来源：雪球App，作者： 六道沉沦，（https://xueqiu.com/4938501744/190453717）

芯片系列全四篇导航：

半导体芯片行业的投资逻辑（一）

半导体芯片产业投资底层逻辑系列（二）

半导体芯片行业的投资逻辑（三）

半导体芯片行业的投资逻辑（四）

第一篇文章里我们对集成电路做了一些基本的介绍，集成电路主要分为两大块

1，数字集成电路，主要包括：逻辑器件，储存器件，微处理器。

2，模拟集成电路，主要包括信号链芯片，数字信号处理芯片。

如下图所示

展开来讲，首先是逻辑芯片，逻辑芯片目前是市场应用范围最广的，而且随着物联网，云计算，AI等行业的发展，对逻辑芯片的需求会越来越大。

逻辑芯片主要包括CPU、GPU 等通用处理器及FPGA、CPLD等专用性较强的逻辑芯片；除了中大规模的集成电路之外，小规模的寄存器、锁相器等逻辑器件也占有一部分的市场。逻辑芯片在世界范围内都具有广阔的需求，2019年占整个半导体行业的市场份额超过1/4，占集成电路全部市场份额近1/3。

 CPU 芯片 

CPU 就是中央处理器，主要应用在计算机上，比如我们常听到的酷睿i5，酷睿i7等，CPU是芯片的集大成者，设计难度也是最大的，他最早由美国英特尔公司研发推出，目前世界上最先进的CPU技术依旧是由因特尔掌握，而在我国，走的比较靠前的是华为海思，近几年，随着国内手机等移动电子设备的需求大涨，国内在移动端芯片设计上实现了突破，华为海思基于ARM架构的移动芯片设计水平已经进入到了世界前列。

我国自 2001 年开始启动处理器设计项目，至今也有近20年了，产生了以中科龙芯、天津飞腾、上海申威、上海兆芯等为代表的国产 CPU，虽然国产 CPU 近几年呈现百花齐放的局面，但其性能与国外相比还有一定的差距，应用领域还十分狭小，这就造成我国在高性能处理器方面仍然依赖于进口。

 GPU芯片 

GPU芯片最初的应用是处理图形数据，与CPU相比，其并行处理的能力更加强大。

GPU 总共有三家上市公司：

1，景嘉微（已上市）：国内唯一一家聚焦GPU业务的上市公司，2014年完成的首款65nm工艺制程的GPU流片，是国内首款具有完全自主知识产权的高可靠图形处理芯片，面向车船机载市场。其后景嘉微还相继推出了适用于电脑、工作站的大众化产品，兼容支持国产CPU与国产操作系统。

2，航锦科技（已上市）：2020年2月21日，航锦科技披露其旗下的长沙韶光GPU产品由最初满足军用需求，逐步进入民用领域，已能满足日常办公、娱乐需求。

3，天数智芯（未上市）：2020年底，成立仅5年多的天数智芯实现了7nm工艺的GPGPU云端训练芯片“点亮”，其公布的算力达到147TFlops，是目前市场占有率最高的NvidiaA100芯片同等精度下算力的近两倍。天数智芯的产品可以适用于计算机视觉、智能语音和智能推荐等多个应用场景。

4，摩尔线程（未上市）：2020年10月创立至今已吸纳由深创投、红杉资本中国基金、GGV纪源资本领投的数十亿投资，颇受资本青睐。据摩尔线程官网介绍，公司致力于构建中国视觉计算及人工智能领域计算平台，研发全球领先的自主创新GPU知识产权，并助力中国建立本土的高性能计算生态系统。

5，沐曦集成电路（未上市）：该公司成立于2020年9月，其研发核心成员拥有平均超过十五年的GPU行业芯片研发和产品化经验，是公司的核心竞争力。自2020年11月起沐曦获得过亿元级别的天使轮投资、红杉领投的数亿元

pre-A轮融资、数亿元的PreA+轮融资。

 FPGA芯片 

FPGA的中文名称是现场可编程逻辑门阵列，是一种可以对电路功能进行编程定义的半定制电路。由于其可以无限次编程的特点，FPGA具有开发时间短、延迟低、能耗低的优点，被广泛应用在视频图像处理、通信、数字系统模数转换、嵌入式系统等行业。由于FPGA的可编程性，其在人工智能行业也有一定的应用，虽然单块FPGA的计算能力没有GPU强大，但设计者可以很方便地将通用结构的FPGA芯片构造成一个规模宏大的并行的计算结构，满足应用需求。

据Gartner统计，2019年中国FPGA市场规模为176亿元，预计到2023年中国FPGA市场规模将接近460亿元，增长远高于世界水平。

全球市场主要被美国Xilinx、Intel两家企业垄断，市占率分别为49%和34%；国内FPGA市场国产率低于1%。在先进FPGA 芯片领域，我国企业的产品与美国企业的产品还存在代差，所以FPGA市场存在着很大的国产替代机会，FPGA行业技术比较好的公司有：

