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2018年我国集成电路及LED 照明行业经营特征、利润水平及影响因素分析(图)

          (一)行业技术水平及技术特点

            1、技术水平

            近年来,在国家产业政策及行业密集投资的双重驱动下,我国集成电路产业技术水平快速提升,技术创新步伐不断加快。在集成电路设计方面,随着国内部分集成电路设计企业的整合并购,我国集成电路设计企业整体实力得到进一步提升。就模拟和混合信号集成电路设计而言,行业内大部分企业已采用0.50-0.13μmBCD 制造工艺;在集成电路制造方面,国内中芯国际、上海华力微电子等晶圆生产线陆续达产,芯片制造技术不断提升。近年来,国内芯片制造企业如上海华虹宏力逐步开发出适用于国内消费类电子、智能卡、电源管理、工业控制和LED照明等终端芯片应用的特色工艺。在集成电路封测方面,随着近年来长电科技、通富微电等企业产业并购的推进,国内各大封测企业在封装技术和工艺方面又跨出新的一步,部分技术已达到世界封装领域的先进水平。

            2、技术特点

            LED 照明驱动芯片承载着复杂LED 控制运算功能的集成电路元件,在设计与生产上具有较高的技术规格,是决定LED 灯长寿命、高节能、无频闪的关键因素。就LED 照明驱动芯片技术而言,主要技术特点包括各类恒流控制方法,如脉波宽度调制(PWM)输出LED 照明驱动芯片、准谐振模式驱动Buck 转换器、线性恒流驱动芯片、低谐波、开关调色等调节方法,满足客户对高性能、高光效、小尺寸和低成本LED 照明驱动芯片的要求。近年来随着智能照明应用的逐步推广,LED 光照品质的提升和智慧照明系统集成成为LED 照明应用的技术发展热点。

            (二)行业特有的经营模式与特征

            1、行业特有的经营模式

            集成电路产业链主要由集成电路设计、制造、封装和测试等环节组成。根据集成电路设计企业是否自建晶圆、封装及测试生产线,集成电路设计企业主要可分为IDM 模式和Fabless 模式。具体情况如下:

            ①IDM 模式

            IDM 模式即垂直整合制造模式,是指企业除了进行集成电路设计之外,还拥有自己的晶圆厂、封装厂和测试厂,其业务范围涵盖集成电路设计、晶圆制造、封装及测试等环节。由于该模式对企业的资金实力、研发力量、工艺水平、组织管理等要求较高,采用IDM 模式的企业均为技术、资金实力雄厚的全球芯片行业巨头,如Intel(英特尔)、TI(德州仪器)、Samsung(三星半导体)等。

            ②Fabless 模式

            参考观研天下发布《2018年中国集成电路市场分析报告-行业深度分析与发展趋势研究

            Fabless 模式即无晶圆生产线集成电路设计模式,与IDM 相比,指仅仅从事集成电路的研发设计和销售,而将晶圆制造、封装和测试业务外包给专门的晶圆代工、封装及测试厂商的模式。由于无需花费巨额资金建立生产线,Fabless 厂商可以集中资源专注于集成电路的研发设计,具有“资产轻、专业强”的特点。

            Fabless 模式使得公司能在资金和规模有限的情况下,充分发挥公司的研发能力,集中资源进行集成电路的设计和研发。当今国际上大量知名集成电路企业采用Fabless 模式,如高通、AMD、苹果公司、飞思卡尔、联发科技等。国内芯片行业中的领先企业如华为海思、展讯通信、华大半导体、大唐半导体、中兴微电子等,以及国内芯片行业上市公司如全志科技、北京君正、富瀚微等均采用Fabless 模式。

            传统的半导体厂商集合了设计、生产加工、封装、测试等业务流程。IDM模式曾经是半导体厂商最主要的商业模式。随着半导体产业技术发展,半导体晶体管密度不断增加,晶圆厂的建设成本也持续提高。近年,建设单个12 寸晶圆厂的投资资金已经达到数十亿美元。巨额初始投资、后续沉重的固定资产折旧和运营成本以及晶圆代工技术的成熟导致越来越多的半导体生产企业选择Fabless模式。1987 年台积电成立,仅提供晶圆代工服务,促进了Fabless 模式的形成。

