在线会议
论坛
专题
工控直播
新闻中心
子站
技术
社区
近两年的缺芯潮对全球制造业产生了重要的影响，多家知名企业因为“芯片荒”陷入停产停工的囧地，让芯片行业一时间成为了人们关注的焦点，各国也纷纷出台了扶持芯片行业加速发展的政策。
为了大家对于芯片行业的整体全貌，有一个比较直观的理解，本文将从芯片行业的上游、中游、下游三个角度进行展开。
半导体的发展背景
半导体行业作为全球信息产业的基础，经历数年的发展，如今已成为世界电子信息技术创新的基石。
在半导体行业的发展中，延伸出互联网、云计算、大数据、人工智能等诸多划时代意义的创新应用。
半导体主要分为四部分：集成电路、分立器件、光电子器件、微型传感器。
其中集成电路占据整个市场的80%以上的份额，因此下面也主要侧重集成电路的介绍，因为芯片是集成电路的重要组成部分。
芯片产业链分析
由于开发一款芯片，产业链庞大和复杂，涉及的行业较多。
所以设计开发一款芯片的成本较高，但是当其成本分散到数百万计产品中时，芯片的成本会降低到最小化。比如下图为芯片行业中，所涉及的产业链。
集成电路按其功能CONTROL ENGINEERING China版权所有，可分为微处理器、逻辑IC、存储器、模拟电路。
目前，美国在逻辑芯片和模拟芯片领域领先，韩国在内存领域芯片领先，欧洲企业在微型传感器领域领先。
中国芯片行业起步较晚，长期处于全球产业链的中低端环节，在技术上仍与第一梯队国际知名企业有较大差距。
近年来国产芯片厂家在中低端领域也开始发力，通过性价比优势抢占市场，逐步往中高端领域升级。
芯片产业链上游主要分为半导体器件、电子元件、设备等。
其中半导体材料是制作集成电路的重要材料，尤其半导体材料中晶圆制造材料发展尤为迅速。但是半导体材料市场处于寡头垄断局面，国内产业规模非常小，短期内各国的市场格局分布变化不大。这里使用2019年数据进行可视化说明。
数据来源：中商产业研究院
《双循环专题——2021年中国芯片产业市场前景及投资研究报告》
中国台湾、韩国、中国大陆、日本、美国是全球最大的半导体材料市场，合计占全球市场比重超80%。
中国大陆在全球半导体材料市场上，销售额占比达到13%，排名第三。
中国台湾因在晶圆代工、先进封装的优势，连续第10年成为全球最大半导体材料市场。
由于集成电路设计属于创新密集型、轻资产型行业。
近年来国家政策扶持、市场经济驱动等因素，我国集成电路设计产业得到明显提升，中低端市场产品占有率持续提升，下面主要对中游的三个小领域进行分别说明。
芯片设计
芯片设计是典型的技术密集型行业，是芯片行业整体中对科研水平、研发实力要求较高的部分。
芯片设计水平对芯片产品的功能、性能和成本影响较大。因此，芯片设计能力是一个国家在芯片领域能力、地位的集中体现。
数据来源：中商产业研究院
《双循环专题——2021年中国芯片产业市场前景及投资研究报告》
当然按照商业模式，在芯片设计的前端还有IP设计和芯片设计。
① IP设计：相对于集成电路设计是在产业链头部位置，主要以IP核授权收费为主。
传统的IP核授权企业是以安谋（ARM）为代表，新创的AI芯片企业虽然也会设计出新型IP核，但因授权模式不易以规模效应创造可观收入，所以新创企业一般不以此作为主要盈利模式。
② 芯片设计：近年来芯片设计，大多开始往人工智能专用芯片领域发展，比如传统厂商，英伟达、英特尔、塞灵思（Xilinx）和恩智浦等。
目前中国的少数创业公司也进入传统芯片企业的产品领域，例如寒武纪与英伟达竞争服务器芯片市场，地平线与英伟达及恩智浦竞争自动驾驶芯片市场，还有在物联网场景上布局，如提供语音辨识芯片的云知声，提供人脸辨识芯片的中星微，或者是提供边缘智能视觉计算芯片的瑞芯微电子。
