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世界芯片產(chǎn)業(yè)地圖——北京

原創(chuàng)
06/24 09:31 來源:與非研究院
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北京市(Beijing City),簡稱“京”,古稱燕京、北平,是中華人民共和國首都、直轄市、國家中心城市、超大城市,中共中央、國務院批復確定的中國政治中心、文化中心、國際交往中心、科技創(chuàng)新中心,中國歷史文化名城和古都之一,世界一線城市。

北京集成電路產(chǎn)業(yè)已形成設計引領、制造突破、裝備跟進的特色發(fā)展格局。2024年北京集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈營收達到2,480億元,占全國總量的21.3%,這一規(guī)模較2020年實現(xiàn)翻倍增長,年復合增長率高達18.7%。

一、北京半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史

北京是中國半導體產(chǎn)業(yè)的搖籃,在中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上創(chuàng)造了無數(shù)的第一:1956年研制成功第一支晶體管、1958年成立第一個半導體器件生產(chǎn)廠109廠、1975年試制成功第一塊1K DRAM、1986年成立第一家設計公司北京集成電路設計中心、1993年開發(fā)成功第一套自主知識產(chǎn)權的CAD系統(tǒng)、2004年中芯國際第一條12英寸晶圓制造線投產(chǎn)、2004年大唐首顆通信SoC芯片COMIP研發(fā)成功、2005年中星微成為第一家登陸納斯達克的中國集成電路設計公司、中芯國際首顆65/45/28納米產(chǎn)品成功量產(chǎn)。

1.1、中國半導體工業(yè)的起點

1956 年,中國首支晶體管在北京誕生,揭開半導體事業(yè)序幕。1958 年,為研制高技術計算機配套器件,109 廠作為首個半導體器件生產(chǎn)廠建成,初期生產(chǎn)鍺器件,1964 年全面轉(zhuǎn)產(chǎn)硅器件。該廠與上海光學儀器廠等合作,研制出國內(nèi)首臺接觸式光刻機、超聲波鋁絲壓焊機等關鍵設備,推動中國從晶體管時代邁入集成電路時代。1975 年起,109 廠與科研機構協(xié)作,成功試制 1K、4K、16K DRAM 芯片。1986 年,該廠與中科院相關研究所合并,先后更名為中科院微電子中心、中科院微電子研究所,完成從生產(chǎn)廠到科研機構的轉(zhuǎn)型。

1.2、從電子管巨頭到面板新貴

作為 “一五” 計劃蘇聯(lián)援建的 156 項重點工程之一,774 廠(北京電子管廠)1956 年建成投產(chǎn),結束中國電子管依賴進口的歷史。因軍事訂單不足,該廠主動轉(zhuǎn)產(chǎn)民用收音機電子管,并支援 878 廠、770 廠等半導體企業(yè)建設。改革開放后,電子管技術被半導體取代,774 廠陷入虧損,1992 年瀕臨破產(chǎn)。新任廠長王東升帶領員工自籌資金進行股份制改造,創(chuàng)辦東方電子集團(后更名京東方),1997 年實現(xiàn) B 股上市,2003 年通過收購韓國 HYDIS 進軍液晶面板領域,最終在顯示面板行業(yè)重獲生機,現(xiàn)已經(jīng)成為全球面板龍頭。

1.3、IDM 模式的興衰與謝幕

1968 年,由 774 廠抽人籌建的 878 廠(東光電工廠)在北京動工,1970 年投產(chǎn),1978 年建成國內(nèi)首條 2 英寸集成電路生產(chǎn)線,1980 年建成首條 3 英寸線,成為國內(nèi)首家集成電路專業(yè)化工廠。該廠采用集成器件制造(IDM)模式,自主完成電路設計、芯片加工、封裝測試全流程,產(chǎn)品涵蓋 DTL 型與非門電路、TTL 高速電路等。80 年代中期后,受技術迭代和資金限制,曾被稱為 “北霸天” 的 878 廠逐漸衰落,最終退出集成電路舞臺。

