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產(chǎn)業(yè)資訊

本土芯片制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀如何?

星之球科技 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng)2021-02-24 我要評論(0 )   

描述中國大陸已經(jīng)是全球半導體市場當中最為重要的一部分,之所以這樣說,首先是因為這里的半導體市場消費能力驚人,產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大,其次,是因為該市場處于成長期,發(fā)展...

描述


中國大陸已經(jīng)是全球半導體市場當中最為重要的一部分,之所以這樣說,首先是因為這里的半導體市場消費能力驚人,產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大,其次,是因為該市場處于成長期,發(fā)展?jié)摿Υ?,幾乎沒有誰會放棄這么優(yōu)質(zhì)的聚寶盆。與此同時,中國大陸市場芯片“集散地”的角色似乎也愈加突出:無論是在本地生產(chǎn)的芯片,或是在該市場以外地區(qū)生產(chǎn)的芯片,以及用芯片元器件加工、組裝成的電子設備,有在本土消費的,還有大量用于出口的。這些都使大量的芯片在中國大陸生產(chǎn)、加工,出口、進口,每年都會形成一種復雜的芯片生產(chǎn)和貿(mào)易生態(tài)。

全球市場拓展下的一致性

在全球半導體業(yè)不斷發(fā)展、壯大和擴張的情況下,中國大陸芯片市場也會從中受益,相應的芯片設計企業(yè)、晶圓廠都在擴展壯大。在這樣一個過程中,中國大陸市場與全球半導體市場的相關度越來越高,在很多宏觀層面具有高度的一致性。

舉例來說,據(jù)IC Insights統(tǒng)計,按產(chǎn)品類型劃分的中國IC市場,按市占率計算,排在前四位的芯片類型是邏輯器件(去年占中國IC市場的26%,375億美元),MPU(22.8%,327億美元),DRAM(18.8%),以及NAND閃存(11.1%)。

而來自IC Insights的另一份統(tǒng)計數(shù)據(jù),給出了世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計(WSTS)組織定義的33種IC產(chǎn)品類別中每一種的市場增長率。其中,特別突出了2021年增長最快的前十大IC細分品類,具體如下圖所示。

從圖中可以看到,預計DRAM和NAND閃存將成為2021年增長最快的兩類產(chǎn)品,銷售額分別增長18%和17%。

預計兩個汽車專用IC產(chǎn)品類別,即汽車專用模擬和汽車專用邏輯芯片將在2021年成為增長最快的細分市場之一。

本土芯片制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀如何?

另外,隨著智能手機的增長放緩,高通,三星和聯(lián)發(fā)科技等許多片上系統(tǒng)MPU供應商已將更多的注意力轉(zhuǎn)向了集成了安全功能和機器學習AI加速以及圖形功能的64位嵌入式處理器。這些使得MPU在2021年會有很好的發(fā)展前景。

從以上的兩份統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出,無論是2020年的中國市場,還是2021年的全球市場,市占率排名前四位的四大類產(chǎn)品,都是存儲器(DRAM和NAND閃存)、邏輯器件、MPU和模擬芯片。從這一點可以看出,中國和全球芯片市場的需求、格局和發(fā)展前景高度一致。

從中可以看出,排名靠前的幾類芯片產(chǎn)品都是直接或間接地與市場規(guī)模最大的手機相關的,如存儲器、MPU(在手機中,就是基帶和AP芯片),以及模擬芯片(如射頻芯片和電源管理芯片)。只有打入巨大的手機市場,才能在市占率上占上風。

還有一些芯片,即使不是直接用于手機,也是與手機有密切的關系,如高性能計算領域的數(shù)據(jù)中心(要用到大量高性能的服務器處理器和存儲器),很多數(shù)據(jù)中心都是為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)提供硬件支持和服務的,而互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的用戶終端以手機為主。還有手機蜂窩網(wǎng)絡基站(要用到大量的MPU、邏輯芯片、存儲器,以及模擬芯片)。

