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一、學(xué)習(xí)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的一張圖

視覺(jué)資本家網(wǎng)站發(fā)布了ASE Global的一張圖片，突出了為現(xiàn)代世界提供動(dòng)力的復(fù)雜全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。

二、半導(dǎo)體和芯片有多重要？
充分理解半導(dǎo)體對(duì)現(xiàn)代世界的重要性并不容易，尤其是當(dāng)器件本身很小的時(shí)候。但半導(dǎo)體器件，也被稱(chēng)為集成電路（IC）或芯片，實(shí)際上包含許多較小的電路，這些電路由數(shù)百萬(wàn)個(gè)晶體管組成，所有晶體管都封裝在幾毫米的硅（半導(dǎo)體）中。這些半導(dǎo)體器件允許電子器件執(zhí)行基本上是功能性的和可操作的計(jì)算。這使得半導(dǎo)體對(duì)現(xiàn)代電子產(chǎn)品至關(guān)重要，是全球第四大貿(mào)易產(chǎn)品，僅次于原油、汽車(chē)零部件和精煉石油產(chǎn)品。
以下是2019年不同應(yīng)用的按尺寸劃分的半導(dǎo)體器件細(xì)分市場(chǎng)。
--智能手機(jī)：25.3%
--個(gè)人電腦：20.5%
--服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、存儲(chǔ)：14.6%
--工業(yè)電子：11.7%
--消費(fèi)電子產(chǎn)品：10.0%
--汽車(chē)：9.8%
--有線/無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施：8.1%

三、全球晶圓制造發(fā)展簡(jiǎn)史
1965年，戈登·摩爾發(fā)表了他的文章《IC晶體管的數(shù)量每18個(gè)月翻一番》，當(dāng)時(shí)該芯片是在1.25英寸（30毫米）的晶片上制造的。當(dāng)時(shí)，建造一座晶圓廠的成本約為100萬(wàn)美元。在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里，芯片制造商一直遵循摩爾定律開(kāi)發(fā)和制造芯片，在此過(guò)程中將更多功能集成到單個(gè)芯片上，這推動(dòng)了計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和其他電子產(chǎn)品的增長(zhǎng)和普及。

隨著時(shí)間的推移，芯片制造商開(kāi)始轉(zhuǎn)向更大尺寸的晶圓，因?yàn)楦蟮木A可以切割更多的芯片，這可以降低芯片成本。從2000年開(kāi)始，芯片制造商開(kāi)始將200毫米（8英寸）晶圓升級(jí)為現(xiàn)代300毫米（12英寸）晶圓。最初，建造200mm晶圓廠的成本約為7億至13億美元，而建造300mm晶圓廠的費(fèi)用約為20億美元。根據(jù)IBS的數(shù)據(jù)，2001年，全球有18家芯片制造商擁有可處理130nm芯片的晶圓廠，這在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的工藝。

與此同時(shí)，臺(tái)積電領(lǐng)導(dǎo)的代工廠開(kāi)始吸引業(yè)界的注意，他們不設(shè)計(jì)和銷(xiāo)售自己的芯片，而是專(zhuān)門(mén)為外部客戶提供芯片制造服務(wù)。許多芯片制造商不再能夠也不愿承擔(dān)開(kāi)發(fā)新工藝和建造先進(jìn)晶圓廠的成本，而是選擇了晶圓廠模式，這是外包給鑄造廠的芯片制造的一部分。高通、英偉達(dá)和谷神星等無(wú)晶圓設(shè)計(jì)公司正在成長(zhǎng)為比IDM供應(yīng)商更有競(jìng)爭(zhēng)力的芯片供應(yīng)商。
由于代工廠的興起，晶圓制造開(kāi)始從美國(guó)和歐洲轉(zhuǎn)移到亞洲。根據(jù)新航和波士頓咨詢(xún)公司的報(bào)告統(tǒng)計(jì)，臺(tái)灣目前是全球晶圓制造能力的領(lǐng)導(dǎo)者，2020年占22%，其次是韓國(guó)（21%）、日本（15%）、中國(guó)（15%），美國(guó)（12%）和歐洲（9%）。

四、半導(dǎo)體供應(yīng)鏈?zhǔn)鞘裁礃幼拥模?br /> 一個(gè)涉及數(shù)千家公司、數(shù)百萬(wàn)人和數(shù)十億美元的集成半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。這個(gè)鏈條可以分為五個(gè)階段。
--設(shè)計(jì)：半導(dǎo)體芯片是為特定或通用設(shè)備設(shè)計(jì)的。
--制造（前端）：硅片經(jīng)過(guò)一系列的制造步驟，然后被切割成多個(gè)芯片（也稱(chēng)為芯片或器件）。
--制造（后端）：將芯片分層并組裝成可以安裝在電路板上的封裝，然后在各種電氣和溫度條件下測(cè)試封裝的芯片。
--最終產(chǎn)品集成：電子和設(shè)備制造商集成芯片，為消費(fèi)者創(chuàng)造最終產(chǎn)品。
--消費(fèi)：最終產(chǎn)品被運(yùn)往世界各地的公司、零售商和消費(fèi)者。
從設(shè)計(jì)和生產(chǎn)開(kāi)始到最終產(chǎn)品的集成，整個(gè)過(guò)程需要幾個(gè)月的時(shí)間。最終，這些制造的芯片最終被用于智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、汽車(chē)、服務(wù)器、智能家居和世界各地的其他技術(shù)領(lǐng)域。


