芯片产业深度梳理：芯片公司的分类、模式、特色与潜力

芯片作为当代科技领域的基石其重要性不言而喻，对于许多人而言，半导体、芯片、集成电路，这些概念仍然分不清，接下来不妨对此进行全面梳理。

先区分半导体、集成电路、芯片这几个概念。

半导体是导电性介于导体和绝缘体中间的一类物质。其狭义上包括硅、锗等元素构成的第一代半导体材料，以及砷化镓、氮化镓、碳化硅、氧化镓等化合物构成的第二代至第四代半导体材料。广义上，半导体涵盖了基于这些材料制造的各类器件产品。

半导体主要由四个组成部分组成：集成电路、光电器件、分立器件、传感器，由于集成电路又占了器件 80% 以上的份额，因此通常将半导体和集成电路等价。

集成电路（Integrated Circuit，IC），是一种通过一系列特定的加工工艺将晶体管、二极管等有源器件以及电阻器、电容器等被动元件与布线“集成、封装”在半导体晶片上的电路或系统。这种技术的进步使得在一个小小的芯片上集成了庞大而复杂的电路，从而执行特定的功能。

“芯片”通常指的是集成电路芯片，其是以半导体为原材料，把集成电路进行设计、制造、封测后，所得到的实体产品。

在大多数情况下，芯片、集成电路、IC等这些术语其实可以互相混用。

（资料来源：WSTS、电子技术论坛、电子工程世界研究及研究报告等）

根据产品类型的不同，半导体产品可以划分为四大类：集成电路、分立器件、光电子器件以及传感器。

（资料来源：WSTS、电子技术论坛、电子工程世界及研究报告等）

进一步来看，芯片的分类方式同样也可以有很多种：

一颗芯片从无到有，有四大必经环节，即芯片设计、芯片制造（晶圆加工）、芯片封装、芯片测试，其中，芯片封装和测试可合称为“芯片封测”。

在这个过程中有四个重要支持环节，即IP支持、EDA工具、生产设备、生产原材料。其中，IP属于IC设计的核心技术。通常是指应用在芯片中的、具有特定功能的、可复用的电路模块，绝大多数SOC厂商都依赖IP 来设计和生产一款SOC 芯片。

按照上述芯片设计、芯片制造、芯片封测几个环节，芯片公司通常专注于其中一个制程步骤，而极少数公司则选择独立完成全部三个关键制程。

这样的分工形成了不同的经营模式。一般而言，主要的经营模式包括Fabless（无厂半导体设计公司）、Foundry（代工厂）、IDM（集成设备制造商）和OSAT（封装测试服务提供商）、Fablite等几种。

1）Fabless模式

Fabless公司专注于半导体设计而不涉及制造工艺。这类公司致力于研发创新的芯片设计，并且在设计出完整的芯片后，将其委托给代工厂（Foundry）进行生产制造。

Fabless模式使得公司能够专注于创新、设计和市场推广，而无需承担昂贵的制造设备和厂房成本。

Fabless模式在过去几年中取得了显著的成功，特别是在移动通信和芯片设计领域。由于其灵活性和专注于创新，Fabless模式可能在未来继续受到欢迎。

Fabless模式的典型代表有：苹果、高通、海思、联发科、英伟达、ARM、AMD、ICG（聪链集团）等。

2）Foundry模式

Foundry在集成电路领域是指专门负责芯片生产、制造，但是没有芯片设计能力的厂商。它们接受Fabless公司的设计，提供生产工艺流程、设备和人力资源，将设计好的芯片大规模生产。Foundry通常投资巨大的资金用于先进的制造技术和设备，以满足不同客户的需求。

随着制造技术的不断发展，代工厂在提供先进制程和高效制造方面发挥了关键作用。Foundry模式在为各种公司提供生产能力和降低生产成本方面具有潜在前景。然而，随着制造技术的进步，代工厂之间的竞争也在加剧。

Foundry模式的企业主要有：台积电、格罗方德、联电、中芯国际等。

（资料来源：各公司招股书及官网）

3）IDM模式

IDM是一种集芯片设计、制造、封装、测试和销售等多产业链环节于一体的经营模式

这种经营模式可以很好地协同设计、制造等环节，以实现技术闭环，有助于快速发掘技术潜力。缺点是运作费用较高，回本周期较长。

IDM模式在历史上一直是半导体产业的主流。一些大型的IDM公司通过拥有全面的生产能力，能够更好地掌握技术创新和质量控制。然而，由于高昂的资本投资和制造复杂性，一些公司可能更倾向于专注于设计和委托制造。