下面列出一些常见的公司信息：
芯片设计是典型的人才和智力密集型产业，全球芯片设计的研发投入占整个半导体研发的最大一块。
所以现阶段看到招聘市场对于硬件底层人才需求较大，精通这个领域的人确实很少。
芯片制造
芯片制造是根据设计出的电路版图，通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程，在半导体晶圆基板上形成元器件和互联线，最终输出能够完成功能及性能实现的晶圆片。
晶圆制造设备中，光刻机，刻蚀机，薄膜沉积设备为核心设备，这三大类设备占据大部分的集成电路/芯片生产设备市场。
同时市场高度集中，光刻机、薄膜沉积设备、刻蚀机的产出均集中于少数欧美日本巨头企业手上。
数据来源：IHS、中商产业研究院
下面再列举晶圆制造环节，比较有名的一些公司：
美国SIA（半导体产业协会）统计，晶圆制造环节在研发方面占整个半导体产业的13%，但资本投入却占据了64%，是典型的资本密集型产业。
根据芯片产品的复杂度不同，芯片制造过程会涉及400-1400个工艺步骤。
例如：台积电和三星拟新建的5nm工艺晶圆厂总投资接近200亿美元，这么巨额的投资令很多国家和企业望而却步。
封装测试
封装测试是芯片制造的后道工序，封测主要工序是将芯片封装在独立元件中，以增加防护并提供芯片和PCB之间的互联，同时通过检测保证其电路和逻辑畅通，符合设计标准。
封装测试产业规模的强劲发展，对国内半导体产业整体规模的扩大，起到了显著的带动作用，为国内芯片设计与晶圆制造业的迅速发展，提供有力支撑。
数据来源：IHS、中商产业研究院
下面也列出封装测试领域比较有名的一些公司：
封装测试环节，主要是将晶圆厂完成的晶圆片切割成裸片，并进行封装和测试，最后输出芯片成品给芯片设计公司。
封测厂商也需要投资大量的专用设备，一般占其营收的15%。
封装和测试工厂主要集中在中国大陆和台湾，东南亚也有一些新的封测工厂设施。
半导体是许多工业整机的核心，随着研发技术的不断提高和发展，芯片在越来越多的新兴领域得到应用，助推于消费类电子、网络通信、航天电子、汽车电子等核心领域发展。
下面主要列举几个代表性的芯片类型：
MCU芯片
MCU（MicrocontrollerUnit）即微控制器，也被称为单片机，是一颗集计算机各种功能于一体的芯片，广泛应用在不同领域。
根据MCU用途等级，通常可分为商业级，工业级，汽车级及军工级。
随着智能汽车、智能手机等产品的普及应用，MCU芯片的需求将不断扩大，市场规模也将保持增长。
数据来源：IHS、中商产业研究院
国内MCU厂商多集中在家电和消费电子应用领域，该市场的竞争已经十分激烈。
而在汽车电子和工业控制领域，国内MCU厂商的技术、产品和应用方案跟国际大厂还有不小的差距，有能力提供车规级MCU芯片的厂商还不多。
功率半导体
功率半导体是半导体产业中的重要板块，关系着高铁动力系统、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域，能否实现自主可控的核心零部件。
功率半导体战略地位突出，多领域应用持续支撑我国功率半导体行业发展。
同时，中国也是全球最大的功率半导体消费国www.cechina.cn，未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长。
数据来源：IHS、中商产业研究院
AI芯片
目前AI芯片主要类型有CPU、GPU(图形处理器)、FPGA(现场可编辑门阵列)、DSP、ASIC(针对神经网络算法的专用芯片)和类人脑芯片几种。
AI芯片的应用主要为系统集成及应用企业，比如人工智能解决方案商等。
