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半导体行业

半导体行业

半导体行业（Semiconductor Industry）是电子信息产业中的一部分，它是以半导体为基础发展起来的一个产业。半导体行业对社会的发展起着重要的积极作用。半导体行业主要由设计、制造、封装三大环节构成。

半导体是电子信息产业的核心硬件基础，包括集成电路、光电器件、分立器件、传感器等四大类。其中市场规模占比最大的是集成电路，它被称为“芯片”或“IC”，占半导体市场规模多年来保持80%以上，因此平日里谈论的“集成电路”在绝大程度上代表了“半导体”概念。半导体行业是世界各国特别是发达国家高度竞争的技术和制造领域，是全球资本竞相投入的重点领域。

1947年12月23日，美国贝尔实验室的三位半导体物理学家：威廉·肖克利（William Shockley）、沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）和约翰·巴丁（John Bardeen）研发出了世界上第一只晶体管诞生，2020年8月，中国国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》，进一步地优化集成电路产业和软件产业发展环境，深化产业国际合作，提升产业创新能力和发展质量。

半导体行业是第四产业的核心，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。经过多年的产业更新迭代以及技术改造升级，半导体产业链条已经趋向于稳定和完整化，其行业覆盖范围着如车联网、人工智能、物联网、智能汽车以及可穿戴电子设备等各种新兴领域。2024年全球半导体销售实现6276亿美元的销售额，较2023年增长19.1%，首度突破六千亿美元大关。

历史沿革

国外发展史

1947年12月23日，世界上第一只晶体管诞生，主要发明者是美国贝尔实验室的三位半导体物理学家：威廉·肖克利（William Shockley）、沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）和约翰·巴丁（John Bardeen）。1958年杰克·基尔比将几个锗晶体管芯片粘在一个锗片上，并用细金丝将这些晶体管连接起来，形成了世界上第一块集成电路。与此同时，快捷半导体（苏州）有限公司的罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）于1959年1月23日引进“平面工艺”进行金属互连。

1962年，斯泰文·霍夫斯坦(Steven Hofstein和另一位青年工程师弗里德瑞克·海曼(FredericHeiman)研究的一个项目获得成功，他们希望能制出硅绝缘栅场效应管，可用于由成千上万只晶体管构成的电路。他们公布了他们共同研制的金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。年底，在2500平方密尔( 1密尔为千分之一英寸)的集成电路芯片上可以容纳十六只MOSFET，到了1963年，RCA制成了包容几百只这种器件的芯片。

1965年时任快捷半导体（苏州）有限公司研究开发实验室主任的戈登·摩尔在写观察评论报告时，发现了每个新芯片大体上包含其前一个芯片两倍的容量，每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18～24个月内。如果这个趋势继续的话，计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。这个趋势，就是之后的摩尔定律，该定律成为许多工业对于性能预测的基础。

20世纪70年代初，英特尔制成4004微处理器系列。这只4位的4004就是第一个微处理器，它用P沟道MOS工艺制成，面积为150x110平方米尔。这种“类计算器”的产生，使MOS半导体集成电路大获发展。

20世纪90年代后，MEMS技术以半导体敏感器件和集成电路微细加工技术为基础而兴起，加上互联网和射频技术参与其中，使规定领域(包括地域)内特定目标物之间实现互联互通——物联网应运而生，并有望成为电子信息领域中规模最大的产业。

中国发展史

1956年，中国提出“向科学进军"的口号，国务院制定科技发展12年规划，将电子工业列为重点发展目标。中国科学院成立了计算技术研究所(简称“中科院中国科学院计算技术研究所”。集中全国5所大学的科研资源，在北京大学设立半导体专业。1957年毕业的第一批学生中，出现了大批人才。如中芯国际原董事长王阳元，华品集团原总工程师许居行，电子工业部总工程师俞忠钰。

1960年，中国科学院成立半导体研究所，同年组建河北半导体研究所(现为中电集团第13所)，进行工业技术攻关。1962年由中国科学院半导体研究所，组建全国半导体测试中心。1963年中央政府组建第四机械工业部(简称“四机部”)，主管全国电子工业。

1968年，中国国防科委成立固体电路研究所（现中电集团24所），这是中国唯一的模拟集成电路研究所。同年上海无线电十四厂首家制成PMOS(P型金属-氧化物半导体）电路。拉开了中国发展MOS集成电路的序幕。

