晶圆代工行业概览
晶圆代工行业(WaferFoundry)作为集成电路产业链的专业化分工，专注于晶圆代工服务。
按晶圆片直径尺寸划分，目前主流晶圆代工厂生产线可分为8英寸（约200mm）和12英寸（约300mm）晶圆。
目前晶圆的供给端增量市场来源主要是12英寸晶圆，存量市场以8英寸片为主。主要原因在于相同制程芯片下，12英寸晶圆的面积是8英寸晶圆面积的约2.25倍，良率相同时12英寸晶圆的晶粒会更高。
按制程节点划分，市场可分为几大细分市场：＜10nm、14-28nm、40-65nm、90-150nm、180nm和>180nm。制程是指集成电路内电路与电路的距离。随著工艺的不断进步，元器件的集成度不断提高尺寸缩小，更先进的制程工艺可以使得晶圆内部集成更多的晶体管。晶圆代工从上游採购原材料、核心设备及IP授权。原材料包括硅片、光刻胶及特别化学品，其构成制造的基础。
设备类别涵盖光刻、刻蚀及沉积等关键制程所需的高端制造机械。该分部的特点是技术壁垒高，供应基础高度集中。同时，EDA工具及IP授权使设计公司能够更有效地与代工技术平台对接。
总括而言，该等上游元素为芯片制造提供必要的材料及技术基础。基于设计公司提供的电路档案，晶圆代工企业通过光刻、沉积、蚀刻及互连等精密制程步骤在硅晶圆上实现电路功能。此阶段的特点是投入大量资本、快速制程迭代及严谨良率管理要求。不同的技术节点迎合不同的芯片需求，如LogicIC及analogIC。
通过以上複杂的流程，代工企业执行从设计至实际产品的关键过程。经过封测后，芯片会被投入终端市场最终芯片广泛应用于消费电子、汽车电子及工业控制等领域。多元化的终端市场需求推动代工企业在制程技术、成本结构、产能规划等方面寻求差异化的发展战略。
全球晶圆代工市场规模
受益于消费电子、汽车电子、人工智能技术等高技术需求的快速增长，全球半导体产业高速发展，全球晶圆代工市场从2020年的87.3十亿美元增至2024年的161.0十亿美元，複合年增长率为16.5%，儘管由于下游集成电路市场萎缩，2023年出现小幅下滑。预计到2029年，全球市场将达到270.0十亿美元，2025年至2029年的複合年增长率为8.7%。
在全球集成电路区域化供应策略的加速下，中国大陆推动市场支持国内集成电路产业实现自给化，中国大陆晶圆代工行业在此背景下快速增长。中国大陆晶圆代工市场销售额从2020年的7.9十亿美元增至2024年的14.3十亿美元，複合年增长率为16.0%。中国大陆在全球的市场佔比由2020年的9.0%小幅下降至2024年的8.9%。
预计未来随著供应链国产化的进一步加速，中国大陆晶圆代工市场将继续扩大，2025年至2029年的年複合增长率将增加到13.2%，到2029年达到26.6十亿美元，其在全球的市场佔比预测为9.9%。
全球晶圆代工市场驱动因素
消费电子、汽车电子、生成式AI及机器人等多元化应用场景的快速扩展正在推动芯片功能不断进步。该等功能改进有助提高每颗芯片的价值，而不断增长的需求通过量产确保实现规模经济效应。结合以上因素，晶圆代工企业实现更高平均售价及稳定提高出货量，两者均推动晶圆代工业务发展。
消费电子：2024年，全球主要消费电子出货量达2,026.4百万台，2020年至2024年的複合年增长率为0.5%。预期2029年全球主要消费电子出货量将达2,622.4百万台，2025年至2029年的複合年增长率为5.3%。
随着显示质量成为消费设备更换週期中的关键因素，摺屏、高刷新率及超高清分辨率（“超高清分辨率”）普及对DDIC提出越来越严格的要求，需要不断增强带宽控制及电源管理。在计算摄影中，多相机系统、大幅面传感器及AI成像算法的广泛部署正在推动CIS的性能及集成密度不断提高，并聚焦于更高像素总数、更高灵敏度及更低噪点。与此同时，随着智能手机及平板电脑发展成为内容创作者的主要平台，日益著重视频编辑及图像处理推动对具有卓越计算吞吐量、强化异构算力及更低处理延迟的LogicIC需求。
随着AR及VR技术快速发展，对高分辨率及低延迟显示设备的需求大幅增加。该等设备需要高性能DDIC以带来沉浸式体验。AR/VR设备的出货量由2020年的7.1百万件增长至2024年的9.6百万件，複合年增长率为7.8%。未来，随着技术进一步成熟，预期到2029年，AR/VR设备的出货量将达至21.1百万件，2025年至2029年的複合年增长率为17.1%。作为连接虚拟世界与现实世界的关键接口，智能可穿戴设备正在快速发展。
头戴式显示器及智能眼镜的採用正在推动DDIC创新，目标是更高的刷新率、更低的延迟及完善电源控制，以确保带来身临其境的视觉体验。与此同时，扩展空间感知、手势识别及环境交互能力正在深化CIS的集成，其中小型化、高分辨率及低功耗正在成为主要发展推动力。
汽车电子：2024年，全球汽车销量达94.0百万辆，2020年至2024年的複合年增长率为4.8%。中国内地新能源乘用车销量由2020年的1.3百万辆快速增长至2024年的12.9百万辆，2020年至2024年的複合年增长率为77.5%。预计于2025年至2029年将继续以16.0%的增速增长，到2029年将达到27.5百万辆。于2020年至2024年，国产传统汽车平均安装芯片数量由780颗╱辆增长至1,130颗╱辆，複合年增长率为9.7%。
