编者按：自1956年中国将半导体作为国家主要的生长领域后，今年是第66个年头。回望66年的生长，从无到有、从小到大，半导体产业履历了风雨崎岖同时又迸发出无限的生气。在中国“十四五”提出数字经济生长计划，瞄准集成电路等战略性领域之际，半导体产业纵横推出“国产化历程”系列专题，讲述当今中国半导体各领域生长历程，剖析国产化最新态势。本期为“国产化历程”专题半导体产业链篇第三篇文章：半导体设计。
半导体产业纵横编辑部
近年来，中国IC设计业正飞速生长。
IC设计是IC制造流程内里利润最高的一个环节，而且自垂直分工的商业模式成熟以来，IC设计（Fabless公司）由于没有下游的晶圆制造厂和封装测试厂资源投入大、空置风险高，其利润率和风险远优于其他环节。现在海内IC设计产业已逾越封测成为IC产业链中占比最高的环节。
据中国半导体行业协会数据，2021年设计业销售额为4519亿元，同比增进19．6％；制造业销售额为3176．3亿元，同比增进24．1％；封装测试业销售额2763亿元，同比增进10．1％。三业占比划分为43％、30％、26％，较2014年的产业比例（35％、24％、41％）趋势愈加合理（全球三业合理占比约为3：4：3）。
中国IC设计厂商地域结构
我国集成电路产业的群集度较高，主要集中在长三角、珠三角、京津环渤海及部门西部省区。
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数据泉源：ICCAD，制表：半导体产业纵横
从都会来看，上海是2021年IC设计业规模最大的都会，紧随厥后的是北京、深圳、杭州、无锡、南京、西安、成都、武汉、珠海。
从区域来看，以上海为中央的长三角洲区域2021年销售额到达了2383．3亿元，同比增进48．9％；京津环渤海区域2021年销售额为984．3亿元，同比增进76．7％；中西部区域2021年销售额为573．7亿元，同比增进40．3％。只有珠三角区域销售额在下降，2021年销售额为936．2亿元，同比下滑了36．9％。
长三角区域是中国集成电路产业基础最扎实、手艺最先进的区域，产业规模占天下半壁山河，设计、制造、封测、装备、质料等产业链周全生长。中芯国际、华虹宏力、韦尔股份、复旦微、澜起、长电科技等公司均生长于长三角区域。
2021年IC设计企业数目为2810家，比2020年的2218家增添了592家。
现在年一季度，许多上市的IC设计公司都交出了对照不错的成就，营业整体仍保持增进。澜起科技、国民手艺营业收入更是同比增进跨越200％。
然则，也有一部门公司的营业收入在同比下降。例如，汇顶科技、恒玄科技、瑞芯微等。
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中国IC设计厂商的伤疤
虽然厂商数目在两年内大幅度增进，但海内IC厂商仍需面临摆在眼前的一些现实问题。
设计能力不足
海内的IC设计企业在一些细分领域有一定的生长。好比内存接口IC、AIOT IC、CIS等。
内存接口IC是服务器内存模组的焦点逻辑器件，位于CPU到DRAM内存颗粒的下令地址总线通路和数据总线通路上，其主要作用是提升内存数据接见的速率及稳固性，知足服务器CPU对内存模组日益增进的高性能及大容量需求。2021年10月29日，澜起科技宣布其DDR5第一子代内存接口及模组配套芯片已乐成实现量产。英特尔与澜起科技在内存领域已亲热相助了十多年。
AIOT IC领域，多媒体SoC芯片主要应用于智能机顶盒、智能电视以及AI音视频系列等终端产物中，海内外SoC芯片手艺相当。现在海内SoC芯片制程息争码能力已和外洋到达统一水平，且在智能机顶盒芯片领域，海内以12nm的先进制程能力胜于外洋的28nm制程。晶晨股份的多媒体SoC已经被中兴通讯、创维、小米、、Google、Amazon等众多海内外着名厂商普遍接纳。
CIS领域，据市场研究机构Counterpoint最新讲述展望，2022年韦尔股份CIS营业全球市占率12．9％，稳居全球前三。手机CIS方面，2021年，韦尔股份推出了应用于智能手机的2亿像素全球最小0．61微米像素尺寸产物。
然而，中国IC设计企业在高端芯片的设计水平，依旧赶不上国际大厂。
在CPU领域，X86架构CPU主要由Intel、AMD两家厂商垄断，合计份额近100％。我国对CPU的高度依赖已成为数字化经济的伟大软肋，国产CPU例如华为鲲鹏、龙芯、兆芯虽然在工艺、性能、生态建设等多个层面不停取得突破，然而规模还对照小。智能手机AP领域，中国台湾联发科、美国高通、苹果三家厂商占有行业80％以上份额，虽然中国大陆海思、紫光展锐也在智能手机AP市场有立锥之地，但海思受美国制裁影响，份额已由20Q4的7％下滑至21Q4的1％。
总的来说，海内的PC、服务器领域应用的CPU、GPU对外洋厂商的依赖度照样对照高，海内玩家数目少，且现在在性能和商业生态上同国际巨头还存在一定差距。
存储领域，长江存储虽然已经量产128层NAND Flash，然则DRAM、NAND Flash国产化率也不足1％。
剖析其缘故原由，中国集成电路设计业生长的历程异常短暂，而国际集成电路设计行业有30年以上的生长历程。而外洋在这领先的30年里，积累了大量的人才与资源，形成了良性循环，商业壁垒与护城河确立。半导体行业手艺更新迭代迅速，行业命题不停转变，历年累月，外洋大厂就形成手艺天堑。
