2022-2028全球與中國(guó)工業(yè)芯片市場(chǎng)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)(簡(jiǎn)版)
芯片一般按溫度適應(yīng)能力及可靠性要求,大致分為四類(lèi):商業(yè)級(jí)(0℃-70℃)、工業(yè)級(jí)(-40℃-85℃)、車(chē)規(guī)級(jí)(-40℃-120℃)、軍工級(jí)(-55℃-150℃)。芯片可靠性指標(biāo)的嚴(yán)苛程度和溫度要求超過(guò)商業(yè)級(jí)別,符合工業(yè)級(jí)應(yīng)用即為工業(yè)芯片。工業(yè)芯片處于整個(gè)工業(yè)體系架構(gòu)的基礎(chǔ)部分,解決感知、互聯(lián)、計(jì)算、存儲(chǔ)等基礎(chǔ)問(wèn)題和執(zhí)行問(wèn)題,在工業(yè)生產(chǎn)中起著重要作用。
工業(yè)芯片行業(yè)目前現(xiàn)狀分析
【國(guó)際】目前全球的工業(yè)芯片市場(chǎng)主要還是被歐美日的大企業(yè)所把持著,它們的整體水平和市場(chǎng)影響力優(yōu)勢(shì)明顯。這些廠商在工業(yè)芯片領(lǐng)域,都有各自的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品。
【國(guó)內(nèi)】目前中國(guó)已經(jīng)擁有一批工業(yè)芯片企業(yè),數(shù)量還是不少的,但總體比較分散,還未形成合力,綜合競(jìng)爭(zhēng)力弱于國(guó)外大廠,且產(chǎn)品仍然集中在中低端市場(chǎng)。中國(guó)本土工業(yè)芯片廠商,產(chǎn)品還是以功率器件、工控類(lèi)MCU、傳感器為主,而在其它大類(lèi)的工業(yè)芯片方面,如高性能的模擬產(chǎn)品、ADC、CPU、FPGA、工業(yè)存儲(chǔ)等,我國(guó)企業(yè)與國(guó)際大廠還有較大差距。中國(guó)光電子器件方面長(zhǎng)期以來(lái)主要靠仿制、靠低勞動(dòng)力成本生存被動(dòng)局面的有效途徑。國(guó)內(nèi)光通信系統(tǒng)設(shè)備商對(duì)國(guó)外的依賴(lài)程度很高,其所需的核心光電子器件,仍然需要依賴(lài)進(jìn)口。
全球市場(chǎng)工業(yè)芯片銷(xiāo)售額(2016-2027)
2020年全球工業(yè)芯片市場(chǎng)銷(xiāo)售額達(dá)到了50,032百萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到85,429百萬(wàn)美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為7.09%(2021-2027)。未來(lái)幾年,本行業(yè)具有很大不確定性,本文的2021-2027年的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是基于過(guò)去幾年的歷史發(fā)展、行業(yè)專(zhuān)家觀點(diǎn)、以及本文分析師觀點(diǎn),綜合給出的預(yù)測(cè)。

工業(yè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈

上游原料供給狀況
半導(dǎo)體材料,可以分為晶圓制造需要的材料和封裝需要的材料。晶圓制造所需的材料是核心;大體可以分成:硅片、靶材、CMP拋光材料(主要是拋光墊和拋光液),光刻膠,濕電子化學(xué)品(主要是高純?cè)噭┖凸饪棠z配套試劑),電子特種氣體,光罩(光掩膜),以及其他。
中國(guó)工業(yè)芯片市場(chǎng)發(fā)展及因素分析
我國(guó)雖是工業(yè)大國(guó),但在基礎(chǔ)芯片環(huán)節(jié)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。目前,我國(guó)已經(jīng)擁有一批工業(yè)芯片企業(yè),數(shù)量還是不少的,但總體比較分散,還未形成合力,綜合競(jìng)爭(zhēng)力弱于國(guó)外大廠,且產(chǎn)品仍然集中在中低端市場(chǎng)。
