世界半导体产业发展动态

目  录

一、世界半导体产业总体发展态势

1．全球半导体产业将保持温和增长

2．亚太地区市场份额持续增长

3．存储器厂商实现高增长

4．厂商保持巨额研发投资

5．大型半导体厂商并购整合频繁

二、世界半导体产业链发展及其布局动向

1．设计业——中国大陆厂商快速发展

2．代工业——客户寻求多元供应

3．封装测试业——技术发展逐步进入新阶段

4．设备与材料业――进入上升通道

三、主要国家（地区）产业发展动态

1．美国——垂直整合与设计业龙头

2．日本——新兴企业或成黑马

3．韩国——启动半导体再跳跃计划

4．中国台湾地区——稳固产业人才队伍

四、主要跨国公司发展动态

1．英特尔——着力追赶移动芯片市场

2．高通——两大业务面临考验

3．SK海力士——紧追三星电子

五、世界半导体产业技术发展趋势

1．极紫外光（EUV）技术获得突破，有望走向应用

2．鳍式场效晶体管（FinFET）制程——面临技术与成本挑战

3．硅穿孔（TSV）——发展依靠成本和工艺路线

世界半导体产业发展动态

一、世界半导体产业总体发展态势

1．全球半导体产业将保持温和增长

2014年，全球半导体产业实现稳健增长，据世界半导体贸易统计组织（WSTS）的数据显示，半导体产业销售额增长9.9%，达到3358亿美元。2015年，在智能手机和汽车电子的推动下，全球半导体产业将持续增长，但速度将放缓，预计销售额将达到3472亿美元，增长3.4%，2016及2017年继续保持温和增长态势，增长率将保持在3%左右。

在半导体细分市场，2014年增长率最高的是分立半导体器件，达10.8%。集成电路约占半导体整体市场的82%，2014年集成电路整体销售额增长10.1%，其中存储芯片近年来受到云存储、大数据等产业的驱动，2013年、2014年都实现了接近20%的增长，但随着产业发展日趋成熟，预计存储芯片的增长态势亦将趋缓；另外，模拟芯片实现了10.6%的较高增长，微器件、逻辑芯片也实现了稳定增长。预计2015年半导体主要产品类别都将继续保持增长，其中光电子器件增长率最高，约为8.3%，见表1。

表1   2014—2017年世界半导体产品市场结构及增长率

说明：2015—2017年为预测值

资料来源：世界半导体贸易统计组织（WSTS），2015年5月

2．亚太地区市场份额持续增长

从半导体销售市场区域分布来看，若按美元计算，受益于2014年全球半导体市场的稳健增长，各个区域市场相对于2013年都实现一定增长。其中美国市场2014年销售额增长最快，达12.7%，亚太地区（不包括日本）次之，增长率也达到了11.4%，而主要受汇率影响，欧洲和日本的增长率较低。若以日元计算，2014年日本半导体市场销售额约为36810亿日元，比2013年增长8.4%。WSTS预测2015年日本半导体市场按日元计算将比2014年微增，增长率为2.0%，市场规模将达到约37550亿日元，但是受汇率影响，按美元计算则比2014年减少9.5%，见表2。

表2   2014—2017年世界半导体市场区域销售额

说明：2015—2017年为预测值

资料来源：世界半导体贸易统计组织（WSTS），2015年5月

另一方面，近年来亚太地区（不包括日本）在世界半导体市场中所占比例一直稳步增长，已经从1987年的10.3%增长到2014年的57.8%，预计在2015年至2017年亚太地区（不包括日本）市场仍将继续快速发展，其增长率不仅将超过世界平均值，还将超过美国，成为增长最快的地区，至2017年，亚太地区的全球市场份额将超过60%，见图1。

图1   1987—2017年世界半导体市场区域销售额比例变化

说明：2017年为预测值

资料来源：世界半导体贸易统计组织（WSTS），2015年6月

3．存储器厂商实现高增长

据Gartner数据显示，2014年全球半导体前十大厂商中，英特尔以15%的市场占有率蝉联半导体龙头地位，但其2014年增长率仅为4.6%，而排名第二的三星电子得益于存储器市场，2014年增长率达到15.1%，排名第三的高通也有11.5%的增长。

全球范围内对存储器的需求增加，对美光科技和SK海力士的营收影响最大，2014年美光营收年度增长率达到41.0%，排名超过SK海力士成为第四，而SK海力士虽然排名有所下降，但仍然实现了26.1%的营收增长，而它们也是半导体前10强中增长最快的。

另外，半导体巨头之间的整合并购也会对半导体格局产生影响，意法半导体、瑞萨电子虽然2014年仍排名前十，但营收分别下降8.8%和9.1%，而恩智浦半导体收购飞思卡尔、联发科合并晨星之后很可能在2015年进入前10强，另外，安华高科技并购巨积之后于2014年首次进入前25强，见表3。

表3   2014年全球前十大半导体厂商

资料来源：Gartner，2014年12月

4．厂商保持巨额研发投资

与其他产业相比，半导体产业受技术的影响更大。因此，对于半导体厂商而言，保持高水平的研发投资对于保持其竞争地位非常重要。

2014年，全球研发投资额最高的前十大厂商整体销售额超过1885亿美元，研发支出约为318亿美元，总体增长11%，研发支出占销售额比例为16.9%，较2013年的16.7%略有增长。前十大厂商中，以英特尔为首，5家来自美国，3家来自亚太地区，另2家则分别来自日本和欧洲。从厂商类型来看，有5家垂直整合制造厂商（IDM），4家设计厂商以及1家纯代工厂商台积电（TSMC），见表4。

