综合篇

第一章 2021年全球半导体产业发展状况

第一节 发展情况

一、产业规模

（一）产业总体规模

世界半导体贸易统计组织（WSTS）的统计数据显示，2021年全球半导体市场规模为5559亿美元，同比上涨26.2%，延续了上涨态势。从产品类型看，传感器、集成电路和分立器件实现大幅增长，分别上涨25.6%、27.6%和26.4%。光电器件小幅上涨，上涨7%。从区域发展情况看，美洲半导体市场涨幅最为明显，2021年半导体市场总销售额为1214.8亿美元，比2020年的953.7亿美元上涨27.4%；我国依然是全球最大的半导体市场，2021年销售额达1924.9亿美元，同比上涨27%。欧洲市场2021年销售额为477.6亿美元，同比上涨27.3%。2011—2021年全球半导体市场规模及增速如图1-1所示。

从季度数据看，2021年全球半导体各季度销售额都比2020年同期有明显上升。2018—2021年全球半导体季度销售额如图1-2所示。

（二）主要企业销售额

市场研究及调查机构高德纳咨询公司（Gartner）的数据显示，2021年全球半导体收入大幅增长，总收入相比2020年增长26.3%。Gartner表示，2021年全球芯片短缺态势持续影响全球的半导体厂商，叠加原材料与物流价格的上涨，推动半导体平均售价上涨，多数厂商在2021年营业收入出现了大幅增长态势。按照收入，三星在2021年重新夺回全球排名第一的半导体厂商的地位，接下来分别是英特尔、SK海力士（以下简称“海力士”）和美光。

从营业收入增速看，增长最快的前三名是AMD、联发科、英伟达。AMD在数据中心领域继续保持强劲发展势头。2021年，AMD EPYC、AMD Instinct加速器和数据中心解决方案处理器越来越多地被云计算和企业客户采用，推动其数据中心业务收入同比翻倍增长。英伟达受益于对其GPU产品的强劲需求，2021年核心游戏业务和数据中心业务分别增长了61%和58%。联发科得益于5G手机芯片增长，其手机业务同比增长51%，超越高通，成为全球最大的智能手机芯片供应商。

英特尔是排名前十位的供应商中唯一出现营业收入下滑的企业，受芯片供应短缺及苹果转向自研芯片因素的影响，其客户端计算事业部与数据中心业务均表现低迷。此外，在PC处理器方面，英特尔与AMD和基于ARM架构的应用处理器的竞争进一步加剧，对其营业收入增长带来持续的挑战。

2021年全球排名前十位的半导体供应商收入情况如表1-1所示。

二、产业结构

（一）产品结构

根据WSTS的统计分类，半导体主要包括集成电路、分立器件、光电器件和传感器四大类。四大类产品2021年的市场规模分别为4629.3亿美元、303.4亿美元、434亿美元和191.5亿美元，市场份额分别为83.3%、5.5%、7.8%和3.4%。集成电路、传感器和分立器件销售额分别增长27.58%、25.59%和26.4%，光电器件上涨7.01%。2021年全球半导体市场产品结构如图1-3所示。

2021年，主要芯片产品销售均表现强劲，模拟电路、存储器和逻辑电路销售额分别为741.05亿美元、1538亿美元和1548亿美元，同比上涨33.1%、30.9%和30.7%；处理器的销售额为802.21亿美元，同比上升15.1%。2019—2021年全球集成电路市场规模如图1-4所示。

（二）产业链结构

从产业链环节看，2021年各产业链环节销售额均出现上涨。2021年，全球半导体垂直整合制造（IDM）产值为4073.9亿美元，同比增长21.4%；没有制造业务，只专注设计（Fabless）产值为1706.6亿美元，同比增长40%；纯晶圆代工厂销售额为881亿美元，较2020年增长24.9%；全球封装市场营业收入提升15%，达到777亿美元；全球半导体设备销售额为1026亿美元，同比增长44%；全球半导体材料市场规模达到642.7亿美元，同比增长15.9%。

