世界集成電路發展概況

【內容來源】：《晶元營銷》_晶元行業基本情況概括

【閱讀時間】：15min

【字數】：約4800字

【推薦理由】：講述了集成電路的發源史，分析了2013年前後的晶元行業的全球情況，還有美國，日本，歐洲，韓國，台灣等地區的集成電路發展的特點。

【看法】：2017年第一季度全球半導體銷售TOP 10 如下圖。其中4家公司總部在美國，2家在歐洲，2家在韓國，另外新加坡和日本分別有一家。總體上，前10大半導體供應商在2017年第一季度全球半導體廠商的996億美元銷售額中佔據了56%的份額。想關於2016年全年的排名，存儲巨頭SK海力士和美光在2017年第一季度的排行榜中表現出很明顯的排名提升。這源於近期DRAM和NAND快閃記憶體市場的需求激增，這兩家公司分別上升兩個位置，SK海力士盤踞第三名，美光則上升為第四名。2017年的併購事件還有國內的一些政策支持，包括武漢新芯科技著力發展存儲行業，必然也會在一定程度上影響到市場上晶元的價格和整體的行業水平。國內之前著力發展的顯示器和LED相關晶元，在整個市場上控制了晶元的價格，讓晶元價格得以下降。晶元行業相對來說也是有自身的周期的，也有大小年之分，不僅與晶元相關廠商，設計商，製造商封裝商等有關，還與電子廠家，晶元被提供者的生產周期和全球的經濟情況有很大關係。（點擊閱讀原文鏈接到「一個外國分析師中的中國半導體」）

【內容】：

1、集成電路的發明

美國人傑克.基爾比和羅伯特.諾伊斯被公認為集成電路發明者，共獲殊榮。

1958年，年金34歲的傑克.基爾比加入美國德州儀器公司。正是德州儀器這家「給我提供了大量的時間和不錯的實驗條件」的公司，基爾比差不多把全部時間用於研究電子器件的微型化，也正是德州儀器的這一溫室，孕育了他後來開創性的成就。在晶體管發明之後，無數工程師為此而備受鼓舞，他們開始嘗試設計更加快速的計算機，但是由於受晶體管體積限制，由晶體管製成的電子設備體積非常龐大，早期的計算機動輒就有一個房間那麼大。在這樣的前提下，基爾比提出了將多個電子元器件集成在一個裝置上的偉大設想，並最終把它變成了現實。

1958年9月12日，基爾比成功實現了把電子元器件集成在一塊半導體材料上的構想，基於鍺材料上製作了一個相移振蕩器的簡易集成電路，並以此於1959年2月申請了「小型化的電子電路」的專利（專利號：US3138743）。

與此差不多同時，在1959年7月，美國仙童公司的羅伯特.諾伊斯利用一層氧化膜作為半導體的絕緣層，製作出鋁條連線，使元件和導線合成一體，發明了基於硅的集成電路，於1959年7月也申請了「半導體器件——連接結構」的專利（專利號：US2981877）。

諾伊斯是一位科學界和商業界的器材。他在硅集成電路的發明，開啟了半導體晶元行業的新時代，可商業生產的硅晶元，使半導體產業進入了「商用時代」。單就這個成就，諾伊斯也足以名垂青史，不僅如此，他還與人共同創辦了兩家矽谷最偉大的公司：第一家是仙童公司，被譽為半導體工業的搖籃，集成電路的「黃埔軍校」；第二家是科技界最閃耀的明星英特爾（Intel）公司，英特爾公司直到今天仍然代表著集成電路領域最先進的技術，引領著微電子行業的發展方向。

頗具戲劇性的是，基爾比申請專利在先，但是獲得批准災後，而諾伊斯的專利申請在後，批准在先。一段時間內，德州儀器和仙童公司為爭奪集成電路發明權而訴諸公堂。而實際上，基爾比和諾伊斯兩人的研究互相獨立，而且製造方法不相同，從歷史時間上而言，基爾比的鍺集成電路是第一塊集成電路，但是在後世的擊沉電路發展過程中，基於硅的集成電路更早投入商用，更加普遍，而且去的了絕對輝煌的成就，因此諾伊斯發明的重要性不言而喻。

1966年，基爾比和諾伊斯同事被富蘭克林學會授予巴蘭丁獎章，基爾比被譽為「第一塊集成電路的發明家」，而諾伊斯被譽為「提出了適合工業生產的集成電路理論」的人。1969年，法院最後判決兩者專利沒有衝突，從法律上實際承認了集成電路是一項同時的發明。2000年，基爾比獲得了諾貝爾物理學獎，而諾伊斯在1990年已經逝世，也就與諾貝爾獎擦肩而過了。