1.4、從艱難起步到特種工藝突破

1993 年,作為北方微電子基地主體,燕東公司依托 878 廠二手設備和未完工廠房,歷時 10 年建成 4 英寸芯片生產(chǎn)線。為避開與華晶、首鋼日電等企業(yè)的競爭,燕東主攻半導體分立器件,2007 年建成 6 英寸線,2013 年月產(chǎn)能達 3 萬片。2017 年,燕東啟動 “二次創(chuàng)業(yè)”,在亦莊建設 8 英寸 0.11 微米特種工藝生產(chǎn)線,獲國家大基金支持,目前已成為國內(nèi)知名的高可靠功率器件供應商,連續(xù)多年入選中國半導體功率器件十強。

1.5、從 6 英寸線到戰(zhàn)略放棄

1991 年,首鋼與日本 NEC 合資成立首鋼 NEC,1994 年建成國內(nèi)首條 6 英寸 1.2 微米晶圓生產(chǎn)線,后升級至 0.7 微米工藝,但因股權從 60% 降至 49% 喪失控股權,2003 年放棄 8 英寸線規(guī)劃,最終因日方全球產(chǎn)能調(diào)整關停,設備出售給世紀金光。2000 年,首鋼聯(lián)合多方發(fā)起華夏半導體項目,計劃建設兩條 8 英寸線,因 2001 年全球半導體市場低迷,外資撤資導致項目停滯,2004 年正式終止。首鋼兩次進軍半導體的嘗試,因技術依賴、市場波動等原因宣告失敗,標志著其半導體戰(zhàn)略的終結。

二、北京半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1、區(qū)域分布情況

截至2024年12月,北京市集成電路國家級專精特新企業(yè)共有65家,較上年同比增長7.71%。企業(yè)結構方面,注冊資本在1億以上的企業(yè)最多,有32家,占比49.23%;其次是注冊資本在1000萬-5000萬的企業(yè),有17家,占比26.15%。成立時間在15年及以上的企業(yè)最多,有31家,占比47.69%;其次是成立時間在10-15年的企業(yè),有14家,占比21.54%。地域分布上,主要集中在海淀、朝陽和通州,分別有36家、7家和7家。

區(qū)域功能分化

海淀區(qū)以設計與制造核心,依托高??蒲匈Y源(如清華、北大),聚集大唐、瑞薩等設計企業(yè),君正、圣邦等制造企業(yè),形成 “產(chǎn)學研用” 閉環(huán)。

經(jīng)開區(qū)成為制造與設備重鎮(zhèn),中芯國際、京東方等龍頭企業(yè)帶動,構建從晶圓代工到裝備制造的全鏈條,支撐北京半導體產(chǎn)業(yè)的 “硬實力”。

朝陽和順義以材料與應用為前沿,有研半導體、華大九天突破上游瓶頸,小米汽車拉動下游需求,形成 “材料-設計-應用” 協(xié)同。

圖|北京集成電路企業(yè)分布

來源:與非研究院整理

技術創(chuàng)新方向

第三代半導體:順義銘鎵(氮化鎵)、經(jīng)開區(qū)中芯北方(碳化硅襯底),布局寬禁帶半導體,搶占 5G、新能源汽車等新興市場。

先進封裝:海淀華芯(WLP)、朝陽燕東(功率器件封裝),提升芯片集成度,適配 AI、高算力芯片需求。

汽車電子 / 物聯(lián)網(wǎng):多區(qū)域布局(如海淀航天科工、大興小米汽車),響應 “智能網(wǎng)聯(lián)汽車” 與 “萬物互聯(lián)” 趨勢,推動半導體與終端應用深度融合。

2.2、政策支持

過去五年間,北京集成電路政策體系經(jīng)歷了從單一補貼到生態(tài)構建的質(zhì)變。2020年國務院《若干政策》以稅收減免為主,對28nm以下制造企業(yè)給予"十年免稅"的強力支持;到2023年北京市"芯火"行動計劃已演變?yōu)?補貼+金融+平臺"的組合拳,對設計企業(yè)流片費用提供最高3000萬元補貼;2025年海淀區(qū)更進一步出臺差異化補貼政策,對14nm及以下先進制程額外提高10個百分點補貼比例。這種"國家-市-區(qū)"三級政策體系的協(xié)同演進,形成了覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期的支持網(wǎng)絡。

