特种集成电路行业分析报告

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1、特种集成电路行业分析报告重点支持工业机器人、建筑、医疗等特种机器人、高端仪器仪表、轨道交通装备、高档五轴数控机床、节能异步牵引电动机、高端医疗装备和制药装备、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶等高端装备生产，实施智能制造、智能建造试点示范。研发推广城市市政基础设施运维、农业生产专用传感器、智能装备、自动化系统和管理平台，建设一批创新中心和示范基地、试点县。鼓励龙头企业建设互联网+协同制造示范工厂，建立高标准工业互联网平台四、加快新材料产业强弱项。推动建立适应新业态新模式发展特点、以信用为基础的新型监管机制。规范行政执法行为，推进跨部门联合双随机、一公开监管和互联网+监管，细化量化行政处罚标

2、准。一、 集成电路行业概况半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，主要应用产品包括集成电路、分立器件等。其中集成电路又称芯片，具体指将一定数量的常用电子元件（如电阻、电容、晶体管等）以及其间的连线，通过半导体工艺集成为具有特定功能的电路。集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、性能好等优点，同时成本相对较低，便于大规模生产。近年来，随着全球信息化潮流的不断推进，集成电路的应用领域及市场规模均实现了高速扩张，逐渐成为全球经济的核心支柱产业之一。根据世界半导体贸易统计组织（WSTS）统计，集成电路的市场规模在2021年达到4，63002亿美元，其中亚太地区拥有全球最大的集成电路产业

3、市场。目前集成电路产业的全球化分工协作特征较为明显，同时产业存在向中国等发展中国家和地区转移的显著趋势。近年来，伴随包括通信、工业控制、消费电子等下游行业对需求的快速拉动，以中国为代表的发展中国家集成电路总体需求不断提升。根据中国半导体行业协会（CSIA）统计，中国集成电路产业销售额2021年已增长至10，45830亿元。集成电路产业链主要包括设计、制造、封装及测试等环节。近年来，集成电路整体产业规模不断扩张，我国在各环节的技术研发、人才培养等方面均取得了长足的进步。2021年，我国集成电路设计环节销售额达4，51900亿元，自2015年以来持续成为规模最大的细分产业环节，标志着我国在集成电路

4、设计行业的整体竞争实力不断提升。尽管近年来我国集成电路产业迅速发展，但核心技术及高端产品领域与发达国家仍然存在一定的差距，目前集成电路仍是我国第一大进口品类，2021年我国集成电路行业全年进口总额为4，32550亿美元，出口总额仅为1，53790亿美元。近年来，集成电路的进出口持续呈现逆差且整体规模较大，体现出国内集成电路行业的发展在短时间内仍然处于追赶国际先进水平的进程中，集成电路产品特别是技术含量较高的高端产品领域，国产化的需求较为紧迫。根据ICInsights预测，2021年至2026年，整个集成电路行业增速受到下游汽车电子、5G通信等应用场景的带动作用，市场规模的复合增速有望维持在10

5、20%，其中模拟、逻辑和存储IC市场增速将分别达到1180%、1170%和1080%，将成为集成电路细分市场中复合增速最快的三个赛道。二、 加快生物产业创新发展步伐加快推动创新疫苗、体外诊断与检测试剂、抗体药物等产业重大工程和项目落实落地，鼓励疫苗品种及工艺升级换代。系统规划国家生物安全风险防控和治理体系建设，加大生物安全与应急领域投资，加强国家生物制品检验检定创新平台建设，支持遗传细胞与遗传育种技术研发中心、合成生物技术创新中心、生物药技术创新中心建设，促进生物技术健康发展。改革完善中药审评审批机制，促进中药新药研发和产业发展。实施生物技术惠民工程，为自主创新药品、医疗装备等产品创造市场。三

