效率与安全再平衡：“十五五”时期全球半导体产业链重构的机遇与风险

行业研究|半导体 1 / 7 效率与安全再平衡：“十五五”时期全球半导体产业链重构的机遇与风险 公用一部 |王 蓓 赵雨欣 10 月 31 日 引言 地缘政治因素正以前所未有的力度深刻重塑全球半导体产业的发展逻辑与竞争格局。中共二十届四中全会指出，“十五五”时期我国发展环境面临“大国关系牵动国际形势”、“大国博弈更加复杂激烈”的深刻变化。在这一宏观背景下，全会审议通过的“十五五”规划将“加快高水平科技自立自强”置于突出位置，其中半导体产业被赋予重要使命。规划明确提出“采取超常规措施”，通过“新型举国体制”推动集成电路产业在全链条关键环节实现技术突破，体现了国家层面对产业发展的战略定位与资源保障。基于规划指引，中国半导体产业的发展呈现出三个主要维度：在产业链维度，自主可控进程稳步推进，国产替代从设计、制造、设备、材料等环节系统性展开，并逐步拓展至第三代半导体等新兴领域；在应用生态维度，“人工智能+”和制造业数字化转型为半导体产品提供了广阔的本土市场空间，形成需求牵引供给的良性发展机制；在创新体系维度，通过加强基础研究与原始创新，着力突破关键技术瓶颈，为产业可持续发展提供支撑。 在科技自立与战略安全的双重驱动下，半导体产业正步入新的发展阶段。随着地缘政治因素的影响范围从先进制程扩展至成熟制程，政策变量已成为影响产业发展的重要参数。全球半导体产业正在经历的这场结构性调整，将持续重塑未来的产业格局与投资逻辑。 一、半导体产业概述 （一）半导体产业链 半导体被称为“工业粮食”，是常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料总称；而集成电路则是通过特定工艺将晶体管、电阻、电容等元器件集成在半导体晶片上所形成的微型电路，是半导体产业中技术最密集、价值最集中的核心构成。正因如此，“十五五”规划将“全链条推动集成电路等领域关键核心技术攻关”置于突出战略位置。 作为信息化、智能化的核心，半导体产业涵盖集成电路、分立器件、传感器与光电子器件等广泛产品，其技术水平和供应链韧性直接关乎人工智能、汽车电子、国防安全等关键领域的发展自主权。半导体产业链条长、技术密集，传统的半导体产业全球分工特征显著，整体可划分为上游支撑、中游制造和下游应用三大环节：上游为支撑性产业，涵盖集成电路设计所必需的 EDA 软件、半导体材料与设备，其中半导体材料是生产制造晶片的核心基础，影响现代资讯技术和高端制造业发展；中游是半导体制造产业，包括芯片设计、晶圆制造与封装测试三大核行业研究 半导体 行业研究|半导体 2 / 7 心环节；下游为半导体应用产业，将产品广泛应用于 5G 通信、云计算、工业电子、新能源等领域。 图 1 半导体产业链 资料来源：Wind 等公开资料，大公国际整理 从产业模式来看，半导体行业最初采用 IDM 模式，即一家公司独立完成芯片设计、制造、封装、测试等环节，英特尔、三星和德州仪器是全球最具代表性的 IDM 企业。后续台积电开启了代工模式，将轻资产的芯片设计与重资产的芯片制造分离，形成了当下 Fabless-Foundry 为主的产业分工模式。 图 2 半导体产业运营模式与典型企业 资料来源：Wind 等公开资料，大公国际整理 （二）半导体市场规模 根据世界半导体贸易统计协会（WSTS）数据，全球半导体市场在经历 2023 年的去库存周期性调整后，于 2024 年实现显著复苏，全年市场规模达到 6310 亿美元，同比增长 19.7%。生成式人工智能应用的落地持续拉动算力与存储需求，推动逻辑芯片与存储芯片等高性能半导体行业研究|半导体 3 / 7 产品市场同步增长。其他机构统计亦呈现相近趋势，Gartner1与世界集成电路协会（WICA）2分别估计 2024 年全球半导体市场规模为 6559 亿美元与 6351 亿美元，同比增长 21%与 19.8%。尽管具体数值存在统计口径差异，但各来源均反映出约 20%的行业增速，表明市场已步入新一轮增长周期。在人工智能基础设施需求推动下，GPU 成为数据中心 AI 工作负载的关键硬件，据Gartner 统计，英伟达凭借 GPU 业务的显著增长，以 11.7%的市场份额首次登顶全球前十大半导体厂商。 随着人工智能技术从云端向边缘端延伸，AIPC、AI 手机、智能穿戴设备等新兴终端应用将逐步放量，半导体市场需求结构将进一步向高性能与高能效方向演进。WSTS 预计 2025 年全球半导体市场规模将增至 7280 亿美元，同比增长 15.4%。从下游应用领域来看，汽车电子、AI数据中心、通信基础设施等高增长板块，正成为第三代半导体技术加速落地的重要场景，也将持续支撑全球半导体产业的中长期发展动能。 图 3 全球半导体市场规模统计与预测 资料来源：WSTS，大公国际整理 （三）半导体的战略地位 半导体材料是支撑数字经济、先进制造与国防安全的基础性和先导性产业。随着集成电路特征尺寸持续微缩，传统硅基材料逐渐面临物理极限，推动产业向新型半导体材料方向寻求突破。以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体，凭借其宽禁带特性，在高压、高频、高温等极端应用环境中展现出显著优势，成为支撑新能源汽车、通信升级等战略领域发展的关键引擎。与此同时，化合物半导体、二维材料石墨烯等新型材料构建起“超越摩尔定律”的多元化技术路径。半导体材料体系的创新不仅引领着技术演进的方向，更成为影响全球半导体产业链竞争格局的战略要素，其自主可控程度直接关系到各国在半导体产业中的话语权。 1 《Gartner：2024 年全球半导体收入增长 21%》 2 世界集成电路协会（WICA）《2024 年全球半导体市场回顾与 2025 年展望报告》 -20.00.020.040.060.080.0100.00100020003000400050006000700080009000全球半导体市场规模（亿美元）同比增长率（%）行业研究|半导体 4 / 7 二、地缘政治重塑产业格局：从全球化到区域化 半导体产业曾经是全球化的典范，形成了高度专业化的国际分工体系。然而，当前的地缘政治因素正推动供应链从效率优先的“全球化”转向安全优先的“区域化”。在这一深刻变革中，关税政策与国际金融博弈已成为与出口管制、投资审查并列的关键手段，深刻影响着全球半导体的产业链布局与成本结构。 （一）主要经济体的半导体产业政策与贸易措施 当前，主要经济体的半导体产业政策呈现出精准施策的鲜明特征，聚焦于晶圆制造、先进工艺等关键环节与前沿技术领域，通过补贴、税收优惠、研发支持等多元化手段，旨在系统性提升本土产业的竞争力与供应链韧性。 美国通过产业扶持、技术限制与贸易保护相结合的政策组合，全面推进其半导体战略。2022 年出台的《芯片与科学法案》不仅提供 527 亿美元补贴吸引制造业回流，更明确限制受资助企业在中国的产能扩张与技术合作，形成激励与约束并存的政策框架。在此推动下，美国已获得超千亿美元投资承诺，预计到 2032 年将本土晶圆厂产能提升 203%。欧盟通过系统的产业政策与监管工具提升本土半导体竞争力。2023 年正式生效的《芯片法案》计