其中，最主要的热门应用领域包括自动驾驶、智能手机、机器人以及安防等领域。
目前我国的人工智能芯片行业发展尚处于起步阶段，随着大数据的发展，计算能力的提升，人工智能近两年迎来了新一轮的爆发。
资料来源：中商产业研究院
更加详细的了解，可以参考：
① 《AI-Chip》
链接：https://basicmi.github.io/AI-Chip/
② 《30家国产AI芯片厂商调研分析报告之一》
链接：https://www.eet-china.com/news/202101251234.html
编码芯片
近年来，我国加快推广超高清视频应用。
超高清下数据量的大幅增加，使得编解码等运算的量大幅增加，对电视处理器提出了更高的要求。
而编解码标准的持续升级，推动了编解码芯片的持续升级。
伴随产业链上各主导企业的积极布局以及政府部门的大力扶持，根据相关测算，到2022年我国超高清视频产业市场规模将超4万亿元。
数据来源：中商产业研究院整理
超高清视频市场不断扩大，对编解码芯片的需求、要求也不断提高。
随着智能终端设备数字化、网络化、智能化的不断深入，对应用处理器的性能、功耗和成本提出了更大的挑战，编解码芯片制程工艺不断升级。
芯片行业商业模式
了解芯片产业链的一些背景，下面根据雪球上的一些数据，列出常见的一些商业模式。
数据来源：雪球--芯片行业的商业模式
因为本文作者之前换工作，也了解很多关于芯片行业的就业机会，下面再整理出求职准备需要必备的一些知识点，以及芯片行业常见的岗位，希望对正在了解芯片行业机会的同学有帮助。
这部分内容适合工作1~3年内的童鞋，主要分为：编码能力、硬件软件的理解、产品落地的能力，简历准备，面试渠道。
（1）编码能力
不管是招聘者、候选人，单纯依赖口述很难去评估综合能力。
很多候选者在讲实践项目时候，只要准备一些核心点充分，回答上来大部分内容基本问题不大。
但是为了挑选合适的候选者，编码环节成为公司招聘的硬门槛。
不管项目讲的多么精彩，基本的编码不过关，基本是被刷的概率，所以面试之前必要的刷题非常必要。
（2）从硬件到软件的理解
候选者首先需要自家硬件熟悉，其实考验的是候选者对计算机体系的理解。
对于初级学者来说，可能是最初熟悉应用函数接口调用，但是学到一定程度需要了解运行原理，还要掌握一些硬件实现细节。
但对于招聘者来说，更多想要了解候选者对于计算机体系的理解，以及对于知识快速学习和应用的能力，对于项目具体问题的解决能力。
对于这部分的阐述，其实就是项目阐述，可以依据情景、任务、行动、结果顺序，进行依次解释说明，比如该接口的背景，以及该接口的优缺点，对于该接口如何使用，达到什么样的效果才能发挥出硬件的性能。
（3）产品化落地能力
这一点对于工作时间较久的候选者，比较看重。
纵观一个项目CONTROL ENGINEERING China版权所有，对于项目的整体把控，有些面试官会选择简历中的某个技术点进行深入细节提问。
甚至由于面试官的技术背景的不同，还有一些是候选者不太熟悉的领域，考察候选者的模型思维扩展能力。
比如更换实际业务场景，考察候选者抽象问题的能力，对于不同的问题，能够以不同的应对方法进行应对解决。
常见芯片岗位
下面再列出常见的一些芯片岗位机会，比如：IC设计、半导体材料、半导体设备、半导体制造、半导体封测。
（1）IC设计
目前对我国而言，IC设计是在该行业中竞争最为激烈的领域。
自2015年起， 各地政府出台各类优惠措施吸引IC设计公司，我国IC设计公司无论从数量还是质量上都有着显著的提升。
由此，IC设计公司的人才竞争也尤为激烈，快速找到合适的人才，成为IC设计公司的战略重点。
数据来源：芯易聘网站
