今天以來,“缺芯”成為熱門話題,從手機到汽車,“芯片荒”的影響持續(xù)蔓延。
半導(dǎo)體是一個強周期性的行業(yè),平均每隔2-3年會產(chǎn)生一個周期,2019年經(jīng)歷供過于求,整個半導(dǎo)體市場下滑,按正常周期,2020年會開始走向供需平衡。然而事實上從2020年下半年來,缺貨漲價已成為半導(dǎo)體行業(yè)主旋律,最近整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)更是經(jīng)歷了20年以來最為嚴(yán)重的缺貨情況。
全球缺芯的原因是什么?何時會結(jié)束?中國半導(dǎo)體該如何發(fā)展?近日,Gartner研究副總裁盛陵海分享了他對市場行情與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景的分析,并就大家關(guān)心的熱點話題進(jìn)行了解讀。
Gartner研究副總裁盛陵海(圖片來源:Gartner公司)
缺芯的真相
在盛陵??磥恚斐扇必浀脑蚣劝既灰蛩?,也有必然因素。
偶然因素是之前的國際貿(mào)易形勢、華為囤貨和一些工廠的關(guān)閉,其中貿(mào)易形勢導(dǎo)致一些國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行超常備貨;出現(xiàn)缺貨后很多大型公司也提升了庫存需求,造成了整個需求量大大超過可以提供的產(chǎn)能;代工廠優(yōu)先將容量分配給5G、AI、超大規(guī)模和高性能計算,汽車芯片庫存則嚴(yán)重短缺。
必然因素是整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的周期性,目前正處于供不應(yīng)求的高峰周期。在“供過于求”的周期間,即2019年以及2020年上半年,考慮到新冠疫情的影響,很多半導(dǎo)體公司降低甚至是延遲了投資。因此,從整個投資周期來看,2021年當(dāng)下產(chǎn)能的增加實則是前兩年投資所產(chǎn)生的。
由于產(chǎn)能增加的缺失,當(dāng)下的5G手機以及新冠疫情帶來的筆記本、服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心的需求,均無法得到滿足。
Gartner預(yù)計,供應(yīng)緊張會延遲到明年的第二季度(未來根據(jù)變化,將會對預(yù)測進(jìn)行調(diào)整)。由于8英寸的投資和12英寸轉(zhuǎn)移的進(jìn)程,電源的緊缺預(yù)計會延續(xù)到明年下半年。
向12英寸轉(zhuǎn)移,有望徹底解決8英寸晶圓緊缺現(xiàn)狀
對于整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),Gartner從供需方面進(jìn)行了以下的預(yù)測。
(圖片來源:Gartner公司)
先進(jìn)制程方面,產(chǎn)能增加最大的是5nm及以下。5nm產(chǎn)能的增加,將會推動先進(jìn)制程市場的成長。55nm/65nm也會有較大增長空間,目前55nm需求量很大,在未來幾年仍然會有較大的增加。此外,28nm、14nm、16nm也有很好的市場前景。
(圖片來源:Gartner公司)
先進(jìn)制程以12英寸為主,而傳統(tǒng)制程則大多集中在8英寸晶圓上。由于經(jīng)歷了多年的產(chǎn)能過剩,很多工廠關(guān)閉了8英寸產(chǎn)線,導(dǎo)致目前8英寸晶圓非常緊缺。同時,5G手機對電源管理芯片(PMIC)、模擬電路需求量有較大的增加,尤其是180/150nm的PMIC以8英寸成熟制程為主,需求量的增加隨即導(dǎo)致了目前Power相關(guān)器件嚴(yán)重缺貨的情況。
目前針對8英寸產(chǎn)線并沒有新廠的投資,大多數(shù)投資均為擴產(chǎn),以滿足增加的迫切需求。但要徹底解決8英寸制程緊缺的問題,盛陵海認(rèn)為,仍需要將8英寸的產(chǎn)能轉(zhuǎn)向12英寸?,F(xiàn)在已經(jīng)有部分晶圓代工廠在進(jìn)行這方面的嘗試,例如力積電已在使用12英寸的晶圓為聯(lián)發(fā)科生產(chǎn)PMIC電源產(chǎn)品,華虹宏力也在12寸晶圓上做BCD電源相關(guān)的工藝。
