半导体行业隶属电子信息产业，属于硬件产业。半导体被称为国家工业的明珠，亦即信息产业的“心脏”，所以其重要性不言而喻。作为全球最大的半导体消费国，中国已经成为第三次半导体产业转移的核心地，发展集成电路已是我国战略方向，现在正是布局这轮产业黄金发展时期的时机。
目前，全球半导体行业都呈现出一派鲜明的产业集群效应，如美国硅谷、日本九州、台湾新竹均是各国半导体产业的优势区域。而我国由于起步晚、核心技术缺少，发展受限，仍有尚未掌握的关键技术，到目前为止，关键芯片领域仍依赖于进口。
半导体行业是资金密集型，人才密集型，技术密集型的行业，产业链的各个环节都是如此。正因如此，我国将半导体列为国家重点规划产业，并在资金、人才、技术上下苦功，力争突破瓶颈，振兴国产半导体产业。
目前，我国这些半导体核心技术仍待突破：
我国需要突破的半导体技术
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总数
具体技术
1
顶尖光刻机
2
触觉传感器
3
DSP芯片
4
CPU
5
GPU
6
MPU
7
DRAM/NANDFlash
8
CPLD/FPGA
9
高端伺服电机
10
超高射频芯片
▉顶尖光刻机
全球最高端半导体设备——光刻机，其最高技术掌握在荷兰ASML（阿斯麦是世界最大光刻设备供货商，其全球市场份额超过60%，并垄断了32nm以下的高端光刻机市场。目前仅阿斯麦生产的EUV光刻机可以满足芯片向7nm以下发展的需求。）手中，它的大股东包括美国英特尔、苹果、高通等公司，对中国的售卖开放度都设有贸易壁垒。
ASML在向国内晶圆厂出售光刻机时有保留条款，那就是禁止用ASML出售给国内的光刻机给国内自主CPU做代工--只要中芯国际、华力微等晶圆厂采购的ASML光刻机，虽然不影响给ARM芯片做代工，但却不可能给龙芯、申威等自主CPU做代工、商业化量产。即便是用于科研和国防领域的小批量生产，也存在一定风险--采用陶瓷加固封装、专供军用的龙芯3A1500和在党政军市场使用的龙芯3A2000，只能是小批量生产，而且在宣传上也只能含糊其辞的说明是境内流片……这很大程度上影响了自主技术和中国集成电路产业的发展。
据说，顶尖光刻机就是拿到图纸也生产不出来：一台先进的光刻机能有5万多个零件，设计生产并不容易，光刻机的原理并不难，看下图就知道了，难点是里面的每一步都要求最先进的工艺和零件。
光源和镜片都是很核心的东西，光源提供者Cymer是世界领先的准分子激光源提供商，现在被ASML收购了。光源很复杂，说一下大家熟悉一些的镜片，ASML的镜片是蔡司提供的，这个反射镜要求多高呢？瑕疵大小仅能以皮米（纳米的千分之一）计。ASML总裁暨CEO温彼得（PeterWennink）曾经形象的表示，如果反射镜面积有整个德国大，最高的突起处不能高于一公分高。这样的工艺，佳能和尼康都放弃了。
有顶级的镜头和光源，没极致的机械精度，也是白搭。光刻机里有两个同步运动的工件台，一个载底片，一个载胶片。两者需始终同步，误差在2纳米以下。两个工作台由静到动，加速度跟导弹发射差不多。SMEE(中国生产光刻机的上海微电子)总经理贺荣明说：“相当于两架大飞机从起飞到降落，始终齐头并进。一架飞机上伸出一把刀，在另一架飞机的米粒上刻字，不能刻坏了。”
所以，最顶尖的光刻机算得上是西方智慧或者说是人类这几十年来的智慧结晶，是最尖端的光学、材料学、机械等的结合体。
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中国尚未掌握的核心技术还有哪些
▉触觉传感器
精确、稳定的严苛要求，拦住了我国大部分企业向触觉传感器迈进的步伐，目前国内传感器企业大多从事气体、温度等类型传感器的生产。在一个有着100多家企业的行业中，几乎没有传感器制造商进行触觉传感器的生产。
国产痛点如下：
行业内，工艺不过关，稳定性不强，客户使用保障性无法保证。
行业外，材料不够纯。比如可用作触觉传感器的材料导电橡胶、导电塑料、碳纳米管、石墨烯等，我们都有明显的短板。
技术复杂。国产相对还落后。
触觉传感器就属于生物型传感器。传感器作为人类五官的延伸与升级版功能器官，成为获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段，被称为工业的艺术品，它与计算机、通信被称为信息系统的三大支柱，传感器技术优劣是衡量一个国家科技水平和是否处在国际战略竞争制高点的重要标志，是发达国家高度重视和争相发展的核心基础技术。