2.3、十四五規(guī)劃

2021年8月11日,北京市發(fā)布《北京市“十四五”時期高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,提出到2025年,集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入3000億元,將集成電路等打造成為“北京智造”“北京服務”的新名片。

北京市在“十四五”期間針對區(qū)域內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,提出了對應的發(fā)展規(guī)劃,以期推動區(qū)域內(nèi)集成電路行業(yè)的發(fā)展進步。從設計、制造到裝備、材料,覆蓋集成電路產(chǎn)業(yè)核心環(huán)節(jié),強化自主創(chuàng)新與協(xié)同發(fā)展。聚焦 CPU、FPGA、存儲器等 “卡脖子” 領域,突破 EDA 工具、先進工藝(如化合物半導體)等關鍵技術。海淀區(qū)(設計)、經(jīng)開區(qū) / 順義區(qū)(制造、裝備)形成產(chǎn)業(yè)集聚,發(fā)揮區(qū)域資源優(yōu)勢。既通過首席專家引領技術創(chuàng)新,又通過產(chǎn)教融合培養(yǎng)一線技術工人,夯實產(chǎn)業(yè)人才基礎。

圖|北京集成電路十四五規(guī)劃

來源:與非研究院整理

2.4、股權融資

2019年1月至2024年12月,北京市集成電路國家級專精特新企業(yè)共完成343筆融資,融資總額達473.79億元。資本構成多元,包括2家主板上市企業(yè)、5家創(chuàng)業(yè)板上市企業(yè)、3家科創(chuàng)板上市企業(yè)、1家北交所企業(yè)、2家新三板掛牌企業(yè)和43家風險融資企業(yè)。融資事件主要集中在海淀區(qū),共175筆;通州區(qū)和大興區(qū)分別有38筆。融資金額方面,海淀區(qū)以218.33億元位居第一,順義區(qū)和大興區(qū)分別融資113.23億元和73.05億元。

三、相關上市公司情況

北京上市公司數(shù)量為15家,擁有EDA設計龍頭華大九天,半導體設備龍頭北方華創(chuàng),AI芯片設計龍頭寒武紀,以及模擬芯片設計龍頭圣邦股份,CPU龍頭龍芯中科等。

北方華創(chuàng)以298.38億元營收和19.1%凈利潤率領跑設備板塊,其28.4%的研發(fā)強度遠超行業(yè)均值;兆易創(chuàng)新在NOR Flash領域全球市占率升至第二,但受存儲芯片周期影響,2024年凈利潤率收窄至15%;賽微電子則因產(chǎn)線爬坡承受21.2%的虧損,反映出制造環(huán)節(jié)的高門檻特性。

圖|北京集成電路上市企業(yè)

來源:與非研究院整理

3.1、EDA設計

圖|華大九天

來源:與非研究院整理

北京華大九天科技股份有限公司(簡稱“華大九天”)成立于2009年,一直聚焦于EDA工具的開發(fā)、銷售及相關服務業(yè)務,致力于成為全流程、全領域、全球領先的EDA提供商。

華大九天主要產(chǎn)品包括模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)、存儲電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)、射頻電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設計EDA工具、平板顯示電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)、晶圓制造EDA工具和先進封裝設計EDA工具等軟件,并圍繞相關領域提供技術開發(fā)服務。產(chǎn)品和服務主要應用于集成電路設計、制造及封裝領域。

圖|華大九天營收結構

來源:與非研究院整理

2018-2022年,公司主營收入分為晶圓制造EDA工具、全流程EDA工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設計EDA工具、技術開發(fā)服務和其他業(yè)務;2023-2024年統(tǒng)一劃分為EDA軟件銷售、技術開發(fā)服務和其他業(yè)務。

2018-2022年,晶圓制造EDA工具由0.05億元提升至0.71億元;全流程EDA工具由0.75億元提升至4.88億元;數(shù)字電路設計EDA工具由0.53億元提升至0.90億元;技術服務由0.10億元提升至0.30億元,其他業(yè)務占比較少。

2023-2024年,EDA軟件銷售由9.05億元提升至10.92億元,技術開發(fā)服務由0.82億元提升至1.15億元。

3.2、數(shù)字芯片設計

圖|數(shù)字芯片設計企業(yè)

