2024-2025年中国集成电路制造行业调研及高质量发展战略咨询报告
工智能、大数据等新应用的兴起，逐渐成为集成电路行业新一代技术变革动力。
集成电路下游应用领域的不断延展带动了市场需求的持续旺盛。同时，伴随着全球的集成电路巨头不断加大资本性投资力度，集成电路行业的景气度有望保持上升趋势，有利于集成电路制造企业发展壮大。
（2）技术水平逐渐提高
近年来，中国集成电路市场的迅速发展推动了中国集成电路领域的产业进步与技术革新。随着应用领域的分化，中国大陆在集成电路制造领域技术水平不断取得突破，在先进与特色工艺的技术研发和产业化等方面取得了显著进展。中国大陆集成电路制造技术与国际领先技术的差距越来越小，为推动集成电路产业实现跨越发展奠定了牢固的基础。
（3）集成电路产能向中国大陆转移
集成电路产业链逐步从美国、日本、欧洲和中国台湾向中国大陆和东南亚等地区转移，有利于国内企业研发先进技术和积累管理经验，促进本土企业的快速发展。产业链转移的全球大趋势为中国大陆集成电路行业的发展提供了新的机遇。
中国大陆新增晶圆厂的逐步建设完成为国内集成电路行业在降低成本、扩大产能、地域便利性等方面提供了新的支持，对于集成电路产业的发展起到了促进作用。大陆市场的旺盛需求和投资热潮带动了集成电路产业专业人才的培养及配套产业的发展，集成电路产业环境的良性发展为中国大陆集成电路制造环节扩张和升级提供了机遇。
（4）集成电路产线愈加昂贵加剧头部企业集中趋势
在摩尔定律的推动下，元器件集成度的大幅提高要求集成电路线宽不断缩小，导致生产技术与制造工序愈为复杂，制造成本呈指数级上升趋势。当技术节点向5纳米甚至更小的方向升级时，普通光刻机受其波长的限制，其精度已无法满足工艺要求。因此，集成电路的制造需要采用昂贵的极紫外光刻机，或采用多重模板工艺，重复多次薄膜沉积和刻蚀工序以实现更小的线宽，使得薄膜沉积和刻蚀次数显著增加，意味着集成电路制造企业需要投入更多且更先进的光刻机、刻蚀设备和薄膜沉积设备等，造成巨额的设备投入。
根据IBS统计，随着技术节点的不断缩小，集成电路制造的设备投入呈大幅上升的趋势。以5纳米技术节点为例，其投资成本高达数百亿美元，是14纳米的两倍以上，28纳米的四倍左右。
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巨额的设备投入只有具备一定规模的头部集成电路制造厂商可以负担，其进一步加剧了集成电路制造行业向头部集中的趋势，为头部集成电路制造企业的发展创造了良好机遇。
（5）产业政策的有力支持
目前，中国大陆集成电路产业的快速发展尚不能完全满足日益增长的市场需求。2024年中国大陆集成电路进口额达3,121亿美元，是目前进口金额最高的商品，同期中国大陆集成电路出口额为846亿美元，贸易逆差达2,275亿美元。
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集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业，是电子信息产业的核心。近年来，国家相继出台产业政策，以市场化运作的方式推动集成电路产业的发展。2014年6月，国务院发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，明确了集成电路产业未来几年的发展目标，具体如下：
二、集成电路行业的新技术、新产业、新业态、新模式发展趋势（1）集成电路行业新技术发展情况
①集成电路制造的新技术发展
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A、集成电路制造逻辑工艺技术
集成电路制造需要在高度精密的设备下进行，经过光刻、刻蚀、离子注入等工艺步骤反复几十次甚至上百次的循环，最终实现从光掩模上复杂的电路结构到晶圆上集成电路图形的转移，在指甲盖大小的空间中集成了数公里长的导线和数以亿计的晶体管器件，这些图形的最小宽度甚至不到头发丝直径的千分之一。集成电路行业在经历数十年的发展后，目前已经进入后摩尔时代，随着先进光刻技术、3D封装技术等不断涌现，各种先进工艺不断改进和完善，集成电路已由本世纪初的0.35微米的CMOS工艺发展至纳米级FinFET工艺。
