打破國(guó)外壟斷,國(guó)產(chǎn)工業(yè)半導(dǎo)體加速轉(zhuǎn)型

最近幾年，因5G、人工智能、消費(fèi)電子、汽車電子等需求拉動(dòng)，全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)波動(dòng)并整體向上的趨勢(shì)。并且隨著工業(yè)自動(dòng)化、電力和新能源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制、機(jī)器人、安防監(jiān)控等應(yīng)用市場(chǎng)需求的爆發(fā)，工業(yè)級(jí)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模更是成爆發(fā)式增長(zhǎng)。

根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)，在全球工業(yè)數(shù)字化及智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的大環(huán)境下，預(yù)計(jì)到2023 年底，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到480 億美元；中國(guó)市場(chǎng)方面，2020 年中國(guó)工業(yè)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為118.39 億美元（金額約1050 億元），占全球的比例為30% 左右，預(yù)計(jì)到2023 年底，將增長(zhǎng)至145.84 億美元。

功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，涉及材料工業(yè)、裝備制造業(yè)、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)，功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用廣泛，幾乎涵蓋所有電子制造業(yè)，包括為消費(fèi)電子、工業(yè)控制、電力傳輸和新能源等領(lǐng)域。目前全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)仍主要被歐、美、日等國(guó)外品牌主導(dǎo)，其憑借雄厚的資金技術(shù)積累、豐富的產(chǎn)品矩陣、全球化供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)占據(jù)了主力市場(chǎng)份額。

近年來(lái)，功率半導(dǎo)體作為實(shí)現(xiàn)電氣化系統(tǒng)自主可控以及節(jié)能環(huán)保的核心零部件，在智能電網(wǎng)、新能源汽車等領(lǐng)域需求量將大幅提升。數(shù)據(jù)顯示，2022年中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模約為191 億美元，同比增長(zhǎng)4.4%。預(yù)計(jì)2023 年中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步增長(zhǎng)至212億美元。

現(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體的進(jìn)口量和進(jìn)口占比仍然較大，尤其是用于工業(yè)控制領(lǐng)域的高性能產(chǎn)品及用于高可靠領(lǐng)域的產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)化替代空間較大。尤其是在模擬芯片方面，仍高度依靠進(jìn)口，因此國(guó)產(chǎn)化替代需求隨著中美貿(mào)易摩擦而更加迫切。

不同于消費(fèi)半導(dǎo)體，工業(yè)半導(dǎo)體主要面向的主要是企業(yè)級(jí)客戶，其特點(diǎn)是：市場(chǎng)碎片化、需求定制化、產(chǎn)品穩(wěn)定可靠、使用周期長(zhǎng)等，下面就針對(duì)工業(yè)半導(dǎo)體的市場(chǎng)特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

市場(chǎng)碎片化

根據(jù)工業(yè)半導(dǎo)體的特點(diǎn)，市場(chǎng)碎片化意味著客戶的維護(hù)成本會(huì)很高，工業(yè)半導(dǎo)體涵蓋工業(yè)自動(dòng)化、智能電網(wǎng)與能源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制、機(jī)器人、安防監(jiān)控等各個(gè)不同市場(chǎng)，場(chǎng)景應(yīng)用廣意味著需求更多更復(fù)雜，為了更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)客戶，工業(yè)半導(dǎo)體企業(yè)需要付出更多成本去設(shè)立更多的運(yùn)營(yíng)點(diǎn)、更多的銷售人員和豐富的分銷渠道，緊密聯(lián)系客戶，增加合作關(guān)系，才能確保為大量客戶提供能夠滿足其需求的產(chǎn)品及服務(wù)。

需求定制化

市場(chǎng)碎片化的前提下，客戶有不同的產(chǎn)品需求，使得企業(yè)制作的工業(yè)半導(dǎo)體產(chǎn)品非標(biāo)化、小批量和定制化現(xiàn)象非常明顯，因此企業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到開發(fā)、生產(chǎn)再封裝，甚至最后的銷售都復(fù)雜重重。這就要求工業(yè)半導(dǎo)體企業(yè)在拓展新業(yè)務(wù)時(shí)，需要做非常詳細(xì)的市場(chǎng)調(diào)查和財(cái)務(wù)預(yù)算，一旦可行則需要長(zhǎng)期投入、深耕厚植，逐步建立更加齊全的產(chǎn)品線來(lái)照顧客戶的各種需求。

