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            一文讀懂全球半導體市場
            來源:中國電子報、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng) | 作者:賽迪顧問集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心孫卓異 | 發(fā)布時間: 2021-06-08 | 1646 次瀏覽 | 分享到:

            半導體是當今信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的基礎(chǔ)和原動力,已經(jīng)高度滲透并融合到了經(jīng)濟、社會發(fā)展的各個領(lǐng)域,其技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)模已經(jīng)成為衡量一個國家產(chǎn)業(yè)競爭力和綜合國力的重要標志之一。

            2020年,受新冠肺炎疫情影響,全球經(jīng)濟出現(xiàn)衰退,但全球半導體市場在居家辦公學習、遠程會議等需求驅(qū)動下實現(xiàn)逆勢增長。2020年,全球半導體市場規(guī)模達到4400億美元,同比增長6.8%,以存儲器和專用芯片為代表的半導體產(chǎn)品開始進入景氣周期;中國集成電路市場需求持續(xù)旺盛,全年集成電路市場銷售額增至16339.7億元,同比增長8.26%。預計2021年市場規(guī)模將進一步增長。

            呈“螺旋式上升”發(fā)展模式

            全球半導體市場發(fā)展呈現(xiàn)“螺旋式上升”模式,在放緩或回落后會經(jīng)歷又一次更強勁的復蘇。2000年,互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂,導致半導體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了兩年的調(diào)整期;之后,憑借能量的積蓄以及12英寸硅片的導入,半導體市場快速發(fā)展;2008年第四季度全球金融危機的爆發(fā),又使半導體市場進入短暫的調(diào)整期。

            自2010年起,iPhone、iPad等移動終端的崛起開啟了移動互聯(lián)網(wǎng)時代,半導體市場增速達到歷史高位。隨著存儲器市場的爆發(fā),2017年,全球半導體市場突破了4000億美元。2018年下半年,全球半導體市場再次進入調(diào)整期。2019年,由于固態(tài)存儲及智能手機、PC需求增長放緩,產(chǎn)品庫存高企,全球半導體需求下滑,存儲器市場價格出現(xiàn)滑坡。再加上全球貿(mào)易摩擦帶來的不確定性增加,2019年全球半導體市場大幅萎縮,跌幅達到12.0%。這也是全球半導體市場近15年來的最大跌幅。

            2020年,盡管受到新冠疫情的影響,全球半導體市場仍然強勁復蘇,市場規(guī)模達到4400億美元,同比增長6.8%,以存儲器和專用芯片為代表的半導體產(chǎn)品進入景氣周期。在整個產(chǎn)業(yè)中,增長最大的是邏輯芯片(11.1%),其次是傳感器(10.7%)和存儲器(10.4%)。

            從區(qū)域結(jié)構(gòu)看,中國已連續(xù)多年成為全球最大的半導體消費市場。2020年,中國市場占比最高達到34.4%。美國、歐洲、日本和其他市場的份額分別為21.7%、8.5%、8.3%和27.1%。其中,美國市場實現(xiàn)了21.3%的強勁增長,亞太市場實現(xiàn)了5.1%的增長,日本市場實現(xiàn)了1.3%的微弱增長,歐洲市場下降了5.8%。美國市場強勁增長的原因是,2019年美國市場規(guī)模下降幅度最大,跌幅高達23.7%,高于全球11.7個百分點;日本跌幅也達到10.0%;歐洲、中國和其他地區(qū)的跌幅分別為7.4%、9.3%和8.8%。

            受疫情影響,辦公、遠程教學等應用快速爆發(fā),帶動下游市場中通信和計算機產(chǎn)品快速復蘇。2020年,通信和計算機依舊占據(jù)全球半導體最大用量,市場份額分別達到33.5%和29.1%。受益于4G普及和5G應用,通信芯片市場占比從2010年的22.2%增加至2020年的33.5%。與此同時,PC的市場占有率不斷被智能手機、平板電腦等新興電子產(chǎn)品超越,占有率從2010年的40.9%跌至2019年的29.1%。

