從2017到2020年,全球半導(dǎo)體業(yè)進(jìn)入了一個前所未有的“亂世”,因為在技術(shù)、市場、應(yīng)用、重組、供應(yīng)鏈等多方面都出現(xiàn)了很大的變化,且都聚集在這4年里。
首先,2017和2018年,全球進(jìn)入了存儲器缺貨和漲價上行周期,且規(guī)模和幅度都達(dá)到了歷史高點;2019年,以TWS藍(lán)牙芯片和CMOS圖像傳感器為代表的“爆品”大面積覆蓋了全球市場,出現(xiàn)了嚴(yán)重的供不應(yīng)求狀況,前所未見,這給相關(guān)芯片企業(yè),無論是設(shè)計,還是制造,無論是老牌企業(yè),還是市場新星,帶來了絕佳的機(jī)遇,都大賺了一筆,而且,這種需求還在延續(xù);2019和2020年,全球半導(dǎo)體業(yè)并購繼2015和2016年之后,又一次掀起了高潮,其涉及的資金總額(包括已發(fā)起,但還未完成的并購案)甚至超過了2015和2016年;進(jìn)入2020年以后,百年難遇的疫情突如其來,使得行業(yè)措手不及,本以為全年衰退,豈料2020下半年市場迅速反彈,業(yè)界嚴(yán)重低估了這種回升之力,致使全球出現(xiàn)大規(guī)模芯片缺貨狀況。
而在這4年內(nèi),與上述現(xiàn)象同時進(jìn)行的,就是半導(dǎo)體制程進(jìn)入了10nm時代,且每年都會有更高制程水平的芯片量產(chǎn),到了2021年,產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入3nm試產(chǎn)階段。
所有以上這些,都在較短的4年內(nèi)發(fā)生,這應(yīng)該是半導(dǎo)體史上第一次,算是大變革時期了。而產(chǎn)業(yè)在平穩(wěn)發(fā)展期,更有利于傳統(tǒng)企業(yè),特別是傳統(tǒng)龍頭,而一旦出現(xiàn)較大的變化,后來者就有了趕超的機(jī)會,特別是原來處于行業(yè)第二、第三位置的企業(yè),具備了拉近、甚至是反超龍頭的客觀條件。實際上,這樣的事情也確實在這4年中發(fā)生了,且遍布產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié),包括IDM、IC設(shè)計、晶圓代工,以及上游的半導(dǎo)體設(shè)備等。
索尼被迫改變
2019年,隨著多攝像頭手機(jī)的普及,全球CMOS圖像傳感器市場大爆發(fā),芯片嚴(yán)重供不應(yīng)求,這給行業(yè)二哥三星追趕霸主索尼創(chuàng)造了條件,而華為禁令又給三星送上了助攻。
來自Yole的數(shù)據(jù)顯示,索尼在2020年受到華為銷售禁令的影響,與一年前相比,CMOS圖像傳感器市場份額下降,雖然索尼仍以207億美元規(guī)模占據(jù)市場領(lǐng)先地位,但其40%的市場份額低于2019年的42%。三星仍居第二位,但市場份額從2019年的21%增至22%。中國廠商OmniVision(豪威科技)也獲得了額外的市場份額,市占率攀升至11%。
圖1:2019和2020年,按市場份額劃分的CMOS圖像傳感器廠商(資料來源:Yole)
今年3月,市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Strategy Analytics發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,在智能手機(jī)CMOS圖像傳感器市場,2020年索尼以46%的市占率位列全球第一,緊隨其后的是三星和豪威科技,兩家份額分別為29%和10%。相比2019年數(shù)據(jù),索尼市場份額同比下滑3.2個百分點,三星市場份額增長9.2個百分點。