6、、 增强资金保障能力（一）加强资金引导统筹用好各级各类资金、创业投资和出资产业投资基金，创新资金支持方式，强化对战略性新兴产业重大工程项目的投资牵引作用。鼓励地方设立战略性新兴产业专项资金计划，按市场化方式引导带动社会资本设立产业投资基金。围绕保障重点领域产业链供应链稳定，鼓励建立中小微企业信贷风险补偿机制，加大对战略性新兴产业的支持力度。（二）提升金融服务水平鼓励金融机构创新开发适应战略性新兴产业特点的金融产品和服务，加大对产业链核心企业的支持力度，优化产业链上下游企业金融服务，完善内部考核和风险控制机制。鼓励银行探索建立新兴产业金融服务中心或事业部。推动政银企合作。构建保险等中长期资金投资

7、战略性新兴产业的有效机制。制订战略性新兴产业上市公司分类指引，优化发行上市制度，加大科创板等对战略性新兴产业的支持力度。加大战略性新兴产业企业债券发行力度。支持创业投资、私募基金等投资战略性新兴产业。（三）推进市场主体投资依托国有企业主业优势，优化国有经济布局和结构，加大战略性新兴产业投资布局力度。鼓励具备条件的各类所有制企业独立或联合承担国家各类战略性新兴产业研发、创新能力和产业化等建设项目。支持各类所有制企业发挥各自优势，加强在战略性新兴产业领域合作，促进大中小企业融通发展。修订外商投资准入负面清单和鼓励外商投资产业目录，进一步放宽或取消外商投资限制，增加战略性新兴产业条目十五、优化投资服

8、务环境。（四）深化放管服改革全力推动重大项目物流通、资金通、人员通、政策通。深化投资审批制度改革，推进战略性新兴产业投资项目承诺制审批，简化、整合项目报建手续，深化投资项目在线审批监管平台应用，加快推进全程网办。全面梳理新产业、新业态、新模式准入和行政许可流程，精简审批环节，缩短办理时限，推行一网通办。（五）加快要素市场化配置充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好发挥作用。统筹做好用地、用水、用能、环保等要素配置，将土地林地、建筑用砂、能耗等指标优先保障符合高质量发展要求的重大工程和项目需求。加强工业用地市场化配置，鼓励地方盘活利用存量土地。（六）完善包容审慎监管推动建立适应新业态新模式发

9、展特点、以信用为基础的新型监管机制。规范行政执法行为，推进跨部门联合双随机、一公开监管和互联网+监管，细化量化行政处罚标准。四、 特种集成电路行业情况（一）特种集成电路的主要特点基于不同应用领域对于产品环境适应性及质量可靠性等性能指标的需求，集成电路产品按质量等级划分，通常可分为消费级、工业级（含车规级）以及特种级，其中消费级指消费电子及家用电器等应用场景，工业级指工业控制及汽车电子等应用场景，特种级指特种领域装备的各类应用场景。由于整体行业的最终应用场景及环境特征相较于其他领域更为复杂，对产品的性能要求更高、可靠性要求更为严格，因此在设计理念及核心技术、生产加工环节、市场准入资质等方面相较于

10、其他领域具有显著的区别。由于特种集成电路的实际应用环境特殊且复杂，对于芯片的安全性、可靠性、低功耗以及部分特殊性能（如抗震、耐腐蚀、耐极端气温、防静电）的要求相对较高，同时还需要具备较长的寿命周期。因此，下游用户对于产品质量以及特殊工况条件下的使用稳定性具有较高的要求，如特种领域芯片的工作温度区间一般需满足-55至+125，并需引入辅助电路和备份电路设计等冗余设计方式，设计使用寿命往往较长，产品必须全部经过多重检测工序，更注重保障产品的性能稳定及可靠性。而工业级芯片的工作温度区间一般为-40至+85（其中车规级芯片最高工作温度可以超过100），消费级芯片的工作温度区间一般为0至+70，其产品一

