集成電路及特種集成電路行業發展情況分析

• 楊興杰 2024年3月1日 來源：中研網 893 55
• 繁體

近年來，隨著全球信息化潮流的不斷推進，集成電路的應用領域及市場規模均實現了高速擴張，逐漸成為全球經濟的核心支柱產業之一。根據世界半導體貿易統計組織（WSTS）統計，集成電路的市場規模在2022年達到4,799.88億美元，其中亞太地區擁有全球最大的集成電路產業市場。

一、集成電路行業概況

半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料，主要應用產品包括集成電路、分立器件等。其中集成電路又稱芯片，具體指將一定數量的常用電子元件（如電阻、電容、晶體管等）以及其間的連線，通過半導體工藝集成為具有特定功能的電路。集成電路具有體積小、重量輕、引出線和焊接點少、性能好等優點，同時成本相對較低，便于大規模生產。

近年來，隨著全球信息化潮流的不斷推進，集成電路的應用領域及市場規模均實現了高速擴張，逐漸成為全球經濟的核心支柱產業之一。根據世界半導體貿易統計組織（WSTS）統計，集成電路的市場規模在2022年達到4,799.88億美元，其中亞太地區擁有全球最大的集成電路產業市場。

圖表：全球集成電路產業市場規模（億美元）
? ? ??
? ? ? 數據來源：世界半導體貿易統計組織（WSTS）

目前集成電路產業的全球化分工協作特征較為明顯，同時產業存在向中國等發展中國家和地區轉移的顯著趨勢。近年來，伴隨包括通信、工業控制、消費電子等下游行業對需求的快速拉動，以中國為代表的發展中國家集成電路總體需求不斷提升。根據中國半導體行業協會（CSIA）統計，中國集成電路產業銷售額2021年已增長至10,458.30億元。

集成電路產業鏈主要包括設計、制造、封裝及測試等環節。近年來，集成電路整體產業規模不斷擴張，我國在各環節的技術研發、人才培養等方面均取得了長足的進步。2021年，我國集成電路設計環節銷售額達4,519.00億元，自2015年以來持續成為規模最大的細分產業環節，標志著我國在集成電路設計行業的整體競爭實力不斷提升。

圖表：中國集成電路產業銷售額（億人民幣）
? ? ??
? ? ? 數據來源：中國半導體行業協會（CSIA）

盡管近年來我國集成電路產業迅速發展，但核心技術及高端產品領域與發達國家仍然存在一定的差距，目前集成電路仍是我國第一大進口品類，2021年我國集成電路行業全年進口總額為4,325.50億美元，出口總額僅為1,537.90億美元。

近年來，集成電路的進出口持續呈現逆差且整體規模較大，體現出國內集成電路行業的發展在短時間內仍然處于追趕國際先進水平的進程中，集成電路產品特別是技術含量較高的高端產品領域，國產化的需求較為緊迫。

圖表：集成電路進出口金額（億美元）
? ? ??
? ? ? 數據來源：中國半導體行業協會（CSIA）

根據ICInsights預測，2021年至2026年，整個集成電路行業增速受到下游汽車電子、5G通信等應用場景的帶動作用，市場規模的復合增速有望維持在10.20%，其中模擬、邏輯和存儲IC市場增速將分別達到11.80%、11.70%和10.80%，將成為集成電路細分市場中復合增速最快的三個賽道。

圖表：集成電路各細分產品市場規模復合增速預測（2021-2026）

來源：IC Insights

二、特種集成電路行業情況

1.特種集成電路的主要特點

基于不同應用領域對于產品環境適應性及質量可靠性等性能指標的需求，集成電路產品按質量等級劃分，通常可分為消費級、工業級（含車規級）以及特種級，其中消費級指消費電子及家用電器等應用場景，工業級指工業控制及汽車電子等應用場景，特種級指特種領域裝備的各類應用場景。

由于特種集成電路整體行業的最終應用場景及環境特征相較于其他領域更為復雜，對產品的性能要求更高、可靠性要求更為嚴格，因此在設計理念及核心技術、生產加工環節、市場準入資質等方面相較于其他領域具有顯著的區別，具體如下：

①產品性能及可靠性需求不同

由于特種集成電路的實際應用環境特殊且復雜，對于芯片的安全性、可靠性、低功耗以及部分特殊性能（如抗震、耐腐蝕、耐極端氣溫、防靜電）的要求相對較高，同時還需要具備較長的壽命周期。因此，下游用戶對于產品質量以及特殊工況條件下的使用穩定性具有較高的要求，如特種領域芯片的工作溫度區間一般需滿足-55℃至+125℃，并需引入輔助電路和備份電路設計等冗余設計方式，設計使用壽命往往較長，產品必須全部經過多重檢測工序，更注重保障產品的性能穩定及可靠性。

