2023年半導(dǎo)體最具發(fā)展?jié)摿夹g(shù)領(lǐng)域Top10進(jìn)展報(bào)告
2023-01-09
作者:Joey
來(lái)源:是說(shuō)芯語(yǔ)
半導(dǎo)體行業(yè)涉及到的領(lǐng)域眾多,相信業(yè)內(nèi)人士更關(guān)注的是2023年還有哪些逆勢(shì)上揚(yáng)的細(xì)分市場(chǎng)?半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)更聚焦哪些領(lǐng)域?為此,芯八哥選取了最具應(yīng)用前景、最能產(chǎn)生實(shí)用價(jià)值和商用價(jià)值的十大技術(shù)領(lǐng)域,按上榜理由、應(yīng)用前景、進(jìn)展情況等多個(gè)維度來(lái)分別分析,僅供讀者參考。
半導(dǎo)體行業(yè)是一個(gè)國(guó)家工業(yè)強(qiáng)盛必不可少的基石。自中美貿(mào)易戰(zhàn)開(kāi)始以來(lái),半導(dǎo)體行業(yè)成為關(guān)注最多、投入最大、進(jìn)展最快的行業(yè),如今正處于難得的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇期。
根據(jù)工信部賽迪研究院的數(shù)據(jù),2022年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為5980億美元,同比增長(zhǎng)7.6%,預(yù)計(jì)2023年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為6255億美元,同比增長(zhǎng)4.6%;中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)方面,將繼續(xù)保持增長(zhǎng)的勢(shì)頭,預(yù)計(jì)2022年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模為2.1萬(wàn)億元,同比增長(zhǎng)6.5%。2023年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模為2.28萬(wàn)億元,同比增長(zhǎng)7.1%。
半導(dǎo)體行業(yè)涉及到的領(lǐng)域眾多, 相信業(yè)內(nèi)人士更關(guān)注的是,2023年還有哪些逆勢(shì)上揚(yáng)的細(xì)分市場(chǎng)?半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)更聚焦哪些領(lǐng)域?
為此,芯八哥選取了最具應(yīng)用前景、最能產(chǎn)生實(shí)用價(jià)值和商用價(jià)值的十大技術(shù)領(lǐng)域,按上榜理由、應(yīng)用前景、進(jìn)展情況等多個(gè)維度來(lái)分別分析,僅供讀者參考。
01
Mini/Micro LED:已成顯示企業(yè)的“兵家必爭(zhēng)之地”
上榜理由
作為新一代顯示技術(shù),全球主要廠商紛紛擴(kuò)產(chǎn)布局。
現(xiàn)狀與展望
Micro LED 顯示具有自發(fā)光、高效率、低功耗、高穩(wěn)定等特性,是下一代主流顯示技術(shù)的重要選擇,在眾多應(yīng)用領(lǐng)域均有發(fā)展空間。目前隨著靜電力吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)、流體裝配轉(zhuǎn)移技術(shù)、彈性印模轉(zhuǎn)移技術(shù)、選擇性釋放轉(zhuǎn)移技術(shù)、滾軸轉(zhuǎn)印轉(zhuǎn)移技術(shù)等多種巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的發(fā)展成熟,未來(lái)Micro LED 的應(yīng)用落地有望進(jìn)一步加快;Mini LED 背光具有色域更高、超高對(duì)比度、提供更高的動(dòng)態(tài)范圍、顯示屏厚度更薄的特點(diǎn),使得LCD 與OLED 的顯示差距大大減小。Mini LED 未來(lái)的發(fā)展方向涵蓋了大、中、小尺寸LCD 顯示背光以及LED 顯示屏等方面。
Micro LED 和Mini LED 是下一代顯示技術(shù)的發(fā)展方向,隨著相關(guān)技術(shù)工藝逐步成熟,Micro LED/Mini LED 未來(lái)應(yīng)用落地將進(jìn)一步加快,為具有相關(guān)領(lǐng)域業(yè)務(wù)及技術(shù)布局的企業(yè)創(chuàng)造新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