不僅排名靠前的芯片品類一致,靠后的也很相似,典型代表就是MCU??梢钥吹?,在中國市場,MCU市占率相對較低,排在第六。而在預測的2021年全球市場,前十中,MCU排在第八,情況也很類似。

情況也很明顯,MCU幾乎與手機及其相關設備無關,無論是手機,還是以上提到的高性能計算及基站,很少用到MCU。而MCU的主戰(zhàn)場是汽車、家電和物聯(lián)網(wǎng)。雖說汽車和家電要用到大量的MCU,但相對于MPU、模擬芯片等,MCU的單價要低很多。以高端的手機基帶為例,蘋果最新的iPhone 12采用的是高通的產(chǎn)品,價格高達80美元,甚至超過了70美元的OLED屏幕(多數(shù)情況下,手機各個零部件當中,屏幕是最貴的)。而高端的32位MCU,即使是在當下全球芯片嚴重缺貨,價格大幅上漲的情況下,高性能的MCU單價也不超過5美元,這其中的差距可見一斑。這也從一個側(cè)面說明了在全球銷售價格市占率方面,MCU明顯落后于前四大類芯片的原因所在。

MCU另一個重要應用場景便是物聯(lián)網(wǎng)。傳統(tǒng)意義上,物聯(lián)網(wǎng)的邊緣側(cè)部署著大量傳感器,用于收集現(xiàn)實世界的各種信號,而此時MCU是傳感器的最佳搭配,用于控制。而最近幾年,物聯(lián)網(wǎng)的概念炒得火熱,但其具體落地情況似乎不像宣傳的那么具有廣泛性。MCU的銷售市占率似乎也在一定程度上說明我們距離萬物互聯(lián)的時代還有較長一段時間。

下面從芯片制造側(cè)面看一下上述情況,就以臺積電為例,因為該公司是全球晶圓代工龍頭,具有很高的市占率,其相關數(shù)據(jù)具有代表性和說服力。

為臺積電2020全年按應用劃分的營收比例,可以看出,手機和高性能計算是占比最大的兩部分,這與前文所述是一致的,因為各種存儲器、MPU、邏輯芯片和模擬芯片,大多數(shù)就在應用在這兩個領域。從圖中還可以看出,臺積電來自消費類應用的營收占比很小,這與前文提到的主要采用MCU的家電領域情況非常相似。而汽車收入占比很小,則與2020年疫情影響有很大關系,致使今年全球汽車芯片制造都在為去年還賬。

全球市場“擠壓”下的挑戰(zhàn)

中國半導體業(yè)的發(fā)展得益于全球市場的增長,與此同時,中國大陸市場似乎也在被全球市場“擠壓”,具體表現(xiàn)如美國的半導體貿(mào)易限制、中國大陸市場的芯片“集散地”現(xiàn)狀,以及本土企業(yè)產(chǎn)能提升與國際大廠入駐、擴產(chǎn)之間的矛盾等。

中美半導體貿(mào)易不在此贅述,下面看一下上述的后兩種情況。

據(jù)IC Insights統(tǒng)計,2020年,中國集成電路市場規(guī)模增至1434億美元,較2019年的1313億美元增長9%。在這1434億美元的集成電路市場中,有60%(860億美元)被集成到出口的電子系統(tǒng)設備中,40%的IC(574億美元)被用于本國消費的電子系統(tǒng)設備中。

IC Insights認為,自2005年以來,中國一直是IC的最大消費國,但中國現(xiàn)在不一定是IC的主要生產(chǎn)國,將來也不一定。2020年在中國銷售的1434億美元IC中,在中國生產(chǎn)的IC僅占15.9%,約227億美元。其中,總部位于中國的公司的總產(chǎn)值僅為83億美元,僅占該國去年IC市場總量的5.9%。在中國大陸擁有晶圓廠的非中國大陸公司(例如,臺積電,SK海力士,三星,聯(lián)電等)仍占中國IC產(chǎn)量的大部分。

在這種情況下,IC Insights認為,盡管自2005年以來中國一直是最大的IC消費國,但這并不一定意味著中國內(nèi)部IC產(chǎn)量將大幅度增加。2020年中國的IC產(chǎn)量占其1434億美元IC市場的15.9%,但IC Insights預測,到2025年,這一份額將比2020年增加3.5個百分點,達到19.4%。(平均每年增長0.7個百分點)。

