综合篇

第一章
2020年全球半导体产业发展状况

第一节　发展情况

一、产业规模

（一）产业总体规模

WSTS统计数据显示，2020年全球半导体销售额为4 404亿美元，同比上涨6.8%，市场规模实现反弹，如图1-1所示。从产品类型看，2020年传感器、集成电路销售额实现增长，同比分别上涨10.7%和8.4%；2020年光电器件和分立器件销售额小幅下跌。

从季度数据看，2020年比2019年同期的全球半导体各季度销售额都有所上升，如图1-2所示（Q1代表第一季度，Q2代表第二季度，Q3代表第三季度，Q4代表第四季度）。

（二）主要企业销售额

根据信息技术研究和顾问公司Gartner的初步统计结果，全球半导体销售额继2019年同比下降12%后，在2020年出现反弹。

Gartner研究副总裁Andrew Norwood表示：“2020年，预计新冠肺炎疫情将对所有终端设备市场产生负面影响，但各个市场的实际受影响程度存在细微差别。”汽车、工业和部分消费市场受到企业和消费者支出减少的重创。但隔离[1]显著增加了居家办公和在线学习活动，使任何推动这些活动的市场受益。

由于2020年上半年隔离期间服务器市场的超大规模客户的需求（占2020年服务器市场需求的65%以上）急剧增加，因此服务器市场需求强劲。此外，由于居家办公和在线学习活动的增加，企业和消费者对个人电脑（PC）的需求强劲，引发了CPU、NAND闪存和DRAM的销量强劲增长。

按照销售额，英特尔在2020年继续保持全球第一大半导体供应商的地位，其次分别是三星、海力士和美光，如表1-1所示。2020年英特尔半导体销售额同比增长3.7%，这主要受核心客户端和服务器CPU业务增长的推动。尽管智能手机市场整体销量放缓，但5G智能手机的强劲销量推动高通和联发科等企业在2020年实现销售额强劲增长。5G智能手机销量的增长抵消了智能手机市场整体销量增长的疲软。同时，半导体价格提高了，例如，美国提高了5G芯片组、附加射频前端组件和电源管理集成电路的销售价格。

2020年全球十大半导体供应商销售情况如表1-1所示。

受益于居家办公和在线学习活动的增加，服务器搭建量、PC和超移动设备需求急剧增加，存储器成为2020年市场表现最好的设备类别。2020年全球存储器销售额同比增长135亿美元，占2020年整个半导体市场销售额增长的44%。而在存储器类别中，NAND闪存的市场表现最好，其销售额增长23.9%，达到528亿美元，同比增长102亿美元。尤其是在2020年存储器因市场供应量有限而引发上半年价格暴涨，使得2020年整个半导体市场的全年价格降幅仅为2%。虽然超大规模客户和PC原厂对半导体的需求强劲，但受新冠肺炎疫情影响，2020年下半年半导体市场出现了供过于求的情况，从而限制了整个半导体市场年销售额的增长。

二、产业结构

（一）产品结构

根据WSTS的统计分类，半导体产品主要包括集成电路、分立器件、光电器件和传感器四大类。2020年，这四大类产品的销售额分别为3 612亿美元、238亿美元、404亿美元和150亿美元，市场份额分别约为82%、5.4%、9.2%和3.4%。其中，集成电路和传感器销售额分别同比上涨10.7%和8.4%；光电器件和分立器件销售额窄幅下跌，分别同比下跌2.8%和0.3%。2020年全球半导体产品市场份额如图1-3所示。

从集成电路具体产品分类来看，2020年全球模拟电路、逻辑电路、处理器、存储器的销售额分别为556.6亿美元、1 184.1亿美元、696.8亿美元和1 174.8亿美元，市场份额分别约为12.6%、26.9%、15.8%和25.8%，逻辑电路仍为市场份额最大的产品。从增速情况看，2020年这四类产品市场规模均出现不同程度的增大。模拟电路、逻辑电路、处理器、存储器分别同比上涨3.2%、11.1%、10.4%、4.9%。2018-2020年全球集成电路产品销售情况如图1-4所示。