半導(dǎo)體制造業(yè)中不同類(lèi)型的公司
2020年，盡管疫情導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)放緩，但估計(jì)全球?qū)⒂?.4萬(wàn)億半導(dǎo)體芯片出貨。這些芯片由許多類(lèi)型的公司制造，這些公司占據(jù)了供應(yīng)鏈的不同部分。一些是家喻戶曉的電子公司，而另一些則是鮮為人知的制造階段公司。
--無(wú)晶圓半導(dǎo)體公司和電子制造商（以及獨(dú)立的設(shè)計(jì)公司）為其芯片創(chuàng)造所需的設(shè)計(jì)和規(guī)格。
--鑄造廠生產(chǎn)設(shè)計(jì)的芯片。
--OSAT（外包半導(dǎo)體組裝和測(cè)試）公司組裝、封裝和測(cè)試芯片以供消費(fèi)。
--OEM（原始設(shè)備制造商）和簽約EMS（電子制造服務(wù)）公司將封裝芯片集成到設(shè)備中。

五、全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈和價(jià)值鏈細(xì)分

晶圓制造只是全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈和價(jià)值鏈中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，芯片設(shè)計(jì)、EDA/IP和封裝測(cè)試也發(fā)揮著不同的作用。如下圖所示，全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈包括以下環(huán)節(jié)：基礎(chǔ)研究、EDA/IP、芯片設(shè)計(jì)（細(xì)分為邏輯器件、DAO和存儲(chǔ)器）、半導(dǎo)體制造設(shè)備和材料以及制造（細(xì)分為前端晶圓制造、后端封裝和測(cè)試）。

按地理分布劃分的全球半導(dǎo)體價(jià)值（基于2019年全球半導(dǎo)體數(shù)據(jù)）。（資料來(lái)源：新航和波士頓咨詢(xún)公司）
注：DAO代表離散、模擬和其他（光電子器件和傳感器）；OSAT代表外包包裝和測(cè)試；東亞包括日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣。
從上圖可以看出，在EDA/IP領(lǐng)域，美國(guó)占主導(dǎo)地位（74%），而中國(guó)僅占3%；在晶圓制造業(yè)，美國(guó)占12%，中國(guó)占16%；在包裝和測(cè)試市場(chǎng)，中國(guó)占38%，美國(guó)僅占2%。
半導(dǎo)體器件有30多種，但行業(yè)通常分為三類(lèi)：邏輯、存儲(chǔ)、DAO。
邏輯器件是處理“0”和“1”的數(shù)字芯片，是所有器件計(jì)算和處理的基石，約占整個(gè)半導(dǎo)體價(jià)值鏈的42%。邏輯類(lèi)別包括微處理器（如CPU、GPU和AP）、微控制器（MCU）、通用邏輯設(shè)備（如FPGA）和連接設(shè)備（如WiFi和藍(lán)牙芯片）。
存儲(chǔ)芯片用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和代碼信息，主要包括DRAM和NAND，約占整個(gè)半導(dǎo)體價(jià)值鏈的26%。DRAM只能臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序代碼信息，存儲(chǔ)容量一般較大；NAND通常被稱(chēng)為閃存。即使失去了電源，也可以長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)和代碼。手機(jī)SD卡和電腦固態(tài)硬盤(pán)都是用這種類(lèi)型的內(nèi)存芯片。
DAO代表離散器件、模擬器件和其他類(lèi)型的器件（如光電子器件和傳感器），約占整個(gè)半導(dǎo)體價(jià)值鏈的32%。二極管和晶體管是分立器件；模擬設(shè)備包括功率管理芯片、信號(hào)鏈和RF設(shè)備；其他類(lèi)別的設(shè)備，雖然比例很小，但也不容忽視（計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備離不開(kāi)設(shè)備），如傳感器在新興的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中越來(lái)越重要。
如果按這三類(lèi)細(xì)分，全球半導(dǎo)體的整體銷(xiāo)售額按應(yīng)用劃分如下：智能手機(jī)占26%；消費(fèi)電子產(chǎn)品占10%；PC占19%；ICT基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備占24%；工業(yè)控制占10%；汽車(chē)占10%。

按應(yīng)用劃分的全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售額（來(lái)源：SIA和BCG）
以DAO類(lèi)別為例，在智能手機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品中約占價(jià)值的1/3，在工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用中高達(dá)60%。

六、總結(jié)
構(gòu)成半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的公司遍布全球，到最終產(chǎn)品集成時(shí)，一塊成品芯片已經(jīng)行駛了25000多英里。這是一個(gè)復(fù)雜但必要的供應(yīng)鏈，為今天和明天的技術(shù)賦能。從5G和人工智能的進(jìn)步到智能工廠、汽車(chē)和量子計(jì)算，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中的公司使這一切成為可能。