半導體産業鍊整體可被分為上、中、下遊三個闆塊。
上遊為半導體的支撐産業，由半導體材料和半導體裝置等構成。
中遊為半導體制造産業鍊，包含IC的設計、制造和封測三個環節，其生産的産品主要包括內建電路、分立器件、光電子器件和傳感器。
下遊是半導體的具體應用領域，涉及消費電子、移動通信、新能源、人工智能和航空航天等領域。
從全球區域分布來看，歐美在設計、裝置絕對主導；美國在EDA&IP核一家獨大；南韓主導存儲IC設計；日本在DAO、裝置優勢顯著；中國在封測代工環節占比最高。
近年來，國内部分頭部公司技術優勢突出，推動國産替代節奏加速，半導體産業鍊國産化有較大空間。
一、半導體上遊支撐産業鍊
1、半導體裝置
裝置是奠定半導體産業發展的基石。半導體專用裝置泛指用于生産各類半導體産品所需的生産裝置，屬于半導體行業産業鍊的關鍵支撐環節，也是上遊環節空間最廣、戰略價值最重要的部分。
比如我們熟知的光刻機就是其中一種核心的半導體裝置，主要用于光刻環節。半導體裝置主要分為氧化爐、塗膠顯影裝置、光刻機、刻蝕機、離子注入機、清洗裝置、品質檢測裝置、電學檢測裝置、CMP裝置、CVD裝置、PVD裝置等。
從細分産品來看，光刻機、刻蝕機、薄膜沉積裝置為半導體裝置主要核心裝置，分别占比24%、20%、20%。其次為測試裝置和封裝裝置，分别占比9%、6%。
半導體專用裝置是半導體産業的技術先導者，晶片設計、晶圓制造和封裝測試等需在裝置技術允許的範圍内設計和制造，裝置的技術進步又反過來推動半導體産業的發展。
圖：半導體裝置在半導體産業鍊的位置
2、半導體材料
半導體材料處于半導體産業鍊的上遊，是半導體産業鍊的物質基礎，其材料性能的好壞影響到最終産品性能的好壞。
半導體材料主要應用于晶圓制造與晶片封裝環節。從晶圓裸片到晶片成品，中間需要經過氧化、濺鍍、光刻、刻蝕、離子注入、以及封裝等上百道特殊的工藝步驟。而按照制造的工藝流程，半導體材料主要可分為晶圓制造材料和晶片封裝材料。
随着中國半導體産業的發展，中國的半導體材料也在逐漸發生變化，已經從第一代半導體材料過渡到第三代半導體材料。
3、EDA，IP
半導體上遊支撐産業鍊還包括EDA，IP。
EDA簡單來說就是IC設計生産的工業軟體。其中制造類 EDA 工具應用在工藝平台開發階段和晶圓生産階段。設計類 EDA 工具應用在內建電路設計階段。
IP核是在內建電路的可重用設計方法學中，指某一方提供的、形式為邏輯單元、晶片設計的可重用模組。通俗來說IP核就是指已經設計好的并經過實際驗證的具有特定功能的性能優化的一些電路功能子產品。
二、半導體中遊制造産業鍊
1、三個基本概念：半導體，內建電路，晶片
半導體是一種導電性介于導體和絕緣體之間的材料，最常見的是元素半導體，如矽等；後來随着技術又發展出化合物半導體材料。
內建電路（integrated circuit）則是一種微型電子器件或部件。是采用一定的工藝，把一個電路中所需的半導體，電阻等元件及布線互連一起，然後封裝在管科内，執行特定功能的電路或系統。
晶片是一種把電路（主要包括半導體裝置，也包括被動元件等）小型化的方式，并時常制造在半導體晶圓表面上。
廣義晶片包括了內建電路、傳感器、分立器件、光電器件産品,狹義晶片單指內建電路。三者關系如下圖：半導體>內建電路≈晶片
內建電路（IC）
半導體産品主要可分為內建電路（IC）, 光電器件（O），分立器件（D），傳感器（S）四類。其中，內建電路是采用一定的工藝，把一個電路中所需的半導體、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或媒體基片上，然後封裝在一個管殼内，成為具有所需電路功能的微型結構。作為半導體産業中最主要産品之一，內建電路是由半導體材料所制成電路的大型集合。