            晶圆代工厂的发展促进许多芯片公司走向轻资产化,相应生产环节交给台积电、中芯国际、华虹集团等代工厂完成,这些芯片公司将业务集中在产品设计和产品销售上。除了初创企业选择Fabless 模式外,部分芯片行业巨头也逐渐从IDM 模式转型为Fabless 模式。如2008 年芯片行业巨头AMD 出售晶圆厂,从IDM 模式转变为Fabless 模式。同时,集成电路制造工艺日趋成熟,集成电路加工线可以生产各品种的集成电路产品,为设计和制造分离奠定技术基础。Fabless 模式得到了长足的发展,已成为集成电路产业里一种普遍及重要的模式。

  图:Fabless 模式

            2、行业特征

            (1)周期性

            行业的发展受到集成电路技术发展规律的影响,呈现一定的周期性。集成电路技术发展规律是指芯片性能每隔一段时间提升一倍的摩尔定律。因此,行业呈现新产品市场规模增长、旧产品市场规模下降的周期性规律。

            (2)区域性

            目前,国内集成电路设计企业主要集中于长三角、珠三角及京津环渤海三大区域。上述区域已经形成了相对完善、成熟的产业链。根据工信部《关于通过2014年度年审的集成电路设计企业名单的通知》(工信部电子[2014]477号),通过2014年度审查的413家集成电路设计企业中,珠江三角洲、长江三角洲、京津环渤海三大区域集成电路设计企业数量总和占全国数量的80%以上。

            (3)季节性

            行业存在一定的季节性波动,其中二季度、四季度收入占比超过一季度、三季度。主要原因为:下游LED照明行业受年末西方节日因素影响,四季度为销售旺季,出货量及采购量相应增加;受年初国内节日放假因素影响,部分LED厂商一季度停工时间较长,部分订单移至二季度安排生产。

            (三)行业利润水平


            LED 照明驱动芯片的利润水平受到集成电路行业利润水平及LED 照明产品行业利润水平波动的双重影响,具体分析如下:

            ① 集成电路行业利润水平影响:集成电路行业技术发展较快,产品更新换代速度较快。具有一定创新性或技术独占性的新产品在推向市场的初期,往往可以获得较高的定价,产品毛利率水平相对较高。随着竞争对手同类产品或同功能产品的不断推出,技术垄断被逐步突破,产品市场竞争将加剧,厂商往往会选择逐步调价,并最终将产品价格稳定在合理利润水平上。同时,厂商会加快下一代产品的研发及推广,通过不断向市场推出创新产品,维持整体的盈利水平。

            ②LED 照明产品行业利润水平影响:作为LED 照明产品的重要元件,LED照明驱动芯片产品利润水平及波动情况与LED 照明产品价格具有一定的相关性。LED 照明产品作为消费类电子产品,担负着替代传统光源的重要使命。传统的LED 照明产品价格随着技术进步及渗透率提升呈现逐步下降的趋势,但具有智能功能的LED 照明产品价格仍处在较高水平。相对应,通用LED 照明驱动芯片产品毛利率相对较低,智能LED 照明驱动芯片产品毛利率相对较高。


            (四)行业进入壁垒

            集成电路设计行业属于知识密集型行业,对产业化运作有着很高的要求,在技术、产业整合、客户、人才、资金及规模等方面存在较高的进入壁垒,具体如下:

            1、技术壁垒

            集成电路设计属于技术密集型行业,以 LED 照明驱动芯片产品为例,设计技术涵盖了数字/模拟集成电路、集成电路CAD、集成电路测试方法学、微电子封装技术、微机电系统、集成电路与片上系统设计等诸多领域。集成电路设计行业产品高度的复杂性和专业性决定了进入行业具有很高的技术壁垒,行业内企业核心技术积累都需要专业技术研究团队和产品开发团队长时间探索和不断积累才能获得。

            同时,由于集成电路技术及产品的更新速度很快,要求业内企业具备较强的持续创新能力,不断满足多变的市场需求。因此,行业内的后来者往往需要经历一段较长的技术摸索和积累时期,才能和业内已经占据技术优势的企业相抗衡。

            对新进入者而言,短期内无法突破核心技术壁垒。

短期内无法突破核心技术壁垒

①设计工程壁垒。合格的LED 照明驱动芯片产品不仅需要在稳定性、可靠性等通用电气性能指标上满足市场要求,同时还需要匹配下游市场种类繁多的灯具产品。因此芯片设计公司需具备从芯片、应用电路到LED 照明等全方位的技术储备及快速设计能力,对设计公司的技术积累和行业经验提出了较高要求。对后进者而言,这种积累和经验构成进入行业的壁垒。

