深圳芯片設(shè)計(jì)“十五五”規(guī)劃前景預(yù)測(cè)研究

前言

在全球科技產(chǎn)業(yè)加速變革的背景下，芯片設(shè)計(jì)行業(yè)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，正經(jīng)歷著前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。深圳作為中國(guó)科技創(chuàng)新的前沿陣地，憑借其強(qiáng)大的創(chuàng)新能力和完善的產(chǎn)業(yè)鏈配套，已成為全國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的重要增長(zhǎng)極。

一、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

(一)市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)動(dòng)能

深圳芯片設(shè)計(jì)行業(yè)近年來保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù)中研普華研究院《深圳芯片設(shè)計(jì)行業(yè)“十五五”規(guī)劃前景預(yù)測(cè)研究報(bào)告》顯示，2024年深圳集成電路產(chǎn)業(yè)營(yíng)收達(dá)2564億元，同比增長(zhǎng)26.8%，超額完成《培育發(fā)展半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃(2022—2025年)》設(shè)定的2025年2500億元目標(biāo)。其中，芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)營(yíng)收突破1700億元，同比增長(zhǎng)約20%，占全國(guó)設(shè)計(jì)業(yè)總規(guī)模的37%，繼續(xù)領(lǐng)跑全國(guó)。這一增長(zhǎng)得益于5G通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及國(guó)家政策對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)支持。

(二)產(chǎn)業(yè)鏈布局與區(qū)域協(xié)同

深圳已形成“設(shè)計(jì)-制造-封測(cè)-設(shè)備材料”全產(chǎn)業(yè)鏈布局。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)集聚了華為海思、中興微電子、匯頂科技等龍頭企業(yè)，2024年設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量占比超50%，營(yíng)收占全市集成電路產(chǎn)業(yè)的80%。制造環(huán)節(jié)，坪山區(qū)晶圓產(chǎn)能占全市60%，龍崗區(qū)依托中芯深圳、方正微等項(xiàng)目，制造環(huán)節(jié)營(yíng)收增長(zhǎng)40%。封測(cè)環(huán)節(jié)，沛頓科技、深南電路等企業(yè)在存儲(chǔ)模組封裝、高端PCB載板領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，國(guó)產(chǎn)替代率提升至35%。設(shè)備材料領(lǐng)域，寶安區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)增至40家，營(yíng)收增長(zhǎng)35%，龍華區(qū)聚焦先進(jìn)封裝，與華為聯(lián)合攻關(guān)Chiplet技術(shù)。

(三)技術(shù)創(chuàng)新與專利布局

深圳芯片設(shè)計(jì)企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面取得顯著突破。華為海思在5G基站芯片、智能終端SoC等領(lǐng)域保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，芯?？萍肌⒚魑㈦娮拥绕髽I(yè)在生物識(shí)別、顯示驅(qū)動(dòng)等細(xì)分市場(chǎng)市占率提升至全球前三。在專利布局上，深圳企業(yè)圍繞先進(jìn)封裝、測(cè)試技術(shù)、Chiplet異構(gòu)集成等領(lǐng)域展開攻關(guān)。例如，中芯國(guó)際N+2工藝良率達(dá)65%，華為昇騰AI芯片出貨量年增200%，寒武紀(jì)云端推理芯片國(guó)內(nèi)市占率達(dá)32%。

(四)政策支持與資本投入

深圳市政府高度重視芯片設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展，出臺(tái)了一系列扶持政策。設(shè)立總規(guī)模50億元的半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，撬動(dòng)社會(huì)資本設(shè)立38只集成電路相關(guān)基金，總規(guī)模超1000億元。同時(shí)，實(shí)施稅收優(yōu)惠、人才引進(jìn)等政策，吸引高端人才集聚。2024年，深圳集成電路相關(guān)上市公司達(dá)23家，主要分布在南山區(qū)、福田區(qū)和坪山區(qū)。

