2019年,動蕩的全球貿易局勢為半導體市場蒙上了一層陰影。雖然在經歷過2017和2018年的大漲之后,2019年被市場視為是周期性調整的一年,但根據多家調研機構數據統計,2019年全球半導體行業產值將下滑10%到13%不等,創下近10年以來最嚴重的產業衰退。Gartner 高級首席研究分析師Ben Lee表示:“內存與其他類型芯片定價疲軟,加上中美貿易爭端以及智能手機、服務器和個人電腦(PC)等主要應用需求放緩,令全球半導體市場跌至2009年以來的最低水平”,半導體設計、制造、封裝三大產業環節均受到波及。
對許多半導體制造商來說,其業務收入下降 10%是一個很嚴重的打擊。不僅是內存芯片,根據 IHS Markit 2019年上半年的數據,邏輯集成電路下降了 4.8%,微組件下降了 4.2%,模擬集成電路下降了 6.1%,分立器件收入下降了 1.9%,傳感器和驅動器也下降了 2%。
不過值得慶幸的是5G、人工智能(AI)、云計算、大數據和物聯網(IoT)等新興技術持續保持高速發展,讓半導體產業已進入繼個人電腦和智能手機后的下一個發展周期。據IBS報告,這些應用驅動著半導體市場將在2027年達到7,989億美元,而2018年為4,713億美元,年均復合增長率為6.04%。
邊緣計算(Edge Computing)和碎片化應用,為定制化芯片帶來了更多機會,RISC-V等開源平臺的興起,給芯片IP注入了新的活力。同時智能手機市場逐漸冷卻,也讓廠商們開始尋找下一個增長點,比如汽車電子、智慧城市或者一切與5G相關的應用。
從2018年的中興事件,到2019年的華為事件,中美之間的科技戰“逼迫”更多中國本土半導體企業加速成長,從IC設計到晶圓代工,從處理器到存儲器……越來越強烈的自主可控需求,要求中國芯片設計業不斷在高端芯片領域實現突破,對創新的、有穩定來源的、有明確演進路線圖的和可提供定制化服務的半導體知識產權(IP)的需求將變得越來越強烈。
未來幾年將是中國廠商崛起的關鍵時期,強勁的市場需求促使全球產能中心逐漸轉移到中國大陸,進而擴大了大陸集成電路整體產業規模。目前中國在全球半導體市場規模中占比已超過50%,并呈持續擴大趨勢。對于老牌歐美日韓半導體廠商來說,一方面需要保持旺盛的創新力,另一方面也需要思考針對中國市場的新策略。
中國廠商過去這一年
根據中國半導體行業協會IC設計分會理事長、清華大學微納電子系主任魏少軍教授的調查數據,中國半導體全行業2019年的營業收入將首次突破3000億元大關,同時設計企業的數量將接近1800家。但是我國芯片設計業尚不能滿足市場的需求,“需求旺盛,供給不足”依然是行業當前面臨的根本矛盾。
晶圓代工廠受惠于7納米(nm)工藝技術發展和相關產品加速導入市場,較能抵抗產業逆風帶來的負面沖擊。
過去兩年中國的晶圓廠建廠潮,為國內集成電路設計行業在降低成本、擴大產能、地域便利性等方面提供了新的支持,對于整個集成電路產業的發展起到了拉動作用。芯原 (VeriSilicon) 股份有限公司董事長兼總裁戴偉民博士表示:“大陸市場的旺盛需求和投資熱潮,也促進了我國集成電路設計產業專業人才的培養及配套產業的發展,集成電路產業環境的良性發展,為我國集成電路設計產業的擴張和升級提供了機遇。”
作為中國芯片制造行業的代表之一,華虹集團旗下上海華虹宏力半導體制造有限公司(“華虹宏力”或“HHGrace”)技術研發與設計服務執行副總裁孔蔚然博士表示,過去一年芯片制造業仍然遵循著兩條發展路徑向前演進:一條是推進光刻節點,追求更小線寬的摩爾定律道路;另一條是基于成熟工藝設備,不斷研發探索技術邊界,通過技術創新以提高芯片性能和可靠性,同時降低生產成本。而華虹宏力主要側重于后者,即創新研發特色工藝技術。