（三）区域分布

从区域发展情况看，2021年全球各地区半导体销售额均有不同程度的提升。我国依然是全球最大的半导体市场，2021年销售额达1924.9亿美元，同比上升27%。美洲2021年半导体市场总销售额为1214.8亿美元，比2020年的953.7亿美元上升27.4%；欧洲半导体市场销售额达477.6亿美元，同比上涨27.3%；日本半导体市场销售额为436.9亿美元，同比上升19.8%；亚洲其他地区半导体市场销售额达1504.8亿美元，同比上升25.9%。2019—2021年全球半导体区域销售情况如图1-5所示。

三、投资情况

（一）半导体企业资本支出

IC Insights的统计数据显示，2021年全球半导体企业资本支出达到1539亿美元，同比增长36%，创下18年以来的最高增速。由于旺盛的全球市场需求带动制造生产线利用率大幅提升，企业纷纷推出扩产计划，资本支出创下历史新高。

台积电、三星和格罗方德等晶圆代工厂在资本支出上引领整个行业。台积电2021年资本支出规模提高74%，达到300亿美元，其中70%以上用于2nm在内的先进制程。台积电表示，由于晶圆代工行业竞争激烈，需继续保持高额的资本投入，2022年的资本支出将大幅提高到400亿～440亿美元，包括在中国台湾地区和中国大陆地区及美国建厂和扩产。

2021年全球主要半导体企业资本支出情况如表1-2所示。

（二）半导体设备支出

虽然遭受新冠肺炎疫情影响，但全球半导体企业并未停止扩产的步伐，龙头企业高额资本支出推动设备出货再创新高。2021年全球集成电路设备总销售额为1026亿美元，同比增长44%。其中中国大陆地区市场规模达到296.2亿美元，仍然是全球最大的半导体设备市场。其中，北美洲半导体设备厂商销售额较上年同比增长超过44.8%。在新工艺节点的驱动下，三星、台积电、英特尔等大厂均计划扩大资本支出，预计2022年半导体设备市场仍将维持较高的增长速度。

2020—2021年北美洲半导体设备出货金额及增长率如图1-6所示。

（三）半导体企业研发投入

随着工艺制程不断缩小，芯片研发成本不断上升，多数半导体企业的研发投入有所提升。2021年，全球半导体企业研发支出达到714亿美元，同比上涨13%，预计全球半导体企业的总研发支出在2022—2026年以5.5%的复合年均增长率（CAGR）增长，2026年达到1086亿美元。2021年研发支出排名前十位的半导体企业的支出总计增加了18%，达到526亿美元，约占2021年半导体行业研发总额的65%。这些企业的研发支出占销售收入的比例为13.5%，比2020年下降1%。

英特尔的研发支出继续高居榜首，从2012年研发费用突破100亿美元以后，已经连续8年保持增长。2020年，英特尔的研发费用小幅回升至135.5亿美元，同比增长1.4%，占行业总研发支出的17.4%；2021年的研发支出增加12%，达到152亿美元，占行业支出总额的19%。三星在2021年的研发支出增长了13%，达到65亿美元。为了和台积电竞争先进制程工艺，三星加大在逻辑工艺上的研发支出。台积电的研发支出在2021年增长20%，达到近45亿美元。

（四）半导体企业并购

继2016年全球半导体企业并购金额连续三年下跌后，2019年全球半导体企业并购额出现回升，全年涉及并购的金额为317亿美元，同比增长22.4%。由于行业的整合加速，尤其在人工智能、机器学习、物联网等领域的带动下，半导体企业年均并购金额从2010—2014年的126亿美元增加到2015—2019年的588亿美元。2020年，全球半导体企业并购动作频频，芯片行业进一步洗牌整合。2020年下半年的五宗大型并购案将并购协议的总价值攀升至1190亿美金，其中最大的一笔高达400亿美元，超过了2019年全年的并购金额。2021年，在经历2020年半导体企业并购额的历史新高后，行业并购态势趋缓。2016—2021年全球半导体企业并购交易额如图1-7所示。