二、供需平衡分析

(一)需求端：新興技術(shù)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)爆發(fā)

物聯(lián)網(wǎng)芯片需求激增

隨著智能家居、智慧城市等領(lǐng)域的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。深圳芯片設(shè)計(jì)企業(yè)加大物聯(lián)網(wǎng)芯片研發(fā)力度，推出高性能、低功耗、高集成度的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于智能交通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2025年，全球物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)規(guī)模將突破千億美元。

人工智能芯片需求爆發(fā)

人工智能技術(shù)的普及推動(dòng)了算力芯片需求的增長(zhǎng)。深圳企業(yè)在AI芯片領(lǐng)域加速布局，華為昇騰、寒武紀(jì)等企業(yè)出貨量快速增長(zhǎng)。例如，寒武紀(jì)MLUarch架構(gòu)專利布局為AI大模型提供算力支撐，地平線D輪融資9億美元用于自動(dòng)駕駛芯片研發(fā)。

5G通信芯片需求攀升

5G技術(shù)的商用化進(jìn)程加速推進(jìn)，對(duì)5G通信芯片的需求不斷增長(zhǎng)。深圳企業(yè)抓住機(jī)遇，加大5G芯片研發(fā)力度，提升芯片性能和可靠性。例如，華為5G基站發(fā)貨量超過120萬個(gè)，全球市場(chǎng)份額超過30%。

(二)供應(yīng)端：技術(shù)突破與產(chǎn)能擴(kuò)張

先進(jìn)制程工藝突破

深圳企業(yè)積極推進(jìn)5納米、3納米等先進(jìn)制程工藝的研發(fā)和量產(chǎn)。中芯深圳28nm產(chǎn)線滿產(chǎn)，方正微第三代半導(dǎo)體項(xiàng)目投產(chǎn)，帶動(dòng)制造環(huán)節(jié)營(yíng)收增長(zhǎng)45%至250億元。同時(shí)，新型材料如二維材料、氮化鎵等的研究和應(yīng)用，為芯片設(shè)計(jì)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。

先進(jìn)封裝技術(shù)優(yōu)化

先進(jìn)封裝技術(shù)如3D封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)等，提高了芯片的集成度和互連性。深圳企業(yè)在Chiplet異構(gòu)集成、FOPLP(扇出型面板級(jí)封裝)等領(lǐng)域取得突破，降低了生產(chǎn)成本和封裝復(fù)雜度。例如，AMD MI300X案例顯示，通過3D封裝將不同工藝節(jié)點(diǎn)芯片集成，良率提升至98%。

供應(yīng)鏈安全與國(guó)產(chǎn)替代

在中美貿(mào)易摩擦背景下，國(guó)產(chǎn)替代成為芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的重要發(fā)展方向。深圳企業(yè)通過加大研發(fā)投入，提升自主創(chuàng)新能力，逐步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵芯片的國(guó)產(chǎn)替代。例如，德明利布局車規(guī)級(jí)、工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)芯片，中電港在AI服務(wù)器領(lǐng)域營(yíng)收激增371%。

(三)供需缺口與挑戰(zhàn)

盡管深圳芯片設(shè)計(jì)行業(yè)在供需兩端均取得顯著進(jìn)展，但仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，高端EDA工具國(guó)產(chǎn)化率不足5%，先進(jìn)IP核依賴進(jìn)口;全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的復(fù)雜性和地緣政治的不確定性，給行業(yè)帶來供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn);市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，價(jià)格戰(zhàn)和利潤(rùn)壓縮成為行業(yè)發(fā)展的主要風(fēng)險(xiǎn)之一。

三、“十五五”前景預(yù)測(cè)分析

(一)技術(shù)趨勢(shì)：突破物理極限與架構(gòu)創(chuàng)新

2nm技術(shù)量產(chǎn)