產(chǎn)品穩(wěn)定可靠性

工業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)今發(fā)展迅速，工業(yè)設(shè)備的應(yīng)用變得廣泛，客戶對(duì)于相關(guān)半導(dǎo)體的需求和要求也越來(lái)越高。工業(yè)半導(dǎo)體由于需要長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)在高速及嚴(yán)苛的環(huán)境下工作，相關(guān)產(chǎn)品必須擁有高穩(wěn)定性、高可靠性，也必須經(jīng)過(guò)適應(yīng)極端溫度變化、防塵、抗震動(dòng)、抗沖擊、抗硫化等種種考驗(yàn)，從而保持高耐久度和長(zhǎng)使用壽命。更新迭代慢使用周期長(zhǎng)

眾所周知，一個(gè)工業(yè)項(xiàng)目的整個(gè)運(yùn)營(yíng)周期十分漫長(zhǎng)，客戶在產(chǎn)品的使用時(shí)間上有較嚴(yán)格的要求。長(zhǎng)期的項(xiàng)目周期加上惡劣的工業(yè)工作環(huán)境，意味著工業(yè)客戶往往是技術(shù)工作者而不是領(lǐng)導(dǎo)，許多陳舊的技術(shù)多年以后仍在投入使用。舉個(gè)例子，在DDR 領(lǐng)域，現(xiàn)在最新產(chǎn)品型號(hào)已經(jīng)迭代到了DDR5，并且已經(jīng)運(yùn)用到了服務(wù)器等領(lǐng)域，但是目前在醫(yī)療和運(yùn)輸行業(yè)，以前的DDR1、DDR2、DDR3 內(nèi)存仍在大規(guī)模應(yīng)用，這類應(yīng)用不見得要求最高性能或最大容量，卻必須滿足長(zhǎng)久的供貨與使用壽命，價(jià)格也必須維持穩(wěn)定，這也就使得廠商更新產(chǎn)品后銷售的數(shù)量及客戶的更新需求并沒有這么明顯。從品類來(lái)看，工業(yè)半導(dǎo)體細(xì)分產(chǎn)品眾多，包含了邏輯/ 存儲(chǔ)/ 微控制器等數(shù)字器件、模擬器件、分立器件、傳感器等多種芯片。其中MCU、邏輯器件、分立器件、模擬器件合計(jì)市場(chǎng)占比在90% 以上。

競(jìng)爭(zhēng)格局方面，工業(yè)半導(dǎo)體的十個(gè)“巨頭”，例如超威半導(dǎo)體、亞德諾（ADI）、英飛凌、英特爾、美光科技、安森美等，前十廠商合計(jì)占比為55% 左右。且工業(yè)半導(dǎo)體市場(chǎng)中沒有能做到壟斷的公司，這也讓工業(yè)半導(dǎo)體市場(chǎng)形成百家爭(zhēng)鳴，群雄逐鹿的態(tài)勢(shì)。

正是由于工業(yè)半導(dǎo)體市場(chǎng)的行業(yè)特點(diǎn)，因此局面一直以來(lái)都處于較為分散的局面，各廠商發(fā)揮所長(zhǎng)、專注于一個(gè)或者多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)行深度研發(fā)，在各自的專長(zhǎng)部分賺取利潤(rùn)。

雖然是碎片化的市場(chǎng)，但仍然吸引了無(wú)數(shù)廠商爭(zhēng)先恐后的進(jìn)行布局。原因就是各家廠商都看重了工業(yè)半導(dǎo)體長(zhǎng)期穩(wěn)定增長(zhǎng)的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，與消費(fèi)半導(dǎo)體價(jià)格漲幅波動(dòng)較大的特點(diǎn)不同，工業(yè)半導(dǎo)體具有高穩(wěn)定性的特征，降低了風(fēng)險(xiǎn)。此外，雖然工業(yè)半導(dǎo)體單個(gè)市場(chǎng)銷量小，但技術(shù)要求高，門檻高，導(dǎo)致該領(lǐng)域一直以來(lái)以高毛利率水平著稱。因此，追求長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的廠商，工業(yè)半導(dǎo)體是其繞不開的一塊市場(chǎng)。

反觀國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體廠商，近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和國(guó)家戰(zhàn)略層面對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的大力扶持，我國(guó)工業(yè)半導(dǎo)體行業(yè)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模與技術(shù)等方面的快速發(fā)展與不斷突破。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的大背景下，各類半導(dǎo)體市場(chǎng)都面臨著突破及轉(zhuǎn)型，工業(yè)半導(dǎo)體市場(chǎng)也不例外。