11、般仅需满足普通温度等工作环境下的使用要求即可，对于性能及稳定性的综合要求相对低于特种领域。特种集成电路由于需要高可靠性及安全性，因此设计需要根据不同的产品及应用环境选择合理的工艺制程。先进的工艺制程通常具有更小的晶体管尺寸，进而带来芯片性能的提升以及面积的减小，但同时会降低电路的稳定性。由于特种集成电路应用领域多为大型装备，高可靠性相较于单纯的面积缩减更加重要，因此在芯片功能设计、性能优化的同时，更需要保障产品的可靠性。在设计过程中，针对产品可能的实际工作条件和应用环境，以及在规定的工作时间内可能出现的失效情况，需要通过合理的可靠性分配并建立可靠性模型，从电路设计、版图设计、封装设计、工艺选择

12、、材料选取等角度采取相应的预防措施，使这些失效模式得以控制或消除，同时满足性能和可靠性的要求。流片方面，在进行流片之前设计厂商需要采用标准单元进行自动逻辑综合和版图布局布线，完成从逻辑到物理图形的转换。特种集成电路产品由于对产品性能需求的不同，一般无法直接采用通用的标准单元库，在与工艺厂保持充分的沟通后由特种集成电路设计厂商自行设计并提供，以保障产品对稳定性和可靠性的需求。封装方面，特种集成电路应用场景可能会涉及高低温、强电磁干扰、强振动、冲击、水汽、高盐雾浓度、高气密性要求等各类复杂工况条件，因此一般采用陶瓷封装或者高等级的塑料封装，必要时需安装散热板以满足芯片对特定工况条件的高可靠性需求。

13、而工业和消费级产品一般应用在常温等正常工作环境，通常采用工业级的塑料封装即可满足使用要求。测试方面，特种集成电路为了保证预定用途所要求的质量和高可靠性需求，所有芯片产品必须经过各种严格的环境试验、机械试验、电学实验等测试程序，包括各类功能和性能的电测试，以及针对不同鉴定检验标准的环境与可靠性试验，如低气压、稳态寿命、密封、老炼及温度循环、热冲击、恒定加速度、键合强度、ESD等，并最终形成鉴定检验报告，相较于普通工业及消费级芯片测试项目多且周期长。特种集成电路市场相对特殊，参与竞争存在一定的准入门槛，需要在保密体制、质量管理体系、研制许可等多方面取得相应的认证资质，并且需要进行定期的检查以及复审

14、，对于行业的日常管理要求较高，市场准入具有一定的壁垒，竞争成本相对较高。特种集成电路下游客户以大型集团的下属单位为主，大都建立了自身的合格供应商认证及管理体系，新进供应商往往需经历资格审查、产品试用及验证等多个环节才能成为合格供应商，并将根据产品质量等因素定期进行合格供方名单的动态管理，对技术水平及产品质量管理均提出了较高的要求。（二）特种集成电路领域细分市场规模近年来，全球经济环境存在一定不确定性，国际贸易摩擦频发亦使得国内集成电路产业受到了一定的冲击。在此背景下，国家积极出台了相关的产业政策，大力支持集成电路产业特别是特种领域产品的国产化，伴随着我国电子设计与制造技术水平的全面提升，我国特

15、种集成电路行业将迎来发展的黄金时机。根据测算，我国特种电子行业预计2021年市场规模约为3，500亿元，未来仍将呈现增长趋势，到2025年市场规模有望突破5，000亿元。随着特种电子行业国产化水平的不断提升以及各类先进技术的不断实现，特种集成电路作为电子行业重要组成部分以及功能实现的重要载体，同样面临着广阔的市场前景。特种电子行业主要包括电子元器件（集成电路及分立器件）、功能化电子组件/模块、子/分电子系统等电子产业链多种类型产品，因此行业市场规模整体较大。而特种领域集成电路仅为其中一类产品，因此市场规模远低于以上特种电子行业的总体规模，同时由于特种领域行业的特点，特种集成电路细分产品市场规模

16、尚无公开行业数据。但结合前述特种电子行业市场规模预测以及行业发展趋势等信息，可以看出随着下游需求的稳步提升、信息化水平的不断提高以及国产化的政策支持，特种领域集成电路市场将继续呈现快速增长的态势。五、 集成电路行业发展趋势以及面临的机遇和挑战（一）集成电路行业政策及市场规模的发展趋势1、下游需求增长推动国产集成电路市场持续发展目前，我国是全球主要的电子信息制造业的生产基地，也是全球规模最大、增速最快的集成电路市场。根据2021全球半导体市场发展趋势白皮书显示，中国已经连续多年成为全球最大的半导体消费市场，超过了美国、欧洲、日本等市场，进一步为国内集成电路产业的发展提供了广阔的市场空间。根据中国