表4   2014年半导体十大研发支出厂商

说明：*表示该公司的涉足领域

资料来源：IC Insights，2015年2月

十大研发支出半导体厂商中，英特尔研发支出最高，超过115亿美元，占前10强总支出的36%，占全球半导体研发支出（约560亿美元）的21%。作为业内最大的两家垂直整合制造厂商，英特尔和三星电子对于尖端晶圆厂的先进集成电路内部产能的重视使它们不断增加研发支出。不过，三星电子通过参加国际商业机器公司（IBM）的通用平台联盟减少了部分研发支出，使其能够将研发/销售比保持在较低的水平（7.8%），相比之下，英特尔2014年的研发/销售比则高达22.4%。

设计业巨头高通的研发支出排名第二，这也是它自2012年来连续三年排名第二。高通虽然在中国被调查反垄断案，有10亿至14亿美元的罚款准备压力，但其2014年的研发支出仍达到55亿美元，是前10强中增长最快的，年度增长率达到62%。设计业厂商的整体研发/销售比都较高，英伟达、高通和博通的研发/销售占比分别达到31.3%、28.5%以及28.2%。而联发科因为合并晨星，其2014年的研发支出总额达到14.3亿美元，年增长率29%仅次于高通，从2013年的第14名进入了前10强。

随着越来越多集成电路制造商转变为轻晶圆或无生产线厂商，台积电自2010年起进入研发支出前10强。2014年，由于东芝和意法半导体研发支出下降，台积电凭借15%的研发支出增长从2013年的第七前进至第五。不过，台积电2014年的研发费用占销售额比重约7.5%，与积极发展1X纳米制程的英特尔、三星相比较低。

另外5家研发支出超过10亿美元但未进入前10强的厂商包括德州仪器（13.6亿美元）、SK海力士（13.3亿美元）、美满（11.8亿美元）、超微（10.5亿美元）以及安华高（10亿美元）。

5．大型半导体厂商并购整合频繁

随着物联网市场的发展，以及消费电子产品的轻薄化趋势，半导体厂商为了巩固市场优势，进一步完善现有产品线，强化自身的同时减少竞争对象，纷纷采取并购策略。根据汤森路透集团的数据，在2014年，全球半导体行业共发生472笔并购，比2013年增加了89笔，涉及金额达310亿美元，创2011年以来新高。而在2015年，预计全球半导体产业的整合并购会更加频繁。

2014年以来，半导体产业并购趋于常态，其中较受瞩目的有：联发科（MediaTek）经过长时间波折后终于合并晨星半导体（MStar）、安森美半导体收购Aptina Imaging、安华高科技（Avago）对巨积（LSI）的并购等。2015年初，国际半导体行业内又完成了多项重大收购，如英飞凌（Infineon）于1月以30亿美元收购美国国际整流器公司（International Rectifier）、莱迪思半导体在1月以约6亿美元收购硅映公司（Silicon Image）；3月，恩智浦半导体宣布以167亿美元收购飞思卡尔半导体；5月，安华高与博通共同宣布双方已达成最终协议，安华高将以370亿美元收购博通；6月英特尔宣布将以约167亿美元现金收购阿尔特拉。

在此轮并购热潮中，中国企业表现抢眼。例如，清华紫光继2013年收购展讯通信后，于2014年7月完成了对于锐迪科微电子的收购；而浦东科技也在2014年6月以6.93亿美元收购了澜起科技。2014年6月，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》，国家集成电路产业投资基金于2014年9月正式设立，从国家层面对中国集成电路发展进行扶持，掀起了中国半导体行业的投资热情。2015年1月，中国最大的封装企业长电科技与国家半导体产业投资基金、中芯国际全资子公司芯电半导体共同出资成立长电新科，再由长电新科与产业基金共同成立长电新朋，以7.8亿美元收购新加坡星科金朋，依靠国家基金的帮助，长电科技仅出资2.6亿美元即完成了这次海外并购，实现了技术和资本的快速提升，得以与行业龙头日月光进行全球竞争。

二、世界半导体产业链发展及其布局动向

1．设计业——中国大陆厂商快速发展

自1982年美国诞生第一家半导体设计公司以来，半导体设计业得到了长足的发展。其主要原因在于半导体制造对于资金、技术的要求极高，一般的厂商根本无法承受，相对而言设计业对于资金、技术要求较低，而代工业的出现进一步降低了设计公司进入半导体领域的门槛。同时，大量原有的垂直整合制造厂商（IDM）纷纷进行轻晶圆厂（Fablite）、无晶圆（Fabless）厂的转型。

进入21世纪之后，设计业的整体表现明显超过半导体整体行业。据IC Insights的数据，自1999年至2014年，设计业销售额从约99亿美元成长至约841亿美元，复合年均增长率约为15%，与之相比，半导体整体销售额的复合年均增长率约为5%，而垂直整合制造厂商（IDM）呈现明显的周期性波动，整体复合年均增长率仅为3%，见图2。