（二）产业链环节

从产业链环节看，2020年除封测这个环节产品外，其他环节的产品销售额均出现上涨。2020年，全球集成电路设计业产值为1 279亿美元，同比增长20%；集成电路制造业产值为2 574亿美元，同比增长2.2%；纯晶圆销售额为705亿美元，同比增长24%；全球半导体设备销售额为712亿美元，同比增长19%，全球半导体材料销售额达553亿美元，同比增长4.7%。

（三）区域分布

从区域情况看，2020年除欧洲外，全球各地区半导体销售额均有不同程度的提升。北美洲半导体市场规模涨幅最为明显。2020年北美洲半导体销售额为953.7亿美元，同比上涨21.2%；中国依然是全球最大的半导体市场，2020年中国半导体销售额达1 514.9亿美元，同比上涨4.8%。2020年欧洲半导体销售额达375.2亿美元，同比下跌5.3%；2020年日本半导体销售额为364.7亿美元，同比上涨1.3%；其他地区半导体销售额达1 195.4亿美元，同比上涨5.4%。2018-2020年全球半导体区域销售情况如图1-5所示。

三、投资情况

（一）半导体企业资本支出

Gartner的统计数据显示，2020年全球半导体企业资本支出达到1 105亿美元，同比增长11.2%。这也意味着全球半导体企业资本支出在2019年出现下滑后，仅一年时间就恢复了增长势头，并未受到新冠肺炎疫情影响。前二十大半导体企业资本支出为994亿美元，占比达到90%。其中，台积电在资本支出方面成功超越英特尔，成为资本支出第二大半导体企业。

三星2020年资本支出有较大幅度的提升，依然位列第一。2010到2016年三星年均资本支出为120亿美元。在存储器市场需求旺盛的驱动下，2017年三星资本支出出现成倍增长，高达242亿美元；2018年三星资本支出仍保持在216亿美元的较高水平。2019年三星资本支出跌至194亿美元。2020年三星资本支出大幅增加了41%，达到274亿美元。由于三星正在向更先进的工艺阶段过渡，因此三星2021年资本支出水平将保持不低于2020年的高水平。

2020年台积电全年资本支出为171亿美元，主要用于7nm和5nm先进制程产能扩充。根据预测，2021年台积电将建设3nm和5nm制程的制造工厂，并进一步加大对EUV光刻机的购买投入，其资本支出将进一步提高至300亿美元水平。巨额投资也显示出台积电想维持技术领先的意图。

2020年全球主要半导体企业资本支出情况如表1-2所示。2015-2020年三星资本支出情况如图1-6所示。

（二）半导体设备支出

虽然遭受新冠肺炎疫情影响，但全球半导体企业从2019年的“阴霾”中慢慢恢复，逐步扩大产能。2020年全球半导体设备总销售额为689亿美元，同比增长16%。其中，北美洲半导体设备厂商销售额较去年同比增长超过20%。在新工艺节点的驱动下，三星、台积电等企业均有计划扩大设备支出，预计2021年半导体设备销售额将继续维持增长。2019-2020年1月北美洲半导体设备销售额情况如图1-7所示。

（三）半导体企业研发支出

随着制程线宽不断缩小，芯片研发成本不断上升，多数半导体企业的研发支出有所提升。2020年全球半导体企业研发支出达到684亿美元，同比上涨5%，但半导体企业研发支出占全球半导体行业销售额的占比从2019年的14.6%下降到2020年的14.2%。2020年研发支出排名前十的半导体企业分别为英特尔、高通、三星、博通、英伟达、台积电、海力士、联发科、美光和超威半导体，合计研发支出达478.68亿美元，占半导体行业研发支出的69.98%。在研发支出排名前十的半导体企业中，美国企业有6家，韩国企业有2家，中国台湾企业有2家。美国的6家企业分别为英特尔、高通、博通、英伟达、美光、超威半导体，韩国的2家企业为三星和海力士，中国台湾企业分别为台积电和联发科。2019年位列研发支出前十的我国企业海思则跌出前十。