全球最先进的量产集成电路制造工艺已经达到7纳米至5纳米，3纳米技术有望在2024年前后进入市场。同时，作为集成电路的衬底，晶圆的直径已经由最初的6英寸、8英寸增长到现在的12英寸。
B、集成电路制造特色工艺技术
近年来，随着新兴应用的推陈出新，对除逻辑电路以外的其他集成电路和半导体器件类型都提出了更高的要求，举例如下：
高清电视、AMOLED手机等设备上所搭载的愈发强大的显示面板技术，推动静态随机存储器的存储上限从早期的 10Mb、64Mb 不断演变至目前最先进的128Mb，驱动着工艺节点的不断升级，将静态随机存储器的工艺节点从早期的80纳米、55纳米、40纳米，升级至目前先进的28纳米。
高速非易失性存储在市场的驱动下快速演进，其从最早的8Mb快速成长至如今的48纳米工艺节点256Mb。嵌入式非挥发性存储芯片因广泛应用于汽车电子、消费电子、工业及无线通讯领域中，从0.18微米迅速发展到40纳米的工艺节点，向着面积更小、速度更快的方向前进。
②设计服务与IP支持
集成电路技术的不断发展推动了设计服务领域的技术革新。随着FinFETDTCO技术的推出，设计服务可以与工艺开发深度协同，从设计的角度对工艺设计规则、后端布线规则、器件种类等进行优化，基于优化成果提供更好的设计服务，令其产品更具竞争力。
此外，由于传统静态随机存储器在功耗、速度和面积等方面存在技术瓶颈，设计服务厂商开始提供新一代存储IP解决方案（如MRAM等），以解决高性能计算对片内大容量高速度存储器的需求及物联网应用对非挥发存储器的需求。FinFET 工艺持续发展所产生的晶体管线宽限制与日趋复杂
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的设计规则，也对模拟、混合信号电路的设计带来较大程度限制。在符合设计规则的前提下，市场推出了基于模板的设计服务技术与模块，使得客户设计如同搭积木式一般，而不用受制于复杂的设计规则，节约了电路设计和后端版图时间。
③光掩模制造
光掩模作为集成电路制造中光刻环节必不可少的核心工具，其制造技术的发展随着光刻技术的发展而演变。光掩模的类型从早期的二元掩模发展成相位移掩模，其图形传递介质从金属铬进化成钼硅材料。近年来，随着极紫外光刻（EUV）技术的引入，光掩模从传统的透射型基材转变为反射型基材，结构的复杂程度和制造的难度成倍增加。
随着光掩模上所绘电路图形尺寸不断缩小，晶体管等器件的密集度不断提高，传统的电子束描画设备完成单张光掩模描画的时间不断增加，单张EUV掩模的描画时间甚至可达数日之久，对光掩模的研发和制造提出了极高的挑战。多重电子束描画技术的出现和日益成熟为解决上述难题提供了新途径，该技术运用数十万根电子束同时描画互不干扰，既能保证图形精度，又能将EUV掩模描画时间控制在可接受的范围之内，在很大程度上提高了先进技术节点的研发效率和商业量产能力。
④凸块加工及测试
集成电路封装作为集成电路产业链中不可或缺的环节，一直伴随着集成电路工艺技术的不断发展而变化。
传统封装的作用包含对芯片的支撑与机械保护、电信号的互连与引出、电源的分配和热管理等。传统封装形式主要是利用引线框架或基板作为载体，采用引线键合互连的形式使电路与外部器件实现连接。
随着集成电路制造工艺技术的不断发展，对端口密度、信号延迟及封装体积等提出了越来越高的要求，促进了先进封装如凸块、倒装、硅穿孔、2.5D、3D等新封装工艺及封装形式的出现和发展。
相对于引线键合工艺，凸块工艺是通过高精密曝光、离子处理、电镀等设备和材料，基于定制的光掩模，在晶圆上实现重布线，允许芯片有更高的端口密度，缩短了信号传输路径，减少了信号延迟，具备了更优良的热传导性及可靠性。凸块工艺配合倒装技术带来封装体积的缩小，实现了芯片级封装。凸块工艺、三维芯片系统集成等先进封装工艺实现了各种晶圆级封装和系统级封装，成为拓展摩尔定律的另外一种实现方式。
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