2021年多起并购集中在汽车、化合物半导体等领域，主要以中小型并购为主。例如：瑞萨（Renesas）宣布以59亿美元收购英国厂商Dialog。高通宣布以45亿美元收购自动驾驶厂商Veoneer，进一步巩固其汽车业务。Marvell宣布以11亿美元收购网络芯片初创公司innovium。安森美（onsemi）宣布以4.15亿美元收购美国碳化硅生产商GT Advanced Technologies（GTAT）。射频厂商Skyworks宣布以27.5亿美元收购Silicon Laboratories旗下的基础设施和汽车应用业务。

2021年12月，智路资本收购封装测试企业日月光在中国大陆地区的4座封装测试工厂，强化其在半导体封装测试领域的布局。但是，在地缘政治加剧、中美科技博弈的背景下，中资半导体产业海外并购的难度越来越大。2021年3月，美格纳宣布，同意以每股29美元、总价约14亿美元的价格被智路资本收购，但在美国外国投资委员会（CFIUS）的干预下，该交易最终没有成功。而智路建广旗下的安世半导体对于英国最大芯片制造商NWF（Newport Wafer Fab）的收购，也面临英国政府的进一步审查。2021年全球主要半导体企业并购案如表1-3所示。

四、贸易情况

（一）全球集成电路贸易情况

全球电子信息产业的快速发展和产业链的全球化分布使得集成电路成为重要的贸易商品。据统计，2021年全球集成电路进口额达11462亿美元，出口额达到10147亿美元，已经成为全球贸易额最大的贸易商品。全球集成电路相关产品贸易较为集中，中国大陆地区、中国香港、中国台湾地区，以及韩国、新加坡、马来西亚、欧盟、日本、美国占全球集成电路及相关产品贸易的80%以上。其中，中国大陆地区作为主要的电子整机产品制造基地，是全球最大的集成电路进口地区；韩国、日本、美国、欧盟，以及中国大陆地区和中国台湾地区是全球主要的晶圆制造地区，占全球装机产能的93%，因此成为主要的芯片出口地区；随着马来西亚、越南、菲律宾等东南亚国家逐步承接电子制造和芯片封装测试业务，其在全球集成电路贸易中的占比逐步增加。中国香港和新加坡凭借良好的区位优势和自由贸易环境，成为全球主要的集成电路产品中转站。另外，日本、美国、荷兰是半导体设备的主要出口国，日本、韩国和中国台湾地区是硅片的重要出口地区。2021年全球主要国家和地区集成电路进出口情况如表1-4所示。

（二）主要国家或地区贸易情况

美国在半导体领域处于全球领先地位，在半导体设计、代工、IDM领域均拥有全球领先的企业，由于美国企业在全球设立工厂或将制造、封装测试外包，大部分集成电路生产不在美国本土进行，以货物原产地为统计口径的美国集成电路进出口金额并不大。2021年，美国出口集成电路516.1亿美元，同比增长20%，其中处理器和控制器增长了18%；进口集成电路409.3亿美元，较2020年上涨29.4%，其中主要进口产品为处理器和控制器，累计进口275.5亿美元，同比上涨28.7%，其他芯片进口105亿美元，同比增长36%。从区域看，美国集成电路主要进口自马来西亚、越南、韩国和中国大陆地区和中国台湾地区。2021年美国集成电路进出口情况如表1-5所示。

