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艰难之后,2020年半导体产业期待复苏

时间:2020-01-01 作者:刘于苇 阅读:
2019年,动荡的全球贸易局势为半导体市场蒙上了一层阴影。不过值得庆幸的是5G、AI、云计算、大数据和物联网等新兴技术持续保持高速发展,让半导体产业进入继个人电脑和智能手机后的下一个发展周期。
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2019年,动荡的全球贸易局势为半导体市场蒙上了一层阴影。虽然在经历过2017和2018年的大涨之后,2019年被市场视为是周期性调整的一年,但根据多家调研机构数据统计,2019年全球半导体行业产值将下滑10%到13%不等,创下近10年以来最严重的产业衰退。Gartner 高级首席研究分析师Ben Lee表示:“内存与其他类型芯片定价疲软,加上中美贸易争端以及智能手机、服务器和个人电脑(PC)等主要应用需求放缓,令全球半导体市场跌至2009年以来的最低水平”,半导体设计、制造、封装三大产业环节均受到波及。E3yEETC-电子工程专辑

对许多半导体制造商来说,其业务收入下降 10%是一个很严重的打击。不仅是内存芯片,根据 IHS Markit  2019年上半年的数据,逻辑集成电路下降了 4.8%,微组件下降了 4.2%,模拟集成电路下降了 6.1%,分立器件收入下降了 1.9%,传感器和驱动器也下降了 2%。E3yEETC-电子工程专辑

不过值得庆幸的是5G、人工智能(AI)、云计算、大数据和物联网(IoT)等新兴技术持续保持高速发展,让半导体产业已进入继个人电脑和智能手机后的下一个发展周期。据IBS报告,这些应用驱动着半导体市场将在2027年达到7,989亿美元,而2018年为4,713亿美元,年均复合增长率为6.04%。E3yEETC-电子工程专辑

边缘计算(Edge Computing)和碎片化应用,为定制化芯片带来了更多机会,RISC-V等开源平台的兴起,给芯片IP注入了新的活力。同时智能手机市场逐渐冷却,也让厂商们开始寻找下一个增长点,比如汽车电子、智慧城市或者一切与5G相关的应用。E3yEETC-电子工程专辑

从2018年的中兴事件,到2019年的华为事件,中美之间的科技战“逼迫”更多中国本土半导体企业加速成长,从IC设计到晶圆代工,从处理器到存储器……越来越强烈的自主可控需求,要求中国芯片设计业不断在高端芯片领域实现突破,对创新的、有稳定来源的、有明确演进路线图的和可提供定制化服务的半导体知识产权(IP)的需求将变得越来越强烈。E3yEETC-电子工程专辑

未来几年将是中国厂商崛起的关键时期,强劲的市场需求促使全球产能中心逐渐转移到中国大陆,进而扩大了大陆集成电路整体产业规模。目前中国在全球半导体市场规模中占比已超过50%,并呈持续扩大趋势。对于老牌欧美日韩半导体厂商来说,一方面需要保持旺盛的创新力,另一方面也需要思考针对中国市场的新策略。E3yEETC-电子工程专辑

中国厂商过去这一年

根据中国半导体行业协会IC设计分会理事长、清华大学微纳电子系主任魏少军教授的调查数据,中国半导体全行业2019年的营业收入将首次突破3000亿元大关,同时设计企业的数量将接近1800家。但是我国芯片设计业尚不能满足市场的需求,“需求旺盛,供给不足”依然是行业当前面临的根本矛盾。E3yEETC-电子工程专辑

晶圆代工厂受惠于7纳米(nm)工艺技术发展和相关产品加速导入市场,较能抵抗产业逆风带来的负面冲击。E3yEETC-电子工程专辑

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过去两年中国的晶圆厂建厂潮,为国内集成电路设计行业在降低成本、扩大产能、地域便利性等方面提供了新的支持,对于整个集成电路产业的发展起到了拉动作用。芯原 (VeriSilicon) 股份有限公司董事长兼总裁戴伟民博士表示:“大陆市场的旺盛需求和投资热潮,也促进了我国集成电路设计产业专业人才的培养及配套产业的发展,集成电路产业环境的良性发展,为我国集成电路设计产业的扩张和升级提供了机遇。”E3yEETC-电子工程专辑