17、半导体行业协会数据显示，2021年我国集成电路产业规模达到10，45830亿元。工信部数据显示，十三五期间年均增速近20%，为全球同期增速的4倍。未来，在我国经济稳健增长的态势下，在5G、云计算、物联网、人工智能、智能网联汽车等新型应用的驱动下，中国集成电路市场需求仍将持续增长。2、国际贸易摩擦为集成电路国产化带来发展机遇当前全球集成电路行业正经历第三次产业转移，世界集成电路产业逐渐向中国大陆转移，国际领先的集成电路龙头企业不断加大在中国市场的投资布局。但近年来全球经济环境存在一定不确定性，国际贸易摩擦使得部分国内企业无法实现集成电路产品及设备的进口，我国在集成电路产业链各环节实现自主安全迫在

18、眉睫。近年来在国家政策的大力推动下，我国集成电路产业快速发展，在产业链从设计到制造等各个环节都取得了长足的进步，通过自主人才培养与先进人才引入相结合的方式快速提升人才储备，并在财税征收、资金支持、配套建设等诸多方面建立了完善的政策支持体系，逐渐积累自主知识产权，力争打破国外在核心技术方面的垄断地位，逐步推动集成电路产品的国产化进程。（二）集成电路行业技术发展状况及未来趋势1、集成电路技术迭代推动高性能产品的不断发展随着5G通信、人工智能等新兴技术的应用，特别是特种领域愈发复杂的应用场景下对于信息准确采集及处理具有高可靠性的要求，大规模数据的快速准确获取、计算和存储能力成为集成电路产品设计的重要

19、考虑因素之一。同时，考虑到信息处理的复杂程度、信息传输的时效性要求以及电路集成化的发展趋势，不同电子元器件间信号的高速传输、转换以及整体适配亦成为重点发展方向之一。集成电路技术的迭代发展为高性能产品奠定了良好的技术基础。根据摩尔定律，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。因此，长期以来摩尔定律一直引领集成电路技术的发展与进步，成熟制程自1987年的1m提升至目前的7nm以下，集成电路的整体性能也随着先进制程的迭代大幅提升。在FPGA领域，随着先进制程迭代的推动，产品架构不断更新。本世纪初，Xilinx和Intel（Altera）等企业产品的计算规模

20、仅为数十万逻辑单元。2011年Xilinx发布了基于28nm工艺的产品，逻辑单元达到了七千万门级，2018年Xilinx发布了基于7nmFinFET工艺的新一代产品，逻辑单元已达十亿门级水平。在制程工艺的不断迭代中，FPGA提高算力的同时降低了功耗，减小了芯片面积，推动了芯片整体性能的提升。在高速高精度ADC领域，伴随先进工艺制程的更新迭代，产品在转换速率、信号带宽和功耗等方面得到快速的提升，应用领域也不断扩大。本世纪初，ADI和TI等知名企业大多数的高速ADC产品，转换速率尚为数十MSPS左右，仅能处理支持GSM的2G基站的信号。而2019年ADI最新发布的基于28nm工艺的高速ADC产品，

21、性能指标已经达到12位10GSPS，转换速率和信号带宽处理能力都有较大提升，并且已经具备5G毫米波频段的信号处理能力。2、集成电路系统级设计及封装成为技术发展的新趋势在2015年以后，集成电路制程的发展进入了瓶颈，7nm以下制程的量产进度均落后于预期。此外，随着器件尺寸不断减小，技术瓶颈开始显著制约工艺发展，对于整体成本和性能的提升效果亦不断削弱。集成电路行业进入了后摩尔时代，物理效应、功耗和经济效益成为了集成电路工艺发展瓶颈，单纯依靠制程的提升而实现性能提升已经难以实现，集成化成为了集成电路重要的技术发展趋势。系统级芯片设计（SoC）是在一颗芯片内部集成功能不同的集成电路子模块，组合成适用于