②可靠性壁垒。芯片本身存在稳定性、可靠性技术影响。一旦出现芯片寿命过短、稳定性出现问题,电子产品将出现系统无法启动、使用寿命有限等故障,对客户带来较大损失。芯片设计公司需要经过多年的技术和市场的经验积累,才能储备大量的修正数据,确保产品可靠性。对新进入厂商而言,客户对其产品的可靠性需要做长时间的验证,产品和技术的可靠性构成其进入的壁垒。

            2、产业整合壁垒

            对于芯片设计企业而言,打通从晶圆厂、封装厂、测试厂、经销商、LED照明制造商等上下游产业链,获得整合能力,是其获得发展的前提。在上游,高端工艺晶圆生产能力不足,为确保产品质量、稳定的产能供应和成本控制,芯片设计企业需要与其主要的晶圆厂、封装及测试厂商建立紧密的合作关系。采用Fabless 模式的集成电路设计公司需经过较长时间的发展,采购量达到一定的规模后才能与主要晶圆厂、封测厂深入合作,建立起工艺设计与工艺制造的整合能力,进而拥有自主研发的制造工艺,最终确立在产业链上的关键竞争优势。


            在下游,为确保产品能顺利推向市场,需要已有客户的支持,也需要不断地拓展新客户和新渠道,积累品牌知名度。对后进者而言,市场先入者已建立的、稳定运营的产业生态链构成其进入壁垒。

            3、客户壁垒

            经过多年发展,在集成电路芯片应用的各细分市场,客户对自己认可的芯片品牌已形成较高的品牌忠诚度。由于集成电路下游客户多为大规模制造型企业,该等客户对集成电路产品可靠性、稳定性要求较高。目前,市场上的主要芯片供应商都是经过多年的积累,在激烈的市场竞争中通过诚信服务、优秀的产品质量逐步积累起公司的品牌和声誉,并且已经与客户形成了长期、互信的合作关系,新进入者通常难以在短期内取得客户认同,无法打破现有市场竞争格局。

            4、资金和规模壁垒

            集成电路设计行业具有投入大、回报周期长、风险高的特点。一方面,前期需要耗费大量资金用于技术研发和产品开发,以及行业研发人员工资水平较高,需要较多的人力成本投入。为保持技术的先进性、工艺的领先性和产品的市场竞争力,集成电路设计企业需进行持续的资本投入。另一方面,芯片产品单位售价相对较低,但芯片研发投入较大,因此企业研发的芯片产品市场销售数量需要高达千万颗甚至上亿颗才能实现盈亏平衡。相应的量级规模对采用Fabless 模式的集成电路设计企业在自身资金供给、上游晶圆制造及封装测试企业的供应体系配合、下游终端市场运营等方面提出较高的要求。对后进者而言构成了行业资金和规模壁垒。

            5、人才壁垒

            芯片设计行业是知识密集型行业。高素质的经营管理团队、富有技术创新理念的研发队伍和富有经验的产业化人才是企业高速发展、保持竞争力的重要保障。目前,我国芯片设计行业的高端技术人才相对稀缺,而优秀的管理人才和产业化人才通常都集中于行业领先企业,企业之间人才争夺激烈。对于市场新进入者,人才成为重要行业壁垒。

            (五)影响行业发展的有利与不利因素

            1、影响行业发展的有利因素

            (1)国家产业政策的支持

            国家对集成电路设计行业及 LED 照明行业的扶持为LED 照明驱动芯片产业带来了双重利好,为LED 照明驱动芯片产业发展提供了有利的外部环境。

            集成电路设计行业方面,国家通过出台了一系列财政、税收、知识产权保护等政策,支持和鼓励集成电路设计行业的发展。同时,国家还将高端通用芯片列为16 个国家中长期重大科技专项之一,与载人航天与探月工程、重大新药创制等具有同等战略意义。国家产业政策的支持促进了集成电路行业的发展、增强了企业的自主研发能力、提高了国内集成电路设计企业的整体竞争力。国家产业政策的大力支持为行业的持续快速发展提供有利的外部环境。