三星步步緊逼,在這種情況下,6月初,索尼半導(dǎo)體解決方案公司社長清水照士坦言,由于主力智能手機(jī)業(yè)務(wù)市場環(huán)境發(fā)生變化,該公司恢復(fù)盈利要推遲至2022財年(截至2023年3月)。2020財年,索尼集團(tuán)總營收為89,994億日元,較去年增長9%。但是,CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù)收入同比下降5%,主要原因是用于移動產(chǎn)品的圖像傳感器銷售收入減少。
為了保證利潤,索尼半導(dǎo)體業(yè)務(wù)必須增加供貨數(shù)量,并且不斷提高附加值高的產(chǎn)品銷量,所以索尼在積極爭取小米與OV等中國手機(jī)廠商的訂單。
索尼半導(dǎo)體社長清水表示,面向新客戶,該公司正在推進(jìn)微細(xì)像素產(chǎn)品的開發(fā),并提出了加快開發(fā)更高像素傳感器的想法,因為高像素容易向消費(fèi)者宣傳,在中等價位手機(jī)上不斷被采用。
但高像素傳感器所需的微細(xì)化技術(shù)是索尼競爭對手三星的優(yōu)勢領(lǐng)域。清水坦承,索尼在高像素方面落后于三星,希望“加上通過我們有優(yōu)勢的‘高畫質(zhì)’積累的圖像信號處理技術(shù),創(chuàng)造新的附加值”。
另外,自動駕駛的火爆,也讓索尼開始將目光對準(zhǔn)車載CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù),目前索尼已經(jīng)設(shè)立了車載傳感器業(yè)務(wù)部。
來自Yole的數(shù)據(jù)顯示,2021年第一季度,疫情對相關(guān)供應(yīng)鏈影響減弱,因此,與2020年第一季度相比,CMOS圖像傳感器市場實現(xiàn)了7%的增長。Yole估計,2021年的市場規(guī)模將達(dá)到214億美元,比2020年增長3.2%,2022年和2023年將會有更強(qiáng)勁的增長。
這樣不斷壯大的市場,會在未來幾年給追趕者提供更多的機(jī)會,三星機(jī)會多多,索尼壓力山大。
英偉達(dá)直逼高通
6月中旬,集邦科技(TrendForce)統(tǒng)計顯示,受到晶圓代工吃緊影響,刺激IC設(shè)計廠商積極爭取晶圓產(chǎn)能,以應(yīng)對各類終端應(yīng)用的訂單需求,從而推升了2021年第一季度全球前十大IC設(shè)計廠商營收表現(xiàn)。其中,高通第一季度手機(jī)部門,偕同射頻前端、物聯(lián)網(wǎng)與車用部門皆有增長表現(xiàn),營收達(dá)62.8億美元、年增長53.2%,穩(wěn)居全球第一。而看點是排名第二的英偉達(dá)(NVIDIA),受惠于加密貨幣與宅經(jīng)濟(jì)帶動的市場需求,游戲顯卡部門成為推動整體營收的關(guān)鍵,加上數(shù)據(jù)中心部門的貢獻(xiàn),以51.7億美元的營收超越了博通。
最近這些年,全球IC設(shè)計廠商榜單的前兩名一直是高通和博通,且高通長期處于龍頭位置,博通只是偶爾會超越,大部分時間都是第二名。此次,英偉達(dá)憑借其強(qiáng)勁的表現(xiàn),來到了第二的位置,也從一個側(cè)面體現(xiàn)出近幾年產(chǎn)業(yè)在技術(shù)、應(yīng)用方面的變化與變革對市場產(chǎn)生了較大的影響,從而使設(shè)計相應(yīng)芯片的產(chǎn)商實現(xiàn)了逆襲。