主要的轉(zhuǎn)型大致為兩個(gè)方面，一是工業(yè)設(shè)施和操作系統(tǒng)的數(shù)字化，通過(guò)制造、物流、自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)以及各種自主系統(tǒng)進(jìn)行全面深化轉(zhuǎn)型；二是能源管理和能效改進(jìn)，包括制造設(shè)備、能源基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸、家用電器以及電池供電設(shè)備和系統(tǒng)的能效。

在世界工業(yè)半導(dǎo)體市場(chǎng)中，國(guó)外廠商一直是占據(jù)著極大的市場(chǎng)份額，其原因是技術(shù)門檻相對(duì)較高，國(guó)外廠商技術(shù)底蘊(yùn)豐富，并多領(lǐng)域發(fā)展，通過(guò)一體化整合的協(xié)同發(fā)展，不僅有條件向不同領(lǐng)域的客戶提供MCU 等主控芯片、模擬芯片、傳感器、分立器件等品種齊全的的全品線產(chǎn)品，而且還能供軟件和生態(tài)在內(nèi)的整體方案，從容應(yīng)對(duì)客戶異構(gòu)集成、小批量、定制化等嚴(yán)苛的需求。

相比較而言，我國(guó)在工業(yè)半導(dǎo)體領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展較晚，技術(shù)能力較弱，芯片自給率較低，主要還是以進(jìn)口為主。在工業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型加速發(fā)展疊加中美貿(mào)易沖突不斷升級(jí)的背景下，未來(lái)我國(guó)在工業(yè)半導(dǎo)體領(lǐng)域有望迎來(lái)較好的國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇。

國(guó)產(chǎn)芯片現(xiàn)狀

但在主控芯片方面，工業(yè)電腦領(lǐng)域，我國(guó)的龍芯、兆芯、飛騰、景嘉微、海思、兆芯等廠商已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在CPU/GPU 等關(guān)鍵器件的國(guó)產(chǎn)替代；此外，在工業(yè)級(jí)MCU 領(lǐng)域，32 位MCU 的應(yīng)用正成為市場(chǎng)主流，主要廠商包含兆易創(chuàng)新、中穎電子、靈動(dòng)微、芯?？萍?、華大半導(dǎo)體、極海微等，而SoC廠商包含瑞芯微、全志科技、富瀚微等。

存儲(chǔ)芯片方面，廣大工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生了包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)管理數(shù)據(jù)、消費(fèi)者數(shù)據(jù)在內(nèi)的海量數(shù)據(jù)資源，需要高可靠性、高穩(wěn)定性的工業(yè)存儲(chǔ)產(chǎn)品為如此龐大的信息數(shù)據(jù)提供有力的存儲(chǔ)介質(zhì)支撐，以保證控制系統(tǒng)和人機(jī)界面的正常運(yùn)行。

目前，國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)江存儲(chǔ)、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)、江波龍、佰維存儲(chǔ)、時(shí)創(chuàng)意等企業(yè)都有在工業(yè)存儲(chǔ)領(lǐng)域有所布局。

在模擬芯片方面，圣邦股份、納芯微等一種國(guó)產(chǎn)廠商已實(shí)現(xiàn)工業(yè)類電源管理芯片的量產(chǎn)出貨；而在信號(hào)鏈品線上，包括圣邦股份在內(nèi)的多家廠商近年來(lái)也取得了不錯(cuò)的發(fā)展成績(jī)。

在分立器件和傳感器方面，二極管、MOSFET 、IGBT、碳化硅等器件已廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化、智能電網(wǎng)、新能源、軌道交通等工業(yè)場(chǎng)景中。圖像傳感器、激光雷達(dá)、攝像頭等細(xì)分品類，目前已在工業(yè)電腦、工業(yè)自動(dòng)化、軌道交通、安防監(jiān)控、機(jī)器人等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

其中圖像傳感器包含韋爾股份、格科微、思特威等；激光雷達(dá)包含鐳神智能、速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、覽沃科技等。目前工業(yè)數(shù)字化及智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)逐步加速，工業(yè)半導(dǎo)體需求進(jìn)一步旺盛，可謂是迎來(lái)了最好的發(fā)展時(shí)代。

當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)工業(yè)半導(dǎo)體廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了低端應(yīng)用的部分國(guó)產(chǎn)替代?？梢云诖氖?，在中高端應(yīng)用上，未來(lái)國(guó)產(chǎn)芯片也會(huì)憑借品牌認(rèn)可度的不斷提升、本土化服務(wù)優(yōu)勢(shì)及良好的供應(yīng)鏈管理能力將滲透率進(jìn)一步提高，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)工業(yè)發(fā)展的自主可控。

（本文來(lái)源于EEPW 2023年12月期）