1975年，北京大学物理系半导体研究小组，由王阳元等人，设计出中国第一批3种类型的(硅栅NMOS、硅栅PMOS、铝栅NMOS)1K DRAM动态随机存储器，它比美国英特尔研制的C1103要晚5年，但是比韩国、台湾要早四五年。

1986年，北京市成立第一家IC设计企业华大集成电路，同时期，长三角集成电路产业迅速发展，涌现出上海华虹、中芯国际、长电科技、通富微电、华越微电子，成为20世纪末国家集成电路重点发展的五大支柱企业。

1990年8月，国务院决定在”八五”计划(1990-1995)，半导体技术达到1um制程，决定启动“908工程"，总投资20亿元。其中15亿元用在无锡华品电子，建设月产能1.2万片的6英寸晶圆厂。

1999年中星微电子有限公司公司成立，它曾一度占据全球计算机图像输入芯片60%市场份额。

2000年后，珠三角及中西部地区开始推动集成电路发展，深圳市、武汉市分别依托深圳市海思半导体有限公司、武汉新芯等本地企业形成集聚；西安市结合本土华天封测厂和2012年引入的三星晶圆厂，迅速形成产业集聚；成都市先后引入华为、和芯微、振芯科技、虹微、华微等一批知名企业，形成集成电路集群。

2011年2月，国务院出台了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》。

2012年，无锡半导体行业协会成立，无锡市半导体行业协会是由无锡市半导体产业界从事集成电路、半导体分立器件、半导体材料和设备的生产、设计、科研、开发、经营、服务、应用、教学等单位及其他相关的企、事业单位，在自愿参加的基础上组织起来的。

2020年8月，国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》，进一步地优化集成电路产业和软件产业发展环境，深化产业国际合作，提升产业创新能力和发展质量。

分类

集成电路行业

集成电路（Integrated Circuit，IC），又称为“芯片”或“IC”，占半导体市场规模多年来保持80%以上，因此平日里谈论的“集成电路”在绝大程度上代表了“半导体”概念。集成电路是在一块极小的硅单晶片上，利用半导体工艺制作许多晶体二极管、三极管及电阻等元件，并连接成能完成特定电子技术功能的电子电路。集成电路在计算机、通讯、汽车、家电等各个领域中得到广泛的应用，同时也是现代信息产业的基础，现已成为最具潜力与生命力的产业之一。

集成电路的种类繁多，可以按集成度高低、封装形式、制作工艺、电路功能等方式进行分类，如：按电路功能划分就可以分为数字电路、模拟电路、接口电路等。相比分立元件电路，集成电路具备体积小、重量轻、寿命长、速度高、功耗低、成本低、可靠性高等特点。在信息时代，集成电路技术是最重要、最基础的技术。没有集成电路产业的支撑，信息社会就失去了根基，这也是集成电路被喻为现代工业的“粮食”的原因所在。

光电器件行业

光电器件行业是光通信产业链的上游，大量应用在宽带接入、城域和骨干传输的系统设备中。光电器件是指根据光电效应制作的器件称为光电器件，也称光敏器件。光电器件的种类很多，但其工作原理都是建立在光电效应这一物理基础上的。光电器件的种类主要有: 光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电耦合器件。光电器件行业的发展与5G通信设备、大数据中心、新能源汽车及充电桩、海洋装备、轨道交通、航空航天、机器人、医疗电子等高端领域的应用需求密切相关。

分立器件行业

分立器件行业属于半导体行业的细分行业，主要包括晶体管、二极管、电阻器、电容器等器件。这些器件在电子设备中发挥着重要作用，能够实现信号放大、电压控制、电流限制等功能。随着电子技术的不断发展，分立器件的应用领域不断扩大，涉及到通信、消费电子、汽车电子、工业控制等多个领域。由于其不可或缺的地位，分立器件行业的发展状况对于整个电子信息产业的发展具有重要影响。

传感器行业

半导体传感器的种类繁多，采用的敏感材料多数是硅、Ⅲ-Ⅴ族元素化合物，以及Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。传感器技术作为底层信息采集的终端，传感器对自然界中各类信号展示出强大的感知和捕捉能力，使得自动监测和控制成为现实。换而言之，没有传感器就没有实时测量，也没有自动控制，更没有智能系统。传感器的种类繁多，可按照工作原理、所用材料、待测对象、应用领域等进行分类。其中，按材料的物理化学性质可分为导体传感器、绝缘体传感器和半导体传感器。半导体传感器是其中应用最广泛的一种传感器，利用半导体的各种物理化学性质制成，被广泛应用于工业控制、各类环境监测、医疗康养和生物工程学等领域中。