盛陵海表示,全球半導(dǎo)體的投資在今年將會出現(xiàn)較大躍升。過去幾年呈現(xiàn)下滑態(tài)勢,因缺貨情況,2021年會有超過20%的增加,主要集中在先進(jìn)制程方面,以及目前緊缺的28nm上。
存儲方面,NAND Flash會有比較大的增加,DRAM情況稍好。因為DRAM廠商為了控制整個市場的高位價格,其投資較為保守,但是NAND Flash的需求一直處于增加狀態(tài)。因此,主要投資會是在先進(jìn)制程以及NAND Flash上。
與此同時,國內(nèi)的一些半導(dǎo)體公司均在往12寸轉(zhuǎn)移,即用芯片的12寸工廠生產(chǎn)90nm以下或者55nm以下的這些產(chǎn)品。比如:合肥的晶合、廣州的悅芯等都在進(jìn)行此類嘗試。
預(yù)計2025年,中國半導(dǎo)體公司在國內(nèi)市場份額將突破到30%
為大力推動本國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,過去幾年,我國在相關(guān)領(lǐng)域付諸了很多努力,我國半導(dǎo)體市場增速要高于全球半導(dǎo)體市場同比增速。Gartner對中國市場的現(xiàn)狀也進(jìn)行了一系列預(yù)測。
(圖片來源:Gartner公司)
預(yù)測一:預(yù)計在2025年,中國半導(dǎo)體公司在國內(nèi)市場有機會從當(dāng)下的15%份額突破到30%。盛陵海表示,今年上半年的國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)遇到了千載難逢的缺貨時機,已有較大的進(jìn)步,很多公司都得到了較多的成長機會,在海外的一些客戶也獲得了一些機會。
預(yù)測二,前十的中國半導(dǎo)體購買者基本上是電子制造企業(yè),OEM或ODM。前十的電子產(chǎn)品制造者、制造公司均擁有自主芯片設(shè)計的能力。如OPPO、小米、美的,甚至百度、阿里巴巴等企業(yè)都已在建立自己的團隊。當(dāng)下,大多數(shù)企業(yè)在起步初期均處于“燒錢”階段,發(fā)展比較困難,Gartner預(yù)測大公司的行動會更為積極。
預(yù)測三,2023年中國半導(dǎo)體市場的投資規(guī)模較2020年會有80%的增長。規(guī)模增加的主要誘因是幾個大型工廠的投資,包括中芯國際、長江存儲和長鑫存儲在內(nèi)的企業(yè),以及其他新興的中小規(guī)模的晶圓廠,在2023年將有望迎來投資高峰。
(圖片來源:Gartner公司)
Gartner將投資規(guī)模數(shù)據(jù)分成兩部分:非生產(chǎn)型、生產(chǎn)型半導(dǎo)體公司。
近兩年,非生產(chǎn)型的半導(dǎo)體公司融資有非常大的提升。GPU、自動駕駛、第三代半導(dǎo)體(寬禁帶半導(dǎo)體)的投資規(guī)模也在逐步增加。此外,華為、小米,以及海外的英特爾、高通、三星等企業(yè)也在中國國內(nèi)積極地進(jìn)行投資。
對于生產(chǎn)型企業(yè),投資的規(guī)模很大,起伏也同樣存在。僅從收集的公開信息來看,投資數(shù)量也有很大增長,過去五年里“投資案”的數(shù)量增加了2倍。
2020年的大增長歸功于科創(chuàng)板的出現(xiàn)??苿?chuàng)板帶動了整個投資的熱潮,帶動了一批企業(yè)的成長,也有助于一些新興公司能盡快地在產(chǎn)品上進(jìn)行創(chuàng)新或利用先進(jìn)制程打造產(chǎn)品。
全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中,國內(nèi)公司仍處低位
從全球的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈來看,中國國內(nèi)的半導(dǎo)體公司在上下游的市場份額、全球位置仍然處于很低的水平。上游的設(shè)備、材料技術(shù)障礙很高,占有率非常低;生產(chǎn)方面,F(xiàn)oundry約占10%,但國內(nèi)目前IDM公司缺乏;封裝測試是國內(nèi)占比最高的,達(dá)到20%。盛陵海表示,國內(nèi)這幾塊潛力都很大,如何抓住這個缺貨的時間窗口,想辦法把產(chǎn)能和工藝提升上去,才有機會成長。
(圖片來源:Gartner公司)
從中國半導(dǎo)體公司的全球布局來看,海思半導(dǎo)體遙遙領(lǐng)先,而制裁影響下的海思在2021年可能會遇到雪崩式的滑坡。接下來哪些公司有潛力能夠取代海思的位置?
