晶片產業深度梳理：晶片公司的分類、模式、特色與潛力

晶片作為當代科技領域的基石其重要性不言而喻，對於許多人而言，半導體、晶片、積體電路，這些概念仍然分不清，接下來不妨對此進行全面梳理。

先區分半導體、積體電路、晶片這幾個概念。

半導體是導電性介於導體和絕緣體中間的一類物質。其狹義上包括硅、鍺等元素構成的第一代半導體材料，以及砷化鎵、氮化鎵、碳化矽、氧化鎵等化合物構成的第二代至第四代半導體材料。廣義上，半導體涵蓋了基於這些材料製造的各類器件產品。

半導體主要由四個組成部分組成：積體電路、光電器件、分立器件、感測器，由於積體電路又佔了器件 80% 以上的份額，因此通常將半導體和積體電路等價。

積體電路（Integrated Circuit，IC），是一種通過一系列特定的加工工藝將晶體管、二極管等有源器件以及電阻器、電容器等被動元件與布線“集成、封裝”在半導體晶片上的電路或系統。這種技術的進步使得在一個小小的晶片上集成了龐大而複雜的電路，從而執行特定的功能。

“晶片”通常指的是積體電路晶片，其是以半導體為原材料，把積體電路進行設計、製造、封測後，所得到的實體產品。

在大多數情況下，晶片、積體電路、IC等這些術語其實可以互相混用。

（資料來源：WSTS、電子技術論壇、電子工程世界研究及研究報告等）

根據產品類型的不同，半導體產品可以劃分為四大類：積體電路、分立器件、光電子器件以及感測器。

（資料來源：WSTS、電子技術論壇、電子工程世界及研究報告等）

進一步來看，晶片的分類方式同樣也可以有很多種：

一顆晶片從無到有，有四大必經環節，即晶片設計、晶片製造（晶圓加工）、晶片封裝、晶片測試，其中，晶片封裝和測試可合稱為“晶片封測”。

在這個過程中有四個重要支持環節，即IP支持、EDA工具、生產設備、生產原材料。其中，IP屬於IC設計的核心技術。通常是指應用在晶片中的、具有特定功能的、可復用的電路模塊，絕大多數SOC廠商都依賴IP 來設計和生產一款SOC 晶片。

按照上述晶片設計、晶片製造、晶片封測幾個環節，晶片公司通常專注於其中一個製程步驟，而極少數公司則選擇獨立完成全部三個關鍵製程。

這樣的分工形成了不同的經營模式。一般而言，主要的經營模式包括Fabless（無廠半導體設計公司）、Foundry（代工廠）、IDM（集成設備製造商）和OSAT（封裝測試服務提供商）、Fablite等幾種。

1）Fabless模式

Fabless公司專注於半導體設計而不涉及製造工藝。這類公司致力於研發創新的晶片設計，並且在設計出完整的晶片後，將其委託給代工廠（Foundry）進行生產制造。

Fabless模式使得公司能夠專注於創新、設計和市場推廣，而無需承擔昂貴的製造設備和廠房成本。

Fabless模式在過去幾年中取得了顯著的成功，特別是在移動通信和晶片設計領域。由於其靈活性和專注於創新，Fabless模式可能在未來繼續受到歡迎。

Fabless模式的典型代表有：蘋果、高通、海思、聯發科、英偉達、ARM、AMD、ICG（聰鏈集團）等。

2）Foundry模式

Foundry在積體電路領域是指專門負責晶片生產、製造，但是沒有晶片設計能力的廠商。它們接受Fabless公司的設計，提供生產工藝流程、設備和人力資源，將設計好的晶片大規模生產。Foundry通常投資巨大的資金用於先進的製造技術和設備，以滿足不同客戶的需求。

隨著製造技術的不斷發展，代工廠在提供先進製程和高效製造方面發揮了關鍵作用。Foundry模式在為各種公司提供生產能力和降低生產成本方面具有潛在前景。然而，隨著製造技術的進步，代工廠之間的競爭也在加劇。

Foundry模式的企業主要有：臺積電、格羅方德、聯電、中芯國際等。

（資料來源：各公司招股書及官網）

3）IDM模式

IDM是一種集晶片設計、製造、封裝、測試和銷售等多產業鏈環節於一體的經營模式

這種經營模式可以很好地協同設計、製造等環節，以實現技術閉環，有助於快速發掘技術潛力。缺點是運作費用較高，回本週期較長。

IDM模式在歷史上一直是半導體產業的主流。一些大型的IDM公司通過擁有全面的生產能力，能夠更好地掌握技術創新和質量控制。然而，由於高昂的資本投資和製造複雜性，一些公司可能更傾向於專注於設計和委託製造。