內建電路作為半導體産業的核心，市場佔有率達83%，由于其技術複雜性，産業結構高度專業化。随着産業規模的迅速擴張，産業競争加劇，分工模式進一步細化。目前市場産業鍊為IC設計、IC制造和IC封裝測試。在核心環節中，IC設計處于産業鍊上遊，IC制造為中遊環節，IC封裝為下遊環節。
晶片
晶片是由不同種類型的內建電路或者單一類型內建電路形成的産品。晶片的實體形态是由晶圓(wafer)分割成一個小塊晶片晶圓體（die），封裝後成為一個晶片，這個晶片成為內建電路的載體，強調電路的內建、生産和封裝。深層次可以了解晶片為微觀化的資料資訊處理載體，它集中了許多微觀層面的、承載着資料資訊的微小單元，以完成資料資訊的處理。通常将四類內建電路：微處理器，存儲器，邏輯器件，模拟器件，統稱為晶片。
晶片屬于半導體行業。在矽片或者其他半導體材料上，我們都可以看到類似黑色的塊狀元件，黑的裡面就是晶片，黑的就是樹脂等塑封材料，一般起到保護電路和導熱的作用。
晶片生産大體可分為矽片制造、晶片制造和封裝測試三個流程，其中矽片制造和晶片制造兩個環節具有較高技術壁壘：矽片制造即将石英砂原料進行冶煉、提純、拉單晶、切磨抛等工藝加工制得電子級矽片；晶片制造可分為前道和後道工藝，随着制程發展目前工序數最多已經超過1300道，其中前道工藝指在晶圓上形成器件的工藝過程，也稱晶圓制造，後道工藝指将晶圓上的器件分離，封裝的工藝過程。
2、中遊的半導體制造産業鍊
半導體制造産業鍊是半導體産業鍊的最核心環節。
因為內建電路是最主要的半導體産品，而內建電路基本是按照“IC設計-IC制造-IC封測”來制造的，是以中遊的半導體制造産業鍊一般也按照此種形式劃分：
（1）半導體制造産業鍊的制造流程
IC設計通過對內建電路的系統、邏輯、電路和性能的研究設計，轉化為實體設計版圖。
IC制造為進行晶圓生産，利用設計版圖制作光掩膜版，并以多次光刻的方法将電路圖形呈現于晶圓上，最終在晶圓表面/内部形成立體電路。
IC制造環節具體分為晶圓制造和晶圓加工兩部分。
前者是指運用二氧化矽原料逐漸制得單晶矽晶圓的過程主要包含矽的純化－＞多晶矽制造－＞拉晶－＞切割研磨等，對應的裝置分别是熔煉爐CVD裝置單晶爐和切片機等；晶圓加工則是指在制備晶圓材料上建構完整的內建電路晶片的過程主要包含鍍膜光刻刻蝕離子注入等幾大工藝 。
IC封測是IC封裝和IC測試的統稱。IC封裝封裝主要将加工完成的晶圓進行切割、封塑與包裝，以保護管芯并形成晶片産品。測試則主要為對晶片的可靠性、穩定性等性能進行檢測。
（2）半導體制造産業鍊的運作模式
根據有無晶圓加工線，可以将半導體企業的經營模式主要分為IDM、Fabless以及Foundry/OSAT三種形式。其中，IDM模式即垂直整合制造模式，集晶片設計、晶片制造、晶片封裝和測試等多個産業鍊環節于一身；Fabless模式即無晶圓加工線設計模式，隻負責晶片的電路設計與銷售；将生産、測試、封裝等環節外包；Foundry/OSAT即代工模式，隻負責制造、封裝或測試，不負責晶片設計，可以同時為多家設計公司提供代工服務。其中頭部IDM的代表企業如英特爾、三星、海力士、美光、德州儀器，foundry的代表企業如台積電、聯電、格羅方德、中芯國際、華虹半導體等。OSAT指專門從事半導體封裝和測試的企業。
3、半導體的主要産品
半導體産品（Semiconductor Products）：主要分為內建電路、分立器件、光電子器件及傳感器四類。
（1）內建電路
內建電路是最主要的半導體産品，在半導體所有産品中占比超80%。按照使用功能的不同，內建電路産品又可以劃分為模拟內建電路，數字內建電路和數/模混合內建電路三大類。