            市場競爭愈發(fā)激烈

            對于全球半導體市場來說,2020年是很值得關(guān)注的一年。IBM研發(fā)的新型2nm芯片引人注目。該芯片采用納米片堆疊的晶體管,即GAA晶體管構(gòu)造。與當今最先進的7nm相比,該芯片將實現(xiàn)45%的性能提升或75%的能耗降低。IBM表示,采用2nm技術(shù)可以在一塊指甲大小的芯片中容納多達500億個晶體管。

            半導體企業(yè)的營收狀況同樣是業(yè)界關(guān)注的焦點。2020年全球前十的半導體企業(yè)中,美國企業(yè)占6家。從營收總值來看,美國6家企業(yè)占前十大企業(yè)總值的59.2%,韓國2家企業(yè)占前十大企業(yè)總值的32.4%。

            從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看,2020年全球前十的半導體企業(yè)中,IDM企業(yè)6家,總銷售收入1970.9億美元,占前十大企業(yè)銷售總額78.3%;設(shè)計企業(yè)有4家,總銷售收入547.0億美元,占前十大企業(yè)銷售總額21.7%。

            2020年,英特爾繼續(xù)蟬聯(lián)全球半導體企業(yè)營收首席。憑借這一年的收入,英特爾繼續(xù)保持全球第一大半導體供應商的地位,半導體收入為702.44億美元,同比增加3.7%。這得益于其核心客戶端和服務器CPU業(yè)務的增長。2020年全球前十半導體企業(yè)中同比增幅最大的是聯(lián)發(fā)科,其次是英偉達和高通,德州儀器是其中唯一收入下滑的企業(yè)。

            這一年,縱觀全球半導體研發(fā)支出,前十大半導體企業(yè)的研發(fā)投入費用總計增加11%,總額達435億美元,占行業(yè)總額的64%。這表明頭部企業(yè)的市場集中度進一步提升,市場競爭也更加激烈。

            2020下半年,全球半導體領(lǐng)域共發(fā)生五起規(guī)模較大的并購事件和十余起規(guī)模較小的并購事件,涉及金額達到創(chuàng)紀錄的1180億美元,2020年也因此成為半導體并購史上交易規(guī)模最大的年份。但以上并購尚未走完全部交易及審批流程。全球半導體行業(yè)并購金額的劇增主要緣于各領(lǐng)域巨頭廠商的強強聯(lián)合。

            此前,模擬芯片廠商ADI公司宣布將以210億美元的價格并購模擬信號/混合公司Maxim Integrated Products;顯卡巨頭英偉達于2020年9月宣布,以400億美元的交易價格收購處理器架構(gòu)協(xié)議供應商Arm公司。在這之前,Arm公司由日本的軟銀公司控股。此外,美國英特爾宣布將以90億美元的價格把在中國運行的NAND閃存業(yè)務和300mm晶圓廠出售給韓國的SK海力士;美國AMD公司于2020年10月29日宣布將以約350億美元的價格收購FPGA供應商賽靈思,交易預計于2021年底完成;同日,美滿電子Marvell宣布將以100億美元的現(xiàn)金和股票收購硅谷的IC供應商Inphi,這筆交易同樣將于2021年的下半年完成。上述交易尚未完成,仍在相關(guān)監(jiān)管部門審查階段。

            后摩爾時代的顛覆性技術(shù)

            異構(gòu)集成是后摩爾時代典型的發(fā)展技術(shù)。該技術(shù)被應用于封裝領(lǐng)域,在滿足需求的情況下,采用芯粒(Chiplet)技術(shù),可快速有效地發(fā)揮出芯片功能。使用該技術(shù)還有設(shè)計難度低、制造便捷和成本低等優(yōu)勢。