來源:與非研究院整理

寒武紀成立于2016年,專注于人工智能芯片產(chǎn)品的研發(fā)與技術創(chuàng)新,致力于打造人工智能領域的核心處理器芯片,讓機器更好地理解和服務人類。

寒武紀提供云邊端一體、軟硬件協(xié)同、訓練推理融合、具備統(tǒng)一生態(tài)的系列化智能芯片產(chǎn)品和平臺化基礎系統(tǒng)軟件。寒武紀產(chǎn)品廣泛應用于服務器廠商和產(chǎn)業(yè)公司,面向互聯(lián)網(wǎng)、金融、交通、能源、電力和制造等領域的復雜 AI 應用場景提供充裕算力,推動人工智能賦能產(chǎn)業(yè)升級。

思元370芯片基于7nm制程工藝,是寒武紀首款采用chiplet(芯粒)技術的AI芯片,集成了390億個晶體管,最大算力高達256TOPS(INT8),是寒武紀第二代產(chǎn)品思元270算力的2倍。

圖|寒武紀營收結構

來源:與非研究院整理

2019-2023年,公司營收主要分為云端智能芯片及加速卡、邊緣端智能芯片及加速卡、智能計算集群系統(tǒng)。2024年統(tǒng)一劃分為云端智能芯片及加速卡。

2019-2023年智能計算集群系統(tǒng)由2.96億元提升至6.05億元;2019-2022云端智能芯片及加速卡由0.79億元提升至2.19億元,2023年降低為0.91億元;2020-2021年邊緣端智能芯片及加速卡由0.21億元提升至1.75億元,2022-2023年由0.38億元降低至0.11億元。

2024年云端智能芯片及加速卡為11.66億元,邊緣端智能芯片及加速卡為0.07億元。

3.3、模擬芯片設計

圖|模擬芯片企業(yè)

來源:與非研究院整理

圣邦微電子(北京)股份有限公司成立于 2007 年,從運算放大器LDO 起步,擴展至完整的模擬信號、混合信號調(diào)理鏈路及系統(tǒng)電源管理產(chǎn)品線,涵蓋 5000+產(chǎn)品型號。

應用領域廣泛,包括工業(yè)自動化、光伏逆變、新能源汽車、鋰電池設備、白色家電、5G 基站、光纖通信、服務器、智能手機、智能穿戴等。

圖|圣邦營收結構

來源:與非研究院整理

2017-2024年,電源管理產(chǎn)品由3.20億元提升至21.82億元,信號鏈產(chǎn)品由2.11億元提升至11.65億元。

3.4、集成電路制造

圖|集成電路制造

來源:與非研究院整理

3.5、分立器件

圖|分立器件

來源:與非研究院整理

3.6、半導體設備

圖|半導體設備

來源:與非研究院整理

北方華創(chuàng)科技集團股份有限公司成立于2001年9月,主營半導體裝備、真空及鋰電裝備、精密元器件業(yè)務,為半導體、新能源、新材料等領域提供解決方案。

圖|北方華創(chuàng)營收結構

來源:與非研究院整理

2018-2024年,電子工藝裝備由25.21億元提升至277.07億元,電子元件收入由7.88億元震蕩提升至20.94億元。

3.7、半導體材料

圖|半導體材料

來源:與非研究院整理

在產(chǎn)業(yè)鏈上,華大九天的EDA-兆易創(chuàng)新的存儲設計-中芯國際(北方華創(chuàng)設備、有研硅材料)-燕東微(功率器件配套),形成 “設計-制造-封測-應用” 閉環(huán)。龍芯CPU、華峰測控ATE、有研硅12 英寸硅片等,在關鍵領域打破國外壟斷,提升自主可控性。產(chǎn)業(yè)方向聚焦核心產(chǎn)業(yè):汽車電子方向有圣邦車規(guī)芯片、燕東微 IGBT,AI方向有寒武紀、北京君正視覺芯片,第三代半導體方向有研新材氮化鎵靶材,搶占未來增長極。