追溯集成電路的發明及發展，有幾個重要的時間點不可忽視。

真空三極體的發明

1906年，美國科學家李.德福雷斯特發明了真空三極體。真空三極體的出現是電子科學技術史上一件劃時代的大事，它推動了無線電技術的迅猛發展，並奠定了近代電子工業的基礎。早在1904年，英國倫敦大學的佛萊明發明了真空二極體。真空二極體不能對信號進行放大，用途非常局限，無法推動電子技術的繼續發展，直到真空三極體出現後，電子管才成為實用的器件。真空三極體使得遠程無線電通信，無線電話，收音機，廣播，電視，高頻加熱爐等消費類電子產品成為可能，世界上第一台電子計算機也因此才能製造出來。德福雷斯特被譽為「電子管之父」。

晶體管的發明

電子管推動無線電技術的發展，但同時無法迴避其體積大，易損壞，能耗高，老化快等缺點，這些固有的缺點限制了電子技術的發展，也成為工程師尋找更佳性能替代品的動力。1947年，貝爾實驗室的三位科學家——威廉.肖克利，約翰.巴丁，沃爾特.布拉頓發明了一個由鍺材料製成的電子放大器件。這個器件不但具備電子管的功能，而且同時具備體積小，質量輕，能耗低，壽命長等優點，這個器件被命名為晶體管。肖克利，巴丁，布拉頓於1956年共同獲得諾貝爾物理學獎。

晶體管的發明是電子技術史上具備劃時代意義的事件，它奠定了現代電子技術的基礎，揭開了微電子技術和信息化的序幕，開創了一個嶄新的時代——硅時代。晶體管被認為是現代歷史中最偉大的發明之一，在重要性方面可以與印刷術，汽車和電話等發明相提並論。

有意思的是，肖克利後來在1955年成立「肖克利實驗室」，招募了大批優秀的人才，其中有8人後來辭職，他們當中有一位發明了基於硅的集成電路，他就是羅伯特.諾伊斯。

CMOS後集成電路時代

集成電路技術發展到1963年，仙童公司的FrankWanlass發明了互補式金屬氧化物半導體電路。到了1968年，美國無線電公司一個由亞伯.梅德溫領導的研究團隊成功研發了第一個CMOS集成電路。CMOS工藝由於具備靜態功耗低，適合電源電壓寬度大以及抗干擾能力強等優點，迅速成為主流的集成電路生產工藝。時至今日，絕大部分的晶元都是採取CMOS工藝。CMOS技術，光刻機，離子注入機等技術的發展，推動集成電路技術從眾大規模發展到超大規模。

2、 世界晶元產業格局概覽

集成電路產品發展至今50餘年，其主要的產業分布集中在美國歐洲，日本，韓國和中國台灣五個地區。由於集成電路是最尖端的高科技行業，世界上大部分國家和地區都不具備，哪怕是普通的晶元設計或者製造技術。

美國知名市場研究機構iSuppli的報告顯示，2012年全球晶元廠商營收前20名的公司中，美國公司佔據9個席位，分別是英特爾，高通，德州儀器，博通，鎂光，超微，英偉達，飛思卡爾，美滿電子；日本佔據5個席位，分別是東芝，瑞薩，索尼，爾必達，羅姆；歐洲佔據3個席位，分別是意法，英飛凌，恩智浦；韓國佔據2個席位，分別是三星，海力士；台灣則佔據一個席位，是聯發科。

根據全球晶元廠商的營收情況，我們可以看到全球的晶元產業布局有如下特點：

美國主導著全球的集成電路產業

美國是全球最大的半導體消費市場，也是最大的生產國，主導了全球半導體與電子產品的發展。

集成電路從美國誕生，從其發明之日開始就意味著其在美國的發展是技術先導方向的，美國的集成電路在原創性和拓展性上，遙遙領先與世界其他國家。美國的晶元企業在研發上的投入比例非常大，這保障了了其技術的領先優勢。

集成電路在美國發展之初，離不開軍事工業的，在20世紀60年代初期，超過80%的集成電路消費者都是軍工企業。後來隨著民用產品的普及，軍工需求的比例才降下來。和其他行業的高新技術一樣，軍工需求是第一推動力。至今，美國的晶元技術仍然有很多事其他國家無法企及和想像的。

美國在電子產品的市場，技術與新產品的發展及應用上，都具有指標意義，每年1月份的CES拉斯維加斯電子展依然是全球電子產品的方向標。美國的集成電路產業在世界上處於霸主地位，他擁有由集成電路產業所帶動的一流上下游電子產業。數十年來電腦工業均由美國廠商所主導，目前在網路設備上亦取得領先地位，通信產業與歐洲廠商比肩，軍事工業更是世界強首。一直以來，美國都是全球最大的半導體消費市場，這項先天優勢，是美國集成電路設計也蓬勃發展的重要基礎。