半导体行业特点

科技含量高

半导体行业凭借着高技术、高投入的特征成为行业内的上游产业，在影响着其他产业的同时获得了极高的附加值；半导体企业的科技含量还体现在研发能力上，依赖人才、资金以及知识产权的共同作用。

经济效益

半导体产业具有巨大的经济带动效应，主要体现在外延产业经济规模的巨额放大。全球半导体联盟早在2012年对半导体的外延经济效益进行测算，数据显示2020年全球约2020亿美元的半导体规模，直接或间接带动下游产业经济总规模已高达2.7 万亿美元。

集聚效应

半导体产业具有巨大的产业集聚效应，主要体现于作为产业链顶端发挥深度集聚和作为通用硬件基础发挥广度集聚两方面。首先，半导体产业在电子信息产业中具备主导地位，其集聚资源将对中下游环节具有较强的吸引力。其次，半导体是各类电子终端得以运行的根基，半导体功能通用性可以在产品多样性中找到共同的应用价值，比如通信芯片作为连接技术的核心硬件基础，在物联网时代的应用将从传统手机终端拓展至智能制造、汽车电子、航空航天等各类新兴领域。

主要产品和应用

智能可穿戴终端

智能可穿戴终端是指可直接穿在身上或整合到衣服、配件中，且可以通过软件支持和云端进行数据交互的设备。当前可穿戴终端多以手机辅助设备出现，其中以Jawbone UP、智能手表和智能眼镜最为常见。

微机电系统

在半导体制造技术基础上发展起来的新兴领域，当前主要应用在消费电子、汽车等领域。随着产品的不断成熟，航空航天、医学和工业领域的应用也逐渐普及。

虚拟现实

是一种运用计算机仿真系统生成多源信息融合的交互式三维动态实景及动作仿真使用户产生身临其境体验的技术。

人工智能

研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

通信设备

通信设备是用于实现通信功能的设备，例如手机、路由器、调制解调器等。在集成电路中，通信设备通常需要使用高速电路、射频电路等特殊电路，以实现高速传输和频率调节等功能。

汽车电子

随着汽车产业的快速发展，半导体行业在汽车电子领域的应用也越来越广泛。汽车电子包括发动机管理系统、车身电子、车载信息娱乐系统等，常见的芯片有处理器芯片、传感器芯片、车载通信芯片等。集成电路的应用可以提高汽车的性能、安全性、便利性等。

现状

根据WSTS世界半导体贸易统计组织公开披露数据，2021年全球半导体产品规模预计已增长到5559亿美元，其中集成电路产品规模为4630亿美元，占比高达83.3%。从产品规模来看，集成电路产品规模长期占据全球半导体产品规模80%以上，为半导体产业中的核心规模市场。

根据WSTS世界半导体贸易统计组织的数据，中国半导体市场销售规模从2014年的913.75亿美元增长至2021年的1925亿美元，年复合增长率为11.23%。随着消费水平的提高、信息技术的进步和数字经济的飞速发展，中国对半导体产品的需求不断扩大，逐步成长为全球最大的单一半导体销售市场，2021年半导体销售额占全球市场的34.6%。

半导体产业的发展对中国经济增长、就业机会创造、关键技术突破和国家安全至关重要。在全球贸易保护主义升温的背景下，中国迫切需要提升芯片自给率，摆脱对以美国为主的国际技术的依赖。一方面，中国IC进出口长期存在巨额贸易逆差，芯片对外依存度高，高端芯片严重依赖进口；另一方面，根据IC insights的数据，中国IC自给率虽总体呈现上升趋势，但目前仍然处于低位，芯片自给率亟待提升。

2023年，全球半导体市场规模同比下降8.2%，进入低速发展期。海关总署发布的数据显示，2023年中国累计进口集成电路4795亿颗，较2022年下降10.8%；进口金额3494亿美元，同比下降15.4%。而根据国家统计局数据，2023年全年，中国集成电路产量为3514亿块，同比增长6.9%。中国半导体产业销售规模则达到12276.9亿元，同比增长2.3%。在全球半导体行业下行周期的大背景下，这些数据也在一定程度上反映出中国企业在努力提高本土芯片产量，以减少对进口芯片的依赖。近两三年，以美国为首的西方国家出台了一系列的禁令和举措，反而坚定了中国打造完整自主半导体产业链的决心。千百家本土企业补足产业链短板，在制作、设备、材料、EDA工具、IP、封测等环节都取得了突破，比如光刻胶实现了KrF、ArF自主供应，清洗、蚀刻、PVD/CVD等设备都有所突破。

