半导体ip公司是什么意思-看看美国芯片三巨头的发展史，谈谈中国半导体自主创新之路

上周，两则半导体行业新闻引起了我的关注吉祥物设计，这促使我花时间深入了解美国三大芯片巨头的发展和演变。 探索全球新形势下国产半导体自主创新之路。

第一个消息是ADI已经完成对Maxim的收购。 事实上，这个消息对于半导体行业人士来说并不奇怪。 我感兴趣的是综合ADI对其未来发展的规划。 这家名为“Analog Devices Company”的公司年营收将接近100亿美元，距离全球模拟龙头TI越来越近（单从名字来看，TI是德州仪器，ADI是一家真正的模拟器件公司，未来谁将成为模拟市场的老大，还真不确定）。

这张图简单展示了ADI收购Maxim后主要服务的应用市场和收入构成。 消费电子市场仅占其整体营收的13%； 而工业应用是ADI最大的市场（占比49%）； 汽车电子占比20%； 连接和数据中心市场的通信业务收入占18%。

新的ADI将在全球拥有35个分支机构； 员工23000人（其中工程师10000余人）； 多达75,000个产品类别，服务125,000个客户； 研发方面，全球有70个设计中心，6500项项目专利，每年研发投入超过15亿美元； 年收入将达到91亿美元，毛利率约为70%，约50%的收入来自生命周期超过10年的产品。

另一条消息是，中芯国际将与上海临港新区管委会合作，投资88.7亿美元，在临港集成电路产业基地建设一座月产能10万片晶圆的12英寸晶圆厂。 28nm及以上工艺节点的芯片代工及技术服务。 这是中芯国际自去年底以来第三次扩大28纳米及以上成熟工艺产能。

去年12月，中芯国际宣布与大基金二期、亦庄国投合资成立中芯精诚集成电路制造（北京）有限公司，计划总投资497亿元，建设12座集成电路制造基地。英寸晶圆厂，专注于28nm及以上成熟技术。 该项目计划于2024年建成，将达到月产10万片12英寸晶圆的产能。 今年3月，中芯国际宣布与深圳市政府计划投资23.5亿美元，扩建中芯国际深圳工厂，生产28纳米及以上成熟工艺晶圆并提供技术服务，最终实现年产4万片12英寸晶圆。月产能预计于 2022 年开始。

加上新公布的临港项目，中芯国际目前28纳米及以上成熟工艺产能已达到每月24万片12英寸晶圆。 中芯国际为何在短时间内在成熟的28纳米工艺上推出多个重大投资项目？ 由于中芯国际及其部分子公司被列入美国“实体清单”，已经无法获得7纳米及以下先进工艺所需的半导体设备。 国产半导体设备短时间内仍难以满足先进工艺要求。 因此，中芯国际只有获得成熟工艺设备供应许可，才能开发出成熟的晶圆工艺。

在全球芯片短缺、成熟工艺产能紧张的当下，中芯国际将投资重点转向28纳米成熟工艺，以满足市场和客户的需求，也是明智之举。 即使到2023年全球半导体供应恢复正常，国内IC设计公司的强劲需求仍将持续，中芯国际释放的28纳米工艺产能也将能够获得足够的客户订单。 此外，在当前疫情、中美科技冷战、半导体供应紧张等“完美风暴”下，中国各地政府和产业资本更青睐半导体投资项目，与中芯国际的合作自然是顺理成章。最佳选择。 中芯国际分别与北京、深圳、上海政府合作，在中国三大集成电路产业集散地投资建厂也符合其未来发展规划。

美国芯片巨头发展简史

电脑CPU巨头英特尔的转型与并购

以计算机CPU起家的英特尔，至今仍是美国最大的半导体公司（采用IDM模式的半导体厂商）。 目前拥有员工11万余人，2020年营收778.7亿美元，净利润209亿美元。 英特尔主要为联想、惠普、戴尔等计算机制造商提供微处理器芯片（CPU），同时还开发和生产主板芯片组、通信和网络接口芯片、内存、图形芯片、FPGA、嵌入式处理器以及汽车通信和计算相关的产品。 、物联网和新兴人工智能应用所需的设备。