此外，许多海内的IC设计厂商首创者，都身世于国际大厂，他们的产物很有可能只是停留在优化改善的阶段，而不是真正的创新和迭代生长。
资源研发投入不足
海内企业的资源研发投入不足，研发占比基本都在10％～20％之间，外洋IC企业则在20％左右。而外洋大厂营收远远高于海内企业，这就意味着可能有些海内IC设计公司的研发投入还不如外洋大厂的零头。在半导体这种高投入的产业中，IC投入越高，企业的久远远景更好，且成本也会越来越低。
产业人才基数小且涣散
海内半导体产业人才本就不多，去年，清华、北大相继确立集成电路学院，算是培育半导体产业人才的大动作。业内经常有人说，IC从业者要坐得住“冷板凳”。根据半导体行业的纪律，从业者要在一线延续专一苦干十年，才气成为某一领域的专家。然则许多人可能没有“熬成”专家，就调岗或者跳槽。现在的许多数导体产业猎头及投资人，都有半导体从业履历。
另外，部门龙头企业的手艺主干业选择脱离龙头公司自主创业。近年来，从中芯国际、紫光展锐等海内龙头企业出走的人就不在少数。这也会导致海内整体IC产业链竞争力的下降。
用度支出过多
半导体产业链上的每个公司都需要砸重金，IC设计公司也不破例。
1．流片用度
Fabless模式下，IC设计企业存在一个伟大的研发用度黑洞就是晶圆厂流片用度。现在，5nm的流片用度就需要3亿人民币，这还只是是生产，万一流片后的芯片无法到达预期的性能，这个设计方案就要修改或者直接不使用，这就意味着还要再举行流片。以小米为例，据悉，停止2019年年底，汹涌S2流片一共失败了六次，每次用度高达几万万元，而直到现在，汹涌S2仍然没有推出。
2．专利授权用度
差其余IP焦点代码授权、指令集授权的报价在数十万至上万万美元之间，有些情形下会更高，但详细的成交价钱也有相当的浮动空间。一样平常来说，指令集和焦点代码授权的用度是与芯片的最终产量无关的，以是对于芯片厂商来说这是一项牢固的成本。
拥有焦点手艺和知识产权是IC企业生长的焦点竞争力，如Intel由于X86架构可以控制全球绝大部门PC处置器市场，而移动终端处置器方面，ARM则对照吃香。海内众多IC公司在研发和生态积累上对照微弱，因此其IC产物大多也是用的是外洋IC巨头企业的架构和IP。
3．开发工具用度
以EDA工具的行业向导品牌Synopsys为例，其销售的EDA工具软件一样平常是根据功效的若干来订价的。每个功效模块的报价都在数万至十几万美元／年。一款庞大芯片的设计历程中需要的EDA功效模块动辄几十上百项，因此仅仅是购置这套工具每年的破费就会有几百万甚至万万美元以上。
繁荣并不“虚伪”
国产替换为海内半导体产业提供时机
近年来，美国一再对海内半导体公司举行制裁，而当前我国集成电路自给率较低，随着政府及企业的延续投入，我国集成电路产业会有伟大的市场空间，尤其是入口替换市场，自主可控将成为我国集成电路产业生长的要害因素之一。5月26日，深圳公布《关于促进消费延续恢复的若干措施》，除了提及电子产物、汽车等消费品举行津贴外，在第五条明确提出“扩大信创产物市场规模”。新增要害信息基础设施中信创产物的采购比例，党政机关、国资国企不低于40％。
除此之外，集成电路行业从中央政府到各地方省市都出台了种种支持集成电路产业政策扶持。2022年6月6日，深圳市发改委、深圳市科技创新委员会、深圳市工信局、深圳市国资委公布《深圳市培育生长半导体与集成电路产业集群行动设计（2022－2025年）》，《设计》指出，到2025年，产业营收突破2500亿元，形成3家以上营收跨越100亿元和一批营收跨越10亿元的设计企业，引进和培育3家营收超20亿元的制造企业，集成电路产业能级显著提升，产业结构加倍合理。
此外，国家大基金为集成电路企业提供耐久稳固资金，科创板设立则为高科技企业提供了多样化的融资手段。
打入海内外终端厂商的供应链
许多海内IC设计厂商的客户遍布全球，也从一定水平上说明晰产业对其的认可。以紫光展锐为例，据Counterpoint，紫光展锐继续在LTE产物组合驱动的低频段（＜99 美元）中获得份额。紫光展锐在99美元以下的份额从2021年第一季度的20％增进到2022年第一季度的 47％。随着realme、HONOR、摩托罗拉和三星推出搭载展锐Tiger系列SoC的手机，紫光展锐扩大了客户群，并进入了三星Galaxy A系列。
尚有卓胜微，卓胜微初始营业为数字电视、移动电视芯片，2010年后，以LNA以及射频开关为切入点，最先转型射频前端芯片的研发和销售，2012年后形成完善的结构，陆续推出了包罗GPS LNA、WiFi开关、天线调频开关tuner、射频通讯LNA等产物，逐渐打入三星、小米、OPPO、vivo、华为等主要安卓品牌厂商的供应链。
种种迹象注释，海内IC设计业正在真实的繁荣着，这也要求海内的IC设计公司能够加倍起劲。随着我国经济的高速生长和战略性新兴产业的兴起，集成电路产业将获得加倍广漠的市场和创新空间，将泛起更多条理的市场需求。中国IC设计企业应该加大研发投入，选择合适的细分领域，起劲打造大型企业和龙头企业，做天下集成电路产业的领头人。
原文问题 : 中国IC设计业的魔力