作为中国芯片制造行业的代表之一,华虹集团旗下上海华虹宏力半导体制造有限公司(“华虹宏力”或“HHGrace”)技术研发与设计服务执行副总裁孔蔚然博士表示,过去一年芯片制造业仍然遵循着两条发展路径向前演进:一条是推进光刻节点,追求更小线宽的摩尔定律道路;另一条是基于成熟工艺设备,不断研发探索技术边界,通过技术创新以提高芯片性能和可靠性,同时降低生产成本。而华虹宏力主要侧重于后者,即创新研发特色工艺技术。E3yEETC-电子工程专辑

世界上最先进的IDM和代工厂始终追求极致线宽,伴随着光刻技术的进步,向着7纳米、5纳米甚至是3纳米、2纳米线宽演进,这是市场的需求,也是其科技发展实力的体现。“然而这种发展路径依赖先进设备,必须持续大规模资本投入,而且昂贵的工艺技术只能满足芯片市场的一部分应用需求,如CPU、DRAM等。” 孔蔚然说到,“华虹宏力以自己的节奏‘超越摩尔’,不刻意突出光刻节点,基于现有成熟设备,通过技术持续创新和优化。”根据半导体市场需求的多样性结合市场逻辑和企业自身特点进行路径选择,近期建成投片的华虹半导体(无锡)12英寸厂,是他们立足8英寸,扩展至12英寸“8+12”战略布局的一次发力,为华虹宏力的下一步发展提供了更大的空间。E3yEETC-电子工程专辑

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2019年虽然是整个半导体市场动荡的一年,但是对于国内芯片市场来说,由于国际环境的影响,反而促进了国产芯片的成长。E3yEETC-电子工程专辑

兆易创新在过去一年以存储为核心,布局控制与传感。虽然存储产品受半导体周期性影响最大,但随着物联网、汽车电子、边缘计算、OLED显示技术的兴起,对于存储芯片的需求会逐步扩大,NOR Flash作为目前代码存储的唯一选择也迎来了新机遇。与此同时,市场对于Flash器件也提出更多样化的要求,即使是同一个NOR Flash,针对不同的应用,也会有比如设计、功耗、封装等不同的需求。所以面对市场变化,北京兆易创新(GigaDevice)科技股份有限公司代理总经理何卫表示:“作为支柱型产品线,我们持续在Flash上做研发投入,提供多样化的产品来满足市场所需。”E3yEETC-电子工程专辑

在2017年被中资背景的基金收购后,Imagination如今将重要市场放在了中国,与中国伙伴的合作也是水到渠成,在当前国际环境下可谓获得双赢局面。即便手机市场已经不如当年,但行业的发展重心偏移却是向着他们期待的方面走,面向更多应用领域的GPU、AI产品充满机遇。Imagination 公司副总裁,中国区总经理刘国军表示:“去年12月 Imagination 发布了全新的IMG A系列GPU,可应用于各种场景和多种垂直应用领域,新的GPU技术正在推动多个领域内的应用创新。”E3yEETC-电子工程专辑

除了GPU,Imagination 在2019年还专注于神经网络加速器以及物联网无线连接IP。刘国军认为,神经网络加速器正在成为人工智能泛在应用的推手,而其最新 Wi-Fi IP 解决方案,可满足物联网和可穿戴设备等低功耗市场的通信需求,支持复杂的低功耗SoC实现所有的通信需求,并获得最佳的电池续航时间。E3yEETC-电子工程专辑

依旧坚挺的国外厂商

不过对于中国以外的半导体厂商来说,由于中美贸易摩擦以及供应链调整等的影响,整个行业都不太乐观。微芯科技(Microchip)总裁兼运营官Ganesh Moorthy认为,2019年对整个行业而言都是艰难的一年,持续的贸易战和关税造成的业务不确定性减少了大多数终端市场的需求。E3yEETC-电子工程专辑

工程师仍然面临着严峻的挑战,他们需要提供能够在性能和功耗之间取得适当平衡的创新解决方案,并开发缩短上市时间所需的各种软件和工具,同时给目标应用带来较大的总成本竞争优势。” Ganesh Moorthy说到。E3yEETC-电子工程专辑

虽然一些新兴技术的发展可能会使半导体市场再次回春,但也对芯片供应商提出了更高的要求。E3yEETC-电子工程专辑

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这也是瑞萨电子(Renesas)中国区董事长真冈朋光(Tomomitsu Maoka)的看法,他认为首先是多样性的要求。半导体应用领域及其丰富,针对这种变化,要用丰富的产品线和生态系统来应对。其次,对于产品的性能要求更高了,在万物互联的时代,最受关注的就是低功耗和数据安全。针对物联网的低功耗需求,瑞萨在过去一年开发了一种独特工艺SOTB(薄氧化埋层上覆硅),通过引入全新的电路技术来降低IC产品的功耗。这种工艺技术可以在工作及待机两种模式下同时显着降低产品功耗,并且采用这种技术的芯片有能源采集功能,可以从所处外部环境中采集所需能源,保证系统的运行。“针对联网的数据安全需求,我们也会将具备高安全性能的IP导入到物联网设备当中,保证产品的安全性能。”真冈朋光说到。E3yEETC-电子工程专辑