图2   1999—2014年无晶圆及垂直整合制造公司销售额

资料来源：IC Insights，2015年4月

从设计业的区域发展来看，美国仍然是全球半导体设计龙头，据IC Insights的数据，2014年的全球前50大无晶圆厂半导体设计厂商中，美国占有19席，市场份额达到64%。

不过，中国大陆的设计产业近年来实现了快速的发展。普华永道的《中国对半导体行业的影响》2014年度报告更新版显示，中国半导体集成电路（IC）设计业收入从2003年的5.41亿美元上升到了2013年的132亿美元，增长了24倍，复合年均增长率达37.6%，占国内半导体产业比重从6.5%增长到20%。

2014年的全球无晶圆厂半导体设计厂商50强中，来自中国大陆的厂商达到9家，包括海思、展讯、大唐微电子、南瑞智芯、中国华大、中兴、瑞芯微电子、锐迪科以及全志，其中有5家聚焦于智能手机市场。而在2009年，中国大陆还仅有海思一家榜上有名。虽然，目前中国大陆的无晶圆厂设计产业规模相对较小，2014年整体市场份额约占前50大设计厂商的8%，但产业成长显著且具有策略性。

随着2014年6月中国政府发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，以及9月成立的集成电路产业投资基金，设计业在政策、资金的双重支持下更是迅速发展。展讯发布两款采用28纳米工艺的四核系统级芯片（SoC）平台；英特尔信息技术峰会上，英特尔宣布与瑞芯微电子合作的第三代SoFIA3G-R通信芯片正式发布。与此同时，一些没有知名度和一定市场占有率的厂商也正在迅速崛起，虽然产品仍处于低端市场，但是通过市场和技术积累一定能够逐渐进入高端市场。

台湾工研院IEK认为，中国大陆半导体制造业较难超越台湾地区，但是在设计业，通过政府投资进行全球性并购扩大规模，对台湾地区的设计业造成重大挑战。例如海思2013年的销售额已经达到联发科的一半，而展讯与锐迪科合并后的规模亦将超过联咏，预计至2016年，中国大陆的设计业规模可能会超过台湾地区。

2．代工业——客户寻求多元供应

半导体制造是对于资金要求最高的，即使是成熟制程的晶圆厂也需要数以亿计美元投资，而且对于中小型设计厂商而言，不仅建厂投资金额庞大，而且光凭自己的产品也无法充分利用产能，再加上晶圆厂的管理、制程研发、人才需求等，使得晶圆代工（foundry）成为产业链中的重要一环。

据Gartner公司的数据，2014年全球代工业收入总额近469亿美元，较2013年增长16.1%。这是代工业连续第三年实现16%的收入增长。有多项因素促成了代工业业务增长，包括苹果公司的供应链厂商因iPhone6与6Plus的成功而收入大增、垂直整合制造厂商（IDM）向代工的转变，以及可穿戴式设备早期采用所带动的晶圆需求等。

在前十大代工厂商中，得益于其28纳米和20纳米的先进技术，台积电（TSMC）在2014年营收达到251.75亿美元，增长25.2%，市场占有率达到53.7%；台联电（UMC）则依靠其在28纳米领域的奋起直追，2014年实现46.2亿美元的营收，排名重回第二，市场占有率为9.9%；格罗方德（Globalfoundries）年营业收入44亿美元，排名第三，市场占有率为9.4%，见表5。

虽然目前台积电在代工业显得一枝独秀，但是由于代工业的良好增长势头，英特尔、三星电子等领先IDM厂商近年来纷纷进入代工领域，而许多客户也在分散订单寻求多元供应。苹果公司就通过扩大采取分散供应商策略，让台积电和三星电子激烈竞争从而“坐收渔利”。为了苹果，台积电将14纳米制程世代改成16纳米制程，以求得产能扩充的弹性优势，而且在交货期、良品率、品质、服务等方面也都以苹果需求为优先。这也导致了其原有大客户如高通（Qualcomm）、联发科、英伟达（NVIDIA）等纷纷采取分散订单的策略，寻求台联电、格罗方德、三星电子、英特尔、中芯国际等其他代工厂的多元供应。

表5   2014年全球前十大半导体代工厂商收入情况

说明：1.三星电子包含7.45亿美元的传统代工及来自苹果公司A6/A6X/A7的收入，但不含A4/A5/A5X晶片收入。2.上海华虹宏力半导体制造有限公司，为上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司新设合并而成。

资料来源：Gartner，2015年4月

高通、联发科的各类产品从高、中、低阶分别与多家晶圆代工厂合作，目前高阶制程主要下单给台积电，但联电亦已承接部分订单，而在联电28纳米制程良率获得突破后，高通、联发科将大量订单转给了联电。而从低阶基频（Baseband）到高阶28纳米制程技术，高通、联发科则分别与格罗方德及中芯国际、华力微电子等合作。而在鳍式场效晶体管（FinFET）制程方面，由于台积电的16纳米制程推出时间略晚，高通选择三星电子的14纳米制程为第一供应商。除此之外，英伟达也已增加三星电子作为新的晶圆代工伙伴，台积电的另一家重要客户阿尔特拉则可能被英特尔直接收购，从而使台积电对于苹果公司的依赖性更高。

3．封装测试业——技术发展逐步进入新阶段

封装是对通过测试的晶圆进行切片、装片、键合、封装、电镀、切筋成型等一系列加工工序而得到的具有一定功能的集成电路产品的过程。测试则主要针对芯片、电路以及老化后电路产品的功能、性能等进行，也包括外观检测。由于测试业务主要集中在封装厂商，通常统称为封装测试业，简称封测业。