2022年已經(jīng)陸續(xù)有小鵬、蔚來(lái)和凱迪拉克等品牌汽車(chē)將Mini LED用于車(chē)載顯示,包括儀表盤(pán)、環(huán)繞式大屏和中控屏等位置。2023年,將是Mini LED在智能座艙領(lǐng)域真正的爆發(fā)元年。
主要玩家
友達(dá)光電
友達(dá)已將旗下自主開(kāi)發(fā)的直下式Mini LED背光源「AmLED 」大尺寸顯示技術(shù)面板導(dǎo)入車(chē)用市場(chǎng),鎖定車(chē)載中控臺(tái)與儀表板市場(chǎng)。此外,在2022年友達(dá)推出了14.6英寸的卷軸式可收納Micro-LED顯示器,做到了2K分辨率、202PPI和40mm的收納曲率半徑。一同推出的還有17.3英寸的透明Micro-LED顯示器模塊,分辨率可達(dá)1280x720,透明度超過(guò)60%,最高亮度可達(dá)2000尼特。
群創(chuàng)
群創(chuàng)表示看好20吋以上一體化車(chē)用顯示面板需求,并認(rèn)為未來(lái)五年都將呈高速成長(zhǎng)。對(duì)此,群創(chuàng)透過(guò)與客戶深度合作,聚焦高階豪華車(chē)種或旗艦車(chē)款的車(chē)艙內(nèi)裝設(shè)計(jì)。另外,群創(chuàng)的Mini LED背光車(chē)用面板已出貨歐、美、日本等地客戶,并于2022年全球首次發(fā)表「整合式座艙顯示系統(tǒng)」,是以駕駛安全為導(dǎo)向的人性化座艙設(shè)計(jì)出發(fā)。群創(chuàng)總經(jīng)理?xiàng)钪楸硎?,群?chuàng)2023年將挑戰(zhàn)全球高階大型一體化車(chē)用面板龍頭,并將在年產(chǎn)約140萬(wàn)輛高階車(chē)載市場(chǎng)當(dāng)中,奪下二成以上市占率。
深天馬
天馬推出了自己的高解析度AM Micro-LED車(chē)規(guī)顯示模塊,這塊靠LTPS驅(qū)動(dòng)的11.6英寸顯示器可以實(shí)現(xiàn)228ppi、600尼特以上的亮度以及大于116%NTSC的色域。天馬也和上下游100多家廠商成立了Micro-LED聯(lián)盟,聯(lián)合車(chē)廠、核心設(shè)備商和行業(yè)組織等,加速M(fèi)icro-LED技術(shù)的落地。
三安光電
三安光電近日在上證e互動(dòng)披露,公司全資子公司湖北三安光電有限公司主要從事Mini/Micro LED外延片與芯片和芯片深加工等業(yè)務(wù),技術(shù)及產(chǎn)品已獲得了廣泛認(rèn)可,獲取了越來(lái)越多的優(yōu)質(zhì)客戶及訂單。
綜合點(diǎn)評(píng)
對(duì)于Mini/Micro LED供應(yīng)鏈企業(yè)而言,車(chē)載屏幕這一利基應(yīng)用產(chǎn)品,雖然認(rèn)證時(shí)間較長(zhǎng),但產(chǎn)品生命周期較長(zhǎng)、技術(shù)含量高、利潤(rùn)率較高,是供應(yīng)鏈企業(yè)的“兵家必爭(zhēng)之地”。
不過(guò),受限于成本、巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)和高溫色偏等限制,Micro-LED進(jìn)入汽車(chē)市場(chǎng)仍需要一定時(shí)間,而且從已經(jīng)發(fā)布的部分樣品來(lái)看,前期還是以小尺寸顯示為主。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★☆☆
02
BMS:往高串?dāng)?shù)方向提升明顯
上榜理由
電動(dòng)化時(shí)代,基本上所有使用鋰電池的終端,都需要安裝BMS(Battery Management System)進(jìn)行電池保護(hù),已漸成剛需。
現(xiàn)狀與展望
BMS芯片可以分成不同的品類(lèi)與應(yīng)用場(chǎng)景。其中1-4節(jié)的鋰電池BMS芯片,對(duì)應(yīng)的終端是耳機(jī)、手機(jī)、PC等消費(fèi)電子產(chǎn)品;4-14節(jié)則對(duì)應(yīng)的是動(dòng)力型小家電、電動(dòng)工具和助力車(chē)產(chǎn)品;14-20節(jié)更多對(duì)應(yīng)的則是小型儲(chǔ)能、通訊基站產(chǎn)品,而大型儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)等采用幾十到上百節(jié)電池串聯(lián),需要多個(gè)BMS系統(tǒng)通過(guò)某種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(比如菊花鏈)進(jìn)行管理。