日本是全球晶元重鎮

日本的集成電路發展，相對於美國要落後一些，因此日本晶元行業的發展思路是通過快速引進技術，重金購買集成電路專利的辦法，達到騎不快，縮短差距的目的。日本在引進階段特別注意消化吸引國外的精華，並加以本民族的創新，彙報效果好，趕超步伐快。日本以民用電子來帶動集成電路產業，從收音機到數字視像設備等民用設備的發展，在初期避開了與美國的競爭，後期則轉向發展計算機，通信設備等投資類集成電路。其產業發展一直緊隨美國之後，是世界第二半導體產業生產大國。在20世紀80年代曾一度成為世界半導體產業的中心。

近年來，隨著世界經濟的震蕩，韓國，東南亞國家以及中國大陸的半導體產業與市場的迅速成長和競爭，日本半導體業陷入新一輪危機之中。在移動通信，智能手機以及液晶電視等重大的消費類電子市場受挫之後，日本電子工業五大巨頭——日本電器公司，東芝，日立公司，富士通，三菱電機屢屢報虧，形式不容樂觀。即便如此，日本在晶元行業依然是晶元行業不可忽視的第二巨人

歐洲三巨頭舉足輕重

歐洲的集成電路產業雖然不如美國和日本，但是仍然有三家規模相當大的公司——意法半導體，英飛凌和恩智浦半導體，他們在全球的集成電路產業中舉足輕重，歐洲曾經是美國之外的第二大電子產品市場，在通信，汽車，照明等電子技術領域有著精深的技術積累和強大的市場需求，歐洲的集成電路廠商具備自身一流的技術水準，雖然經過多次的分拆離合，最終還是形成了三巨頭各領風騷的格局。

近年來，由於歐元升值，政府補貼少喝產業趨勢向亞洲轉移，歐洲的半導體產業由於前瞻性不如美國，實用性不如亞洲，已經受到很大的挑戰，其市場佔據份額逐年下降。研究者認為，歐洲的集成電路行業分局各國，不夠集中，不能如美國那樣集約化發展，這也是歐洲半導體走下坡路的原因。還有研究者認為，歐洲在第二代手機市場上取得遙遙領先的成功，但是在3G，4G時代和互聯網時代並沒有很好的建樹，這也是其在晶元領域競爭力越來越弱的原因之一。與此同時，美國和亞洲在新型的消費類電子產品市場勢頭強勁，難以阻擋。

韓國後來居上造航母

直至20世紀70年代末，韓國的晶元製造工業還很薄弱，但從80年代開始，在政府的大力支持下，集成電路得到突飛猛進的發展。

韓國的集成電路發展主要以政府的強勢支持為基礎，集中力量引進國際先進技術，面向需求廣闊的世界電子市場，重點打造如三星電子這樣的航空母艦，由於政府政策和資金的大力支持，韓國的集成電路發展迅猛，自成一方諸侯。特別是近幾年，三星電子在全球市場不斷成功，在筆記本，手機，平板，LED，SRAM，DRAM等領域，無處不活躍著它的影子。

中國台灣精確定位，專業化發展

中國台灣在20世紀70年代成立了台灣電子研究院電子鎖，在引進美國RCA公司集成電路技術的基礎上，在世界範圍內招攬集成電路專家，進行自主創新，研發成果及時向產業轉移，並通過當局主要發起的方式，先後成立了聯華電子，台積電等現為世界知名的集成電路企業。

台灣集成電路產業的基礎定位是代工生產。在集成電路行業分工日益細化的時候，台灣抓住機會，沒有在電路設計這個競爭白熱化的環節廝殺，而是把集成電路產業鏈中的代工生產環節作為最能展現台灣競爭力的產業來發展。事實證明，這個思路是正確的，時至今日，台積電，台聯電，日月光等工廠代表著世界最一流的晶元晶圓製造和封裝測試技術，台灣是全球絕大部分晶元的實際誕生之地。

在晶元代工企業的帶動之下，台灣的集成電路設計公司也如雨後春筍般湧現，在消費類電子產品的大量需求下，台灣的集成電路企業成功的發展成為規模僅次於美國的集成電路產業群。台灣集成電路設計，矽片加工，封裝與測試所形成的高水平分工的完整產業鏈，這更是全球其他地區所不能及的競爭優勢。

台灣晶元設計公司龍頭企業聯發科也就是抓住了這樣的機會，近年來在DVD，手機行業突圍，與全球晶元市場中搶佔一席之地。

關注公眾號，一起看書增加IC知識喲

aHR0cDovL3dlaXhpbi5xcS5jb20vci84RHRBV0RMRWNtOE5yWFk3OTI3aQ== (二維碼自動識別)