紫光国微：国内民用FPGA龙头企业，其子公司紫光同创开发出了中国第一款自主产权千万门级高性能FPGAPGT180H，2020年2月，采用28nm工艺的新一代千万门级FPGALogos-2系列上市。据紫光同创官方测试数据，新一代28nm芯片相对于40nm工艺的第一代产品性能提升50%，总功耗降低40%。紫光国微的产品主要面向民用，其FPGA产品已经被应用于视频图像处理、工业自动化、消费电子等终端设备。

安路信息科技：是国内少有的同时具备FPGA芯片硬件和FPGA编译软件自主研发能力的公司，目前正在攻坚28nm制程FPGA。公司于2015年获得了创维、士兰微等业内公司或上下游公司投出的B轮融资，预计将于2021年冲刺科创板。

高云半导体：公司开发自主IP的FPGA芯片产品。该公司自2015年一季度量产出国内第一块产业化的55nm工艺400万门的中密度FPGA芯片，发展至今已经拥有两个产品家族共10余个系列的产品。截至2021年3月初，高云半导体及各投资机构未向外披露公司融资信息，但通过媒体及行业报告可以看出，高云半导体自2019年起陆续在多个市场实现大批量出货，涵盖工业、通信、安防、汽车等领域。

复旦微电子：面向军用需求的复旦微电子已经于2019年初实现28nm大规模亿门级FPGA产品的量产，根据其在上交所披露的数据，目前复旦微拥有28nm工艺制程的FPGA产品数十款，更先进的14/16nm制程十亿门级FPGA产品也在研究进程中，预计将于2021-2022年进行产品流片，于2022年提供产品初样，将在2023年实现产品量产交付。

杭州加速科技：2020年底获得小米旗下基金投出的近亿元B轮融资，2021年2月再次获得了小米集团的战略投资。公司以FPGA设计、高宽带通信架构开发、数字信号处理、高精度模拟技术为基础，将相关技术应用于高性能计算及半导体测试领域，目前推出了国内首台250Mbps及以上高性能数字混合信号测试系统解决方案。

 AI芯片 

按照任务划分，AI芯片可以分为训练芯片和推理芯片；训练芯片用于完成深度学习大数据量的运算，对芯片的算力、精度和通用性要求较高；推理芯片进行的是对成熟模型算法的一种执行，不需要进行大量的运算和过高的精度，对能耗、成本等大规模应用层面的考量更多。

目前业内比较常用的训练芯片是CPU与GPU或FPGA等协同的异构运算组合，我国企业在这三种芯片的设计水平都与行业前列有较大的差距。目前只有华为海思、寒武纪、天数智芯、燧原科技等企业在云端推理芯片有产品推出，涵盖ASIC、GPGPU等多种芯片由于起步时间较晚，我国在GPU和FPGA芯片领域都处于追赶行业发展的进程中。因此发展用途较为单一、开发难度较小的ASIC芯片，把计算单一化，在一个方向上专精可以使我们在人工智能计算领域实现弯道超车。ASIC芯片上国内目前就寒武纪一家公司做的比较好。

寒武纪的芯片目前已经应用在云端服务器、边缘计算设备、终端设备等多个应用场景。华为海思自2017年起发布的麒麟970和麒麟980均搭载了寒武纪提供的AI芯片，根据使用这两款处理器的手机销量来看，寒武纪提供的AI芯片至少已经在过亿台手机中被应用。

 存储芯片  

存储芯片的设计和制造是我国芯片领域最为薄弱的环节之一，除了在市场占有率5%左右的Flash闪存芯片中拥有少数企业布局之外，其他常见的存储芯片基本都由三星、东芝、美光等老牌存储芯片企业垄断。

存储芯片的分类如下图：

存储芯片在此不展开来讲，后面在讲相关个股的时候再谈，目前在集成电路市场，动态RAM和静态RAN的市场份额比较大，国内玩家不多，大部分都被国外的公司垄断，国际三家头部公司三星电子，SK海力士和美光科技合计市场占有率超过95%，所以这一块的国产化替代很有前景。

 模拟芯片 

随着5G的加速普及，5G的一大应用方向物联网也进入了发展快车道，也带动相关芯片的发展。在物联网的领域，模拟芯片具有不可撼动的重要地位。

物联网主要依赖5G、蓝牙、窄带通信（NB-IoT）等通信芯片。具体来看，车联网还涉及到各类传感器；智慧家居涉及到无线供电芯片、微控制器、传感器等。这些芯片绝大多数都是模拟芯片，我国在这一领域的企业众多，发展水平也相较逻辑芯片、存储芯片更为成熟。截至2020年底，有16家模拟芯片相关业务的企业已经上市。但诸如电源管理芯片、射频芯片等细分门类，国外厂商德州仪器（TI）、亚德诺（ADI）的市场占有率在短期内还不太有可能被撼动。

在模拟芯片中，国内关注度相对较高的是用于通信基站的相关芯片。一个5G基站中包括基带芯片、射频芯片、功率放大、光通信芯片等多个组成部分。

国内建设如火如荼的5G设施中，射频放大、光通信芯片都属于模拟芯片，是决定接入网和承载网质量的关键器件。国内上市公司中芯海科技、华润微电子、昆腾微等都是这一领域的供应商。目前还有艾为电子、帝奥微电子等正在筹备上市。