在市场和技术的推动下，集成电路封装技术不断发展，大体经历三个技术发展阶段：第一阶段是1980年之前以为代表的通孔插装（THD）时代；第二阶段是1980年代开始的表面贴装（SMT）时代，该阶段的主要特点是引线代替针脚，采用这种方式较THD插装形式可大大提高引脚数和组装密度。该阶段的主要技术代表包括小外形晶体管（SOT）、小外形封装（SOP）、翼型四方扁平封装（QFP）等。至20世纪末，在电子产品趋小型化、多功能化需求驱动下，出现了以焊球代替引线、按面积阵列形式分布的表面贴装技术。该阶段主要的封装形式包括球状栅格阵列封装（BGA）、芯片尺寸封装（CSP）、晶圆级芯片封装（WLP）、多芯片封装（MCP）等。目前，这一阶段的部分现金技术依然得到封测厂商的青睐，由于技术趋于成熟，近年来台积电、日月光、硅品等都积极布局Fan-out扇形晶圆级封装，预计采用该技术的封装市场将由2013年3亿个单位大幅成长至2018年19亿个单位，5年内成长6倍。

第三阶段是21世纪初开始的高密度封装时代。随着电子产品进一步向小型化和多功能化发展，特征尺寸越来越小，通过减小特征尺寸方式提高集成度也逐渐接近极限，为了延续摩尔定律，出现了以3D堆叠、硅穿孔（TSV）为代表的三维封装技术。利用三维封装技术，能够提高芯片在三维方向的堆叠密度，减小外形尺寸，改善芯片速度和低功耗性能。目前该阶段技术尚未成为主流，TSV尚面临制造成本居高不下、技术工艺尚不完善、业界对其发展路径态度不一等问题。

总体而言，全球集成电路封装技术的主流正处在第二阶段，并且由于技术成熟，应用普遍，预计在未来几年内总体规模仍将保持稳定，但是随着技术的进一步发展，高密度3D封装在主流器件设计和生产过程中的使用将越来越多，技术发展逐步进入新的阶段。

4．设备与材料业――进入上升通道

受益于业界朝先进制程的演进，半导体设备与材料业逐渐进入上升通道。设备方面，根据国际半导体设备暨材料协会（SEMI）2015年3月发布的数据，2014年全球半导体制造设备销售总额达到375亿美元，年增长率达到18%。2014年的总体设备订单比2013年高出8%。

按分类来看，全球封装领域设备增长最多，达到33%；测试设备销售额增长率为31%，包括光掩模制造、晶圆制造、晶圆厂设备在内的其他前端设备增长率为15%；晶圆加工设备市场同样增长15%。

从区域分布来看，除中国台湾地区以外的各大区域的设备支出都有所增长。台湾地区虽然有所下降，但仍然是最大的半导体设备市场，以94.1亿美元的设备销售额连续三年排名第一；北美市场以81.6亿美元，55%的年增长率保持第二；韩国排名第三，销售额为68.4亿美元，中国大陆增长30%，以43.7亿美元的销售额超过日本成为第四；日本和欧洲的设备销售额分别为41.8亿美元及23.8亿美元；其他地区设备销售额为21.5亿美元，见表6

表6   2013—2014年半导体资本设备市场区域分布

资料来源：SEMI，2015年3月

材料方面，2014年全球半导体材料市场销售额达到443亿美元，年增长率为3%，这也是2011年以来半导体材料市场的第一个增长。

从分类来看，2014年晶圆制造材料以及封装材料的销售总额分别为240亿美元和204亿美元。

2013年，晶圆制造材料市场为227亿美元，封装材料则为204亿美元。整体来看，晶圆制造材料年度增长6%，但封装材料则与2013年基本持平。不过有部分原因在于封装业近年来逐渐采用铜打线代替成本较高的金打线，拉低了封装材料销售额。如果不计算打线，则2014年的封装材料增长4%。

由于拥有庞大的代工和封装基地，台湾地区连续5年成为半导体材料的最大市场。2014年市场规模达到95.8亿美元，较上年增长8%；日本市场以71.9亿美元位居第二；韩国排名第三；包括新加坡、马来西亚、菲律宾、东南亚和其他较小市场在内的其他地区排名第四；中国大陆排名第五，之后则是北美和欧洲，见表7。

表7   2013—2014年半导体材料区域市场占比

资料来源：SEMI，2015年4月

三、主要国家（地区）产业发展动态

1．美国——垂直整合与设计业龙头

美国一直是世界半导体产业发展的重要驱动力量，2014年，美国半导体市场销售额达到693亿美元，较上年增长12.7%，全球市场占有率大约为20%。美国是垂直整合制造（IDM）与设计的龙头国家。总部位于美国的IDM和Fabless厂商2014年的销售额均超过全球市场的一半。其中IDM市场份额为52%，而Fabless的市场份额则达到63%，有19家厂商进入全球设计业50强。全球最大的半导体IDM厂商英特尔以及最大的设计厂商高通的总部都位于美国。

在IDM和设计业，其他地区与美国均有较大的差距。IDM领域排名第二的韩国虽然有三星电子这一仅次于英特尔的IDM大厂，但其IDM市场规模仅为美国的一半，全球占比26%，日本虽然拥有东芝等多家半导体IDM厂商，但其半导体产业近年来持续萎靡，IDM市场占有率仅为12%；设计业方面，排名第二、第三的分别是中国台湾地区和中国大陆，市场占有率分别为18%和9%，见图3。