在研发支出排名前十的半导体企业中，英特尔仍高居榜首。英特尔从2012年半导体研发支出突破百亿美元以后，已经连续7年保持增长；2018年研发支出高达135亿美元，同比增长4%；但2019年研发支出有所下滑，同比下跌1%，为133.6亿美元；2020年研发支出小幅回升至135.56亿美元，同比增长1.45%，占半导体行业总研发支出的17.41%。三星在2020年的研发支出同比增长22.22%，达到55亿美元。三星为了和台积电竞争先进制程工艺，所以加大了相应的研发支出。台积电研发支出在2020年则增长了25.72%，达到37.2亿美元。2020年全球半导体企业研发支出情况如表1-3所示。

（四）半导体企业并购支出

继2016年全球半导体企业并购支出连续三年下跌后，2019年全球半导体企业并购支出出现回升，其全年涉及的并购支出为317亿美元，同比增长22.4%。由于半导体行业的加速整合，尤其是人工智能、机器学习、物联网等领域的带动下，半导体行业年均并购支出从2010-2014年的126亿美元增加到2015-2019年的588亿美元。

2020年，全球半导体企业并购动作频繁，芯片行业进一步被洗牌整合。2020年下半年的五宗大型半导体企业并购案将并购协议的总价值攀升至1 190亿美金，其中最大的一笔并购支出高达400亿美元，超过了2019年全年半导体企业并购支出。

2015-2020年全球半导体企业并购支出如图1-8所示。

2020年9月13日，美国英伟达宣布400亿美元收购ARM（Advanced RISC Machines）。这是2020年半导体行业规模最大的并购交易案。ARM是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全世界超过95%的智能手机和平板电脑采用ARM架构。英伟达表示，此次收购将有助于“打造人工智能时代首屈一指的计算公司”，英伟达将会把其在人工智能方面的领导地位与ARM庞大的计算生态系统结合起来，为所有客户推动创新。2020年10月27日，超微半导体在官网宣布以350亿美元全股票收购赛灵思。作为全球最大的FPGA独立供应商，赛灵思在FPGA市场占有率达到50%。超微半导体官方称，最新的这次收购将两个行业领导者聚集在一起，他们的产品和客户优势互补。超微半导体将结合CPU、GPU、FPGA、自适应SoC等，为业界提供最强大的高性能处理器组合，使云、边、端设备获得超微半导体最先进的计算能力。

2020年下半年全球重大半导体并购案如表1-4所示。

四、贸易情况

（一）全球集成电路贸易情况

据统计，2020年全球集成电路进口额达9 357亿美元，出口额达到8 069亿美元，是仅次于石油和汽车的全球第三大进出口商品。全球集成电路相关产品贸易较为集中，中国大陆（内地）、中国香港、中国台湾、韩国、新加坡、马来西亚、欧盟、日本、美国占全球集成电路及相关产品贸易的80%以上。其中，中国大陆作为主要的电子整机产品制造基地，是全球最大的集成电路进口国；韩国、中国台湾、日本、美国、中国大陆、欧盟是全球主要的晶圆制造地区，占全球装机产能的93%，因此成为主要的芯片出口国；而随着马来西亚、越南、菲律宾等东南亚国家逐步承接电子制造和芯片封测产能，且其在全球集成电路贸易中占比逐步增加。中国香港和新加坡凭借良好的区位优势和自由贸易环境，成为全球主要的集成电路产品中转站。另外，日本、美国、荷兰是半导体设备的主要出口地区；日本、韩国、中国台湾是硅片的重要出口地区。2020年全球主要国家和地区集成电路进出口情况如表1-5所示。

（二）主要国家/地区贸易情况

美国在半导体领域处于全球领先地位，且在半导体设计、代工、IDM领域均拥有全球领先的企业。由于美国企业在全球设立工厂或将制造、封测外包，所以大部分集成电路生产不在美国本土进行，以货物原产地为统计口径的美国集成电路进出口额并不大。2020年美国进口集成电路319亿美元，较2019年下跌3%，其中主要进口产品为处理器和控制器，累计进口额为214亿美元，同比下跌2%，占比约为67%。放大器产品进口额降幅较大，累计进口额为8亿美元，同比下跌30%。从区域看，美国集成电路主要从马来西亚、中国台湾、越南、韩国和中国大陆等地进口。