預(yù)計(jì)到2025年下半年，臺(tái)積電、三星和英特爾等晶圓制造商將進(jìn)入2nm技術(shù)的量產(chǎn)階段。2nm技術(shù)的量產(chǎn)將進(jìn)一步提升芯片的性能和能效比，為人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域提供更強(qiáng)大的算力支持。

存算一體與光子芯片

存算一體技術(shù)解決“內(nèi)存墻”難題，能效比提升100倍;光子芯片通過硅光互連技術(shù)，使數(shù)據(jù)中心光模塊功耗降低70%。深圳企業(yè)如知存科技、靈汐科技在存算一體、類腦芯片領(lǐng)域完成C輪融資，估值破百億。

RISC-V架構(gòu)崛起

RISC-V架構(gòu)全球累計(jì)出貨超100億顆，阿里平頭哥發(fā)布首個(gè)5GHz高性能處理器。深圳企業(yè)積極參與RISC-V生態(tài)建設(shè)，聯(lián)合高校共建開源社區(qū)，推動(dòng)架構(gòu)自主化進(jìn)程。

(二)市場(chǎng)趨勢(shì)：定制化與差異化競(jìng)爭(zhēng)

定制化設(shè)計(jì)滿足特定需求

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和客戶需求的多樣化，定制化設(shè)計(jì)成為芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的重要發(fā)展方向。深圳企業(yè)加強(qiáng)與客戶的溝通和合作，深入了解客戶的實(shí)際需求和應(yīng)用場(chǎng)景，開發(fā)出具有定制化特點(diǎn)的芯片產(chǎn)品。例如，特斯拉Dojo超算芯片通過Chiplet技術(shù)實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景快速迭代。

差異化設(shè)計(jì)提升競(jìng)爭(zhēng)力

通過采用新型材料、優(yōu)化封裝技術(shù)等手段，深圳企業(yè)開發(fā)出具有差異化特點(diǎn)的芯片產(chǎn)品。例如，北航團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)8英寸石墨烯晶圓制備，理論速度達(dá)硅基芯片10倍;華為已部署超10萬套硅光互連數(shù)據(jù)中心光模塊。

(三)政策趨勢(shì)：國(guó)產(chǎn)替代與生態(tài)構(gòu)建

國(guó)家政策持續(xù)支持

“十五五”規(guī)劃明確芯片自給率70%目標(biāo)，專項(xiàng)基金規(guī)模超3000億元。深圳設(shè)立市級(jí)集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，重點(diǎn)支持基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性重大項(xiàng)目的引進(jìn)。同時(shí)，實(shí)施稅收優(yōu)惠、人才引進(jìn)等政策，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。

生態(tài)構(gòu)建與國(guó)際化合作

深圳企業(yè)加強(qiáng)與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的合作與協(xié)同，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的整合和優(yōu)化。例如，華為聯(lián)合龍華區(qū)攻關(guān)Chiplet技術(shù)，中芯國(guó)際與高校共建RISC-V開源社區(qū)。同時(shí)，深圳企業(yè)積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與合作，推動(dòng)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的國(guó)際化進(jìn)程。

(四)挑戰(zhàn)與對(duì)策

技術(shù)壁壘與人才短缺

深圳芯片設(shè)計(jì)企業(yè)需加大研發(fā)投入，突破高端芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的“卡脖子”技術(shù)壁壘。同時(shí)，加強(qiáng)人才培養(yǎng)和引進(jìn)工作，建立完善的人才激勵(lì)機(jī)制，緩解人才短缺問題。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)

面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，深圳企業(yè)需提升核心競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)地位。通過加強(qiáng)品牌建設(shè)、提升產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平，積極拓展國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。同時(shí)，加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理，降低供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)。

如需了解更多深圳芯片設(shè)計(jì)行業(yè)報(bào)告的具體情況分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《深圳芯片設(shè)計(jì)行業(yè)“十五五”規(guī)劃前景預(yù)測(cè)研究報(bào)告》。