美国半导体业界对于设计业的发展十分重视，目前，由于半导体设计复杂程度的提高，使得新创的芯片设计厂商难以获得资金、工具和相关服务的支持。为了帮助这些新创厂商，一些美国半导体资深从业人员创立了半导体产业孵化机构SiliconCatalyst，该机构于2015年5月在硅谷正式成立，是全球第一家专注于半导体产业的孵化机构，其目标是复兴硅谷的芯片设计产业，合作伙伴包括是德科技（Keysight）、比利时微电子研究中心（IMEC）、新思科技（Synopsys）、台积电（TSMC）、日本爱德万（Advantest）、欧特克（Autodesk）等，为新创厂商提供工具、办公场所、募集资金服务等。目前，该机构正在培育3家新创企业，分别专注于低成本电源芯片、2.5D堆叠集成电路以及蓝牙ID标签。

图3   2014年全球无晶圆及垂直整合制造公司市场份额占比

说明：按公司总部计算统计

资料来源：IC Insights，2015年4月

从政府角度看，美国政府一般不会对半导体产业加以直接干涉，因此，美国半导体行业协会（SIA）一直将自己定位为美国半导体产业的“喉舌”，不遗余力地游说联邦政府机构，为产业发展争取更多有利的政策支持。2015年6月，SIA连同超过250家技术、商业及研究机构，向联邦政府递交了《创新：美国的当务之急》（Innovation:An American Imperative）文件，希望联邦政策制定者能够制定一系列促进增长和创新的政策，为了维持美国的经济实力、技术领导地位以及全球竞争力。SIA还推动美国政府出台“贸易促进授权法案”（TPA），认为该法案将强化美国的半导体产业地位。

2．日本——新兴企业或成黑马

近年来，日本半导体产业一直处于低迷状态，2014年全球半导体市场增长9.9%，而日本仅增长0.1%，2015年受汇率影响，预计其销售额较2014年将下滑9.5%。

从厂商来看，2014年全球前十大半导体厂商中，日本仅余东芝和瑞萨，如果2015年恩智浦（NXP）和飞思卡尔（Freescale）完成合并，预计当年仅有东芝能够进入前10强。与之相比，1990年日本半导体业企业曾在前十强中占有6席，这个纪录至今还未有其他国家能够达到。1995年，日本在半导体前10强中的数量下降到4家，2000年为3家，到2014年的2家，日本半导体产业持续萎靡。

根据DIGITIMES Research的预测数据，日本前三大半导体厂商东芝（Toshiba）、瑞萨电子（Renesas Electronics）、索尼（Sony）2014会计年度（2014年4月至2015年3月）的收入虽然有增有降，但总体而言，它们的营益率都能够达到2008年以来的相对高点。不过受到日元贬值的影响，若与其他国家和地区的半导体厂商相比，日本的半导体厂商对全球半导体产业的影响力仍在减弱。

在日本各大IDM半导体厂商面临困境的同时，1990年创立，总部位于大阪的无晶圆设计公司Megachips却得到了长足发展，成为唯一一家进入ICInsights发布的2014年全球前25大无晶圆厂商之列的日本公司，全球营收规模约为6亿美元。目前，Megachips的主要营收来自特定用途集成电路（ASIC），但是该公司未来的成长不仅锁定日本国内的ASIC元件，而是放眼全球市场的特殊应用标准产品（ASSP）元件──特别是聚焦物联网与可穿戴式应用的传感器中枢（sensorhub）。

自2013年4月合并川崎微电子（Kawasaki Microelectronics）以来，Megachips还收购了意法半导体（STMicroelectronics）的显示端口（DisplayPort）业务，进一步增强多媒体通信解决方案及技术实力；投资了美国无晶圆厂稳压器/电源管理IC供应商Vidatronics，以取得该公司核心技术。2014年10月，Megachips宣布2亿美元收购MEMS供应商SiTime，成为MEMS领域的领导者。

3．韩国——启动半导体再跳跃计划

半导体可以分为记忆半导体以及系统半导体，其中记忆半导体主要用于储存，而系统半导体则负责运算。过去，系统半导体多用于通信设备、汽车、航空等领域，在智能手机、平板电脑等移动设备带动下，其市场需求快速成长。目前，全球半导体市场上，记忆半导体约占20%，而系统半导体占比则为80%。

韩国在记忆半导体领域长盛不衰，三星电子、SK海力士通过多年努力，奠定了韩国在存储器市场的霸主地位。以动态随机存取存储器（DRAM）为例，1990年代全球DRAM厂商达到26家，由于产能过剩，存储器市场环境恶化，价格暴跌，1997年，日本NEC、日立（Hitachi）、富士通（Fujitsu）等企业陆续退出DRAM市场，德国奇梦达（Qimonda）于2009年宣布破产，而台湾地区厂商也由于缺乏自有技术等原因逐渐萎缩，结果全球DRAM市场形成韩国三星电子、SK海力士两大龙头与美国美光抗衡的局面。而NANDFlash市场则由韩国三星电子、SK海力士、日本东芝以及美国美光为主导。目前，三星电子在两个领域市场的全球占比均超过30%。