英特尔于 1968 年由半导体先驱戈登·摩尔（摩尔定律以他的名字命名）和罗伯特·诺伊斯（集成电路最早的发明者之一）在安德鲁·格罗夫（《只有偏执狂才能生存》的作者）的协助和支持下创立。 在他的带领下，已发展成为全球最大的计算机CPU芯片供应商。 据说，该公司的英文名（Intel）是Integrated和Electronics两个词的组合。 此外，“Intel”也有智能的意思。 应得的。

英特尔早期专注于SRAM和DRAM内存芯片的开发，内存是其20世纪80年代初期的主要收入来源。 1987年，英特尔是全球第十大半导体制造商。 然而，日本内存厂商的迅速崛起并占领了大部分市场，迫使英特尔转向微处理器的研发和生产。 其对微处理器设计的投资促进了计算机行业的快速发展，并使英特尔成为最大的PC微处理器供应商。 从1992年到2017年，英特尔一直是全球最大的半导体芯片制造商，而AMD、三星、东芝、TI、ST和台积电都难望其项背。

2018年，由于全球存储芯片需求强劲，三星营收大幅增长，超越英特尔成为全球最大的半导体制造商。 由于10纳米晶圆工艺一再推迟，英特尔在最先进制造工艺的争夺中被台积电和三星甩在了后面。 与此同时，采用台积电最新技术的AMD正在PC处理器市场追赶英特尔。 尽管英特尔仍然是全球最大的半导体公司，在有金融背景的CEO鲍勃·斯旺的带领下，营收和利润都在稳步增长，但因跟不上半导体行业的快速发展而受到投资者和业界的批评。晶圆制造技术。

英特尔今年2月聘请前CTO帕特·基辛格(Pat Gelsinger)担任CEO，并启动IDM 2.0战略，开始提供晶圆代工服务，同时加速下一代晶圆制造工艺的研发。 为响应美国政府振兴半导体制造业的号召，英特尔计划投资200亿美元在亚利桑那州建设新晶圆厂，台积电和三星紧随其后。

下表列出了英特尔2009年以来的并购事件，其中影响较大的并购事件包括：

1、2009年以8.84亿美元收购嵌入式系统厂商Wind River Systems；

2、2010年以76亿美元收购安全软件厂商McAfee，同年以14亿美元收购英飞凌无线业务；

3、2014年，以6.5亿美元收购Avago通信处理器业务；

4、2015年以167亿美元收购FPGA厂商Altera；

5、2016年分别收购人工智能及新技术公司Nervana Systems、Movidius、Soft Machines；

6、2017年以150亿美元收购以色列自动驾驶技术公司Mobileye；

7、2019年收购网络交换机制造商Barefoot Networks，同年以20亿美元收购以色列AI芯片初创公司Habana Labs。

模拟巨头TI是如何发展起来的？

德州仪器（TI）2020年财报数据显示，2020年营收144.61亿美元，同比增长0.54%； 毛利92.69亿美元，毛利率约64%； 净利润55.95亿美元，同比增长11.52%。 从收入构成来看，TI主要有六大业务板块。 其中，工业市场占比37%； 汽车占20%； 个人电子产品占比27%； 通讯占8%； 企业系统占比6%； 其他占2%。

在IC Insights每年发布的全球十大模拟芯片厂商名单中，TI连续多年稳居第一，2020年也不例外。 2020年，TI模拟器件业务营收为108.86亿美元，利润为49.12亿美元。 根据Core Thought整理的数据，2020年TI在中国的营收占比将高达55.32%。

排名第二的ADI与排名第七的Maxim合并后，模拟业务总营收已超过70亿美元，进一步逼近领头羊TI，但仍需要几年时间才能追上与甚至超越TI，因为模拟芯片的应用广泛，增长相对稳定，短时间内很难有大的飞跃。