目前國(guó)內(nèi)工業(yè)芯片中高端市場(chǎng)長(zhǎng)期被歐美日等國(guó)的國(guó)際巨頭企業(yè)占據(jù)的局面仍然沒(méi)有根本性改變,電力能源、軌道交通等關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域芯片自主化率仍不足10%。高端工業(yè)計(jì)算類(lèi)芯片如FPGA、高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器ADC、多相高效電源管理芯片、通信射頻等中高端工業(yè)芯片國(guó)產(chǎn)化率低于1%。
目前我國(guó)工業(yè)芯片產(chǎn)業(yè)在發(fā)展模式、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同合作,共性技術(shù)研發(fā)、配套服務(wù)體系建設(shè)以及前沿技術(shù)布局等方面均面臨著很多不足與問(wèn)題。

中國(guó)工業(yè)芯片生產(chǎn)地區(qū)分布
從我國(guó)工業(yè)芯片制造企業(yè)區(qū)域分布來(lái)看,中國(guó)工業(yè)芯片制造企業(yè)主要分布在東部和華南地區(qū)。其中,廣東省工業(yè)芯片制造企業(yè)數(shù)量最多。西部地區(qū)企業(yè)數(shù)量較少。從工業(yè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的代表企業(yè)分布情況來(lái)看,工業(yè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)分布同樣較為集中,代表企業(yè)主要集中在江蘇、浙江、上海、北京和廣東,其他省份代表企業(yè)分布較少。
中國(guó)工業(yè)芯片消費(fèi)地區(qū)分布
工業(yè)芯片的下游應(yīng)用就是各類(lèi)工業(yè)領(lǐng)域。從中國(guó)各地區(qū)工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量分布來(lái)看,中國(guó)工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)能主要集中在長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū);部分廠商集中在湖北、廣西、重慶和江蘇四個(gè)地區(qū)。中國(guó)工業(yè)芯片的消費(fèi)地區(qū)主要是分布在廣東、上號(hào)、吉林、湖北、廣西、重慶和江蘇等地,需求旺盛。以浙江為例,代表企業(yè)主要有:巨化股份、晶盛機(jī)電、長(zhǎng)川科技、阿里巴巴、鴻泉物聯(lián)和福瑞泰克等。
全球工業(yè)芯片市場(chǎng)規(guī)??傮w分析

根據(jù)QYR(恒州博智)的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè),2021年全球工業(yè)芯片市場(chǎng)銷(xiāo)售額達(dá)到了566.5億美元,預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到902億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為7.1%(2022-2028)。地區(qū)層面來(lái)看,中國(guó)市場(chǎng)在過(guò)去幾年變化較快,2020年市場(chǎng)規(guī)模為11,369百萬(wàn)美元,約占全球的22.72%,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到20,620百萬(wàn)美元,屆時(shí)全球占比將達(dá)到8.46%。
工業(yè)芯片的發(fā)展特點(diǎn):
一是工業(yè)產(chǎn)品長(zhǎng)期處于極高/低溫、高濕、強(qiáng)鹽霧和電磁輻射的惡劣環(huán)境,使用環(huán)境較苛刻,因此工業(yè)芯片必須具備穩(wěn)定性、高可靠性和高安全性,且具備長(zhǎng)服役壽命(以電力為例,要求工業(yè)芯片應(yīng)用失效率
