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一、學習全球半導體供應鏈的一張圖

視覺資本家網站發布了ASE Global的一張圖片，突出了為現代世界提供動力的復雜全球半導體供應鏈。

二、半導體和芯片有多重要？
充分理解半導體對現代世界的重要性并不容易，尤其是當器件本身很小的時候。但半導體器件，也被稱為集成電路（IC）或芯片，實際上包含許多較小的電路，這些電路由數百萬個晶體管組成，所有晶體管都封裝在幾毫米的硅（半導體）中。這些半導體器件允許電子器件執行基本上是功能性的和可操作的計算。這使得半導體對現代電子產品至關重要，是全球第四大貿易產品，僅次于原油、汽車零部件和精煉石油產品。
以下是2019年不同應用的按尺寸劃分的半導體器件細分市場。
--智能手機：25.3%
--個人電腦：20.5%
--服務器、數據中心、存儲：14.6%
--工業電子：11.7%
--消費電子產品：10.0%
--汽車：9.8%
--有線/無線基礎設施：8.1%

三、全球晶圓制造發展簡史
1965年，戈登·摩爾發表了他的文章《IC晶體管的數量每18個月翻一番》，當時該芯片是在1.25英寸（30毫米）的晶片上制造的。當時，建造一座晶圓廠的成本約為100萬美元。在過去的半個世紀里，芯片制造商一直遵循摩爾定律開發和制造芯片，在此過程中將更多功能集成到單個芯片上，這推動了計算機、智能手機和其他電子產品的增長和普及。

隨著時間的推移，芯片制造商開始轉向更大尺寸的晶圓，因為更大的晶圓可以切割更多的芯片，這可以降低芯片成本。從2000年開始，芯片制造商開始將200毫米（8英寸）晶圓升級為現代300毫米（12英寸）晶圓。最初，建造200mm晶圓廠的成本約為7億至13億美元，而建造300mm晶圓廠的費用約為20億美元。根據IBS的數據，2001年，全球有18家芯片制造商擁有可處理130nm芯片的晶圓廠，這在當時是最先進的工藝。

與此同時，臺積電領導的代工廠開始吸引業界的注意，他們不設計和銷售自己的芯片，而是專門為外部客戶提供芯片制造服務。許多芯片制造商不再能夠也不愿承擔開發新工藝和建造先進晶圓廠的成本，而是選擇了晶圓廠模式，這是外包給鑄造廠的芯片制造的一部分。高通、英偉達和谷神星等無晶圓設計公司正在成長為比IDM供應商更有競爭力的芯片供應商。
由于代工廠的興起，晶圓制造開始從美國和歐洲轉移到亞洲。根據新航和波士頓咨詢公司的報告統計，臺灣目前是全球晶圓制造能力的領導者，2020年占22%，其次是韓國（21%）、日本（15%）、中國（15%），美國（12%）和歐洲（9%）。

四、半導體供應鏈是什么樣子的？
一個涉及數千家公司、數百萬人和數十億美元的集成半導體供應鏈。這個鏈條可以分為五個階段。
--設計：半導體芯片是為特定或通用設備設計的。
--制造（前端）：硅片經過一系列的制造步驟，然后被切割成多個芯片（也稱為芯片或器件）。
--制造（后端）：將芯片分層并組裝成可以安裝在電路板上的封裝，然后在各種電氣和溫度條件下測試封裝的芯片。
--最終產品集成：電子和設備制造商集成芯片，為消費者創造最終產品。
--消費：最終產品被運往世界各地的公司、零售商和消費者。
從設計和生產開始到最終產品的集成，整個過程需要幾個月的時間。最終，這些制造的芯片最終被用于智能手機、計算機、汽車、服務器、智能家居和世界各地的其他技術領域。


半導體制造業中不同類型的公司
2020年，盡管疫情導致經濟放緩，但估計全球將有1.4萬億半導體芯片出貨。這些芯片由許多類型的公司制造，這些公司占據了供應鏈的不同部分。一些是家喻戶曉的電子公司，而另一些則是鮮為人知的制造階段公司。
--無晶圓半導體公司和電子制造商（以及獨立的設計公司）為其芯片創造所需的設計和規格。
--鑄造廠生產設計的芯片。
--OSAT（外包半導體組裝和測試）公司組裝、封裝和測試芯片以供消費。
--OEM（原始設備制造商）和簽約EMS（電子制造服務）公司將封裝芯片集成到設備中。

五、全球半導體供應鏈和價值鏈細分

晶圓制造只是全球半導體供應鏈和價值鏈中的一個節點，芯片設計、EDA/IP和封裝測試也發揮著不同的作用。如下圖所示，全球半導體供應鏈包括以下環節：基礎研究、EDA/IP、芯片設計（細分為邏輯器件、DAO和存儲器）、半導體制造設備和材料以及制造（細分為前端晶圓制造、后端封裝和測試）。

按地理分布劃分的全球半導體價值（基于2019年全球半導體數據）。（資料來源：新航和波士頓咨詢公司）
注：DAO代表離散、模擬和其他（光電子器件和傳感器）；OSAT代表外包包裝和測試；東亞包括日本、韓國、中國臺灣。
從上圖可以看出，在EDA/IP領域，美國占主導地位（74%），而中國僅占3%；在晶圓制造業，美國占12%，中國占16%；在包裝和測試市場，中國占38%，美國僅占2%。
半導體器件有30多種，但行業通常分為三類：邏輯、存儲、DAO。
邏輯器件是處理“0”和“1”的數字芯片，是所有器件計算和處理的基石，約占整個半導體價值鏈的42%。邏輯類別包括微處理器（如CPU、GPU和AP）、微控制器（MCU）、通用邏輯設備（如FPGA）和連接設備（如WiFi和藍牙芯片）。
存儲芯片用于存儲數據和代碼信息，主要包括DRAM和NAND，約占整個半導體價值鏈的26%。DRAM只能臨時存儲數據和程序代碼信息，存儲容量一般較大；NAND通常被稱為閃存。即使失去了電源，也可以長期保存數據和代碼。手機SD卡和電腦固態硬盤都是用這種類型的內存芯片。
DAO代表離散器件、模擬器件和其他類型的器件（如光電子器件和傳感器），約占整個半導體價值鏈的32%。二極管和晶體管是分立器件；模擬設備包括功率管理芯片、信號鏈和RF設備；其他類別的設備，雖然比例很小，但也不容忽視（計算機和電子設備離不開設備），如傳感器在新興的物聯網應用中越來越重要。
如果按這三類細分，全球半導體的整體銷售額按應用劃分如下：智能手機占26%；消費電子產品占10%；PC占19%；ICT基礎設施設備占24%；工業控制占10%；汽車占10%。

按應用劃分的全球半導體銷售額（來源：SIA和BCG）
以DAO類別為例，在智能手機和消費電子產品中約占價值的1/3，在工業和汽車應用中高達60%。

六、總結
構成半導體供應鏈的公司遍布全球，到最終產品集成時，一塊成品芯片已經行駛了25000多英里。這是一個復雜但必要的供應鏈，為今天和明天的技術賦能。從5G和人工智能的進步到智能工廠、汽車和量子計算，半導體供應鏈中的公司使這一切成為可能。