第二节　发展特点

一、多因素导致芯片短缺，芯片涨价趋势将延续

2020年，晶圆代工产能持续紧张，很多芯片出现缺货、涨价、交期大幅拉长的情况。2020年第四季度，包括联华电子、格芯和世界先进的纯代工企业将8in晶圆代工报价提高了10%～15%。

从需求端看，对8in晶圆代工的强劲需求主要来源于显示驱动集成电路、CMOS图像传感器（CIS）、电源管理芯片、NOR Flash等芯片产品。一是新冠肺炎疫情导致的电视、笔记本电脑等产品需求大幅增加，带动显示驱动集成电路、电源管理芯片等需求大幅增长。二是大量新兴应用对芯片需求集中在非先进制程产品，如汽车智能化、安防智能化、智能手机多摄像头等趋势加速带动CIS需求上涨，数据中心电源、5G基站和手机电源、TWS耳机等拉动对电源管理芯片、NOR Flash等芯片需求。三是美国对中国制裁扰乱全球供应链，倒逼供应链多元化，带动芯片设计企业数量提升和芯片企业扩充产品线，部分芯片和整机企业担心未来会受到美国出口管制等影响，加大备货量，从而助推市场需求增长。

从供给端看，自2019年8in晶圆生产线产能一直较为紧张。由于8in晶圆生产线生产工艺成熟，且成本较低，所以需求一直较为旺盛。但过去大厂投资主要在12in晶圆生产线，导致全球8in晶圆生产线工厂近年来一直处于投资不足状态，产能增长落后于需求，并且8in晶圆代工生产线设备供应主要来自二手市场。二手8in晶圆代工生产线设备市场资源有限，使得8in晶圆代工生产线短期内很难实现产能扩充。

展望2021年，预计全球半导体市场将出现两位数以上增速。芯片的短缺已经蔓延到汽车领域，多家车厂进入大面积停产状态，预计芯片的缺货、涨价可能持续到2021年年底甚至2022年。

二、新冠肺炎疫情拉动电子产品消费需求

2020年年初，主要机构预测新冠肺炎疫情将对半导体市场带来负面影响。但实际上，不同领域半导体市场出现分化局面，汽车领域半导体市场遭受较大打击。据Gartner统计，2020年，汽车领域半导体销售额下降了5.6%；工业领域半导体销售额小幅增长0.2%；消费电子、计算和存储领域半导体销售额均出现显著增长。

随着新冠肺炎疫情全球范围蔓延带动线上办公、娱乐、网课的需求，使传统PC（包括台式机、笔记本电脑和工作站）游戏机和机顶盒市场销量增长。国际数据公司（IDC）全球季度个人计算设备追踪报告的初步结果显示，2020年第四季度全球PC出货量同比增长26.1%，达到9 160万台。2020年全年，全球PC出货量同比增长13.1%。PC市场增长这一趋势有望在2021年得到延续，并会带动CPU、存储等需求的增长。伴随着手机进入存量市场，以及平板、智能穿戴等智能设备的需求兴起，电子产品消费仍能拉动半导体行业的需求。云计算的发展将带动服务器市场增长，并会推动CPU、存储芯片的需求。2020年中国信通院在云计算发展白皮书指出，云计算仍将迎来下一个黄金十年，进入普惠发展期。一是随着新基建的推进，云计算将加快应用落地进程，在互联网、政务、金融、交通、物流、教育等不同领域实现快速发展。二是在全球数字经济背景下，云计算成为企业数字化转型的必然选择，企业上云进程将进一步加速。三是新冠肺炎疫情的出现加速了远程办公、在线教育等SaaS服务落地，推动云计算产业快速发展。

