01

美国

众所周知，一块芯片的诞生需要几十亿个晶体管，因此必须依赖EDA（电子设计自动化）软件来排布芯片里的各种电路结构和区块。

EDA领域，美国的Synopsys、Cadence、Siemens EDA三家合起来占了全球78%的市场。

设计方面，全球10大芯片设计公司，美国6家上榜，如高通、英伟达等市场份额共占比高达78%。

制造方面，美国大约拥有46%前端半导体晶圆产能的份额，同时在研发、设计、IP及半导体设备等方面都保持着领先地位。美国应用材料、泛林、科垒依次名列全球半导体设备商前五强，全球市场占有率达45%以上。

02

日本

在半导体材料市场上，日本企业主要活跃在硅片、光刻胶领域。

如信越化学和SUMCO两家企业占了近50%的市场份额，而中国大陆所有相关企业加起来不到5%。

如日本JSR、信越化学、东京应化、住友化学四家企业共占比达到82%的份额，而世界前五大光刻胶厂商总共仅拿下87%的市场份额。

半导体设备，日本企业10种设备所占的市场份额超过50%，在涂布/显影设备、清洗设备等前端半导体设备几乎垄断市场。在后端半导体设备，日本的划片机和成型器也是世界第一，此外日本还是三款重要后端检测设备的霸主。

总体而言，目前日本仍为全球提供超过50%的重要半导体材料和40%以上的半导体制造设备的国家。

03

荷兰

目前，光刻机领域由荷兰的ASML、日本的佳能及尼康，控制着全球九成以上的市场份额，其中荷兰ASML占据大约60%的市场份额。它凭尖端的光刻机技术，也是唯一一家能提供EUV高端光刻机技术的设备商。

04 

中国半导体行业如何应对挑战？

半导体材料 ：本土企业下游晶圆产线加速扩产

据前瞻产业研究院数据统计，2021年中国半导体晶圆制造材料的整体国产化率为20%-30%，其中电子特气、靶材国产化率约为30-40%；硅片、湿电子化学品、CMP耗材总体国产化率约在20-30%。随着产能利用率不断提高，国产半导体材料开始逐步放量。

硅片领域：沪硅产业率先打破僵局

沪硅产业，产品涵盖300mm抛光片及外延片、200mm及以下抛光片、外延片以及200mm及以下的SOI硅片；

立昂微，目前12英寸硅片月产6万片/月，预计年底实现满产15万片/月。技术能力已覆盖14nm以上技术节点逻辑电路；

中晶科技，主要产能集中在3~6英寸硅片，8英寸抛光片项目已投产。

电子气体：低端向高端逐步迈进

华特气体，光刻气（Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne）通过了ASML和GIGAPHOTON的认证，部分产品已批量供应14nm、7nm等产线，并且部分氟碳类产品已进入到5nm工艺中使用；

中巨芯，目前已实现6N纯度的高纯氯气和高纯氯化氢量产，产品已在中芯国际、华润微电子等多家主流客户通过认证并批量供货，打破国际垄断；

凯美特气，公司正在积极推进激光混配气在ASML认证的进度，目前已建成并投入12套电子特种气体生产及辅助装置。

光刻胶：由中低端逐步突破

飞凯材料，i-line光刻胶于今年形成销售，KrF光刻胶已有一定的技术储备，正在开发过程中；

彤程新材，第一款国产化KrF负性光刻胶2021年在中芯国际、合肥长鑫等用户形成销售；

南大光电，目前公司产品已在下游客户存储芯片50nm和逻辑芯片55nm技术节点的产品上通过认证，同时多款产品正在多家客户进行认证。

掩膜版：国产替代加速突围

路维光电，公司已掌握180nm/150nm IC掩膜版制造核心技术，已实现250nm IC掩膜版量产；

清溢光电，清溢光电 250nm 半导体芯片用掩膜版技术的 CD 精度为 50nm，位置精度为 70nm，达到国际主流水平，目前已量产 250nm 工艺节点的 6 英寸和 8 英寸半导体芯片用掩膜版；

石英股份，目前已推出从 G4 代到 G8 代的系列产品，打破国外公司的技术垄断。

具体厂家名录：（排名不分先后）

半导体设备：国产产线设备用量从“1”到“N”

美国、日本和荷兰，均为半导体技术强国，在先进半导体设备领域处领先地位。

但随着国产技术的发展趋势来看，2022年上半年国产化率高于30%的有去胶、清洗、刻蚀、CMP等设备；国产化率在10%—30%的有涂胶显影、薄膜沉积、热处理、量测等设备。未来中国半导体设备厂商有望在国内多条产线实现从“1”到“N”，实现设备品类的拓展和份额的提升。