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国内传感器产业面临的挑战：
▉DSP芯片
DSP（DigitalSignalProcessing）即数字信号处理技术，用于专用处理器的高速实时处理。它具有高速，灵活，可编程，低功耗的界面功能，在图形图像处理，语音处理，信号处理等通信领域起到越来越重要的作用。目前从小到电梯运行控制，大到风能、太阳能发电，甚至飞行控制和火炮阵列控制等，都少不了DSP芯片这样一个重要的角色。
根据美国的权威资讯公司统计，目前DSP芯片在市场上应用最多的是通信领域，占56.1％；其次是计算机领域，占21.16％；消费电子和自动控制占10.69％；军事／航空占4.59％；仪器仪表占3.5％；工业控制占3.31％；办公自动化占0.65％。
目前，世界上DSP芯片制造商主要有3家：德州仪器（TI）、模拟器件公司（ADI）和摩托罗拉（Motorola）公司，其中TI为龙头公司，占据绝大部分的国际市场份额，1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010，为DSP应用历史上的一个里程碑；ADI和摩托罗拉公司也有一定市场。
国产DSP芯片起步晚，2006年中电十四所与龙芯公司合作开发国产DSP芯片。2012年它们研发的“华睿1号”性能优于飞思卡尔公司的MPC8640D，2017年，国产DSP芯片“华睿二号”走向市场。
▉CPU
中央处理器（CPU，CentralProcessingUnit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ControlUnit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。在整个芯片行业，CPU代表了芯片中的最核心技术。太对国家太重要了，不止是经济的考量，更重要的是国家安全问题。从斯诺登棱镜门后，我国加大了对国产CPU的支持力度。
我国CPU长期依赖进口，一直是我国计算机行业发展中的痛点。目前我国活跃的国产CPU包括龙芯、申威、飞腾、海光、兆芯等，发展迅猛，取得了众多成果。但是大部分国产CPU甚至整个集成电路产业仍离不开国外IP（InterruptPriority，中断优先寄存器）的支持，因此国产CPU打破国外技术垄断，需要提高自主IP开发和兼容，突破壁垒。
目前，主要的CPU架构有四种：ARM、X86、MIPS、Power。
X86是Intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。x86架构是重要地可变指令长度的CISC（复杂指令集电脑，ComplexInstructionSetComputer）。英特尔X86处理器占据超过90%市场份额。是真正做到高性能且通用的处理器。中国的上海兆芯和海光就有使用。
POWER是1991年，Apple、IBM、Motorola组成的AIM联盟所发展出的微处理器架构。PowerPC是整个AIM平台的一部分，并且是到目前为止唯一的一部分。Power架构目前也不是市场主流了，发展前景并不被看好。
由此可见，主流的国产“CPU”都带有外国因素。目前世界CPU市场，包括计算机和服务器，被国外龙头企业陇断（英特尔和超威半导体公司在CPU领域占据一半以上的市场），凭借多年建立的平台、强大的专利和通讯端的界面标准、以及与应用软件的兼容，使得竞争对手想要进入非常的困难；比如目前Intel+window的商业联盟，完全垄断了我们的民用市场。
▉GPU
图形处理器（英语：GraphicsProcessingUnit，缩写：GPU），又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上图像运算工作的微处理器。GPU是显卡的“心脏”，与CPU类似，GPU决定了该显卡的档次和大部分性能。特斯拉高性能计算的核心即是GPU。深度学习需要广泛应用GPU。
GPU有非常多的厂商都生产，和CPU一样，生产的厂商比较多。但全球知名的就是NVIDIA（最大的独立显卡芯片生产销售商），AMD(ATI)（世界上第二大的独立显卡芯片生产销售商，他的前身就是ATI，2006年AMD以54亿美元收购ATI），Matrox（NVIDIA和ATI曾经的对手，目前淡出了民用独立显卡市场，专业显卡涉足的是2D领域，也就是CAD）。