IDM模式的企業主要有：三星、英特爾、海力士、美光、東芝、德州儀器等

4）OSAT模式

OSAT公司專注於晶片的封裝和測試階段，通常稱為“封測廠”。它們在晶片製造完成後，負責將晶片封裝成最終的成品，並進行必要的測試以確保產品質量。OSAT在整個半導體供應鏈中扮演了重要的角色，通過為Fabless公司和Foundry提供封裝和測試服務，加速了產品的上市速度。

OSAT模式的典型代表有日月光、美國的安靠和中國的長電科技。

5）Fablite模式

結合了Fabless和Foundry兩種模式的優勢。在Fablite模式中，公司專注於半導體設計，而將製造環節委託給專業的代工廠進行生產。即在晶圓製造、封裝、測試環節採用自行建廠和委外加工相結合的方式。這種模式對於那些希望專注於核心競爭力的公司有前景的選擇。

Fablite模式能夠結合Fabless模式和IDM模式二者的優勢，同時兼顧生產效率與產品質量。

傳統意義上的IDM半導體公司都在逐步向Fablite模式轉變。IDM公司一方面要關注產品的路線圖另一方面要保證自家的生產能力，因此面臨巨大壓力。Intel也是如此，受代工工藝牽制，Intel在給別人代工、積極尋找客戶、抗衡合積電的同時，不得不將3nm製程晶片委託給合積電生產。

Fablite模式的企業主要德州儀器、恩智浦、意法半導體、英飛凌、飛思卡爾等。

當前，隨著隨著AI時代的到來，對於半導體產業的模式選擇也將帶來深刻的影響。

可以預計的是，在AI領域，強調創新和設計的Fabless模式無疑將更具有潛力。

AI晶片的設計涉及到複雜的算法和架構，而Fabless公司通常能夠靈活應對這些挑戰，專注於推動新型AI晶片的創新。

隨著AI晶片市場高速增長，也將為提供算力的GPU、FPGA、ASIC等晶片迎來新的增長點。

以ASIC（專用晶片）為例，其是一種面向特定用戶需求設計的定製晶片，具備性能更強、體積小、功耗低、可靠性更高等優點。隨著人工智慧、物聯網、數據中心、汽車電子等應用興起，越來越多的需求趨向於ASIC晶片。根據KBV Research報告數據，2019-2025年，全球ASIC晶片市場規模預計將達到247億美元，年復合增長率預計將達8.2%。

國內已經在A股上市的ASIC晶片廠商代表為寒武紀、瀾起科技以及在美股上市的ICG（聰鏈集團）。

在晶片獨角獸中，地平線、黑芝麻智慧、燧原科技都屬於ASIC晶片商，其他知名的ASIC晶片商當然還包括華為海思。

A股上市的ASIC晶片廠商代表：

 寒武紀

寒武紀成立於2016年，專注於人工智慧晶片產品的研發與技術創新，提供雲邊端一體、軟硬體協同、訓練推理融合、具備統一生態的系列化智慧晶片產品和平臺化基礎系統軟體。目前已開發出了終端、邊緣端、雲端系列AI晶片，產品面向互聯網、金融、交通、能源、電力和製造等領域的複雜AI應用場景，廣泛應用於服務器廠商和產業公司。

  瀾起科技

瀾起科技成立於2004年，是科創板首批上市企業，專注於為雲計算和人工智慧領域提供高性能、低功耗的晶片解決方案。

目前，瀾起科技公司正在研發基於“近內存計算架構”的AI 晶片，主要用於解決 AI 計算在大數據吞吐下推理應用場景中存在的CPU帶寬、性能瓶頸及GPU內存容量瓶頸問題，為客戶提供低延時、高效率的AI計算解決方案。

美股上市的ASIC晶片廠商代表：

 ICG（聰鏈集團）

作為一家提供高性能計算ASIC晶片和配套軟硬體的綜合解決方案提供商，主要利用無晶圓廠的商業模式，專注於IC設計的前端和後端，與領先的代工廠建立了強大的供應鏈管理。

聰鏈的產品包括具有高計算能力和超強能效的高性能ASIC晶片以及配套的軟硬體，以滿足區塊鏈行業不斷發展的需求。公司已經建立了一個名為“Xihe”平臺的專有技術平臺，這使公司能夠開發出各種具有高效率和可擴展性的ASIC 晶片。

公司在內部設計ASIC晶片，這使其能夠利用專有的硅數據來提供反映領先於競爭對手的最新技術發展的產品。截至2022年9月30日，公司使用“Xihe”平臺完成了8次的22納米ASIC晶片的流片，據公開資料報道，其所有流片成功率達到100%。