數字內建電路主要用來産生、放大和處理各種數字信号。主要産品包含邏輯晶片，微處理器等産品。
模拟內建電路則主要用來産生、放大和處理各種模拟信号，産品有信号鍊和電源管理等産品。
（2）分立器件
分立器件是指未封裝成為內建電路，單獨以二極管、三極管、電阻、電容等形式存在的獨立元器件。産品泛指半導體晶體二極管、半導體三極管、功率半導體以及其他半導體分立器件。
（3）光電子器件
光電子器件利用電-光子轉換效應制成的各種功能器件。光電器件主要有利用半導體光敏特性工作的光電導器件、利用半導體光伏打效應工作的光電池和半導體發光器件等。
（4）傳感器
傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的資訊并能将感受到的資訊，按一定規律轉換成可用信号的器件或裝置。傳感器一般由敏感元件、轉換元件、變換電路和輔助電源四部分組成。
三、半導體下遊應用産業鍊
半導體的應用領域主要包括手機電腦等消費電子；機器人，汽車電子等工業領域；高性能計算、并行計算、存儲等計算領域；手機、基站、衛星、線纜等通信領域。
內建電路在消費電子、高端制造、網絡通訊、家用電器、物聯網等諸多領域得到廣泛應用，已成為衡量一個國家産業競争力和綜合國力的重要标志之一。而近年來，物聯網、可穿戴裝置、雲計算、大資料、新能源、醫療電子、VR/AR、安防電子等新興應用領域成為國内半導體分立器件産業的持續增長點。
美國在全球內建電路産業中占據主導地位，出口管制前，大陸對其依賴度較高。據Gartner資料統計，2021年世界前十大半導體廠商的營業收入占全球半導體市場的55.9%；其中6家為美國公司，市場佔有率合計為30.9%。在美國對出口大陸的半導體産品進行貿易限制前，大陸內建電路産業高度依賴美國進口。2019年中國進口內建電路産品總金額為3055.5億美元，占全國進口産品總額的14.7%；其中，從美國進口的內建電路産品金額占大陸內建電路進口總額的48.8%。
在內建電路裝置領域，全球前五的廠商中三家來自美國：應用材料、泛林科技和科天半導體，均具備全環節裝置供應能力，包括沉積、刻蝕、離子注入、退火、抛光、檢測裝置等。
在內建電路材料領域，整體被日本壟斷，但美國的陶氏化學作為材料巨頭,産品涉及光刻膠、CMP 研磨液等多類電子化學品。
目前半導體領域國産替代程度較低，未來發展空間較大。2020年大陸IC 自給率僅15.9%，半導體行業存在巨大國産替代空間。據美國半導體分析機構 IC Insights在2021年1月釋出的資料中顯示，2020年中國國産IC占其1434 億美元IC市場的15.9%，而10年前的資料為10.2%。國務院2015年印發的《中國制造 2025》中提出,到2025年70%的核心基礎零部件、關鍵基礎材料要實作自主保障。目前大陸半導體自給率較低，具有巨大的國産替代空間。
大陸在內建電路設計、材料、裝置三個核心環節均存在“卡脖子”問題。針對晶片設計EDA工具環節，大陸僅在局部領域實作突破，距離形成完整可用的全流程工具鍊還需長期技術積累；材料領域的國産替代大多集中在低中端環節，高端工藝細分領域替代率較低；裝置制造領域雖在不同環節均有企業進行技術 開發和産品研制，但在12英寸大矽片制造中，距離具備實作“國産替代”的 水準仍存在距離。
随着中美兩國競争愈發激烈，中國的晶片行業面臨着持續被制裁的可能，短期困難重重，但是長遠看，這也是中國的晶片行業能夠快速成長的根本原因。另外，晶片廣泛應用于智能手機、機器人、可穿戴裝置、新能源汽車等領域，随着萬物互聯時代的到來，晶片的應用場景持續擴充，持續增長的需求将繼續促進半導體行業快速發展。