果真如IC Insights預測的話,到2025年,中國的IC制造業(yè)將增加到432億美元,那么中國的IC產(chǎn)量仍僅占預測的2025年全球IC市場總額5779億美元的7.5%。IC Insights認為,即使在某些中國生產(chǎn)商的IC銷售量大幅增加之后,但到2025,中國的IC生產(chǎn)量可能僅占全球IC市場的10%。這將遠遠低于中國之前制定的,到2025年,芯片國產(chǎn)化率達到70%的目標。

之所以有這種擔憂,一個很重要的原因是國際大廠憑借其技術、規(guī)模和資金優(yōu)勢,不斷在中國大陸擴產(chǎn),從而對本土芯片制造企業(yè)形成了“擠壓”態(tài)勢。

之所以被擠壓,還有一個原因,那就是缺乏本土的非存儲器技術。中國非常缺乏大宗的模擬,混合信號,服務器MPU,專用邏輯IC制造商。而這些芯片占據(jù)著中國IC市場份額的50%以上。IC Insights認為,中國大陸公司要在非存儲芯片領域獲得競爭力,需要數(shù)十年的時間。

半導體設備是晴雨表

要想提升中國大陸本土芯片制造企業(yè)的產(chǎn)能和市占率,需要踏踏實實地建設具備量產(chǎn)能力的晶圓廠,而這在過去幾年是比較欠缺的。而對于芯片制造業(yè)來說,采購半導體設備是實現(xiàn)產(chǎn)能落地的一個重要指標。從半導體設備的購買情況,可以在很大程度上反應出,晶圓廠產(chǎn)能的實際狀況。

中國大陸海關公布的數(shù)據(jù)顯示,2020年1-11月,中國大陸半導體設備行業(yè)整體進口金額達到16857.6百萬美元,其中前道半導體制造設備和封裝輔助設備進口量持續(xù)大幅增長。

前道半導體制造設備的進口金額達到12730.5百萬美元,同比增長38.4%,占行業(yè)整體進口額的75%;硅片制造設備的進口金額達到781.2百萬美元,同比下降17.8%,占行業(yè)整體進口額的5%;封裝輔助設備的進口金額達到3345.9百萬美元,同比增長9.4%,占行業(yè)整體進口額的20%。

從這一組數(shù)據(jù)可以看出,用于芯片制造的設備進口量大幅提升,當然,購買設備的晶圓廠當中,既有跨國大廠,也有本土企業(yè),但具體比例不太清楚??傮w來看,中國大陸地區(qū)的晶圓廠建設轟轟烈烈。

與晶圓廠設備持續(xù)高漲相比,硅片制造設備進口出現(xiàn)了明顯下降,之所以如此,一方面是因為在半導體行業(yè),越是處在產(chǎn)業(yè)鏈上游,格局越穩(wěn)固,后來者越難打破,而硅片是半導體材料,相應的全球5強地位很穩(wěn)固,極難撼動。

另外,過去幾年,中國大陸本土的幾家新興硅片企業(yè)躊躇滿志,快速建廠,引進了不少設備,在喧囂之后,逐步歸于平靜,也正在走上正軌。與市場規(guī)模巨大的芯片制造設備相比,硅片制造設備的規(guī)模要小不少,對于本土企業(yè),到了一步一個腳印的穩(wěn)健發(fā)展階段,不需要在短時間內(nèi)大規(guī)模擴產(chǎn)了。

芯片制造與半導體設備緊密相關。中國本土的芯片制造業(yè)得益于全球市場的發(fā)展,同時也會受到相應的“擠壓”。半導體設備市場同樣如此,在全球半導體市場不斷拓展的情況下,本土半導體設備也存在著受益和被“擠壓”的關系,而在當下的國際環(huán)境下,這種關系又會在一定程度上影響本土芯片制造業(yè)的規(guī)模拓展和市占率提升。


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