世界上最先進的IDM和代工廠始終追求極致線寬,伴隨著光刻技術的進步,向著7納米、5納米甚至是3納米、2納米線寬演進,這是市場的需求,也是其科技發展實力的體現。“然而這種發展路徑依賴先進設備,必須持續大規模資本投入,而且昂貴的工藝技術只能滿足芯片市場的一部分應用需求,如CPU、DRAM等。” 孔蔚然說到,“華虹宏力以自己的節奏‘超越摩爾’,不刻意突出光刻節點,基于現有成熟設備,通過技術持續創新和優化。”根據半導體市場需求的多樣性結合市場邏輯和企業自身特點進行路徑選擇,近期建成投片的華虹半導體(無錫)12英寸廠,是他們立足8英寸,擴展至12英寸“8+12”戰略布局的一次發力,為華虹宏力的下一步發展提供了更大的空間。
2019年雖然是整個半導體市場動蕩的一年,但是對于國內芯片市場來說,由于國際環境的影響,反而促進了國產芯片的成長。
兆易創新在過去一年以存儲為核心,布局控制與傳感。雖然存儲產品受半導體周期性影響最大,但隨著物聯網、汽車電子、邊緣計算、OLED顯示技術的興起,對于存儲芯片的需求會逐步擴大,NOR Flash作為目前代碼存儲的唯一選擇也迎來了新機遇。與此同時,市場對于Flash器件也提出更多樣化的要求,即使是同一個NOR Flash,針對不同的應用,也會有比如設計、功耗、封裝等不同的需求。所以面對市場變化,北京兆易創新(GigaDevice)科技股份有限公司代理總經理何衛表示:“作為支柱型產品線,我們持續在Flash上做研發投入,提供多樣化的產品來滿足市場所需。”
在2017年被中資背景的基金收購后,Imagination如今將重要市場放在了中國,與中國伙伴的合作也是水到渠成,在當前國際環境下可謂獲得雙贏局面。即便手機市場已經不如當年,但行業的發展重心偏移卻是向著他們期待的方面走,面向更多應用領域的GPU、AI產品充滿機遇。Imagination 公司副總裁,中國區總經理劉國軍表示:“去年12月 Imagination 發布了全新的IMG A系列GPU,可應用于各種場景和多種垂直應用領域,新的GPU技術正在推動多個領域內的應用創新。”
除了GPU,Imagination 在2019年還專注于神經網絡加速器以及物聯網無線連接IP。劉國軍認為,神經網絡加速器正在成為人工智能泛在應用的推手,而其最新 Wi-Fi IP 解決方案,可滿足物聯網和可穿戴設備等低功耗市場的通信需求,支持復雜的低功耗SoC實現所有的通信需求,并獲得最佳的電池續航時間。
依舊堅挺的國外廠商
不過對于中國以外的半導體廠商來說,由于中美貿易摩擦以及供應鏈調整等的影響,整個行業都不太樂觀。微芯科技(Microchip)總裁兼運營官Ganesh Moorthy認為,2019年對整個行業而言都是艱難的一年,持續的貿易戰和關稅造成的業務不確定性減少了大多數終端市場的需求。
“工程師仍然面臨著嚴峻的挑戰,他們需要提供能夠在性能和功耗之間取得適當平衡的創新解決方案,并開發縮短上市時間所需的各種軟件和工具,同時給目標應用帶來較大的總成本競爭優勢。” Ganesh Moorthy說到。
雖然一些新興技術的發展可能會使半導體市場再次回春,但也對芯片供應商提出了更高的要求。
這也是瑞薩電子(Renesas)中國區董事長真岡朋光(Tomomitsu Maoka)的看法,他認為首先是多樣性的要求。半導體應用領域及其豐富,針對這種變化,要用豐富的產品線和生態系統來應對。其次,對于產品的性能要求更高了,在萬物互聯的時代,最受關注的就是低功耗和數據安全。針對物聯網的低功耗需求,瑞薩在過去一年開發了一種獨特工藝SOTB(薄氧化埋層上覆硅),通過引入全新的電路技術來降低IC產品的功耗。這種工藝技術可以在工作及待機兩種模式下同時顯著降低產品功耗,并且采用這種技術的芯片有能源采集功能,可以從所處外部環境中采集所需能源,保證系統的運行。“針對聯網的數據安全需求,我們也會將具備高安全性能的IP導入到物聯網設備當中,保證產品的安全性能。”真岡朋光說到。