随着系统半导体市场的迅速发展，韩国半导体产业凸显出过分依赖存储器，发展不均衡的隐忧。韩国的系统半导体产业面临人才不足、过度偏重大企业以及国内市场等问题，为了改变这种状况，韩国政府提出要在2025年前成为世界第二大的系统集成电路制造国，2014年8月，韩国启动半导体再跳跃计划，重点发展应用处理器核心架构，电源管理（PWM）集成电路，系统芯片（SoC）解决方案，以及整合式软件系统等。

在韩国制订的开发项目计划中，难度最大的是应用处理器架构设计以及电源管理IC设计，在应用处理器架构上，韩国三星电子等厂商主要使用英国ARM公司开发的ARM架构，为此，韩国厂商每年需要向ARM支付3亿多美元的专利授权费。韩国政府认为，如果能够开发韩国国产的处理器架构，将可以免去巨额的授权费开支，有助于增强韩国芯片产业的竞争力。

为了开发期整合式软件以及SoC产品，韩国将利用汽车、航空、机器人、造船、电子以及医疗产业的优势。以自动驾驶汽车为例，韩国首先会开发用于车速、距离、方向控制方面的控制软件，随后将会开发各种系统芯片，包括传感器、距离侦测、驾驶算法等，最后开发自动驾驶汽车的平台和其他解决方案。

为了推动半导体知识产权银行的发展，韩国将推动半导体厂商通过“韩国IP交易所”交易知识产权，以降低各自的研发开支，同时也为软件和系统芯片的发展，创造一个更好的环境。另外，韩国政府还将推动三星电子与中小型IC设计公司进行合作。

4．中国台湾地区——稳固产业人才队伍

中国台湾地区半导体产业为全球第二，晶圆代工及封测产业均居全球之冠。根据工研院IEK统计，2014全年度台湾地区集成电路产值达22033亿元新台币，较2013年增长16.7%。其中设计业产值为5763亿元，较2013年增长19.8%；制造业为11731亿元，较2013年增长17.7%，其中晶圆代工为9140亿元，较2013年增长20.4%，记忆体制造为2591亿元，较2013年增长9.2%；封装业为3160亿元，较2013年增长11.1%；测试业为1379亿元，较2013年增长8.9%。2015年，随着全球半导体产业的温和增长，预计台湾地区半导体产业增长速度也将减缓，但仍将保持9.3%的增长率，见表8。

表8   2010—2015年中国台湾地区集成电路产业产值

说明：2015年为预测值

资料来源：台湾半导体行业协会（TSIA）；工研院，2015年5月

台湾地区虽然处于发展黄金期，但是仍然面临人才问题。一方面，2008年开始的员工分红费用化对台湾地区原本的股票分红产生了较大冲击，对包括半导体产业在内的高科技产业人才收入造成较大影响，时至2014年台湾地区半导体产业已经逐渐出现人才短缺的问题。另一方面，中国大陆对半导体产业进行扶持，并于2014年成立产业基金，台湾地区的许多半导体人才纷纷转向中国大陆厂商，在一定程度上加重了台湾地区的半导体产业人才问题。为了稳固产业人才队伍，一方面，台湾地区半导体厂商通过加薪来稳定人才，例如联发科子公司晨星、力旺等均在2015年初大幅提高员工薪酬，另外，联咏、旭曜也都分别在2014年底启动结构性调薪。另一方面，台湾半导体行业协会向科技管理部门提出产学合作计划，由产业界和管理机构共同出资，每年投入10亿元培育半导体人才并研发尖端技术。在该计划中，部分经费将提供半导体学科领域的教授进行研发并帮助他们获得知识产权，另一部分经费则用于半导体学科领域博士研究生的奖学金。而台湾地区科技管理部门也表示将协助半导体产业培养专业人才。

四、主要跨国公司发展动态

1．英特尔——着力追赶移动芯片市场

英特尔在半导体产业一直处于领先地位，至2014年，英特尔已经连续23年排名第一。但是，由于个人计算机市场的委靡以及在移动市场的落后，英特尔在过去几年遇到了许多困难，不过，自2014年英特尔大举进入平板电脑处理器市场，并且通过补贴以及折扣等方式后，全年出货量达到4600万台，超额完成了4000万台的目标。借此机会，英特尔重启曾一度搁浅的智能手机业务，希望在移动芯片市场缩小与对手的差距。2015年3月的世界移动通信大会上，英特尔宣布将针对不同类型和价位区间的移动设备推出新的移动设备平台与产品组合。其中包括凌动x3、x5、x7处理器，第三代英特尔XMM7360LTE调制解调器，以及针对移动设备的无线连接产品。连同高端的酷睿M芯片，英特尔移动芯片覆盖了大多数类型的移动设备。

为了应对移动芯片市场的竞争，英特尔进行了详细部署：首先，英特尔与瑞芯微、展讯等中国芯片厂商合作，这两家厂商在供应链和客户群上有着广泛的积累，英特尔能够借此接触到更多中国品牌。这两家厂商基于英特尔的架构来设计产品，有助于英特尔在移动市场上迅速扩张。虽然目前瑞芯微和展讯的芯片多见于低端的智能手机、平板电脑、电视盒子，但是英特尔认为，通过向低端移动设备公司提供帮助，能够逐渐改进产品质量。其次，为了让那些低端厂商生产出更高品质的产品，英特尔为他们提供关于平板电脑和智能手机的参考设计。目前，英特尔中国团队正在加快基于英特尔芯片方案的平板及手机产品的快速上市，这里面除了参考设计外也包括一些上下游的零配件厂商备用的选择。第三，英特尔正在为合作伙伴提供“交钥匙”工程，压缩产品研发周期，让合作伙伴最短可以用6至8周的时间就能把采用英特尔芯片的产品快速推向市场。