2024年，国际半导体产业协会（SEMI）表示，2023年全球芯片需求不景气，芯片制造商缩减投资、减少对上游设备的采购，全球芯片设备销售额同比下滑1%、至1062.5亿美元，只有中国大陆和北美芯片设备销售额逆势大幅增长。其中，2023年中国大陆半导体设备支出约占世界整体的三分之一，在半导体设备领域投资366亿美元，相较2022年增长29%，占比34.43%。而北美市场，主要是美国的芯片设备销售额同比增长15%、至120.5亿美元。此外，因美国实施较为严格的芯片出口管制，日本、荷兰及中国本土公司可以从中国芯片产能大扩张中受益。

2025年2月8日，美国SIA半导体行业协会公布了由世界半导体贸易统计组织WSTS编制的全球半导体销售数据。数据显示，2024年全球实现6276亿美元的半导体销售额，这一水平较2023年增长19.1%，首度突破六千亿美元大关。SIA认为2025年全球半导体销售额会再度录得两位数百分比的增长。按地区划分，美洲、中国和亚太 / 所有其它地区在2024年的半导体销售额分别出现44.8%、18.3% 和12.5%的同比增长，但日本和欧洲分别有0.4%和8.1%的下滑。具体到更为精细的时间区间上，全球半导体销售额在2024年12月出现1.2% 环比下滑，这主要是因为非美洲市场在该月的销售额均有所回调。而在2024年四季度，全球半导体销售总额则是1709亿美元，同比增长17.1%，环比增长3.0%。

发展趋势

持续颠覆

根据摩尔定律，半导体行业以往的制胜之法即率先推出新产品并迅速扩大生产，以保持领先地位。这自然使得企业对工程创新和运营效率保持高度关注。近期，该模式却受到了行业颠覆性因素（如由新技术驱动的新终端市场、内部拥有芯片设计能力的客户以竞争者身份出现，以及全球贸易动态和投资）的挑战。此类因素早在疫情出现之前便已存在，并迫使半导体企业反思自身产品、运营模式和能力。疫情放大了其中许多因素，从而加速了行业变革。鉴于整个半导体行业不断演化颠覆，企业应首先明确自身转型的最终目标，而不是无完整计划便贸然转型。企业在为转型而变革运营模式，采用新兴数字化能力或招揽新型人才时，这一点显得尤为重要。

开拓市场

半导体企业的转型计划往往由销售与营销团队主导，其重点是向新技术驱动型市场拓展，并赢得竞争优势和市场份额。推动业务转型的关键技术包括集成人工智能、边缘计算、5G通信以及物联网产品和/或服务。这些技术不仅代表当前拓展的目标终端市场，还代表将为其拓展提供支持的能力。客户体验是在新市场获得新客户的关键，行业应给予重点关注。

创新模式

半数受访企业计划向客户推出集成或捆绑式解决方案，或提供更多“X即服务”模式，以取代芯片行业传统的一次性产品销售模式。近半数受访企业拟引入基于用法的收入模式、订阅收入模式或成果导向型收入模式。硬件公司（包括芯片和设备制造商）甚至已着手打造非传统模式。软件行业初次采用此等方法的时间可追溯至10~15年前。

数字化普及

半导体企业纷纷提升自身数字化部署、技术和协作能力，以期在转型进程中变革运营模式，从而支持产品组合、服务及市场的持续拓展。半导体企业在着力制胜和提供解决方案以赋能先进数字化技术（如人工智能、边缘计算）的同时，还应在企业内部采用相关技术，从而培养开展转型的必备能力（数据可见性、高级分析以及流程自动化），产品开发是半导体行业的关键能力。鉴于销售与市场营销通常充当转型发展的排头兵，因此，转型目标应着力确保产品开发顺应市场变化，从而在恰当的时机推出合适的产品。

知名企业

美国是电子工业强国，也是全球半导体技术最领先的国家，拥有众多知名半导体企业，比如英特尔、TI、AMD、飞思卡尔和Qualcomm等。日本代表商主要有东芝、Renesas、日本电气、索尼、Matsushita、Sharp和Elpida。韩国拥有三星电子、SK海力士。欧洲拥有ST意法半导体、英飞凌(2006年分拆出Qimonda)和NXP等。