具體來看,博通代表的是傳統(tǒng)技術(shù)和勢力,特別是網(wǎng)絡(luò)通信方面,是博通的強(qiáng)項,另外就是射頻芯片和模塊,也是其業(yè)務(wù)的重頭。但這些都偏傳統(tǒng),相對而言,英偉達(dá)的GPU在高性能計算與AI結(jié)合方面如魚得水,而這正是近些年最大的市場增長點。另外,英偉達(dá)消費(fèi)類GPU產(chǎn)品在游戲機(jī)應(yīng)用方面,趕上了疫情后的市場大爆發(fā)期,收入可觀。
總之、博通更像是傳統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用勢力的代表,而英偉達(dá)則是新興技術(shù)和應(yīng)用的代表,勢頭越來越猛,要不是高通擅長的智能手機(jī)主戰(zhàn)場規(guī)模廣大,估計英偉達(dá)用不了多長時間就會實現(xiàn)對其的超越。
當(dāng)下,IC設(shè)計業(yè)也處于變化期,英偉達(dá)異軍突起,AMD崛起令人刮目相看,且收購了賽靈思,體量進(jìn)一步壯大,在內(nèi)因和外因共同作用下,未來在IC設(shè)計江湖恐怕會掀起一波后浪。另外,聯(lián)發(fā)科在手機(jī)處理器市場的搶眼表現(xiàn),一度搶了高通的風(fēng)頭,也是當(dāng)下最炙手可熱的IC設(shè)計企業(yè)。
這種情況下,今后幾年,IC設(shè)計江湖也是看點多多。
聯(lián)電更上一層樓
在晶圓代工領(lǐng)域,聯(lián)電長期排在第四,而到了2020年底,聯(lián)電一舉超越格芯,排在了第三的位置。
圖2:2020年第四季度全球前十大晶圓代工廠商營收和排名預(yù)測(來源:拓墣產(chǎn)業(yè)研究院)
而就純晶圓代工廠商來看,聯(lián)電僅次于臺積電,排第二。可以說,聯(lián)電近一年多以來的強(qiáng)勁表現(xiàn),主要得益于這一波以CMOS圖像傳感器和TWS藍(lán)牙芯片為代表的“爆品”市場井噴,以及疫情引起的全球性芯片短缺,這些使得以臺積電和聯(lián)電為代表的晶圓代工廠商迎來了史上最佳業(yè)績增長期。
2020下半年,聯(lián)電拿下了高通和英偉達(dá)的成熟制程大單,加上德州儀器、意法半導(dǎo)體及索尼等IDM巨頭持續(xù)擴(kuò)大下單,主要采用28nm、40nm或55nm等成熟制程,產(chǎn)品大多為模擬芯片。
另外,由于5G手機(jī)的電源管理IC用量增加3-4成,以及筆記本電腦對MOSFET及電源管理IC用量增加2-3成,加上大尺寸面板驅(qū)動IC及低像素監(jiān)控CMOS圖像傳感器供不應(yīng)求,包括臺積電、聯(lián)電及其他8英寸晶圓代工產(chǎn)能在2020下半年都供不應(yīng)求。
由于驅(qū)動IC、PMIC(電源管理IC)、RF、IoT應(yīng)用等代工訂單持續(xù)涌入,聯(lián)電8英寸晶圓產(chǎn)能滿載,加上28nm制程持續(xù)完成客戶的設(shè)計定案,后續(xù)穩(wěn)定下線生產(chǎn),去年第四季度28nm及以下制程營收同比增長達(dá)60%,整體營收同比增長為13%。
這使得聯(lián)電產(chǎn)能處于滿負(fù)荷狀態(tài),其2021上半年的產(chǎn)能也已經(jīng)全面滿載,實際上,聯(lián)電8英寸晶圓代工產(chǎn)能已滿載到2021年下半年。隨之而來的就是漲價。
可見,聯(lián)電遇上了行業(yè)發(fā)展的巨大紅利期,市場和相關(guān)產(chǎn)品對成熟制程芯片的需求量暴增。而這種狀況還在持續(xù),今后幾年,作為純晶圓代工業(yè)二哥的聯(lián)電,向上勢頭還將繼續(xù)。
ASML“一招鮮”
無論是以上的哪家企業(yè),芯片最終都要落實到生產(chǎn)環(huán)節(jié),而全球性的芯片荒,給上游的半導(dǎo)體設(shè)備廠商帶來了巨大商機(jī),特別是頭部企業(yè),更受矚目。