德州仪器 (TI) 于 1951 年由一家地震测量设备和国防电子公司重组而成，于 1954 年制造出世界上第一台商用硅晶体管，并于同年设计和制造了第一台晶体管收音机。 1958年，杰克·基尔比（Jack Kilby）在TI的中央研究实验室发明了集成电路，并因此获得了诺贝尔奖（英特尔的罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）也在同一时期发明了IC，但他没有获得诺贝尔奖半导体ip公司是什么意思，因为在提名时他已经去世了） 。 TI 还于 1967 年发明了手持式计算器，并于 1970 年推出了第一款单片微控制器 MCU（将所有计算单元集成在单个硅芯片上）。

1987 年，TI 发明了数字光处理器 (DLP)，该技术是大屏幕投影和影院 DLP 影院的基础技术。 TI 于 1997 年将其国防业务出售给雷神公司，使 TI 能够专注于 DSP 等数字解决方案。 2011 年收购美国国家半导体后，TI 拥有 45,000 种模拟产品类别和客户设计工具组合。 在股票市场上卡通人物，TI通常被视为半导体和电子行业的风向标，因为其芯片产品几乎渗透到所有电子产品领域。

1996年至2011年，TI的并购案例总结如下：

1、1996年收购Tartan公司；

2、1997年以3.95亿美元收购Amati Communications；

3、1998年收购GO DSP，收购哈里斯半导体的标准逻辑业务

4、1999年以3.65亿美元收购以色列公司Libit Signal Processing； 蝴蝶超大规模集成电路，5000万美元； Telogy Networks 4.57 亿美元； 和 Unitrode 公司；

5. 2000年以76亿美元收购Burr-Brown；

6、2006年以2亿美元收购Chipcon；

7. 2009年收购CICLON和Luminary Micro；

8. 2011年以65亿美元收购美国国家半导体。

德州仪器于2011年超越ST成为模拟领导者，占整个模拟市场的15.4%。 近10年来，全球半导体并购潮跌宕起伏，TI是前10大厂商中唯一一家没有发生过大规模并购的公司，但一直稳坐头把交椅在模拟芯片市场。

2012年，TI开始战略性退出手机基带处理器领域，专注于模拟和嵌入式处理，牢牢掌握汽车电子和工业电子市场，实现营收66亿美元半导体ip公司是什么意思，市场份额达到16.7%模拟市场继续排名第一。

德州仪器 (TI) 是最早在 300mm 晶圆上制造模拟芯片的公司之一。 与 200mm 晶圆相比，在 300mm 晶圆上制造模拟 IC 可将每个芯片的成本降低 40%。 2017年，TI模拟业务收入约50%来自300mm晶圆。 2018年，TI模拟业务营收为108亿美元，市场份额为18%，几乎是排名第二的ADI营收的两倍。 2019年，TI模拟营收跌至102亿美元，市场份额则增至19%。 迄今为止，其在模拟半导体市场的领先地位依然稳固，无人能动摇。

今年7月，TI宣布出价9亿美元收购美光位于犹他州的300纳米晶圆厂。 该工厂的65纳米和45纳米工艺线将进一步增强TI在模拟器件和嵌入式处理器芯片方面的产能。

阿迪公司

ADI 2020财年营收为57.94亿美元，净利润为12.2亿美元。 其主要技术和产品包括：模拟和混合信号（转换器、放大器、接口）； 电源管理（稳压器、PMIC、监控）； RF射频（DC-100GHz、微波、毫米波）； 边缘处理器和传感器（DSP、MCU、惯性、光学）。

ADI公司的全称是Analog Devices, Inc. (ADI)。 它由两位麻省理工学院毕业生 Ray Stata 和 Matthew Lorber 于 1965 年创立。 该公司的首款产品是 Model 101 运算放大器，并于 1973 年率先推出激光修整晶圆和首款 CMOS 数模转换器。 近年来，在首席执行官文森特·罗奇的带领下，ADI公司并购重组频繁。 2016年以148亿美元收购Linear Technology，2020年以200亿美元高价收购Maxim，从而成为销售额仅次于TI的模拟巨头。