另外比较优秀值得关注的还未上市的公司有翱捷科技ASR，诺领科技，奇芯光电，这些公司都获得了巨额的投资。

 微处理器 

目前行业内对微处理器和逻辑电路的分类界定比较模糊，为方便区分，在微处理器部分我们主要介绍功能相对单一的MCU、MPU、DSP、AP/BP等元件。

DSP 国内已经比较成熟，我国在近十年前就已经推出过比肩世界水平的芯片，没啥太多的投资机会，六哥就不讲了。

MCU：MCU又叫单片机，是一种微控制单元。MCU集成了CPU、RAM、ROM及对外接口等，广泛应用于汽车电子、工控/医疗等领域。

目前中国MCU市场格局还是以外国厂商为主，高端MCU几乎没有国产化产品选择，国内厂商仅能够部分中低端应用。

同时，MCU在国内存在多家公司竞争的局面，与其他高端芯片由两三家公司绝对垄断的市场环境大不相同。

通过图表可以看出，国内市场占有率前9名的公司只有新唐电子一家来自中国台湾，其他公司全部为外国公司。

目前国内MCU企业业务发展较好的有兆易创新、中颖电子、上海贝岭。其中中颖电子在小家电MCU市场占有率排名靠前，根据CSIA数据，2017年中颖电子占据小家电MCU的19.8%的份额，排名第三，与排名前两名的公司市占率差距在3个百分点之内，超越的可能性很大。

 AP/BP  

AP指应用芯片（ApplicationProcessor），BP指基带芯片（BasebandProcessor），一般都存在于手机或有对外通讯需求的设备中。AP指的是CPU中负责运行系统及程序的处理核心；BP负责承担对外通信的任务。

国内负责设计AP芯片的厂商在前文已经提到，此部分介绍国内部分基带芯片厂商。根据StrategyAnalytics的数据显示，在这一市场，国内的华为海思和紫光展锐营收分别占世界42%和12%，华为海思以87亿美元营收排名世界第一。

未来展望：

据国家统计局数据显示，2020年全年中国集成电路累计产量达到2614.7 亿块，较2019年增长29.6%；国内产能呈现高速增长的同时，依然无法满足增长的需求，据海关总署披露的数据，2020年中国进口集成电路5435亿块，同比增长22.1%；进口金额3500.4亿美元，同比增长14.6%。

分行业来看，根据中国半导体行业协会统计，2020年我国集成电路产业销售额为8848亿元人民币，同比增长17%。其中，设计业销售额为3778.4亿元，同比增长23.3%；制造业销售额为2560.1亿元，同比增长19.1%；封装测试业销售额2509.5亿元，同比增长6.8%。

目前我国基本具备了中高端逻辑芯片、中低端存储芯片、中低端模拟芯片的制造能力。逻辑芯片制造领域，中芯国际利用现有DUV设备开发的“N+1”、“N+2”两种工艺已经在14纳米制程上有了全方位的进步，距离7纳米工艺标准仅一步之遥，结合中芯国际2021年初与ASML签订光刻机采购大单来看，虽然高端EUV光刻机短期内仍无法进口，但其基于DUV光刻机的14纳米和准7纳米产能将进一步扩大，对满足内需起到很大的帮助。

存储芯片制造方面，紫光在国内有多个芯片制造厂在建，主要生产DRAM芯片；合肥长鑫也在中高端DRAM芯片制造技术上持续研发，已经突破19纳米制程，基本能够进行中端DRAM芯片的制造。在模拟芯片制造领域，华润微电子、士兰微电子、华虹微电子等企业已经拥有设计、生产、封装流程经验，目前华虹正在筹划扩建无锡芯片制造厂，华润微电子在重庆的基地也计划扩产，在模拟芯片制造产能方面未来将出现不小的提升。

在14纳米及更成熟的工艺范围内，中国大陆的芯片制造企业将会受益于国产化替代的浪潮，拥有来自国内芯片设计企业的源源不断的订单，其销售收入的增长将与产能的提升同趋势增长，在很长的一段时间内，国内芯片制造企业会处于产能供不应求的情况下。

另外，我国在芯片的制造设备上与国外还有很大的差距，设备产业发展现状将会留在后面的个股分析中介绍。

今天讲了整个集成电路里面的核心器件的发展状况和应用前景，认真理解吸收对于掌握我国当前芯片行业的发展现状有很重要的帮助，也对日后分析从事研究开发相关产品技术的公司有很大参考作用。

士兰微，闻泰科技，富满电子，明微电子，中颖电子，上海贝岭，中芯国际，北方华创，韦尔股份，长电科技，通富微电， $卓胜微(SZ300782)$  ，三安光电，中环股份，华天科技， $兆易创新(SH603986)$  ， $紫光国微(SZ002049)$  ，紫光股份，澜起科技