一、学习全球半导体供应链的一张图

视觉资本家网站发布了ASE Global的一张图片，突出了为现代世界提供动力的复杂全球半导体供应链。

二、半导体和芯片有多重要？
充分理解半导体对现代世界的重要性并不容易，尤其是当器件本身很小的时候。但半导体器件，也被称为集成电路（IC）或芯片，实际上包含许多较小的电路，这些电路由数百万个晶体管组成，所有晶体管都封装在几毫米的硅（半导体）中。这些半导体器件允许电子器件执行基本上是功能性的和可操作的计算。这使得半导体对现代电子产品至关重要，是全球第四大贸易产品，仅次于原油、汽车零部件和精炼石油产品。
以下是2019年不同应用的按尺寸划分的半导体器件细分市场。
--智能手机：25.3%
--个人电脑：20.5%
--服务器、数据中心、存储：14.6%
--工业电子：11.7%
--消费电子产品：10.0%
--汽车：9.8%
--有线/无线基础设施：8.1%

三、全球晶圆制造发展简史
1965年，戈登·摩尔发表了他的文章《IC晶体管的数量每18个月翻一番》，当时该芯片是在1.25英寸（30毫米）的晶片上制造的。当时，建造一座晶圆厂的成本约为100万美元。在过去的半个世纪里，芯片制造商一直遵循摩尔定律开发和制造芯片，在此过程中将更多功能集成到单个芯片上，这推动了计算机、智能手机和其他电子产品的增长和普及。

随着时间的推移，芯片制造商开始转向更大尺寸的晶圆，因为更大的晶圆可以切割更多的芯片，这可以降低芯片成本。从2000年开始，芯片制造商开始将200毫米（8英寸）晶圆升级为现代300毫米（12英寸）晶圆。最初，建造200mm晶圆厂的成本约为7亿至13亿美元，而建造300mm晶圆厂的费用约为20亿美元。根据IBS的数据，2001年，全球有18家芯片制造商拥有可处理130nm芯片的晶圆厂，这在当时是最先进的工艺。

与此同时，台积电领导的代工厂开始吸引业界的注意，他们不设计和销售自己的芯片，而是专门为外部客户提供芯片制造服务。许多芯片制造商不再能够也不愿承担开发新工艺和建造先进晶圆厂的成本，而是选择了晶圆厂模式，这是外包给铸造厂的芯片制造的一部分。高通、英伟达和谷神星等无晶圆设计公司正在成长为比IDM供应商更有竞争力的芯片供应商。
由于代工厂的兴起，晶圆制造开始从美国和欧洲转移到亚洲。根据新航和波士顿咨询公司的报告统计，台湾目前是全球晶圆制造能力的领导者，2020年占22%，其次是韩国（21%）、日本（15%）、中国（15%），美国（12%）和欧洲（9%）。

四、半导体供应链是什么样子的？
一个涉及数千家公司、数百万人和数十亿美元的集成半导体供应链。这个链条可以分为五个阶段。
--设计：半导体芯片是为特定或通用设备设计的。
--制造（前端）：硅片经过一系列的制造步骤，然后被切割成多个芯片（也称为芯片或器件）。
--制造（后端）：将芯片分层并组装成可以安装在电路板上的封装，然后在各种电气和温度条件下测试封装的芯片。
--最终产品集成：电子和设备制造商集成芯片，为消费者创造最终产品。
--消费：最终产品被运往世界各地的公司、零售商和消费者。
从设计和生产开始到最终产品的集成，整个过程需要几个月的时间。最终，这些制造的芯片最终被用于智能手机、计算机、汽车、服务器、智能家居和世界各地的其他技术领域。


半导体制造业中不同类型的公司
2020年，尽管疫情导致经济放缓，但估计全球将有1.4万亿半导体芯片出货。这些芯片由许多类型的公司制造，这些公司占据了供应链的不同部分。一些是家喻户晓的电子公司，而另一些则是鲜为人知的制造阶段公司。
--无晶圆半导体公司和电子制造商（以及独立的设计公司）为其芯片创造所需的设计和规格。
--铸造厂生产设计的芯片。
--OSAT（外包半导体组装和测试）公司组装、封装和测试芯片以供消费。
--OEM（原始设备制造商）和签约EMS（电子制造服务）公司将封装芯片集成到设备中。

五、全球半导体供应链和价值链细分

晶圆制造只是全球半导体供应链和价值链中的一个节点，芯片设计、EDA/IP和封装测试也发挥着不同的作用。如下图所示，全球半导体供应链包括以下环节：基础研究、EDA/IP、芯片设计（细分为逻辑器件、DAO和存储器）、半导体制造设备和材料以及制造（细分为前端晶圆制造、后端封装和测试）。

按地理分布划分的全球半导体价值（基于2019年全球半导体数据）。（资料来源：新航和波士顿咨询公司）
注：DAO代表离散、模拟和其他（光电子器件和传感器）；OSAT代表外包包装和测试；东亚包括日本、韩国、中国台湾。
从上图可以看出，在EDA/IP领域，美国占主导地位（74%），而中国仅占3%；在晶圆制造业，美国占12%，中国占16%；在包装和测试市场，中国占38%，美国仅占2%。
半导体器件有30多种，但行业通常分为三类：逻辑、存储、DAO。
逻辑器件是处理“0”和“1”的数字芯片，是所有器件计算和处理的基石，约占整个半导体价值链的42%。逻辑类别包括微处理器（如CPU、GPU和AP）、微控制器（MCU）、通用逻辑设备（如FPGA）和连接设备（如WiFi和蓝牙芯片）。
存储芯片用于存储数据和代码信息，主要包括DRAM和NAND，约占整个半导体价值链的26%。DRAM只能临时存储数据和程序代码信息，存储容量一般较大；NAND通常被称为闪存。即使失去了电源，也可以长期保存数据和代码。手机SD卡和电脑固态硬盘都是用这种类型的内存芯片。
DAO代表离散器件、模拟器件和其他类型的器件（如光电子器件和传感器），约占整个半导体价值链的32%。二极管和晶体管是分立器件；模拟设备包括功率管理芯片、信号链和RF设备；其他类别的设备，虽然比例很小，但也不容忽视（计算机和电子设备离不开设备），如传感器在新兴的物联网应用中越来越重要。
如果按这三类细分，全球半导体的整体销售额按应用划分如下：智能手机占26%；消费电子产品占10%；PC占19%；ICT基础设施设备占24%；工业控制占10%；汽车占10%。

按应用划分的全球半导体销售额（来源：SIA和BCG）
以DAO类别为例，在智能手机和消费电子产品中约占价值的1/3，在工业和汽车应用中高达60%。

六、总结
构成半导体供应链的公司遍布全球，到最终产品集成时，一块成品芯片已经行驶了25000多英里。这是一个复杂但必要的供应链，为今天和明天的技术赋能。从5G和人工智能的进步到智能工厂、汽车和量子计算，半导体供应链中的公司使这一切成为可能。