逻辑芯片专题分析报告

逻辑芯片专题分析报告

启动实施产业集群应用场景建设工程。围绕5G、人工智能、车联网、大数据、区块链、工业互联网等领域，率先在具备条件的集群内试点建设一批应用场景示范工程，定期面向特定市场主体发布应用场景项目清单，择优评选若干新兴产业应用场景进行示范推广，并给予应用方一定支持。鼓励集群内企业发展面向定制化应用场景的产品+服务模式，创新自主知识产权产品推广应用方式和可再生能源综合应用，壮大国内产业循环。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。加快新一代信息技术产业提质增效加大5G建设投资，加快5G商用发展步伐，将各级机关、企事业单位、公共机构优先向基站建设开放，研究推动将5G基站纳入商业楼宇、居民住宅建设规范。加快基础材料、关键芯片、高端元器件、新型显示器件、关键软件等核心技术攻关，大力推动重点工程和重大项目建设，积极扩大合理有效投资。稳步推进工业互联网、人工智能、物联网、车联网、大数据、云计算、区块链等技术集成创新和融合应用。加快推进基于信息化、数字化、智能化的新型城市基础设施建设。围绕智慧广电、媒体融合、5G广播、智慧水利、智慧港口、智慧物流、智慧市政、智慧社区、智慧家政、智慧旅游、在线消费、在线教育、医疗健康等成长潜力大的新兴方向，实施中小企业数字化赋能专项行动，推动中小微企业上云用数赋智，培育形成一批支柱性产业。实施数字乡村发展战略，加快补全农村互联网基础设施短板，加强数字乡村产业体系建设，鼓励开发满足农民生产生活需求的信息化产品和应用，发展农村互联网新业态新模式。实施互联网+农产品出村进城工程，推进农业农村大数据中心和重要农产品全产业链大数据建设，加快农业全产业链的数字化转型。模拟集成电路行业发展情况和未来发展趋势2013年至2021年，全球模拟集成电路市场规模年均复合增长率达7．97%，并在2021年达到了741．05亿美元。模拟集成电路的下游应用市场广泛，产品分散，行业增速总体较为平稳，波动相对较小。根据赛迪顾问数据统计，2020年全球模拟芯片的市场区域主要以我国为主，占比达到69．51%，远超美国、欧洲以及日本，是全球模拟集成电路需求最大的市场。模拟芯片按功能可以分为信号链和电源管理两大类。其中，信号链芯片是通过对输入的信号进行判别、转换和加工以实现对信号的处理，本质上是通过对电压、电流进行相关控制实现的；电源管理芯片是通过对电压或电流的变换、分配和检测等方式，达到安全且精准供电的目的。（一）信号链芯片行业发展情况信号链芯片又可以进一步分为以ADC/DAC为代表的转换器产品、放大器和比较器类产品以及总线接口类产品。其中，信号转换器是将模拟（连续）信号与数字（离散）信号进行转换的关键，是混合信号系统中必备的器件，广泛使用在工业、通信等领域。根据赛迪顾问数据统计，2020年信号链芯片全球市场规模约为223．20亿美元，其中数据转换类芯片市场规模约为84．00亿美元，整体市场规模广阔。未来在5G，人工智能，物联网，汽车电子等新兴应用的驱动下，相关产品或技术对ADC/DAC的需求将得到强有力支撑，市场前景较为乐观。目前我国已经在转换器自研芯片等领域取得了一定的成就，自主研发的ADC/DAC产品已经成功应用于通信、工业等场景。（二）电源管理芯片行业发展情况随着集成电路工艺的不断发展，由于摩尔定律下晶体管的尺寸将逐渐缩减，同样面积的芯片上承载的晶体管数量呈现快速增长的情况，这使得芯片能耗亦不断提升。电源管理芯片作为管理电子设备能量供应的心脏，主要负责电子设备所需电能的变换、分配、检测等管控功能。电源管理芯片的性能优劣和可靠性对电子设备的性能和可靠性有着直接影响，因此重要性也在不断提升。电源管理芯片需要满足高稳定性、低功耗的要求，同时也需要依据下游场景需求定制化开发，因此产品种类繁多。根据赛迪顾问数据统计，2020年电源管理芯片全球市场规模约为316．10亿美元，整体市场规模广阔。根据华经产业研究院数据统计，未来全球电源管理芯片市场规模仍将保持高速增长，其中以大陆为主的亚太地区将成为未来最大成长动力，预计到2025年全球电源管理芯片市场规模将达到525．00亿美元，国内电源管理芯片的市场规模也将随之增长。加快数字创意产业融合发展鼓励数字创意产业与生产制造、文化教育、旅游体育、健康医疗与养老、智慧农业等领域融合发展，激发市场消费活力。建设一批数字创意产业集群，加强数字内容供给和技术装备研发平台，打造高水平直播和短视频基地、一流电竞中心、高沉浸式产品体验展示中心，提供VR旅游、AR营销、数字文博馆、创意设计、智慧广电、智能体育等多元化消费体验。发展高清电视、超高清电视和5G高新视频，发挥网络视听平台和产业园区融合集聚作用，贯通内容生产传播价值链和电子信息设备产业链，联动线上线下文化娱乐和综合信息消费，构建新时代大视听全产业链市场发展格局。加快新能源产业跨越式发展聚焦新能源装备制造问题，加快主轴承、IGBT、控制系统、高压直流海底电缆等核心技术部件研发。加快突破风光水储互补、先进燃料电池、高效储能与海洋能发电等新能源电力技术瓶颈，建设智能电网、微电网、分布式能源、新型储能、制氢加氢设施、燃料电池系统等基础设施网络。提升先进燃煤发电、核能、非常规油气勘探开发等基础设施网络的数字化、智能化水平。大力开展综合能源服务，推动源网荷储协同互动，有条件的地区开展秸秆能源化利用。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、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。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，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。深入推进国家战略性新兴产业集群发展工程构建产业集群梯次发展体系，培育和打造10个具有全球影响力的战略性新兴产业基地、100个具备国际竞争力的战略性新兴产业集群，引导和储备1000个各具特色的战略性新兴产业生态，形成分工明确、相互衔接的发展格局。适时启动新一批国家战略性新兴产业集群建设。培育若干世界级先进制造业集群。综合运用财政、土地、金融、科技、人才、知识产权等政策，协同支持产业集群建设、领军企业培育、关键技术研发和人才培养等项目。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、