国产新能源汽车平均搭载芯片数量由2020年的1,150颗╱辆增加至2024年的1,800颗╱辆，複合年增长率为11.9%。预计到2029年，国产新能源汽车平均搭载芯片数量将达到3,300颗╱辆，2025年至2029年複合年增长率为12.9%。在电动化及智能化的双重趋势推动下，车规级芯片正在不断升级。在电气化中，PMIC负责多轨电压调节、功率排序、保护及功率複用等关键功能，正在向更高转换效率、更快的瞬态响应及更高可靠性发展。
MCU在电驱及配电等子系统的实时控制及系统管理中发挥作用，面临对确定性时序及功能安全性的日增需求。在智能方面，自动驾驶域控制器及车载信息娱乐的LogicIC需要高计算性能、低延迟及多传感器融合能力。此外，自动驾驶的进步大大提高每辆车的传感器需求。作为主要技术路径，视觉识别正在推动每辆车的CIS数量及规格双双增长，从而带来深度融合及更高价值贡献。
人工智能：全球AI市场录得指数级增长，由2020年的人民币19,141亿元增加至2024年的人民币45,518亿元，複合年增长率为24.2%。预期此势头将进一步加快，预计全球市场规模将于2029年激增至人民币202,356亿元，2025年至2029年的複合年增长率为36.4%。
生成式AI的快速发展主要特点为模型参数不断增加、训练及推论週期更加频繁、併发在线服务请求显著上升以及更严格的时延目标。该等因素共同需求更高的算力，推动服务器端配置及架构升级。一方面，作为核心驱动力，LogicIC在高性能计算、低延迟处理及高带宽互连方面的能力促进处理及互连层面不断创新。另一方面，高功率密度及显著负载波动对电力输送系统提出更严格的要求，而PMIC不断提高转换效率、瞬态响应及稳定电力输送，以支撑整体能效及可靠性。以上功能及性能迭代正在转化为增加相关制程技术的晶圆投产数及提高生产线利用率，从而推动晶圆代工服务的需求增长。
机器人应用：全球机器人市场快速增长，由2020年的417亿美元增加至2024年的723亿美元，複合年增长率为14.7%。此势头预期将进一步加速，预计全球市场规模将在2029年飙升至1,542亿美元，2025年至2029年的複合年增长率为16.3%。随着机器人从单一任务操作过渡至多场景、多角色应用，此转变正在推动核心芯片需求的系统性升级。
首先，对于运动控制及多传感器协调，MCU处理实时闭环控制、执行器管理及安全监控等关键任务，正在向更高的确定性时序、更低的功耗及更高的可靠性发展。其次，为支持自主导航、路径规划、任务调度，边缘LogicIC的算力及低时延处理能力正在不断增强，实现本地推论及多源数据融合。同时，在物体识别、环境建模及人机协作等场景中，CIS的应用正在深化，高分辨率、宽动态范围及改进的弱光性能逐渐应用，并通过多摄像头配置进一步增强，提高环境适应性及操作安全性。
IDM向“Foundry+Fabless”的转变
晶圆制造具有规模效应，扩大生产规模能有效降低单位成品的成本。领先的Foundry厂商在晶圆制造领域拥有先进的制造技术和更具有竞争力的市场价。伴随著未来芯片市场的产品与应用将趋向多元化发展，在晶圆制造领域的技术深化，使代工企业可以针对客户定制化的需求，针对性的开发生产工艺，提供丰富的代工解决方案。此外，在制造成本方面，代工企业较IDM更具优势。IDM厂商为了降低对生产线的研发投入的不确定性，逐渐将制造环节委託给代工企业，Foundry+Fabless模式的转变为晶圆代工厂带来增量空间。
中国大陆晶圆代工市场发展趋势
先进制程差距不断缩小：制程的缩小使得单位面积能容纳的晶体管数目不断增长，性能增加，成本降低。过去十年，中国大陆晶圆代工企业的技术发展主要集中在成熟制程的追赶上，未来十年，中国大陆晶圆代工企业通过加大研发投入和国际合作，预计将逐步缩小与国际领先企业在先进制程的差距。
12寸硅晶圆片的常态化：硅片尺寸从最初的6英寸、8英寸向现在主流的12英寸发展。硅片尺寸越大，单个晶圆上能够产出的芯片数目越多，在相同良率的情况下能够降低晶圆代工的成本，未来主流的晶圆产能扩张将以12英寸晶圆产能为主。
国产化替代：在全球供应链不稳定性增加的大背景下，芯片国产化是为了构建自主可控、安全可靠的供应链。中国大陆芯片产业自给率正逐步提升。2020年，中国大陆芯片产业自给率仅为16.6%。2024年，中国大陆芯片产业自给率增至25.0%。随著芯片全产业链的发展和国产化替代的稳步推进，预计至2030年中国大陆芯片产业自给率增至50.0%。
晶圆代工属于国产化替代中技术壁垒最高的部分之一，一方面，随著中国大陆的晶圆代工产能和加工技术快速发展，部分芯片设计企业的晶圆代工需求转移向大陆晶圆代工企业，这促进了中国大陆晶圆代工行业的快速发展。另一方面，中国大陆晶圆代工产业链的完善为晶圆代工企业承接先进制程芯片的代工需求提供了物质和技术基础，国内原材料、生产设备、封装测试产业及其他半导体行业链也不断的实现国产化，成为推进中国大陆晶圆代工行业发展的动力。
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