ADI 总部位于马萨诸塞州威尔明顿，在中国上海、德国慕尼黑、爱尔兰利默里克和日本东京设有地区总部。 ADI在美国和爱尔兰设有晶圆工厂，其组装和测试工厂位于菲律宾。 ADI 在澳大利亚、加拿大、中国、埃及、英国、德国、印度、以色列、日本、苏格兰、西班牙、台湾和土耳其设有设计中心。

在50多年的发展历史中，ADI收购了多家公司，按时间顺序整理如下：

1. 1969 年：帕斯托里扎电子公司

2. 1971 年：Nova Devices

3. 1978：计算机实验室

4. 1984年：国际成像系统

5. 1990 年：Precision Monolithics, Inc.

6. 1991年：Edsun Laboratories的技术资产

7. 1996：马赛克微系统有限公司

8. 1997：Medialight 公司

9. 1999：爱丁堡便携式编译器

2000 年 10 月：BCO Technologies PLC、Signal Processing Associates、Integrated Micro Instruments Inc.、Chiplogic Inc. 和 Staccato Systems Inc.

11. 2006年：AudioAsics A/S、Integrant Technologies 和 TTPCom 的部分资产

2011年12月：利元亨半导体公司

13. 2014：赫梯微波公司

14. 2016年：凌力尔特、Sypris Electronics和网络安全解决方案业务

2018 年 15 月：Symeo 有限公司

16. 2019：测试电机

2020 年 17 月：Maxim Integrated。

美国这三大芯片巨头已有50多年的历史，在发展过程中进行了多次并购。 经过整合调整，适应市场和时代的发展，取得了现在的辉煌。 从总部所在地来看，地处硅谷中心的英特尔与硅谷同步成长，毗邻斯坦福大学和加州大学伯克利分校，源源不断输送工程技术人才； 位于德克萨斯州达拉斯市的德州仪器公司，从地理上来说并不是高科技。 集散中心，但德克萨斯大学和德克萨斯州首府奥斯汀，为TI提供了大量优质工程人才（2011年收购国家半导体后也在硅谷占据了一席之地）； 该省和波士顿地区的高科技带也是半导体等高科技创新的沃土。

中国半导体企业自主创新之路

自20世纪90年代台积电开创晶圆代工模式以来，全球半导体供应链的分工越来越细。 Foundry造就了许多无晶圆厂巨头，例如高通、英伟达和联发科。 多年在英特尔阴影下挣扎的AMD剥离晶圆制造业务转型无晶圆厂后，其技术研发和市场竞争力越来越强，甚至具备了与英特尔头部对抗的实力- 进军个人电脑市场。

中国半导体产业也受益于这种晶圆制造、封测、IC设计分工的发展模式。 中芯国际不仅是中国晶圆代工的龙头，也是中国整个半导体行业的龙头。 其战略布局和未来发展路线对中国半导体产业具有决定性影响。 本文开头提到的临港28纳米晶圆项目也将进一步推动临港新区向中国新一代集成电路产业基地发展。 中芯国际在上海、北京、深圳的晶圆制造布局也代表了中国半导体产业的均衡分布和发展格局。

在半导体产业整个供应链中，国内IC设计公司数量最多（去年底统计有2000多家，今年还在快速增长）。 要围绕无晶圆厂企业开展研发、服务和市场竞争。 在中国本土IC设计公司中，前不久刚刚在科创板上市的格科微具有一定的代表性。 这家公司已经深耕CMOS图像传感器市场18年。 凭借自主研发的技术创新模式和引领低端CIS市场的发展战略，成为CIS领域国产替代的先行者。 格科微计划通过上市等融资渠道筹集资金。 预计投资22亿美元，在临港新区启动12英寸CIS集成电路特色技术研发及产业化项目。 实现生产过程自主可控。 这是国内Fabless企业试图转向集设计、研发、制造、测试于一体的Fablite模式的一次探索，以确保供应链的安全和企业的长期稳定发展。 （编者注：格科微董事长兼首席执行官赵立新将于9月14日举办的临港半导体产业发展高峰论坛上发表主题为“中国半导体发展机遇”的演讲，欢迎半导体行业人士报名为会议）