也有的公司在2019年的大环境下依旧坚挺。E3yEETC-电子工程专辑

“2019 年是赛灵思业务表现强劲的一年,公司年收入首次迈入30 亿美元大关,从器件向平台公司转型战略也取得重大进展。” 赛灵思(Xilinx)公司首席执行官Victor Peng说到,“2019年也是赛灵思正式执行数据中心优先、加速核心市场发展及驱动自适应计算三大新战略的第一年。”他们的目标也很明确——与众多自动驾驶系统一级供应商以及 5G 供应商合作,并积极推动自适应计算的发展。 E3yEETC-电子工程专辑

特励达易图威(Teledyne e2v) 专注于航空航天和工业领域,公司亚太区副总裁 Anthony Fernandez 表示,过去一年接到的航天项目与日俱增,特别是新兴的通讯卫星组网,正改变着航天市场的面貌。这些新的卫星计划对简化可靠性,小成本解决方案提出了新的需求。与此同时“工业客户正在迅速提升系统能力,例如支持工业4.0应用的先进工业测试系统,以及用于环境监测和城市规划的紧凑型合成孔径雷达(SAR)平台等,为高性能产品带来机遇。”E3yEETC-电子工程专辑

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基于多项开展中的新的卫星发射计划、卫星基建和太空探索计划,Teledyne e2v 预计航天市场将持续增长。而市场将更多关注于如何通过成本节省和加快上市时间,使得航天成为经济适用型技术。“这意味着有能力支撑高市场需求的技术厂商将可通过推出新产品、简化封装技术,以及优化认证流程和辐射测试等方式取得明显增长机会。” Anthony Fernandez说到。E3yEETC-电子工程专辑

5G拯救2019

中国半导体市场的活跃,也让持续投资中国市场的泰瑞达公司(Teradyne)在2019年获得了增长。 在过去的几年中, 随着中国本土芯片制造商建立并且扩大其设计和生产能力,系统级芯片(SoC)和内存测试系统的市场也不断的增长。泰瑞达半导体测试部门总裁 Gregory Smith 表示:“2019年, 5G SoC需求的上升不但是市场增长点,也是泰瑞达业务增长最快的部分。 NAND闪存测试需求则是另一个推动2019年中国测试市场增长的重要力量。尽管我们预计测试设备市场将持续出现短期的需求波动,但是5G和内存将推动中国市场的长期增长。”E3yEETC-电子工程专辑

5G的部署确实是2019年全球市场最大的热点。5G的发展对所有手机、基站中的各种各样的芯片,包括处理器、存储器、传感器都带来极大的提升,这些提升为整个仪器仪表、生产测试行业带来非常大的拉动作用。E3yEETC-电子工程专辑

“这些仪器仪表从设计研发需要的示波器、信号源,到认证与验收需要的一致性测试仪,以及量产需要的各种分析仪和测试设备,包括网络优化都有很全面的性能和需求的提升,这对传统的仪器仪表设计带来挑战和机遇。”ADI公司系统解决方案事业部总经理赵轶苗(Morton Zhao)表示,“在这波发展机遇中,ADI与全球测试测量行业企业开展合作,支持他们实现了5G测试解决方案。整个信号链从RF产品到ADC到高精度、高速产品,也和国内的仪器仪表厂商深入合作,把一些关键的测试信号链技术集成在模块或者参考设计中,直接提供给国内的客户,让他们快速突破相应的难点技术,尽快实现他们产品的升级迭代。”E3yEETC-电子工程专辑

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5G、IoT、AI和超高清技术的发展,5G设备、智能手机在2019年末的发布,也让数据量来到了爆炸性增长的节点。西部数据公司高级副总裁兼中国区总经理Steven Craig表示,从数据特性来分析,现在还有很多数据是由人为产生的,比如文字、图片以及视频。而5G和IoT的兴起正在彻底改变各种形式和规模的企业及行业——包括从石油天然气、农业、制造业到自动驾驶汽车和智慧城市领域。随之而来的是数十亿个互联的设备、摄像头和传感器,覆盖终端、边缘端和云端,机器将代替人为成为产生数据的主要来源。E3yEETC-电子工程专辑

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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