GPU目前行业格局：由于AMD在通用计算及生态圈构建的长期缺位，深度学习GPU加速市场目前呈现NVIDIA一家独大的局面。根据MercuryResearch的统计，目前在“PC+工作器+服务器”独立GPU领域NVIDIA市占率接近70%。直到17年AMD才正式推出RadeonInstinct系列产品，主要面向深度学习和HPC数据中心应用。国内做GPU的主要有上海兆芯，华为，图芯，天数智芯，华夏芯，芯视图，中船重工709所，中航631所，成都海光买的AMD的GPU技术，还有景嘉微和龙芯等。
▉MPU
MPU(MicroprocessorUnit)又叫微处理器或内存保护单元。MPU是单一的一颗芯片，而芯片组则由一组芯片所构成，早期甚至多达7、8颗，但目前大多合并成2颗，一般称作北桥（NorthBridge）芯片和南桥（SouthBridge)芯片。MPU是计算机的计算、判断或控制中心，有人称它为”计算机的心脏”，往往是个人计算机和高端工作站的核心CPU。IntelX86，ARM的一些Cortex-A芯片如飞思卡尔i.MX6、全志A20、TIAM335X等都属于MPU。
▉DRAM/NANDFlash
存储器是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存，港台称之为记忆体）。外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。DRAM就是我们一般在用的内存，而NANDFlash闪存，它在做的事情其实是硬盘。从市场规模来看，当下最主流的存储器是DRAM，NANDFlash，NORFlash，尤其是前两者，占据了所有半导体存储器规模的95%左右。
硬盘和内存的差异，在于把电源关掉后、空间中储存的数据还会不会留着。就算关掉电源，硬盘的数据也不会消失。内存的处理速度比硬盘更快，但断电之后数据会消失，且价格也比硬盘贵。
Flash（闪存）由于具备了重量轻、体积小、功率低等优点，被应用在各类电子产品的硬盘上。Flash又可以分成NOR型Flash和NAND型Flash。NORFlash比NANDFlash更早导入市场。读取的速度较快，但写入的速度慢、价格也比NANDFlash贵。目前市场以NANDFlash最为普遍。
比速度：CPU里面的Register>Cache>内存>硬盘。越上层（越靠近CPU），速度就越快、价格越高、容量越低。
DRAM芯片是一个高度集中的产业，从当前全球市场份额来看，三星、SK海力士和美光为市场三巨头，截至2017年年中共占据全球DRAM芯片市场份额的96%。三星为龙头企业。总的来说，DRAM扩产受困于技术瓶颈和国际大厂的垄断，国产DRAM厂商仍处于起步阶段：福建晋华的32纳米DRAM利基型产品，以及合肥长鑫(睿力)的19纳米DRAM正在发力。
DRAM市场份额
2014-2018年，DRAM价格上涨图
除了DRAM之外，存储器另外一个领域NANDFlash，也面临类似的情况。NANDFlash市场的玩家，有三星、东芝/闪迪、美光、SK海力士，四家总共占市场99%份额。相比DRAM市场，多了一个东芝/闪迪。NANDFlash主要用在两个领域，一个是手机的闪存，另外一个是固态硬盘SSD。在移动终端设备中，NANDFlash是必不可少的组件之一，而且也是最昂贵的组件之一。据研究公司CINNO的分析师SeanYang表示，苹果是全球最大的NANDFlash芯片客户，2017年苹果的总需求达到1.6亿片，占全球需求的15%，其供应商为日本东芝、美国西部数据、韩国SK海力士和三星电子等顶级内存芯片厂商。长江存储被视为中国在存储领域赶超并挑战诸如三星电子、东芝、SK海力士、美光和英特尔等市场领导者的希望。
▉CPLD/FPGA
CPLD是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA主要的挑战来自于低功耗，高能效。
除了市场份额低之外，国内厂商在技术水平上和国外大厂的差距很大。虽然国内FPGA厂商有百家争鸣之势，但基本分布在中低端市场，大多是一些1000万门级左右的FPGA，少数达到2000万门级的FPGA虽然也有自主研发的。中国电科的3500万门级FPGA和中国电子7000万门级FPGA，是一次重大技术突破。