除了力图在移动芯片市场重获竞争力之外，英特尔正着力在物联网以及可穿戴设备有所发展。2014年，英特尔重组成立了物联网解决方案事业部；2015年4月，英特尔又宣布成立新科技事业部，希望通过整合各部门研发能力，扩大内部协同效应，进而有效提升创造动能，迎接可穿戴设备市场的挑战。

2．高通——两大业务面临考验

高通成立于1985年，经过30年的发展，已经成为半导体设计行业的领军企业，控制着3G、4G的核心专利和高端芯片供应，2014年营业收入超过191亿美元。高通成功崛起的关键主要是对CDMA、OFDMA等通信源头专利的控制，而在5G、物联网标准体系中能否同样获得成果，尚未确定。高通现阶段的两大业务——授权业务、芯片业务均面临考验。

授权业务是高通的主要业务之一，当GSM技术还吸引大部分移动通信巨头的眼光时，高通敏锐地看到了CDMA的价值，并围绕其进行研发和收购。后来，CDMA成为CDMA2000、WCDMA两大3G标准的基础，而高通收购和发明的专利几乎涉及所有CDMA核心专利和外围专利。所有采用CDMA2000、WCDMA开展通信业务的厂商，无论终端厂商、设备厂商，都需要向高通支付授权费。2000年，高通开始OFDMA技术研发，2005年收购Flarion公司，成功积累了大量核心专利。2008年，第三代合作伙伴计划（3GPP）公布了第一个LTE4G标准，OFDMA成为4G专利体系核心。在此基础上，高通2007年发布的骁龙芯片，成为移动互联网市场份额最高的芯片之一。也正因为高通具有专利垄断地位，正面临着多个国家反垄断机构的调查，2015年2月，中国政府对高通作出60.88亿元的巨额罚单，并且对高通的授权方式提出5项整改要求，而高通为了保证进一步拓展中国市场，选择认罚。除中国之外，高通的授权业务还面对美国联邦贸易委员会、欧盟委员会、韩国公平贸易委员会等的反垄断调查。

在芯片业务方面，高通的主要对手包括英特尔、联发科、三星电子等业界巨头。其中最大的威胁来自高通原本第二重要的合作伙伴——三星电子。三星电子的大多数机型原本使用高通的芯片，但是2015年3月，三星电子发布的最新旗舰机型GalaxyS6开始采用自行研发的14纳米Exynos7420芯片，对高通造成重大影响。而随着ExynosM1处理器的开发研制，三星电子还将对高通的领导地位和技术优势形成进一步的冲击。受此影响，高通面临着是否要拆分芯片业务和授权业务的讨论。

3．SK海力士——紧追三星电子

SK海力士成立时间并不长，但早在1983年，其前身现代电子株式会社已在韩国创立，1996年在韩国上市，1999年收购LG半导体有限公司之后，成立现代半导体株式会社，2000年，公司剥离了电子线路设计、显示屏销售业务，2001年更名为海力士（Hynix）半导体有限公司，并对网络、通信服务、CDMA移动通信设备制造等业务的剥离。2012年，SK电信斥资约30亿美元收购海力士约21%的股份，成为公司的最大股东，同年公司名称改为SK海力士（SK Hynix）。

SK海力士刚成立时，业务重点从原有的“PC设备为中心”转移至“以移动设备为中心”，重点产品包括移动DRAM芯片、NAND闪存芯片和CMOS图像传感器等。经过三年的发展，2014年，SK海力士已是世界第五大半导体厂商，依托存储器市场，实现营业收入约为159亿美元，较上年增长26.1%，增长速度仅次于美光科技。

存储器芯片市场上原本主要有三星电子、SK海力士、尔必达三大厂商，2012年市场占有率排名第三的尔必达申请破产并被美光科技收购。目前，市场占有率最高的是三星电子，同为韩国存储器大厂，三星电子也是SK海力士最为强劲的对手。2014年12月，三星电子宣布量产LPDDR4内存，而仅过了两个月，SK海力士便在2015年2月初宣布开始量产8GBLPDDR4内存。

随着非存储器芯片市场的发展，2014年，三星电子与SK海力士均通过资源重新配置、扩大资本支出等方式，加速强化非存储器芯片业务。例如，在2013年的固态硬盘（SSD）市场，三星电子以26%的市场占有率处于领先地位，而SK海力士原本在SSD市场影响很弱，但在2014年5月，SK海力士并购美国ViolinMemory的扩充卡（PCIe card）部门，6月再购并Softeq Development FLLC旗下的韧体事业部，进军SSD市场。另外，SK海力士于2015年完成20纳米制程转换，截至2015年4月，SK海力士正在对其清州M8厂进行调整，增加晶圆生产种类。目前，M8厂专门生产非存储器芯片，主要包括CMOS238影像感测器(CIS)、电源管理IC、显示器驱动IC等。