美国在半导体设备领域实力较强。近些年，由于美国集成电路生产线相继布局于美国本土以外地区，其国内对半导体设备需求相对较小，设备以出口为主。2021年，美国共出口半导体设备262.1亿美元，同比上涨34.9%，其中半导体器件或集成电路用设备出口181亿美元，同比上升40%。2021年，美国进口半导体设备共计90.4亿美元，同比上涨11.3%。其中进口半导体器件或集成电路用设备45亿美元，同比上涨21%。2021年美国半导体设备进出口情况如表1-6所示。

韩国半导体企业在全球市场占有率近30%。存储器是韩国的优势领域，也是其主要的贸易产品。2021年，韩国共出口集成电路1088.93亿美元，同比上涨31.8%；进口集成电路502.59亿美元，同比上涨24.9%。2021年韩国集成电路进出口情况如表1-7所示。

在半导体设备方面，韩国2021年半导体设备进口额为222.12亿美元，涨幅达43.5%。在出口方面，韩国半导体设备整体出口额达92.44亿美元，同比上涨27.7%，半导体硅片用设备及平板显示器用设备进口额大幅下降，其他主要设备出口额均有上涨。2021年韩国半导体设备进出口情况如表1-8所示。

2021年，日本出口集成电路260.9亿美元，同比下降9.7%。在具体出口产品方面，处理器及控制器、存储器和放大器出口占比分别为11%、48%和1%。出口区域主要集中于中国大陆地区、中国香港、中国台湾地区，以及韩国、越南、美国等。在进口方面，2021年，日本累计进口集成电路214.1亿美元，同比增加14.1%，其中处理器及控制器、存储器分别占比33.7%、16.5%。日本进口的处理器及控制器比重相较上年有所下降，进口区域主要为中国大陆地区、中国台湾地区，以及美国、韩国等地，与前两年基本一致。

尽管日本在半导体产品市场中略显颓势，但其在半导体材料和设备等供应链上游领域仍保持着明显优势。2021年，日本半导体硅片出口总额约为39.2亿美元，主要出口至中国台湾地区、中国大陆地区，以及韩国、美国和新加坡，分别占出口总额的29%、19%、18%、14%和8%。2021年日本硅片出口区域分布如图1-8所示。

在半导体设备领域，根据SEMI统计，日本企业占据全球新购半导体制造设备市场30%以上的份额。日本企业在半导体设备的主要领域均有所布局，与美国、欧洲三足鼎立，加之日本国内对半导体设备的需求较小，日本的半导体设备主要以出口为主。2021年，日本半导体设备及零配件出口额约为261.6亿美元，同比增长10.8%，其中集成电路制造设备约为157.3亿美元，同比增长30.8%，半导体硅片制造设备约为11.5亿美元，与上年基本一致，面板制造设备约为23亿美元，同比缩减26.2%。在日本集成电路制造设备的主要出口区域中，中国大陆地区以39%的出口占比成为日本最主要的出口地区，随后依次是中国台湾地区，以及韩国和美国，占比分别为21%、18%和12%。

2021年日本半导体设备及零配件进出口额如表1-9所示。

近年来，中国台湾地区集成电路产业发展较快，根据工研院产科国际所统计，2021年中国台湾地区集成电路产业产值达新台币40820亿元（1458亿美元），较2020年上升26.7%。中国台湾地区进出口金额整体也呈现持续增长态势。2018年，受益于台积电7nm先进工艺生产线的量产，中国台湾地区集成电路出口额持续上升，达到959.1亿美元，同比增长4%；进口集成电路508.1亿美元，同比增长17%。2019年，受益于5G带动下处理器芯片出货增加，中国台湾地区集成电路出口额达到1002.5亿美元，同比增长4.5%；进口集成电路534亿美元，同比增长5%。2020年，中国台湾地区集成电路进出口额均大幅增长，出口额达到1231亿美元，进口额达到626亿美元。2021年，中国台湾地区集成电路出口额达到约1555亿美元，进口额达到约814亿美元，创下历年新高。2021年中国台湾地区集成电路进出口情况如表1-10所示。