而工業級芯片的工作溫度區間一般為-40℃至+85℃（其中車規級芯片最高工作溫度可以超過100℃），消費級芯片的工作溫度區間一般為0℃至+70℃，其產品一般僅需滿足普通溫度等工作環境下的使用要求即可，對于性能及穩定性的綜合要求相對低于特種領域。

②產品設計理念及核心技術不同

特種集成電路由于需要高可靠性及安全性，因此設計需要根據不同的產品及應用環境選擇合理的工藝制程。先進的工藝制程通常具有更小的晶體管尺寸，進而帶來芯片性能的提升以及面積的減小，但同時會降低電路的穩定性。由于特種集成電路應用領域多為大型裝備，高可靠性相較于單純的面積縮減更加重要，因此在芯片功能設計、性能優化的同時，更需要保障產品的可靠性。在設計過程中，針對產品可能的實際工作條件和應用環境，以及在規定的工作時間內可能出現的失效情況，需要通過合理的可靠性分配并建立可靠性模型，從電路設計、版圖設計、封裝設計、工藝選擇、材料選取等角度采取相應的預防措施，使這些失效模式得以控制或消除，同時滿足性能和可靠性的要求。

③產品生產環節不同

流片方面，在進行流片之前設計廠商需要采用標準單元進行自動邏輯綜合和版圖布局布線，完成從邏輯到物理圖形的轉換。特種集成電路產品由于對產品性能需求的不同，一般無法直接采用通用的標準單元庫，在與工藝廠保持充分的溝通后由特種集成電路設計廠商自行設計并提供，以保障產品對穩定性和可靠性的需求。

封裝方面，特種集成電路應用場景可能會涉及高低溫、強電磁干擾、強振動、沖擊、水汽、高鹽霧濃度、高氣密性要求等各類復雜工況條件，因此一般采用陶瓷封裝或者高等級的塑料封裝，必要時需安裝散熱板以滿足芯片對特定工況條件的高可靠性需求。而工業和消費級產品一般應用在常溫等正常工作環境，通常采用工業級的塑料封裝即可滿足使用要求。

測試方面，特種集成電路為了保證預定用途所要求的質量和高可靠性需求，所有芯片產品必須經過各種嚴格的環境試驗、機械試驗、電學實驗等測試程序，包括各類功能和性能的電測試，以及針對不同鑒定檢驗標準的環境與可靠性試驗，如低氣壓、穩態壽命、密封、老煉及溫度循環、熱沖擊、恒定加速度、鍵合強度、ESD等，并最終形成鑒定檢驗報告，相較于普通工業及消費級芯片測試項目多且周期長。

④市場準入資質不同

特種集成電路市場相對特殊，參與競爭存在一定的準入門檻，需要在保密體制、質量管理體系、研制許可等多方面取得相應的認證資質，并且需要進行定期的檢查以及復審，對于公司的日常管理要求較高，市場準入具有一定的壁壘，競爭成本相對較高。

特種集成電路下游客戶以大型國有集團的下屬單位為主，大都建立了自身的合格供應商認證及管理體系，新進供應商往往需經歷資格審查、產品試用及驗證等多個環節才能成為合格供應商，并將根據產品質量等因素定期進行合格供方名單的動態管理，對技術水平及產品質量管理均提出了較高的要求。

2.特種集成電路市場規模分析

近年來，全球政治經濟環境存在一定不確定性，國際貿易摩擦頻發亦使得國內集成電路產業受到了一定的沖擊。在此背景下，國家積極出臺了相關的產業政策，大力支持集成電路產業特別是特種領域產品的國產化，伴隨著我國電子設計與制造技術水平的全面提升，我國特種集成電路行業將迎來發展的黃金時機。

根據測算，我國特種電子行業預計未來仍將呈現增長趨勢，到2025年市場規模有望突破5,000億元。隨著特種電子行業國產化水平的不斷提升以及各類先進技術的不斷實現，特種集成電路作為電子行業重要組成部分以及功能實現的重要載體，同樣面臨著廣闊的市場前景。

想了解更多集成電路的發展現狀和發展趨勢等內容，可關注中研網《2024-2029年中國集成電路行業深度發展研究與“十四五”企業投資戰略規劃報告》。

• 相關深度報告REPORTS

  

  2024-2029年中國集成電路行業深度發展研究與“十四五”企業投資戰略規劃報告

  未來30年的經濟社會發展將歷經兩個階段：第一個階段，到2035年基本實現社會主義現代化；第二個階段，到本世紀中葉把我國建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現代化強國。作為邁進新時代的第一個...

  查看詳情

延伸閱讀

推薦閱讀

猜您喜歡