三、全球半导体产品和技术创新步伐加快

2020年，集成电路技术继续发展，越来越大的市场需求驱动着半导体技术的快速革新。

在极紫外线光刻机的加持下，摩尔定律得到了持续发展。全球半导体晶圆厂也在着手布局下一代制程工艺。2020年4月份，台积电首次披露3nm晶圆制程工艺（N3）的具体信息。三星在2021年初开始进行3nm晶圆试生产。考虑到成熟性、功耗和成本问题，台积电表示N3仍将采用传统的FinFET结构，而三星在7nm晶圆制程工艺之后的大迭代上，采用更为激进的晶体管结构GAAFET。两家全球最先进的晶圆代工厂从5nm晶圆制程工艺开始出现了技术演进的较大差异，三星的技术更为激进，而台积电在晶体管密度和实际性能表现上仍有相当优势。

Chiplet（芯粒）也是近期半导体制造商的热门方向。芯粒用多个小芯片来代替单个芯片，并将它们封装集成在一起，这样可以在同样的面积上容纳更多的晶体管，而且可以显著提高芯片生产良品率。目前，Marvell、AMD、英特尔、台积电等半导体公司都相继发布了Chiplet产品。Chiplet将为半导体产业带来新的机会，降低大规模芯片设计的门槛，提升IP价值，有效降低芯片客户的设计成本，增加多芯片模块业务等。

宽禁带半导体也在飞速发展。此前阻碍宽禁带半导体技术普及的最大原因是成本过高，但随着产业链对该类器件需求的增加，大尺寸衬底技术的成熟和工艺的提升，宽禁带半导体器件的制造成本已经逼近硅基器件。电动汽车、工业充电、5G高频器件、可再生能源和储能领域的电源应用都能够从宽禁带半导体的发展中受益。对于中国而言，宽禁带半导体主要使用成熟工艺，在美国半导体技术封锁的大环境下有望成为突破口。中国也在2030计划和“十四五”国家研发计划中明确宽禁带半导体是重要发展方向。

在芯片设计方面，RISC-V掀起了开源硬件和开放芯片设计的热潮，现已得到全球很多大中企业、科研机构和初创公司的支持。围绕RISC-V成长起来的生态和社区也发展迅猛。当然，在RISC-V快速增长的压力下，ARM也在迅速推进其向嵌入式系统、物联网、自动驾驶、PC服务器的渗透，并更为开放地与业界合作伙伴协作。

四、各国加大扶持力度，产业竞争加剧，供应链割裂化趋势显现

2020年，美国继续加大对中国半导体企业的制裁力度。2020年5月15日，美国商务部宣布计划限制华为使用美国技术和软件在海外设计和制造半导体。以保护美国国家安全为由，美国在华为自研芯片的设计及制造环节进一步限制华为，并规定任何厂商使用美国设备或美国软件为华为设计或制造半导体晶片，都必须额外取得美国政府的出口许可证。2020年5月22日，美国国务院发布了《美国国家安全、出口管制与华为：三个框架下的战略背景》报告，限制华为通过设计半导体和使用美国软件的设计工具或设备在海外生产半导体以规避美国出口管制的能力。2020年8月17日，38家华为关联公司被增至实体清单，从实质上进一步加强对华为规避实体清单管控的限制。2020年12月18日，美国商务部宣布将中国半导体制造企业中芯国际（SMIC）列入实体清单。中芯国际在先进技术节点（10nm或以下）生产半导体所需的设备和材料都将被禁运。

在限制中国半导体行业的发展同时，美国也支持本土半导体制造业的发展。美国半导体产业协会在报告中指出，美国在半导体行业的领袖地位是美国拥有最大经济规模和最先进科技的重要因素。虽然美国仍是全球半导体设计和研发的领导者，但芯片制造的最大份额目前在亚洲，并且先进制程（7nm以下）的芯片完全依赖亚洲工厂代工。因此，美国要促成半导体制造业回流。2020年5月，在美国联邦政府和亚利桑那州政府支持下，台积电拟投资120亿美元在该州建设与运营一家5nm制程工艺的晶圆厂，月产量约为2万片。美国国会提出《为半导体生产创造有益的激励措施法案（CHIPS）》和《2020美国晶圆代工法案（AFA）》这两项法案，合计将为美国芯片制造项目提供至少350亿美元的援助。

[1] 隔离是指为了控制新冠肺炎疫情，在人群中采取的避免接触的措施。