            LED 照明产业方面,国家陆续出台了一系列政策加大了对LED 照明产业的扶持力度,具体政策主要如下:国家发改委、科技部、工信部、环保部联合印发的《“十三五”节能环保产业发展规划》提出,要推动半导体照明节能产业发展水平提升,加快大尺寸外延芯片制备、集成封装等关键技术研发,加快硅衬底LED 技术产业化,支持LED 智能系统技术发展。国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提到,推动智能传感器、电力电子、印刷电子、半导体照明、惯性导航等领域关键技术研发和产业化,提升新型片式元件、光通信器件、专用电子材料供给保障能力。

            (2)市场需求的持续增长

            现阶段,主要应用于LED 照明行业,LED 照明行业的市场容量决定了市场需求。近年来全球能源问题的日益加重催生了低碳经济的发展,各国政府纷纷加快淘汰白炽灯的步伐,作为白炽灯替代品的LED 照明产品市场需求伴随着LED 渗透率的提高保持了持续增长的良好态势,在通用照明、景观应用等传统替代应用领域稳步增长。此外,LED 照明产品在道路、商业、家居照明等应用领域的拓展速度较快,农业照明、智慧照明等应用市场的兴起亦加速了行业带来了新的增长点。综合上述因素,LED 照明产品市场需求将在未来保持持续增长的良好态势,LED 照明驱动芯片的市场需求将保持旺盛。

            (3)我国集成电路产业链日趋成熟

近年来,全球集成电路产业的制造重心、消费市场及人才在中国快速积聚,产业重心转移趋势明显,产业链日趋成熟。①在制造环节,台积电、中芯国际、通富微电、日月光等全球主要晶圆制造企业、封装测试企业纷纷在我国建立、扩充生产线,国内原有的晶圆代工制造企业的工艺水平也得到显著提升,为采用Fabless 模式的国内集成电路设计企业提供了产能上的保障。②在消费市场方面,我国人口基数大、电子产品接受程度高、消费需求旺盛。随着国民经济和收入水平的快速增长,中国已成为全球最重要的电子产品消费市场。国内芯片设计企业凭借相似的文化背景,可以与下游厂商乃至终端客户保持顺畅沟通,提供更稳定的供应和更好的服务,充分发挥贴近本土市场的地缘优势。在此背景下,国内集成电路设计、制造、封测等方面的技术取得了明显的进步,原来由国外企业垄断的核心芯片设计技术也逐步被部分国内优秀企业攻克、掌握并成功产业化,对国外技术垄断的打破,使得我国的核心自主创新体系得以有效建立。

            2、影响行业发展的不利因素

影响行业发展的不利因素

集成电路产业人才较为缺乏

集成电路设计涉及硬件、软件、电路、工艺等多个方面,需要多个相关学科的专业人才,虽然国内集成电路设计行业已历经一段快速发展时期,但就目前及未来的发展需要而言,人才尤其是高端人才仍相对匮乏。在市场需求增长、政策支持、产业重心转移等利好因素下,产业高端人才是率领企业抓住机遇、发展壮大的关键。近年来,一些具备国际知名芯片企业工作背景或海外留学背景的高端人才也逐步回到国内,为国内集成电路产业发展带来了国际先进的理念和技术。

行业内企业资金实力不强

 

芯片设计行业周期长、投入高、工艺技术复杂,面临产品更新落后、研发失败、无法满足目标市场等风险。因此,若要在该行业保持持续的市场竞争力,要求芯片设计企业具备很强的资金实力。同时,国内融资成本较高,社会资本也因芯片制造业投入资金额大、回报周期长、短期收益低而缺乏投入意愿。目前,我国芯片设计企业的规模和资金实力与国际大厂相比差距巨大,成为制约行业发展速度的重要因素之一。

            (六)行业与上下游行业之间的关联性

            1、行业上下游

            集成电路产业链包括为集成电路设计、制造、封装、测试及下游应用产品制造。按照芯片产品的形成过程,集成电路设计行业是集成电路行业的上游。集成电路设计企业负责设计产品方案,并将芯片产成品销售给下游电子设备制造厂商。晶圆代工厂商和封装测试厂商完成芯片的制造和封装测试。

            2、上下游行业对行业的影响

            行业为集成电路设计业,是集成电路产业的源头,但由于采用Fabless 模式。因此,晶圆制造厂和封装测试行业成为上游行业。上游行业对行业的影响主要体现在技术工艺的可实现性、良品率、供货量及交货周期等方面,晶圆制造厂和封装测试的生产成本变动在一定程度上也会影响行业利润率。LED 照明产品广泛应用于家用照明、景观照明、工业照明等领域。



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