(圖片來源:Gartner公司)
在具體產(chǎn)品方面,手機基帶芯片全球份額最高,超過20%,但隨著海思接下來可能無法繼續(xù)生產(chǎn)芯片,中國大陸市場份額恐將掉到10%以下。盛陵海估計,跌破10%以后,在五年內(nèi),手機芯片將很難再重返10%以上。
此外,DRAM、微處理器、FPGA、GPU、NAND Flash這些產(chǎn)品與上一個層級存在較大的差距,基本上是空白??梢云诖趦赡旰髮⒅袊漠a(chǎn)品市場份額推升到第二層級,而要到第一層級超過10%的份額,還需要更多的努力。
(圖片來源:Gartner公司)
Gartner預(yù)計,國內(nèi)半導(dǎo)體Foundry在未來幾年會有較大的成長。從地區(qū)來看,中國份額的增長比2019年會有近乎翻倍的增長,但中國臺灣地區(qū)仍會占據(jù)最大的市場份額。
(圖片來源:Gartner公司)
從投資角度,Gartner預(yù)計今年會有較大的投資躍升。前十名里,中國內(nèi)地的三個公司(中芯國際、長江存儲、長鑫存儲)占到了6-8位的位置,但在金額上與前五位相比仍然有很大的差距。實際的投資情況與動輒百億的投資宣傳相比,出入甚大。
(圖片來源:Gartner公司)
Gartner提供了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來十年的發(fā)展預(yù)測,綠色代表規(guī)模很大、很重要的產(chǎn)品。困難的部分在于市場份額仍處于1%以下的產(chǎn)品,包括:DRAM、Server、PC、Automotive semiconductor、GPU、MEMS(MEMS Sensor)、FPGA。
苦練“內(nèi)功”才是制勝法寶
科技競爭還在持續(xù),中國和美國的應(yīng)對卻完全不同。美國進(jìn)行加稅、實體清單、禁止企業(yè)進(jìn)入美國市場、技術(shù)壁壘(包括標(biāo)準(zhǔn)壁壘)、禁止中國廠商去投資美國企業(yè),種種做法反映出“封閉”的態(tài)度。而這場科技博弈中,完全脫鉤是不可能的。
“無論是產(chǎn)能,還是電子產(chǎn)品的制造,均是中國與美國之間博弈較為關(guān)鍵的地方。其實對于美國來說,目前也沒辦法脫鉤,實際上美國方面也清楚不可能達(dá)成完全脫鉤。如果硬脫鉤,那么對美國和中國,甚至在全球范圍內(nèi)都會出現(xiàn)很大的問題。”盛陵海表示。
中國的應(yīng)對則堅持開放,更像是“打內(nèi)功”,在內(nèi)部整合各種資源,包括:保持開放的政策、雙循環(huán)的策略、新基建、5G、新能源體系、碳排放……種種舉措落腳點都在提升自身實力上。
盛陵海指出,要獲得長足的發(fā)展,就要堅持開放,放眼全球生態(tài),在國內(nèi)積極推進(jìn)新基建,通過“一帶一路”倡議略輸出中國標(biāo)準(zhǔn)、中國技術(shù)。而這也將有助于全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的生態(tài)的健康發(fā)展。