨詢相關數據顯示，截止 2017 年末，我國超大型數據中心上架率為 34.4%;大型數據中心上架率達到 54.87%，同比提升 5%，利用率不斷提升。無論是從 IDC 發展規模，還是從上架率來考慮，對設備需求都是在不斷的增加。服務器、以太網交換器、儲存器、網絡監控器等都是 IDC 所需要的設 備。其中服務器和儲存器是需求最大的兩個設備，在這兩個設備需求量上升的同時，邏輯芯片、儲存器等需求將會加大，對集成電路市場具有促進作用。

4.4 物聯網蟄伏等待，邏輯與存儲深藏于 MCU

物聯網三大主線協同發展。物聯網以面向需求側的消費性物聯網、面向供給側的生產線物聯網以及智慧城市三大主線發展。面向需求側的物聯網主要是消費類應用，會持續推 出簡潔、易用和對現有生活有實質性提升的產品來實現產業的發展。面向供給側的物聯網則是企業轉型升級所需的基礎設施和關鍵要素，其以問題為導向，解決行業、企業最 小的問題到實現企業變革轉型之間各類大小不同的價值實現。而智慧城市的目的是讓城市成為一個連續、高效、整合、開放的生態系統。三大主線的目的是為各方更好的利用 資源以獲得最高的回報。隨著技術的不斷創新和成熟，按照 GSMAIntelligence 預測，從 2017 年到 2025 年，產業物聯網連接數將實現 4.7 倍的增長，消費物聯網連接數將 實現 2.5 倍的增長。市場的增速將保持在一個較高的水平。

市場規模在不斷加大，物聯網行業應用市場滲透率穩步提升。全球物聯網產業規模由2008 年 500 億美元增長至 2018 年近 1510 億美元。市場規模在十年內增加近三倍，年復 合增長率約為 11.69%。消費物聯網中智能家居的興起帶動了整個產業鏈的發展，其中爆紅的智能音箱更是解放了人的雙手，引領了一波消費潮流，各大廠商也是接連推出相關 商品。智能音箱從 2017 年開始爆發， 2018 年延續火爆態勢，數據顯示 2018 年第二季度全球智能音箱出貨量已達到了 1680 萬臺，同比增長 187%，其中谷歌、亞馬遜、阿里 和小米四家的智能音箱占據全球 85%以上的份額。智能音箱能與家中大部分智能產品實現互聯，操作簡便使客戶體驗更佳。智能家居所帶來的便利和舒適感使得消費性物聯網 消費力在不斷提升。2018 年全球智能家居設備、系統和服務的消費者支出總額將接近960 億美元，未來 5 年的復合年增長率為 10%，預計 2023 年將達到 1550 億美元。除此 之外，物聯網技術和方案在各行業滲透率不斷加速。2013 年物聯網行業應用滲透率為12%，2017 年數值已超過 29%。預計到 2020 年超過 65%的企業和組織將應用物聯網產品 和方案。需求側和供給側的市場都具備高速增長的可能，這將會拉動產業上下游的爆發。

四大技術構建物聯網。物聯網得以實現依賴于射頻識別(RFID)、傳感器技術、無線通信技術和嵌入式技術。射頻識別的作用是在物體互聯或被接入互聯網的情景下，以身份識 別為目的，這是確保物聯網能平穩運行的重要一步。在在物體被識別和聯網后，傳感器將所感知的模擬信息轉變為數字信號，并提供給計算中心處理。在信號完成轉變后，由 無線通信提供支持，在傳感器和計算中心之間搭起一條信息的傳動帶，這條帶可由短距離傳輸或長距離傳輸技術提供支持。短距離傳輸包括 Wi-Fi、藍牙和 ZigBee，此類傳輸 可將捕獲的數據傳輸到局域網內的數據處理中心。而長距離的傳輸則使用到廣域網。無論是何種技術，目的都是將數據盡快的傳輸到數據中心進行進一步的處理，為決策提供 數據支援服務。嵌入式技術指的是片上集成系統，可根部實際的情況，將適用于不同場景的芯片進行集成，進而實現相關功能,微控制器芯片是這一技術應用的主要方向。

物聯網市場高增長，芯片市場需求旺盛。物聯網設備自身系統的運行和設備之間的數據交換都需要芯片來提供有效的支持。微控制器芯片(MCU)可以被認定為設備的大腦，是一個片上集成系統，其包含核、儲存器、模擬器、定時器等相關芯片和子系統。目前，智能卡占據 MCU 出貨量一半以上，但對 MCU 需求放緩，預計到 2020 年，智能卡將占 MCU 總出貨量的 38%。但隨著物聯網的不斷滲透，其將逐步取代智能卡成為 MCU 出貨量持續增長的保障。

通信芯片不可忽視。設備與設備、設備與數據中心之間數據的傳輸需要通信芯片來實現相關功能。從設備制造和應用的情況來看，現階段物聯網設備應用較為廣泛的是短距離通訊，因此短距離通訊芯片在物聯網通信芯片出貨量中占比較高。對于廣域物聯網通信芯片而言，傳統蜂窩為主，LPWAN 芯片增速最快。從全球范圍來看，產業物聯網(包括生產性物聯網和智慧城市物聯網)與消費物聯網基本同步發展。即使雙方的發展邏輯和驅動力量有所不同，但都會增加對相關設備的需求，從而提升芯片市場的規模和出貨量，進一步帶動產業鏈協同發展。

五、投資策略

投資建議：維持推薦評級。以上，我們通過三大趨勢闡述未來集成電路產業的趨勢，三大趨勢分別代表區域、技術、方向等三大維度。趨勢一：世界集成電路重心已經轉移至 亞太地區，中國市場對集成電路需求巨大，加大近期一連串的外圍因素，倒逼我國在集成電路產業上加速推進國產替代;趨勢二：由于摩爾定律受到三大因素制約，集成電路 根據當前的技術情況，以小尺寸 SOC 為代表的延續摩爾，以及以 SIP 技術為代表的擴展摩爾，將會是未來一段時間集成電路產業的發展趨勢;趨勢三：我們認為，在 5G 的契機 下，將帶動終端換機潮，云計算應用爆發，以及物聯網應用爆發。以上三大方向將帶領全球集成電路產業中的存儲器與邏輯芯片實現率先復蘇。綜合以上分析，我們對集成電 路產業維持推薦評級。建議關注晟矽微電(430276.OC)等相關公司。

關鍵詞： 集成電路產業