目前，技术垄断，人才垄断，资金投入门槛高是目前中国FPGA产业发展的三个主要瓶颈，但是，客观因素决定中国必须将FPGA产业发展起来。因为物联网、人工智能和智能制造等新兴市场都是FPGA市场的未来。
▉高端伺服电机
伺服电机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。有直流和交流之分，最早的伺服电机是一般的直流电机，在控制精度不高的情况下，才采用一般的直流电机做伺服电机。当前随着永磁同步电机技术的飞速发展，绝大部分的伺服电机是指交流永磁同步伺服电机或者直流无刷电机。
国产伺服的发展，可以从1999年开始，主要是对标松下，安川，三菱这三家通用伺服。走的是中低端路线，目前经过20多年的发展，现在已经在中高端市场有一定的地位。但总体量仍然很小。约占中国伺服市场10%左右。
我国伺服电机有很多难点没有解决：
外形普遍较长，外观粗糙，小的不小，大的不大
信号接插件的可靠性需要改进
另一个核心技术就是高精度的编码器
缺失基础性研究：包括绝对值编码器技术、高端电机的产业化制造技术、生产工艺的突破、性能指标的实用性验证和考核标准的制定。
伺服系统各部分产业协同联合不够
国内的高端市场主要被欧美日国家的企业所占据。其中，日系品牌占据了超过50%的市场份额，松下、三菱电机、安川、三洋、富士等品牌垄断了我国中小型OEM市场，而在大型伺服市场上，西门子、博世力乐士等欧系品牌也掌握着传统优势；哪怕是中低端市场，也正在遭受台系品牌的入侵。
▉超高射频芯片
射频技术（RF）是RadioFrequency的缩写。较常见的应用有无线射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID），常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。
射频芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。对于现有的GSM和TD-SCDMA模式而言，终端增加支持一个频段，则其射频芯片相应地增加一条接收通道，但是否需要新增一条发射通道则视新增频段与原有频段间隔关系而定。
射频前端芯片是移动智能终端产品的核心组成部分，追求低功耗、高性能、低成本是其技术升级的主要驱动力，也是芯片设计研发的主要方向。5G时代的来临，对射频技术来说既是机会也是挑战。5G标准下现有的移动通信、物联网通信标准将进行统一，因此未来在统一标准下射频前端芯片产品的应用领域会被进一步放大。
射频芯片是无线通信的关键部件，目前，高端射频芯片大部分由国际大公司垄断。美国商务部制裁中兴通讯的禁售产品中，就包括高端射频芯片。
国内外目前领先的射频供应商如下：
Qorvo与Skyworks、新博通、Muruta(村田)四家几乎占据了全球射频领域80%的市场份额，被业内称之为“四足鼎盛”。据悉，全球约90%的市场被控制在欧美厂商手中。
Qorvo由RFMD和TriQuint合并而成。兼具RFMD和TriQuint的技术、集体经验和智慧资源，是移动、基础设施和国防应用领域可扩展和动态RF解决方案的全球领导者。
Skyworks（思佳讯）：射频元件龙头，苹果射频供应商，主营方向为射频前端产品，包括射频功率放大器即RFPA、各种滤波器、混频器、衰减器等。
新博通（安华高，含博通）：收购博通后，其在射频领域的地位更强大，功率放大器芯片被应用在许多旗舰机上面。
Murata（村田）（收购Renesas的功率放大器业务）：村田主营产品有陶瓷电容、陶瓷滤波器、高频零件、无线传感器等。前阵子，村田宣布收购意大利的无线射频（RFID）技术新创企业ID-Solutions，加速物联网布局。
目前全球射频前端芯片产业拥有较为成熟的产业链。欧美日IDM大厂技术领先，规模优势明显；中国台湾企业则在晶圆制造、封装测试等产业链中下游占据重要地位；中国大陆公司则主要以海思和汉天下为主的Fabless公司，三安和海威华芯开始在代工领域发力，而能讯却以IDM模式开始释放国产氮化镓的潜力，为市场提供系列化性能出众的氮化镓器件。
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