刻蚀设备环节，国内主要参与者包括中微公司、北方华创和屹唐股份等。其中，中微公司的刻蚀设备包含CCP与ICP，目前CCP已突破7-5nm，在5nm以下也进展顺利。

光刻环节，上海微电子在90nm、110nm、280nm等制程上已全面实现国产化。2022年2月，上海微电子交付了首台2.5D\3D先进封装光刻机。按照之前的计划，28nm的光刻机将在近两年内完成交付。

CMP设备领域，华海清科是国内唯一一家实现12英寸CMP设备量产的企业，公司12英寸系列CMP设备产品已经完成批量化应用，制程上也开始向14nm推进，目前已进入验证阶段。

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EDA:多以美厂商为主，国内追赶步伐迅速

据ESD Alliance统计 ，美国的Synopsys、Cadence、Siemens EDA三家合起来占了全球78%的市场。

虽然国内的EDA设计软件行业市场集中度较低，占比不足15%。但是在部分单点仿真工具或者综合工具方面本土厂商已经具备一定竞争力，后续伴随着技术和产品的延伸布局，预计国内会在不久的将来涌现一批具备全球竞争实力的EDA软件厂商。

华大九天，目前已实现商业化产品20余种，占主流EDA工具一半以上，服务全球近400家客户；

芯愿景，EDA软件目前已在超40,000多个实际集成电路项目中得到应用，全球客户数量超过1500家；

芯华章，目前已发布了4款极具技术门槛的验证EDA产品，以及统一底层构架的智V验证平台。

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IP（专利）：高速连接未来

芯动科技，从0.13um、65nm、55nm、40nm、28nm到先进Finfet 14/12/8/7/5纳米等工艺不断跨越，提供了覆盖面和成熟度领先的一站式高速接口IP，量产芯片数量高达数十亿颗；

芯来科技，相继推出了N100、N200、N300、N/NX/UX600、N/NX/UX900等系列产品覆盖了从低功耗到高性能的各种场景需求；

锐成芯微，近年来锐成芯微在40nm等工艺节点推出蓝牙IP解决方案，并已进入量产，目前宣布在22nm工艺上推出双模蓝牙射频IP。

IC制造代工：产业转移深入显现

中芯国际，从2015年的28nm开始，14nm、N+1、N+2、到如今的7nm工艺，6年时间跨越了5个时代；

华虹半导体，华虹12英寸生产线建成投片，正式完成“8英寸+12英寸”工艺产线布局，已将制程能力提升到55nm；

华润微，12月29日，华润微电子重庆12英寸晶圆制造生产线以及先进功率封测基地实现通线。

封装测试：逐渐缩小技术差距

近年来，国内封测龙头企业通过自主研发和并购重组，在先进封装领域正逐渐缩小同国际先进企业的技术差距，同时在国际市场分工中已有了较强的市场竞争力。目前全球营收前十大封测厂商，长电科技、通富微电和华天科技三家约市占率达到20.1%。

长电科技，2022年7 月公告在进封测技术领域取得新的突破，实现 4nm 工艺制程手机芯片的封装，以及 CPU、GPU 和射频芯片的集成封装。4nm 芯片作为先进硅节点技术，也是导入 Chiplet 封装的一部分；

通富微电，已覆盖功率模块封装、高密度FCBGA封装、FOPoS/VISionS (2.5D/3D）、12”超细间距Gold Bump及AMOLED COP封装、超薄芯片多层堆叠封装。2021年，在先进封装方面公司已大规模生产Chiplet产品，7nm产品已大规模量产，5nm产品已完成研发即将量产；

华天科技，已具备2.5D Interpose FCBGA、FO FCBGA、3D FO SiP 等先进封装技术，以及基于TCB工艺的3D Memory封装技术，Double Side molding射频封装技术、车载激光雷达及车规级12吋晶圆级封装等技术和产品的研发。

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光刻机：正在被国产逐步替代

在当前光刻机几乎被完全垄断的局势下，实现光刻机的国产替代势在必行。

去年11月，华为公布消息已突破EUV先进光刻机的相关专利；

据国内媒体报道，我国哈工大近日成功突破关键技术，研发出了高速超精密激光干涉仪，目前可用于350nm到28nm工艺的光刻机样机集成研制和性能测试；

中芯国际等企业就已经获得28nm芯片自研技术的突破，大力投建工厂，扩大产能，成功补足840亿颗进口芯片缺口；

上海微电子，官方公布的消息是已经实现90nm前道光刻机的量产，并持续研发中。

综合来看，随着国产科技企业加快在半导体芯片领域的发展以后，国内对光刻机的需求也开始逐渐变大，现如今中国也已逐渐成为全球最大的光刻机市场。

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