（2）半导体材料
随着半导体行业的快速发展，半导体材料作为半导体产业的直接上游及其重要的组成部分CONTROL ENGINEERING China版权所有，未来具备巨大的发展空间。
但目前国产材料的使用率不足15%，并面临一定的技术封锁，我国对行业虽然加大了投资力度，但是目前最紧缺的仍是人才。
数据来源：芯易聘网站
（3）半导体设备
半导体设备作为半导体产业基础，也是我国半导体产业的薄弱环节。
目前我国半导体设备企业技术逐渐发展成熟，加之今年来我国晶圆产线建设力度提升，各个环节的设备企业也将迎来高速发展。
而资金及人才的大力投入，也会带动半导体设备企业的大力发展。
数据来源：芯易聘网站
（4）半导体制造
目前我们对于半导体设备、IC设计等已有充分认识。
但由于半导体制造设备的研发成本高、周期长，进口设备受阻等原因导致我国半导体制造仍处于0-1的突破阶段。
因此作为半导体行业的重要组成部分，快速发展IC制造刻不容缓，而行业的发展，急切的需要注入大量优秀的人才。
数据来源：芯易聘网站
（5）半导体封测
半导体封测行业是整个半导体领域中，发展最早也是目前发展最好的一个环节。
其当前的规模与技术已经不落后于一些世界大厂，且我国的封测企业也在不断导入先进的封装技术。
而优秀的封测企业也在不断吸引着更多优秀的人才，未来我国的封测行业将继续推动我国半导体产业的发展，实现半导体产业的升级。
数据来源：芯易聘网站
芯片行业岗位总述
这一块引用温戈老师知乎回答：
整个芯片的产业链是很庞大，从材料到制造，再到封装测试及应用，其中也需要设备的支持，涉及的岗位也有很多种，不外乎“钱途”和“前景”两个正相关因素。
近年半导体行业的热度大家有目共睹，一些IC设计创业公司更是推高了整个行业的薪资。甚至有些人拿到高薪的offer，但是他说很多公司根本没听过，从侧面印证了这几年新成立的微电子公司数量暴涨。
以下是薪智x摩尔人的报告，纵观整个产业链，EDA和IC设计薪资相对最高，封测相对偏低。
数据来源：2020年上半年半导体行业薪酬趋势报告 ，薪智x摩尔人 &&温戈老师知乎
根据最新的《中国集成电路产业人才白皮书（2019-2020）》，2019年二季度到2020年一季度，国内半导体全行业全平均薪酬为税前12326元/月。
其中，半导体行业研发岗位的平均薪酬为税前20601元/月，同比增长9.49%；高管类职位的平均薪酬为税前37834元/月，同比增长1.9%。
集成电路的人才缺口目前也是相当大，主要是行业门槛高，国内开设微电子专业的学校少，前些年很多微电子毕业的都去做互联网和金融行业。
最近一段时间，国家也是出台了很多政策，比如集成电路设为一级学科，对满足条件的半导体公司减税以及发放补贴等。
但就目前的现状来看，短时间内依然填补不了这么大的人才缺口。
来源：2020年上半年半导体行业薪酬趋势报告
对于国内的半导体发展，未来七八年还是持乐观态度。
芯片的国产替代化也是国家层面的战略控制工程网版权所有，国内市场前景广阔。
再加之新技术的出现，比如人工智能，5G，自动驾驶等，又对芯片催生了新的应用与需求。所以预计未来5-10年，前景应该不错，设计相关的职位薪资也几乎接近互联网，并且还有进一步上涨的趋势。
本文作者王小四，研究生毕业，最近跳槽到一家国内芯片公司，做深度学习编译器开发工作。结合自己的工作经验，整理了这篇芯片行业的文章，希望能够帮助大家对这个领域初步认知。
.jpg)
AVEVA InTouch Unlimited试用版下载
福禄克三大“法宝”帮您搞定过程仪表校准难题
2024年度最佳产品奖颁奖典礼会后报道
2024全球自动化和制造主题峰会会后报道
阿自倍尔液体检测产品有奖试用