在這一波缺芯潮中,既包括成熟制程的,也包括先進(jìn)制程的。而在先進(jìn)制程方面,特別是10nm及以下節(jié)點,對設(shè)備的要求非常高,相應(yīng)的廠商也較少,特別是EUV設(shè)備,只有ASML一家能夠生產(chǎn),這為其提供了巨大的商機(jī)。
2020下半年,知名半導(dǎo)體行業(yè)分析師Robert Castellano表示,應(yīng)用材料將在2020年超過ASML,重新成為半導(dǎo)體設(shè)備的頭羊。按照Castellano在2019年的統(tǒng)計,ASML在當(dāng)年超過了應(yīng)用材料,登上了全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商排名榜首位置。憑借在EUV光刻機(jī)市場呼風(fēng)喚雨的絕對實力,近兩年,ASML的營收逐漸趕上了半導(dǎo)體設(shè)備傳統(tǒng)霸主應(yīng)用材料,從而產(chǎn)生了頭名之爭。
應(yīng)用材料長期穩(wěn)坐在半導(dǎo)體設(shè)備第一供應(yīng)商的位置,憑借的就是其全面而強(qiáng)大的產(chǎn)品線,特別是具有更高技術(shù)含量的半導(dǎo)體制造前道設(shè)備,該公司具有深厚的技術(shù)功底。
ASML方面,據(jù)Gartner統(tǒng)計,該公司在全球光刻機(jī)市場中的份額超過80%,營收中,深紫外光光刻機(jī)(DUV)占比最高,達(dá)到55%,但隨著臺積電7nm+和5nm制程的量產(chǎn),其EUV光刻機(jī)的需求量明顯上升。
EUV光刻機(jī)方面,ASML絕大部分TWINSCAN NXE:3400B 系統(tǒng)在客戶處同時進(jìn)行了生產(chǎn)率模組的升級。ASML公布了TWINSCAN NXE:3600D的最終規(guī)格,這是 EUV 路線圖上的新機(jī)型,計劃于2021年中期開始發(fā)貨。
2020年,ASML出貨了超過100臺EUV設(shè)備,而且訂單還在增加當(dāng)中。
應(yīng)用材料和ASML,一個全面均衡,一個絕對優(yōu)勢突出,而處在當(dāng)下這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)點上,ASML的增長速度更勝一籌。而隨著英特爾和三星不斷發(fā)展先進(jìn)制程,爭取縮小與臺積電之間的芯片制造技術(shù)差距,未來幾年,半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)二哥ASML進(jìn)一步挑戰(zhàn)傳統(tǒng)霸主的機(jī)會將持續(xù)增加。
結(jié)語
除了以上提到的半導(dǎo)體各領(lǐng)域二哥業(yè)績爆紅,甚至是逆襲龍頭的示例之外,憑借2017和2018年存儲器市場的異?;鸨?,三星在那兩年的營收超越了英特爾,成為了全球半導(dǎo)體霸主,但隨著2019年全球存儲器市場恢復(fù)平靜,三星又讓出了龍頭位置,英特爾依然是目前的行業(yè)霸主。顯然,與前文提到的企業(yè)或技術(shù)領(lǐng)域相比,三星逆襲英特爾具有較強(qiáng)的偶然性。
從各大市場調(diào)查機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,在今后幾年,以上提到的大部分技術(shù)或應(yīng)用,依然會保持良好的增長勢頭,因此,依然看好這些產(chǎn)業(yè)二哥,且在某些領(lǐng)域二哥反超傳統(tǒng)霸主并穩(wěn)定在龍頭位置的可能性大增。