什么是半導體，它是怎么分類的呢？下面一張圖描述的比較清楚：

我們常接觸的就是IC這部分，包括存儲芯片、CPU、GPU等，這部分占到半導體應用的80%，其余就包括光電元器件，比如相機上的CCD、激光雷達里的激光芯片等。非光學芯片有壓力傳感器，還有分立器件二極管等。大家常談到半導體，基本也集中IC這部分。

芯片的生產過程可分為設計、制造和封裝測試三個階段。

如果從細分來看，集成電路的制造卻是一件極為復雜的事情，包括非常復雜的物理、化學工序。

主要分為5個階段：晶圓（wafer）的制備、芯片的制造、芯片的檢測、芯片的封裝和驗收測試，整個產業鏈涉及非常廣泛。

下圖是一款手機芯片所對應的生產環節和相關生產廠家：

從全球半導體公司的營收來看，排名第一的是中國臺灣地區的臺積電，其次是美國英特爾和韓國三星，唯一擠進前25名的大陸公司，只有中芯國際。

正是中國半導體行業發展相對落后，對外依賴很強，這幾年，我們可以直觀的感受到美國對我國半導體行業的圍追堵截越來越嚴重。這也是我們在新聞里常看到關于半導體芯片或設備禁運的消息。

在各方面的堵截下，這也導致了我國集成電路的發展受到限制，畢竟集成電路的發展是從設計軟件-原材料-加工設備等各方面的高度集成，技術門檻高，哪一塊形成短板，都會對整個生產環節造成影響。目前先進制程的14nm或16nm邏輯芯片在國內還無法完全量產。

而全球的半導體技術現在發展到了哪個階段了呢？

一、全球代工廠技術格局

3nm制程：

三星在2022年6月宣布量產采用環繞閘極(GAA)場效晶體管技術的3nm制程；

臺積電采用鰭式場效應晶體管(FinFET)的3nm制程，在2022年的12月開始量產；

英特爾的Intel 3節點于2023年底推出。

2nm/1nm制程：

三星2奈米2025年量產；

臺積電2奈米將于2025年量產，與3nm相比，可在相同功耗下提高10-15%執行效能，在相同效能下則可降低25-30%功耗。另IEDM大會宣布2030年完成1奈米芯片量產。

英特爾不同團隊會分別設計Intel 20A和Intel 18A節點。Intel全力發展先進制程技術，將于4年(2021~2024)量產5個節點(Intel 7~Intel 18A)，并致力在2025年重新取得制程領先地位。

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二、全球NAND Flash技術格局

2022年~2023年NAND Flash大廠主流3D制程普遍將邁入200層以上世代。

在這個領域，基本是三星、海力士、美光三足鼎立，值得欣慰的是國內的長江存儲在NAND Flash也有了一席之地。

三星：2024年2月展示第9代V-NAND技術，具280層的1Tb（128GB）3D QLC NAND Flash。推測V10和V11上看430層 和570層。

SK海力士：2023年8月宣布，新321層堆棧4D NAND Flash 閃存樣品，預期2025年量產供貨。其321層堆棧1Tb TLC 4D NAND Flash較上一代238層512Gb提高約六成效能。美光：2022年5月宣布推出業界首款232層3D TLC NAND Flash 閃存，2022年底生產。初始容量為1Tb（128GB）。

鎧俠（Kioxia）與威騰電子（Western Digital）：2023年3月宣布推出最新NAND Flash內存產品，為218層3D結構。

群聯：推出「aiDAPTIV+」服務方案，透過其獨特的SSD整合AI運算架構，將大型AI模型進行結構性拆分，并與SSD協同 運行。可大幅降低AI基礎建設的硬件成本，使得在有限的GPU與DRAM資源下(不用HBM)也能夠訓練大型的AI模型。

三、全球HBM技術格局

在HBM技術上，三星、海力士、美光都進入到了第五代，每一家在技術細節上有些差異。

備注：第一代(HBM)、第二代(HBM2)、第三代(HBM2E)、第四代(HBM3)、第五代(HBM3E)、第六代(HBM 4)。

SK海力士：2024年3月宣布HBM3E 8H（8層堆棧）量產，提供1.18TB/s帶寬，24GB容量，采用Advanced MR-MUF( Mass Reflow- Molded Underfill)技術讓芯片散熱性能提高10%。也向客戶提供HBM3E 12H（12層）樣品。