中芯国际放缓了7nm及以下先进工艺的研发，转向28nm等成熟工艺。 主要原因是高端晶圆制造设备受到美国政府的限制。 事实上，中国半导体真正“卡住”的地方在于高端半导体制造设备。 中国半导体设备行业领军企业中微半导体设备有限公司董事长兼首席执行官尹志耀对此印象颇深。 中微长期深耕刻蚀和薄膜沉积领域，制造了中国第一台电解质刻蚀机。 其等离子刻蚀设备已广泛应用于国际一线客户的65nm至14nm、7nm、5nm的集成电路制造和先进封装领域。 芯片介质刻蚀设备占中芯国际新增采购量的50%以上。 在客户方面，中微已成功进入国内外主流半导体制造企业。 例如，其刻蚀设备客户包括台积电、中芯国际、联华电子、华力微电子、海力士、长江存储等； 其MOCVD设备客户包括三安光电、灿阳光电、华灿光电、千兆光电等LED芯片及功率器件厂商。

近日，中国微电子临港产业化基地项目开工建设。 项目规划总建筑面积约18万平方米，项目基础设施建设总投资约15亿元。 项目建成后，将满足中国微电子集成电路装备和泛半导体装备的研发、测试和产业化需求。 中卫临港产业化基地计划于2022年底建成并投入使用。（编者注：中国微电子董事长尹志耀将出席临港半导体产业发展高峰论坛并发表《建设全方位、高品质、具有国际竞争力的半导体装备公司”）

国内IC设计公司用于IC设计的EDA工具市场也主要被美国三大EDA公司垄断。 国内EDA开发商华大九天近日首次提出申请并获得深交所审核通过，将在深交所创业板上市。 华大九天上市募集资金将主要用于电路仿真与数字分析优化EDA工具升级项目、模拟设计与验证EDA工具升级项目、特定类型芯片设计的EDA工具开发项目、数字设计综合与验证EDA工具开发项目等

近期，国内最大的四家EDA公司已申请IPO并获受理。 分别是：2021年6月21日，深交所正式受理华大九天创业板IPO申请； 6月30日，深交所正式受理光利微科创板IPO申请； 8月24日，上交所正式受理国微斯尔芯科创板IPO申请。 通过上市融资加强EDA技术研发，增强市场竞争力，是国内EDA开发商的可行途径。

2009年，刘卫平带领原华大电子EDA事业部成立华大九天，主要从事EDA工具软件的开发、销售及相关服务。 其主要产品包括模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系统和晶圆制造EDA工具等EDA工具软件，并围绕相关领域提供技术开发服务。 截至2020年底，华大九天共有员工477人，其中研发技术人员322人，占比68%。 此外，公司拥有授权专利144项，注册软件著作权50项。 （编者注：刘卫平将参加临港半导体产业发展高峰论坛并发表题为《EDA自主发展之路》的演讲）

当然，除了上面介绍的IC设计、晶圆代工、半导体设备和EDA之外，中国半导体产业的健康发展还需要IP、封装测试以及各种半导体材料。 为加快国产半导体快速发展，探索中国半导体企业自主创新之路，上海临港新区管委会将于9月14日举办第二届半导体产业发展高峰论坛。合作与机遇”，来自晶圆制造、封测、EDA/IP、IC设计、分销、EMS全产业链企业近百位高管应邀参加会议，交流合作发展机遇集成电路行业，分享最前沿的技术动态和科研成果。