IDM模式的企业主要有：三星、英特尔、海力士、美光、东芝、德州仪器等

4）OSAT模式

OSAT公司专注于芯片的封装和测试阶段，通常称为“封测厂”。它们在芯片制造完成后，负责将芯片封装成最终的成品，并进行必要的测试以确保产品质量。OSAT在整个半导体供应链中扮演了重要的角色，通过为Fabless公司和Foundry提供封装和测试服务，加速了产品的上市速度。

OSAT模式的典型代表有日月光、美国的安靠和中国的长电科技。

5）Fablite模式

结合了Fabless和Foundry两种模式的优势。在Fablite模式中，公司专注于半导体设计，而将制造环节委托给专业的代工厂进行生产。即在晶圆制造、封装、测试环节采用自行建厂和委外加工相结合的方式。这种模式对于那些希望专注于核心竞争力的公司有前景的选择。

Fablite模式能够结合Fabless模式和IDM模式二者的优势，同时兼顾生产效率与产品质量。

传统意义上的IDM半导体公司都在逐步向Fablite模式转变。IDM公司一方面要关注产品的路线图另一方面要保证自家的生产能力，因此面临巨大压力。Intel也是如此，受代工工艺牵制，Intel在给别人代工、积极寻找客户、抗衡合积电的同时，不得不将3nm制程芯片委托给合积电生产。

Fablite模式的企业主要德州仪器、恩智浦、意法半导体、英飞凌、飞思卡尔等。

当前，随着随着AI时代的到来，对于半导体产业的模式选择也将带来深刻的影响。

可以预计的是，在AI领域，强调创新和设计的Fabless模式无疑将更具有潜力。

AI芯片的设计涉及到复杂的算法和架构，而Fabless公司通常能够灵活应对这些挑战，专注于推动新型AI芯片的创新。

随着AI芯片市场高速增长，也将为提供算力的GPU、FPGA、ASIC等芯片迎来新的增长点。

以ASIC（专用芯片）为例，其是一种面向特定用户需求设计的定制芯片，具备性能更强、体积小、功耗低、可靠性更高等优点。随着人工智能、物联网、数据中心、汽车电子等应用兴起，越来越多的需求趋向于ASIC芯片。根据KBV Research报告数据，2019-2025年，全球ASIC芯片市场规模预计将达到247亿美元，年复合增长率预计将达8.2%。

国内已经在A股上市的ASIC芯片厂商代表为寒武纪、澜起科技以及在美股上市的ICG（聪链集团）。

在芯片独角兽中，地平线、黑芝麻智能、燧原科技都属于ASIC芯片商，其他知名的ASIC芯片商当然还包括华为海思。

A股上市的ASIC芯片厂商代表：

  寒武纪

寒武纪成立于2016年，专注于人工智能芯片产品的研发与技术创新，提供云边端一体、软硬件协同、训练推理融合、具备统一生态的系列化智能芯片产品和平台化基础系统软件。目前已开发出了终端、边缘端、云端系列AI芯片，产品面向互联网、金融、交通、能源、电力和制造等领域的复杂AI应用场景，广泛应用于服务器厂商和产业公司。

  澜起科技

澜起科技成立于2004年，是科创板首批上市企业，专注于为云计算和人工智能领域提供高性能、低功耗的芯片解决方案。

目前，澜起科技公司正在研发基于“近内存计算架构”的AI 芯片，主要用于解决 AI 计算在大数据吞吐下推理应用场景中存在的CPU带宽、性能瓶颈及GPU内存容量瓶颈问题，为客户提供低延时、高效率的AI计算解决方案。

美股上市的ASIC芯片厂商代表：

 ICG（聪链集团）

作为一家提供高性能计算ASIC芯片和配套软硬件的综合解决方案提供商，主要利用无晶圆厂的商业模式，专注于IC设计的前端和后端，与领先的代工厂建立了强大的供应链管理。

聪链的产品包括具有高计算能力和超强能效的高性能ASIC芯片以及配套的软硬件，以满足区块链行业不断发展的需求。公司已经建立了一个名为“Xihe”平台的专有技术平台，这使公司能够开发出各种具有高效率和可扩展性的ASIC 芯片。

公司在内部设计ASIC芯片，这使其能够利用专有的硅数据来提供反映领先于竞争对手的最新技术发展的产品。截至2022年9月30日，公司使用“Xihe”平台完成了8次的22纳米ASIC芯片的流片，据公开资料报道，其所有流片成功率达到100%。