22、目标应用场景的一整套系统，是借助结构优化和工艺微缩等方式，采用新的器件结构和布局，进而实现不同功能的电子元件按设计组合集成。系统级芯片封装（SiP）是将不同功能的芯片和元件组装拼接在一起进行封装，封装技术的先进性将极大影响相关电路功能的实现，具有设计难度低、制造便捷和成本低等优势，使得芯片发展从一味追求高性能及低功耗转向更加务实的满足市场需求。采用系统级芯片设计或封装，可以进一步高效地实现相关电路的高度集成化，有效地降低电子信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，进一步实现性能、功耗、稳定性、工艺难度几方面影响因素的平衡，进一步提高产品的竞争力，已经成为当前业界主要的产品开发理念和方向，在特种集

23、成电路领域亦有广泛应用。目前，国际主流FPGA芯片企业逐渐形成了在FPGA芯片中加入处理器的技术路线，并形成了可编程系统级芯片的新产品路线。国内同行业企业也在系统级芯片的设计方面进行了布局，如紫光国微推出了具备现场可编程功能的高性能系统集成产品（SoPC），以现场可编程技术与系统集成芯片相结合，内嵌处理器、可编程模块、高速接口及多种应用类IP等丰富资源；复旦微电推出嵌入式可编程器件（PSoC）产品，采用28nm工艺制程，内嵌大容量自有eFPGA模块，并配置有APU和多个AI加速引擎。六、 加快节能环保产业试点示范实施城市绿色发展综合示范工程，支持有条件的地区结合城市更新和城镇老旧小区改造，开展

24、城市生态环境改善和小区内建筑节能节水改造及相关设施改造提升，推广节水效益分享等合同节水管理典型模式，鼓励创新发展合同节水管理商业模式，推动节水服务产业发展。开展共用物流集装化体系示范，实现仓储物流标准化周转箱高效循环利用。组织开展多式联运示范工程建设。发展智慧农业，推进农业生产环境自动监测、生产过程智能管理。试点在超大城市建立基于人工智能与区块链技术的生态环境新型治理体系。探索开展环境综合治理托管、生态环境导向的开发（EOD）模式等环境治理模式创新，提升环境治理服务水平，推动环保产业持续发展。加大节能、节水环保装备产业和海水淡化产业培育力度，加快先进技术装备示范和推广应用。实施绿色消费示范，鼓

25、励绿色出行、绿色商场、绿色饭店、绿色电商等绿色流通主体加快发展。积极推行绿色建造，加快推动智能建造与建筑工业化协同发展，大力发展钢结构建筑，提高资源利用效率，大幅降低能耗、物耗和水耗水平。七、 营造良好投资氛围各地区各部门要积极做好政策咨询和宣传引导工作，以线上线下产业招商会、优质项目遴选赛、政银企对接会、高端论坛等形式加强交流合作，增强企业投资意愿，激发社会投资创新动力和发展活力，努力营造全社会敢投资、愿投资、善投资战略性新兴产业发展的良好氛围。八、 加快高端装备制造产业补短板重点支持工业机器人、建筑、医疗等特种机器人、高端仪器仪表、轨道交通装备、高档五轴数控机床、节能异步牵引电动机、高端医

26、疗装备和制药装备、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶等高端装备生产，实施智能制造、智能建造试点示范。研发推广城市市政基础设施运维、农业生产专用传感器、智能装备、自动化系统和管理平台，建设一批创新中心和示范基地、试点县。鼓励龙头企业建设互联网+协同制造示范工厂，建立高标准工业互联网平台四、加快新材料产业强弱项。围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定，加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。实施新材料创新发展行动计划，提升稀土、钒钛、钨钼、锂、铷铯、石墨等特色资源在开采、冶炼、深加工等环节的技术水平，加快拓展石墨烯、纳米材料等在光电子、航空装备、新能源、生物医药等领域的应用。