三星：2024年2月發表HBM3E 12H（12層堆棧），提供1.28TB/s帶寬，36GB容量。目前已送樣，預計2024上半年量產。采用熱壓非導電薄膜（TC NCF），讓12層與之前8層一樣高度，符合現有HBM封裝需求，三星不斷降低NCF材料 厚度，實現7μm芯片間隙。

美光：2024年2月宣布HBM3E 8H（8層堆棧）量產，提供1.2TB/s帶寬，24GB容量。將應用于輝達H200 Tensor Core GPU，預計2024 年第二季出貨。透過1β技術、先進直通硅晶穿孔(TSV)等創新，美光得以實現HBM3E。美光 2024年3月推出HBM3E 12H（12層堆棧）樣品，36GB容量。有望在2024年從HBM獲得數億美元的收入。

預計全球HBM3E在2024年Q1有小量，2024年Q4成為HBM主流(占HBM總出貨量超過50%)，HBM價格是一般DRAM的5倍左右，2023年全球HBM市場規模約40億美元，占DRAM 484億美元的8%左右，預估 2024年占比10%~15%

四、全球DRAM技術格局

在DRAM領域，有了中國大陸廠家的身影。

三星和海力士在高端EUV光刻機的協助下，進入到第六代1c階段。

備注：第一代1x(18~19nm)、第二代1y(17~18nm)、第三代1z(16~17nm)、第四代1α或1a(14~15nm)、第五代1β或 1b(12~13nm)、第六代1γ或1c(11~12nm)、第七代1δ或1d(10~11nm)。

1a制程美光領先：三星在1y制程世代以前，在技術上領先美光、SK海力士，并在1znm導入EUV機臺企圖領先競爭對手，但美光、SK海力 士延續采用DUV機臺，反而搶先三星量產1a(14nm制程)。

1b制程美光領先：美光于2022年Q4量產1bnm制程，并提供LPDDR5X跟DDR5的樣品，先在日本量產，接著臺灣也導入量產。SK海力士 在2023年量產1b DRAM。三星2023年也導入1b EUV制程，量產32Gb DDR5產品。

1c制程競爭激烈：美光臺中后里A3廠導入EUV設備成為1γ生產基地，預計2025年量產。三星計劃2024年底前將量產1c產品。SK海力士 2024年第3季將量產1c產品， DRAM三雄競爭相當激烈。

1d制程：三星說明2026年左右將量產1d產品、2027年之后將量產10奈米以下DRAM產品。

3D DRAM：三星2025年推出垂直通道晶體管(VCT)的3D DRAM初期版本，2030年推出將cell堆棧起來的堆棧式DRAM。SK海力士和美 光也都有在研究這項技術，但尚未公布任何3D DRAM roadmap。

從這些先進半導體公司的技術布局來看，國內的半導體制造能力還相對落后，即使在這樣落后的情況下，美國依然對我國的芯片行業進行各方面圍堵。

為什么美國要這樣打擊我國的半導體行業呢？

半導體行業就是贏者通吃的局面，這就要從美國在芯片行業的產業布局來看。

從2023年全球半導體產業來看，美國占比39%，中國臺灣地區占比17%，中國大陸地區占比8%。

有人覺得我們國家這幾年發展半導體行業，全球市場應該有較大的提升了，其實市場份額并沒有想象中的那么高。

而且美國國內半導體行業分布相對平均，并沒有出現明顯的短板。特別是在半導體制造的前端IC設計上，有明顯優勢。

即使在這樣不利的局面下，我國半導體行業也取得了明顯的進步。在半導體的細分領域，雖然目前以美、日、韓占主導地位，國內半導體企業一點一點的發育，也取得了一席之地。

在過去艱難的一年，伴隨著國家對半導體行業的支持，我國在半導體產能提升方面位列全球第一。

中國大陸產能第一(占比27%)：主要以8吋以下的成熟制程為主，先進制程主要是靠內存外商， 如三星和SK海力士等。2024年 也是產能成長最快速的地區，成長13%也是第一名。

中國臺灣第二(占比18%) ：其先進制程主要是晶圓代工，2024年產能擴張速度6% 。

韓國第三(占比16%) ：其先進制程主要是內存，如DRAM和NAND Flash。再來是晶圓代工。2024年產能擴張4% 。

日本第四(占比15%)：成熟制程和OSD比重高，2024年產能擴張速度緩和（2%）。

美洲第五(占比10%) ：成熟制程比重高，2024年產能擴張速度6%。

歐洲第六(占比9%) ：成熟制程和OSD比重高，2024年產能擴張速度緩和（4%）。

從這些數據來看，我國的半導體行業發展任重道遠，半導體從業者也要兢兢業業，為行業的發展盡一份力！

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