五、世界半导体产业技术发展趋势

1．极紫外光（EUV）技术获得突破，有望走向应用

在半导体技术发展过程中，业界一直遵循着摩尔定律，即价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18至24个月便增加一倍。当工艺制程进入22纳米、20纳米时，成本相比28纳米不仅没有下降，反而升高。其主要原因在于缩小到这个工艺尺寸后，传统的193纳米光刻，包括使用浸液式、光学临近效应校正（OPC）等技术已经无能为力，必须采用辅助的两次图形曝光技术（double patterning）。这又带来两大问题：一个是光刻加掩模的成本迅速上升，另一个是工艺的循环周期延长。

极紫外光（EUV）光刻即采用波长为10至14纳米的极紫外光作为光源，从理论上看，使用EUV技术能够将曝光波长降低到13.4纳米，即使在10纳米工艺制程上也无需采用两次图形曝光技术，从而节省成本。如果EUV光刻能够进入量产，即表明摩尔定律能够持续向10纳米及以下制程顺利推进，从而推动半导体产业进入新一轮的增长周期。并且增强晶圆制造厂的信心，从而推动450纳米尺寸晶圆的应用。

虽然早在2009年，阿斯麦（ASML）就公布了EUV光刻技术，2012年，英特尔、台积电、三星电子等都对ASML进行投资以推进EUV光刻技术发展，但一直未有显著进展。直到2014年7月，英特尔成功利用EUV微影技术，在24小时内完成曝光逾600片晶圆，之后台积电也成功在一天内完成600片晶圆曝光，意味着EUV技术获得突破，有望走向应用。而ASML的EUV机台预计在2016年年底将达到每天曝光1500片晶圆的处理能力，协助厂商采用EUV设备来量产10纳米的工艺制程。

2．鳍式场效晶体管（FinFET）制程——面临技术与成本挑战

FinFET由于晶体管的形状与鱼鳍的相似性而得到该命名。这是一种新的互补型金属氧化物半导体（CMOS）晶体管。FinFET是对场效晶体管的一项创新设计，革新了传统晶体管结构，其控制电流通过的闸门被设计成类似鱼鳍状的3D架构，将原来的单侧控制电路接通与断开变革为两侧。

过去数十年，电子产品一直以CMOS平面晶体管作为主要建构材料，通过缩小晶体管的几何结构开发出性能更高、更便宜的芯片，然而，当晶体管缩小到20纳米以下时，会降低通道闸极控制效果，造成漏极（drain）到源极（source）的漏电流增加，并引发不必要的短通道效应（short channel effect），而晶体管也会进入不当关闭状态，进而增加电子装置待机耗电量。而在FinFET结构中，由于通道被三层闸极包覆，可更有效压制关闭状态漏电流。另外，三层闸极还能让设备在“开机状态”下增强电流，进而带来更低的耗电与更高的设备效能。整体而言，FinFET技术能减少晶片漏电流、提高效能并缩小晶粒尺寸，带动系统芯片（SoC）的发展。

2011年，英特尔首先推出商业化的22纳米节点工艺的FinFET，至2013年，台积电、格罗方德、三星电子等都开始积极安排FinFET的量产日程，希望能够在2014年第3季度开始量产16、14纳米制程FinFET芯片。但是，由于面临技术和成本挑战，技术方面的困难主要包括新的多重曝光（multiplepatterning）流程、芯片良率（yield）以及后端制程衔接调整。这也导致多家厂商推迟原定计划。如英特尔为提升芯片良率，比原订计划晚几个月开始导入14纳米制程FinFET芯片，至2014年底才生产，导致下游厂商Altera也将其14纳米FPGA生产日期从2014年延至2015年底。而成本则是生产FinFET芯片的另一挑战，中阶14纳米系统芯片（SoC）的设计定价约为8000万美元，大约是传统28纳米平面型晶体管设计定价的3倍，再加上其他成本，造成许多厂商只能承受28纳米芯片，对FinFET保持观望。

3．硅穿孔（TSV）——发展依靠成本和工艺路线

除FinFET之外，硅穿孔（TSV）技术是另一种实现3DIC的技术方案。硅穿孔技术采用立体堆叠方式进行开发，可缩短每层芯片间的内部连接路径，提升信号传递速度，并降低噪声与功耗，同时，也可实现更多异质功能整合，满足移动设备轻薄且多功能的严苛要求。

2014年，半导体厂商陆续将TSV立体堆叠纳入技术蓝图。目前TSV市场已经开始启动，业界对未来TSV的应用前景十分看好。其应用主要集中在两个方面：一是大数据，这个领域对芯片性能要求很高，对价格也不是很敏感；二是内存制造领域，这个领域不断追求更大的存储容量。

在技术方面，TSV的结构深度是一大挑战，立体堆叠设备需要将大于10∶1深宽比的互联结构用铜进行金属化。另外，工艺制程、刻蚀工艺等也存在难题，不过，随着技术发展，这些问题正在逐步得到解决。例如，应用材料公司推出的EnduraVenturaPVD系统能够完成连续薄屏障层和种子层的硅通孔沉积，沉积出高质量连续的铜种子层，从而打造出性能可靠的硅通孔。

对于TSV而言，更大的困难在于成本，以及业界尚未对其工艺路线的发展取得共识。因此，推进低成本的解决方案，以及促使业界对TSV与制造工艺的集成方式、集成阶段等取得共识，是TSV技术开发取得进一步进展的关键。