自1956年中国将半导体作为国家重要发展领域以来，今年是第66年。回顾66年的发展，半导体行业经历了风风雨雨，同时爆发出无限的活力。在中国十四五提出数字经济发展规划，针对集成电路等战略领域，半导体产业推出了一系列本土化进程，讲述了中国半导体各领域的发展进程，分析了本土化的最新趋势。本期为国产化进程专题半导体产业链第三篇文章：半导体设计。
半导体产业纵横编辑部
近几年，中国IC设计业发展迅速。
IC设计是IC自垂直分工商业模式成熟以来，制造过程中利润最高的环节，IC设计（Fabless公司)利润率和风险远优于其他环节，因为没有下游晶圆厂和包装试验厂资本投入大，空置风险高。目前国内IC设计行业已经超越封成IC产业链中占比最高的环节。
根据中国半导体行业协会数据，2021年设计行业销售额为4519亿元，同比增长19.6%；制造业销售额为3176.3亿元，同比增长24.1%；包装测试行业销售额为2763亿元，同比增长10.1%。三业比例分别为43%、30%、26%，比2014年的产业比例(35%、24%、41%)更为合理(全球三业比例约为3:4:3)。
我国集成电路产业集中度较高，主要集中在长三角、珠三角、京津环渤海及部分西部省区。
数据来源：ICCAD，制表：半导体工业纵横：
就城市而言，上海是2021年IC北京、深圳、杭州、无锡、南京、西安、成都、武汉、珠海是设计行业规模最大的城市。
从区域来看，以上海为中心的长三角洲地区2021年销售额达到了2383.3亿元，同比增长48.9%；京津环渤海地区2021年销售额为984.3亿元，同比增长76.7%；中西部地区2021年销售额为573.7亿元，同比增长40.3%。仅珠三角地区销售额下降，2021年销售额为936.2亿元，同比下降36.9%。
长三角地区是我国集成电路产业基础最扎实、技术最先进的地区。产业规模占全国一半，设计、制造、密封测试、设备、材料等产业链全面发展。中芯国际、华虹宏力、韦尔、复旦微、兰起、长电科技等公司都在长三角地区成长。
2021年IC与2020年的2218家20年的2218家增加了592家。
今年第一季度，许多上市公司都上市了IC设计公司都取得了相对较好的成绩，整体业务仍在增长。兰起科技和国民技术营业收入同比增长200%以上。
但是，也有一部分公司的营业收入在同比下降。比如汇顶科技、恒玄科技、瑞芯微等。
虽然两年内制造商数量大幅增加，但国内制造商数量却大幅增加IC制造商仍然需要面对一些实际问题。
缺乏设计能力
国内的IC设计企业在某些细分领域有一定的成长。例如内存接口IC、AIOT IC、CIS等。
内存接口IC位于服务器内存模块的核心逻辑器件CPU到DRAM在内存颗粒的命令地址总线和数据总线上，其主要功能是提高内存数据访问的速度和稳定性，满足服务器的需求CPU对内存模块日益增长的高性能和大容量需求。兰起科技于2021年10月29日宣布DDR5第一代内存接口和模块配套芯片已成功量产。在内存领域，英特尔与存领域密切合作了十多年。
AIOT IC领域，多媒体SoC芯片主要用于智能机顶盒、智能电视和AI在音视频系列等终端产品中，SoC芯片技术相当。目前国内SoC芯片工艺和解码能力与国外达到相同水平，在智能机顶盒芯片领域，国内为12nm的先进制程能力胜于国外的28nm制程。晶晨股份的多媒体SoC已被中兴通讯、创维、小米、阿里巴巴通过Google、Amazon国内外众多知名厂商应用广泛。
CIS根据市场研究机构的领域Counterpoint最新报告预测，2022年韦尔股份CIS全球业务占12.9%，稳居全球前三。手机CIS2021年，韦尔股份推出了全球最小0.61微米像素尺寸产品，应用于智能手机。
然而，中国IC高端芯片设计水平的设计企业仍赶不上国际大厂。
在CPU领域，X86架构CPU主要由Intel、AMD两家厂商垄断，总份额近100%。我国对CPU高度依赖已成为数字经济的巨大弱点，国内CPU例如，华为鹏鹏、龙芯、兆芯在技术、性能、生态建设等方面不断取得突破，但规模相对较小。智能手机AP在该领域，中国联发科、美国高通和苹果占据了该行业80%以上的份额，尽管中国海思和紫光展锐也在智能手机上AP市场有立锥之地，但受美国制裁的影响，海思的份额已达20Q4的7%下滑至21Q4的1%。
总的来说，国内的PC、应用于服务器领域CPU、GPU依赖国外厂商，国内玩家数量少，与国际巨头在性能和商业生态上还存在一定差距。
虽然长江存储已经量产了128层NAND Flash，但是DRAM、NAND Flash国产化率也不到1%。
娱乐：娱乐