            這一方向使芯片發(fā)展從一味地追求功耗下降及性能增加,轉(zhuǎn)向更加務實的滿足市場需求。很多企業(yè)都對“芯粒”有所布局。比如,英特爾推出可將邏輯芯片與存儲芯片進行3D封裝的Foveros技術(shù);臺積電推出可以實現(xiàn)晶圓對晶圓鍵合的多芯片堆疊SoIC技術(shù)等。同時,該項技術(shù)也是中國半導體產(chǎn)業(yè)在后摩爾時代的重點發(fā)展技術(shù)。

            RISC-V架構(gòu)的MCU將為MCU市場格局帶來變革。RISC-V基于標準寬松的BSD許可證,可自由免費地使用設(shè)計CPU、開發(fā)并添加自有擴展指令集,自主選擇是否公開發(fā)行、商業(yè)銷售或更換其他許可協(xié)議,或者完全閉源使用。RISC-V當前最適用于AIoT,有望對ARM架構(gòu)處理器形成競爭,在中國形成RISC-V生態(tài),而MCU是RISC-V的最佳應用領(lǐng)域之一。憑借開源、低功耗、低成本等優(yōu)勢,RISC-V架構(gòu)MCU將形成對ARM架構(gòu)MCU的沖擊,為市場帶來新變局。

            光子芯片或成為芯片發(fā)展的新賽道。光子芯片是利用光信號進行數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計算、存儲和顯示的芯片。目前,光子芯片應用于光通信中,特別是在建設(shè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的驅(qū)動下,硅光子學被用于將光學組件集成到硅芯片上,以利用CMOS的低成本、可擴展性以及CMOS設(shè)備的制造和組裝的便利性。相對電子驅(qū)動的集成電路,光子芯片具有超高速率、超低功耗等特點。理論上,光子芯片規(guī)模可以調(diào)制,并且光的特性先天適合線性計算,包含高密度的并行計算。在AI高速發(fā)展的當下,光子芯片運行矩陣乘法效果有機會比現(xiàn)有電子芯片效果好成百上千倍,吸引了學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界爭相探索光子計算帶來的機會。

            受“碳中和”趨勢影響,可提升能源轉(zhuǎn)換效率的第三代半導體產(chǎn)業(yè)正在加速發(fā)展。隨著新冠肺炎疫情的影響逐漸減小,工業(yè)能源轉(zhuǎn)換所需零組件如逆變器、變頻器等,以及通信基站需求回穩(wěn)。隨著特斯拉(Tesla)Model3電動車逆變器逐漸改采SiC(碳化硅)元件制程后,第三代半導體在車用市場逐漸備受重視。

            以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)為代表的第三代半導體具備耐高溫、耐高壓、高頻率、大功率等優(yōu)勢,相比硅器件可降低50%以上的能量損失,并減小75%以上的裝備體積,是助力節(jié)能減排,并實現(xiàn)“碳中和”目標的重要發(fā)展方向。目前,第三代半導體的觸角已延伸至數(shù)據(jù)中心、新能源汽車等多個關(guān)鍵領(lǐng)域,整個第三代半導體行業(yè)漸入佳境,有望成為綠色經(jīng)濟的中流砥柱。



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            珠海市中芯集成電路有限公司是一家專業(yè)從事集成電路后序加工的高科技電子公司,可以為客戶提供晶圓測試(wafer testing)、晶圓切割Dicing Saw(半切及貼膜全切) 、晶圓研磨減?。╳afer back grinding)、成品測試及tcp/cof/cob封裝等全方位的服務。公司是中國半導體行業(yè)協(xié)會會員,珠海市軟件行業(yè)協(xié)會副會長單位,獲授國家高新技術(shù)企業(yè),廣東省“守合同重信用”企業(yè),通過ISO 9001:2008和ISO 9001:2015體系認證。中芯的行為準則是“以客戶為中心,以質(zhì)量求生存,以服務求發(fā)展!”,希望通過我們的專業(yè)程度和不懈的努力,為客戶提供低成本、高品質(zhì)的產(chǎn)品。

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