2020年美国集成电路产品出口额为442亿美元，同比上升约10%，其中处理器和控制器占比约为63%。主要出口地为墨西哥、中国大陆（内地）、中国香港、中国台湾等。

2020年美国集成电路进出口情况如表1-6所示。

美国在半导体设备领域实力较强。近些年，美国集成电路生产线相继布局于美国本土以外地区，且其国内对半导体设备需求相对较小，其半导体设备以出口为主。2020年，美国共出口半导体设备196.1亿美元，同比上涨27%，其中半导体制造设备出口额为130亿美元，同比上升30%。2020年，美国进口半导体设备共计81.6亿美元，同比下跌20%。其中，进口集成电路制造设备37亿美元，同比下跌45%；进口硅片制造设备1.5亿美元，同比上涨7%。2020年美国半导体设备进出口情况如表1-7所示。

韩国半导体企业在全球市场占有率近30%。存储器是韩国的优势领域，2020年存储芯片市场止住颓势，韩国企业在全球半导体市场占有率略有上升。2020年韩国共出口集成电路826.02亿美元，同比上涨4.8%。其中，出口存储器523.59亿美元，下跌1.5%；进口集成电路402.3亿美元，同比上涨12.9%。2020年韩国集成电路进出口情况如表1-8所示。

在半导体设备方面，韩国主要设备进口额相较于2019年均有不同幅度的提升，韩国2020年集成电路制造设备进口额为102.7亿美元，涨幅高达101.5%，已接近于2018年水平。在出口方面，韩国半导体设备整体出口额上涨7%，除平板显示器制造设备外，其他主要设备出口额均有15%左右的上涨。

2020年韩国半导体设备进出口情况如表1-9所示。

2020年，日本出口集成电路288.9亿美元，同比回升4%。在具体出口产品方面，处理器及控制器、存储器和放大器出口额占比分别为10%、42%和1%。日本半导体产品出口地区主要集中于中国台湾、中国大陆（内地）、中国香港、越南、韩国、马来西亚等。在进口方面，2020年，日本累计进口集成电路187.6亿美元，同比回升1.3%。其中，处理器及控制器、存储器进口占比分别为44%、16.5%，日本进口的处理器及控制器比重相较上年有所增加。日本半导体产品进口地区主要为中国台湾、美国、中国大陆、韩国等地，与前两年基本一致。

近年来，日本在半导体产品市场略显颓势，但其在半导体材料和设备等供应链上游领域仍保持着明显优势。2020年，日本半导体硅片总出口额约为40.36亿美元，且主要出口至中国台湾、韩国、美国、中国大陆和新加坡。日本对这些地区的半导体硅片出口额分别占其总出口额的29%、22%、16%、15%和7%。

在半导体设备领域，根据SEMI统计，日本企业占据全球新购半导体制造设备市场30%以上的份额。日本企业在半导体设备的主要领域均有所布局，与美国、欧洲三足鼎立，加之日本国内对半导体设备的需求较小，日本的半导体设备主要以出口为主。2020年，日本半导体设备及零配件出口额约为236.15亿美元；同比增长5%。其中，集成电路制造设备出口额约为120.23亿美元；半导体硅片制造设备出口额约为9.16亿美元，与2019年基本一致；面板制造设备出口额约为31.16亿美元，同比缩减13.5%。在日本集成电路制造设备的主要出口地区中，中国大陆以38%的出口额占比成为日本最主要的出口地区，随后依次是中国台湾、韩国和美国，出口额占比分别为21%、19%和13%。

2020年日本硅片出口地区分布如图1-9所示。2020年日本半导体设备进出口额统计如表1-10所示。

近年来，中国台湾集成电路进出口额整体呈现持续增长态势。2017年中国台湾出口集成电路达923.1亿美元，同比上涨18%，进口集成电路达435.6亿美元，同比增长20%。2018年，受益于台积电7nm先进工艺节点的量产，中国台湾集成电路产品出口额持续上升，达到959.1亿美元，同比增长4%；进口集成电路达508.1亿美元，同比增长17%。2019年，受益于5G带动下处理器芯片出货增加，中国台湾集成电路产品出口额达到1 002.5亿美元，同比增长4.5%；进口集成电路达534亿美元，同比增长5%。2020年，集成电路进出口额均大幅增长，出口额达到1 231.8亿美元，进口额达到626.6亿美元，均创下历年新高。中国台湾集成电路进出口情况如表1-11所示。