二是工業(yè)芯片要滿足不同產(chǎn)品的定制需求,因此不具備消費(fèi)級(jí)芯片追求通用、標(biāo)準(zhǔn)化、價(jià)格敏感的特點(diǎn),工業(yè)芯片往往是品類(lèi)多樣化,單品類(lèi)規(guī)模小量但具備高附加值,需要研發(fā)與應(yīng)用要緊密結(jié)合,要針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行研發(fā),要與應(yīng)用方形成解決方案,所以應(yīng)用創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新同等重要。整個(gè)工業(yè)芯片市場(chǎng)不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動(dòng)影響。因此價(jià)格波動(dòng)遠(yuǎn)沒(méi)有存儲(chǔ)芯片、邏輯電路等數(shù)字芯片的變化大,市場(chǎng)波動(dòng)幅度相對(duì)較小。全球最大的工業(yè)芯片廠商德州儀器的工業(yè)類(lèi)產(chǎn)品線高達(dá)萬(wàn)余種,而每年的收入增長(zhǎng)也相對(duì)穩(wěn)定。
三是工業(yè)芯片企業(yè)的主要發(fā)展模式為IDM模式。工業(yè)芯片性能差別很大。用到很多特殊工藝,比如BCD (Biploar、CMOS、DMOS),高頻領(lǐng)域還有SiGe(鍺硅)和GaAs(砷化鎵),很多性能在自建產(chǎn)線上才能體現(xiàn)的更好,因此往往需要定制化工藝和封裝,并且設(shè)計(jì)與工藝深度結(jié)合,以滿足特殊的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景需求。而IDM模式可以通過(guò)定制化的制造工藝來(lái)提升產(chǎn)品性能并降低生產(chǎn)成本,因此成為全球領(lǐng)先工業(yè)芯片企業(yè)的首選發(fā)展模式。
四是工業(yè)芯片企業(yè)的市場(chǎng)集中度較高,大者恒大的局面長(zhǎng)期穩(wěn)定。由于工業(yè)芯片市場(chǎng)的過(guò)度分散特性,具有一定整合能力,具有專(zhuān)用工藝和產(chǎn)能的大企業(yè)往往占據(jù)著主要市場(chǎng)份額,且不斷通過(guò)收購(gòu)做大做強(qiáng)規(guī)模和優(yōu)勢(shì)。另外由于工業(yè)芯片行業(yè)普遍產(chǎn)品更新?lián)Q代慢,導(dǎo)致新增進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的企業(yè)減少,行業(yè)壟斷格局不斷強(qiáng)化。因此整個(gè)工業(yè)芯片市場(chǎng)格局呈現(xiàn)出“大者恒大,市場(chǎng)壟斷效應(yīng)顯著”的特點(diǎn)。
目前全球工業(yè)芯片市場(chǎng)由歐美日等國(guó)的巨頭企業(yè)占據(jù)壟斷地位,其整體水平和市場(chǎng)影響力領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯。美國(guó)企業(yè)優(yōu)勢(shì)最為明顯,在全球工業(yè)芯片廠商中,美國(guó)企業(yè)在工業(yè)用處理器及FPGA、工業(yè)模擬芯片、工業(yè)用DSP、工業(yè)存儲(chǔ)器、工業(yè)通信及射頻等高端工業(yè)芯片領(lǐng)域領(lǐng)域,美國(guó)企業(yè)具有巨大的壟斷優(yōu)勢(shì)。歐洲方面,英飛凌、恩智浦、意法半導(dǎo)體三家企業(yè)在工業(yè)用功率器件、MEMS傳感器方面占據(jù)引領(lǐng)地位,且正在不斷加大在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的投入力度。韓國(guó)三星憑借在存儲(chǔ)器上的優(yōu)勢(shì)躋身全球工業(yè)芯片前五,而日本瑞薩是工業(yè)用控制器的霸主、索尼則是工業(yè)圖像傳感器(攝像頭芯片)和機(jī)器視覺(jué)芯片的全球領(lǐng)先者。
工業(yè)芯片(Industrial chips)的核心廠商包括Texas Instruments、Infineon、Intel、Analog Devices等等。前四大廠商在全球擁有超過(guò)37%的市場(chǎng)份額。核心廠商主要集中在北美,歐洲,日本,中國(guó),東南亞,南美,中東及非洲等地區(qū)。對(duì)產(chǎn)品而言,計(jì)算及控制類(lèi)芯片是最大的產(chǎn)品細(xì)分,份額超過(guò)39%。在應(yīng)用方面,此產(chǎn)品最多應(yīng)用于工廠自動(dòng)化與控制系統(tǒng),份額超過(guò)27%。中國(guó)作為芯片消費(fèi)大國(guó),預(yù)計(jì)未來(lái)幾年行業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。
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