分析原因，我国集成电路设计行业的发展历程非常短暂，而国际集成电路设计行业的发展历程超过30年。在这30年的领先时期，国外积累了大量的人才和资本，形成了良性循环，建立了商业壁垒和护城河。半导体行业技术更新迭代迅速，行业命题不断变化。多年来，国外大型工厂形成了技术屏障。
此外，许多国内的IC设计制造商的创始人都来自国际大型工厂，他们的产品很可能只停留在优化和改进的阶段，而不是真正的创新和迭代发展。
资本研发投资不足
国内企业的资本研发投资不足，研发占比基本都在10％～20％之间，国外IC企业约20%。国外大厂的收入远高于国内企业，这意味着国内可能有一些IC设计公司的R&D投资不如国外大厂。在半导体等高投入行业，IC投资越高，企业的长远前景越好，成本越低。
工业人才基数小，分散
国内半导体行业人才不多。去年，清华大学和北京大学相继建立了集成电路学院，这是培养半导体行业人才的重大举措。业内人士常说，IC从业者要坐得住冷板凳。根据半导体行业的规律，从业者必须在一线工作十年，才能成为某一领域的专家。但是很多人可能不会熬成专家，所以会转岗或者跳槽。如今，许多半导体行业猎头和投资者都有半导体经验。
此外，一些龙头企业选择离开龙头企业自主创业。近年来，中芯国际、紫光展锐等国内龙头企业并不少见。这也会导致国内整体IC产业链竞争力下降。
费用过多
半导体产业链上的每一家公司都需要花很多钱，IC设计公司也不例外。
流片费用
Fabless模式下，IC设计企业R&D成本巨大的黑洞是晶圆厂的流片成本。目前，5nm流片的成本需要3亿元，这只是生产。如果流片后的芯片不能达到预期性能，则应修改或直接不使用该设计方案，这意味着流片必须再次使用。以小米为例，截至2019年底，澎湃S2流片失败了六次，每次成本高达几千万元。直到现在，澎湃S2仍未推出。
2. 专利授权费
不同的IP核心代码授权和指令集授权的报价在几十万到几千万美元之间，在某些情况下会更高，但具体的交易价格也有相当大的浮动空间。一般来说，指令集和核心代码授权的成本与芯片的最终产量无关，因此这是芯片制造商的固定成本。
拥有核心技术和知识产权IC企业发展的核心竞争力，如Intel因为X86架构可以控制世界上的大部分PC移动终端处理器市场，ARM它更受欢迎。国内众多IC因此，公司在研发和生态积累方面相对薄弱IC大多数产品也用于国外IC巨头企业的结构和结构IP。
3. 开发工具成本
以EDA行业领先品牌的工具Synopsys为例，其销售的EDA工具软件通常根据功能定价。每个功能模块的报价是几万到十几万美元/年。设计复杂芯片所需的EDA功能模块往往有几十个或几百个，所以仅仅购买这个工具每年就要花费几百万甚至几千万美元。
国内替代品为国内半导体行业提供了机会
近年来，美国经常对国内半导体公司实施制裁，目前我国集成电路自给率较低，随着政府和企业的持续投资，我国集成电路行业将有巨大的市场空间，特别是进口替代市场，独立控制将成为我国集成电路行业发展的关键因素之一。5月26日，深圳发布了《关于促进消费持续恢复的若干措施》。除提到电子产品、汽车等消费品补贴外，第五条明确提出扩大信创产品市场规模。政机关、国有资产和国有企业的采购比例不得低于40%。
此外，从中央政府到地方省市，集成电路产业也出台了各种政策支持。2022年6月6日，深圳市发改委、深圳市科技创新委员会、深圳市工业和信息化局、深圳市国资委发布了《深圳市培育发展半导体与集成电路产业集群行动计划(2022-2025年)》。引进和培育三家收入超过20亿元的制造企业，集成电路产业能源水平显著提高，产业结构更加合理。
此外，国家大型基金为集成电路企业提供长期稳定的资金，科技创新委员会的成立为高科技企业提供了多元化的融资手段。
此外，国家大型基金为集成电路企业提供长期稳定的资金，科技创新委员会的成立为高科技企业提供了多元化的融资手段。
进入国内外终端制造商的供应链
很多国内IC设计师的客户遍布全球，也在一定程度上说明了行业对他们的认可。以紫光展锐为例，据Counterpoint，紫光展锐继续存在LTE产品组合驱动的低频段(99 获得美元份额。紫光展锐在99美元以下的份额从2021年第一季度的20%增加到2022年第一季度 47%。随着realme、HONOR、摩托罗拉和三星推出了展锐Tiger系列SoC紫光展锐扩大了客户群，进入了三星Galaxy A系列。
还有卓胜微，卓胜微的初始业务是数字电视和移动电视芯片，2010年以后LNA以射频开关为切入点，开始转型射频前端芯片的研发和销售，2012年后形成完善的布局，包括GPS LNA、WiFi开关、天线调频开关tuner、射频通信LNA等产品，逐渐进入三星，小米，OPPO、vivo、主要安卓品牌制造商的供应链，如华为。
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