也有的公司在2019年的大環境下依舊堅挺。
“2019 年是賽靈思業務表現強勁的一年,公司年收入首次邁入30 億美元大關,從器件向平臺公司轉型戰略也取得重大進展。” 賽靈思(Xilinx)公司首席執行官Victor Peng說到,“2019年也是賽靈思正式執行數據中心優先、加速核心市場發展及驅動自適應計算三大新戰略的第一年。”他們的目標也很明確——與眾多自動駕駛系統一級供應商以及 5G 供應商合作,并積極推動自適應計算的發展。
特勵達易圖威(Teledyne e2v) 專注于航空航天和工業領域,公司亞太區副總裁 Anthony Fernandez 表示,過去一年接到的航天項目與日俱增,特別是新興的通訊衛星組網,正改變著航天市場的面貌。這些新的衛星計劃對簡化可靠性,小成本解決方案提出了新的需求。與此同時“工業客戶正在迅速提升系統能力,例如支持工業4.0應用的先進工業測試系統,以及用于環境監測和城市規劃的緊湊型合成孔徑雷達(SAR)平臺等,為高性能產品帶來機遇。”
基于多項開展中的新的衛星發射計劃、衛星基建和太空探索計劃,Teledyne e2v 預計航天市場將持續增長。而市場將更多關注于如何通過成本節省和加快上市時間,使得航天成為經濟適用型技術。“這意味著有能力支撐高市場需求的技術廠商將可通過推出新產品、簡化封裝技術,以及優化認證流程和輻射測試等方式取得明顯增長機會。” Anthony Fernandez說到。
5G拯救2019
中國半導體市場的活躍,也讓持續投資中國市場的泰瑞達公司(Teradyne)在2019年獲得了增長。 在過去的幾年中, 隨著中國本土芯片制造商建立并且擴大其設計和生產能力,系統級芯片(SoC)和內存測試系統的市場也不斷的增長。泰瑞達半導體測試部門總裁 Gregory Smith 表示:“2019年, 5G SoC需求的上升不但是市場增長點,也是泰瑞達業務增長最快的部分。 NAND閃存測試需求則是另一個推動2019年中國測試市場增長的重要力量。盡管我們預計測試設備市場將持續出現短期的需求波動,但是5G和內存將推動中國市場的長期增長。”
5G的部署確實是2019年全球市場最大的熱點。5G的發展對所有手機、基站中的各種各樣的芯片,包括處理器、存儲器、傳感器都帶來極大的提升,這些提升為整個儀器儀表、生產測試行業帶來非常大的拉動作用。
“這些儀器儀表從設計研發需要的示波器、信號源,到認證與驗收需要的一致性測試儀,以及量產需要的各種分析儀和測試設備,包括網絡優化都有很全面的性能和需求的提升,這對傳統的儀器儀表設計帶來挑戰和機遇。”ADI公司系統解決方案事業部總經理趙軼苗(Morton Zhao)表示,“在這波發展機遇中,ADI與全球測試測量行業企業開展合作,支持他們實現了5G測試解決方案。整個信號鏈從RF產品到ADC到高精度、高速產品,也和國內的儀器儀表廠商深入合作,把一些關鍵的測試信號鏈技術集成在模塊或者參考設計中,直接提供給國內的客戶,讓他們快速突破相應的難點技術,盡快實現他們產品的升級迭代。”
5G、IoT、AI和超高清技術的發展,5G設備、智能手機在2019年末的發布,也讓數據量來到了爆炸性增長的節點。西部數據公司高級副總裁兼中國區總經理Steven Craig表示,從數據特性來分析,現在還有很多數據是由人為產生的,比如文字、圖片以及視頻。而5G和IoT的興起正在徹底改變各種形式和規模的企業及行業——包括從石油天然氣、農業、制造業到自動駕駛汽車和智慧城市領域。隨之而來的是數十億個互聯的設備、攝像頭和傳感器,覆蓋終端、邊緣端和云端,機器將代替人為成為產生數據的主要來源。
責任編輯:tzh
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