四、半導體獨角獸

截至2024年12月31日,北京市共有獨角獸企業(yè)115家,總估值5949億美元,數(shù)量和估值持續(xù)保持全國第一。集成電路領域入選的獨角獸企業(yè)包括:比特大陸、中芯京城、奕斯偉、智芯微電子、摩爾線程、昆侖芯、屹唐半導體、北電集成、芯馳半導體、東方晶源。涵蓋了芯片設計、半導體設備、晶圓代工等多個關鍵領域。

圖|北京獨角獸企業(yè)

來源:與非研究院整理

在半導體設備領域,屹唐半導體是行業(yè)內(nèi)的佼佼者。

屹唐半導體是亦莊國投旗下的公司,主要從事集成電路制造過程中所需晶圓加工設備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是全球領先的半導體設備供應商之一。其產(chǎn)品線涵蓋了干法去膠設備、快速熱處理設備、干法刻蝕設備等關鍵設備,為全球集成電路制造廠商提供全方位的工藝解決方案。屹唐股份在2023年及2024年期間一直在努力推進IPO進程。

在晶圓代工領域,涉及到中芯京城、北電集成兩家公司。

中芯京城是在2020年,中芯國際與北京開發(fā)區(qū)管委會共同訂立并簽署《合作框架協(xié)議》,雙方成立合資公司。建設新的12英寸晶圓廠,聚焦于生產(chǎn)28納米及以上集成電路項目。分兩期建設,首期投資76億美元,2024年完工,計劃達成月產(chǎn)能約10萬片12英寸晶圓。

北電集成是一項總投資330億元的12英寸集成電路生產(chǎn)線項目,總規(guī)劃用地面積為20.36萬平方米(合305.4畝),總建筑面積約為33.4萬平方米。該生產(chǎn)線將主要面向顯示驅(qū)動、數(shù)?;旌?、嵌入式MCU等高端應用領域,規(guī)劃產(chǎn)能為5萬片/月。

在AI芯片領域,有三家公司:比特大陸、昆侖芯、摩爾線程。

比特大陸長期專注于區(qū)塊鏈和人工智能兩大領域,其產(chǎn)品集中在2個方向,一個是虛擬貨幣挖礦方向的AISC定制芯片,另一個是高算力AI芯片方向。

昆侖芯前身為百度智能芯片及架構部,于2021年4月完成獨立融資,首輪估值約130億元。目前昆侖芯科技已實現(xiàn)兩代昆侖芯通用AI計算處理器(即昆侖芯1代、昆侖芯2代產(chǎn)品)的量產(chǎn)及落地應用。

摩爾線程是國內(nèi)極少數(shù)可從功能上對標NVIDIA GPU的企業(yè)。針對大模型訓練,摩爾線程落地了全國產(chǎn)的夸娥(KUAE)智算中心全棧解決方案,從千卡智算集群到萬卡集群方案,在國內(nèi)AI芯片屬于第一梯隊。2024年11月,摩爾線程在北京證監(jiān)局辦理輔導備案登記,正式啟動A股上市進程。

五、總結

北京在集成電路產(chǎn)業(yè)取得顯著進展,但仍面臨三重挑戰(zhàn):7nm及以下先進制程的制造能力尚未突破,EUV光刻機等關鍵設備完全依賴進口,以及材料環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化率不足30%。這些瓶頸制約著產(chǎn)業(yè)向高端躍升的步伐。

若能持續(xù)優(yōu)化政策精準度,強化設備材料環(huán)節(jié)的薄弱點,北京有望在2028年前實現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破4000億元,培育出3-5家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)。

華大九天

華大九天

北京華大九天科技股份有限公司(簡稱“華大九天”)成立于2009年,一直聚焦于EDA工具的開發(fā)、銷售及相關服務業(yè)務,致力于成為全流程、全領域、全球領先的EDA提供商。

北京華大九天科技股份有限公司(簡稱“華大九天”)成立于2009年,一直聚焦于EDA工具的開發(fā)、銷售及相關服務業(yè)務,致力于成為全流程、全領域、全球領先的EDA提供商。收起

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與非網(wǎng)資深行業(yè)分析師,工科背景,11年行業(yè)研究經(jīng)歷。擅長從行業(yè)供需、量價、公司財務基本面等角度分析,洞悉電子行業(yè)未來發(fā)展方向,歡迎交流。