受益于工控、儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)等行業(yè)的快速發(fā)展,近年來(lái)BMS市場(chǎng)規(guī)模迎來(lái)快速增長(zhǎng)。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),2021年全球BMS市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為65.12億美元,至2026年預(yù)計(jì)可達(dá)131億美元,CAGR為15%。在儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)、電動(dòng)兩輪車(chē)的細(xì)分領(lǐng)域上,BMS電池管理芯片市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率分別高達(dá)72.34%、40.07%、36.18%。
主要玩家
為了把握電池管理芯片市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)機(jī)遇,滿足未來(lái)高性能電池管理芯片的需求,去年TI、ADI、高通、MPS、ST這幾家國(guó)外BMS電池管理芯片巨頭公司,以及中穎電子、圣邦微、南芯半導(dǎo)體、賽微微電、中微半導(dǎo)、微源半導(dǎo)體、力芯微等國(guó)內(nèi)頭部BMS電池管理芯片企業(yè)均推出了新一代產(chǎn)品。
TI(德州儀器)
在BMS電池管理芯片領(lǐng)域,TI是全球市占率最高的企業(yè)。根據(jù)法國(guó)半導(dǎo)體咨詢機(jī)構(gòu)Yole的數(shù)據(jù),2020年TI在全球電池管理芯片市場(chǎng)上占據(jù)31%的市場(chǎng)份額。目前,TI在BMS電池管理芯片領(lǐng)域布局有單芯、多芯電池保護(hù)芯片、線性/開(kāi)關(guān)升降壓電池充電管理芯片、單串/多串電量計(jì)芯片、電池監(jiān)測(cè)器和平衡器,以及國(guó)內(nèi)廠商較少做的電池認(rèn)證芯片產(chǎn)品線,BMS電池管理芯片產(chǎn)品規(guī)格種類(lèi)已超500款。
ADI(亞德諾)
ADI是僅次于TI的第二大BMS電池管理芯片廠商,它在2020年全球電池管理芯片市場(chǎng)上占據(jù)17%的市場(chǎng)份額,去年它又收購(gòu)了在汽車(chē)、數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的美信,提高了自身在BMS電池管理芯片的市場(chǎng)份額。
目前ADI在BMS電池管理芯片領(lǐng)域,布局有4串/4到6串電芯平衡器、線性/開(kāi)關(guān)/脈沖類(lèi)型的充電管理芯片、電池計(jì)量芯片、電池ID和驗(yàn)證IC、電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)芯片產(chǎn)品線。2022年,ADI推出了面向汽車(chē)、工業(yè)領(lǐng)域的MAX77986開(kāi)關(guān)型電池充電芯片新品,充電最高 5.5A,絕對(duì)最大輸入電壓28V,最高18W。在這款產(chǎn)品上,ADI針對(duì)高壓輸入操作進(jìn)行了優(yōu)化,并通過(guò)監(jiān)測(cè)Kelvin傳感電池電壓加速了充電時(shí)間。
中穎電子
中穎電子是國(guó)內(nèi)最高布局BMS電池管理芯片的企業(yè),它在2012年成功推出了面向電動(dòng)自行車(chē)、電工工具、筆記本電腦的電池管理芯片,2015年第一次提出車(chē)規(guī)鋰電池管理芯片研發(fā),2016年BMS芯片業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng),2021年BMS芯片成為中穎電子的僅次于家電及電機(jī)控制芯片的第二大業(yè)務(wù)。
在BMS賽道上,中穎電子專注的是電池計(jì)量芯片、電池保護(hù)芯片、電池采樣芯片的研發(fā)。據(jù)了解,中穎電子最初的模擬前端電池采樣芯片只能對(duì)3到5串電池進(jìn)行采樣,而后進(jìn)一步發(fā)展至6-10串電池的同時(shí)采樣,目前最新一代的產(chǎn)品已經(jīng)能夠做到對(duì)5到16串電池的同時(shí)采樣。
綜合點(diǎn)評(píng)
隨著儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)、電動(dòng)兩輪車(chē)、可穿戴下游應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)高精度、低功耗、微型化、智能化的BMS電池管理芯片產(chǎn)品需求在急劇增加。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★☆☆
03
AI芯片:征程是星辰大海
上榜理由
有多少算力,才有多少智力。
現(xiàn)狀與展望
隨著深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域帶來(lái)的技術(shù)性突破,人工智能(artificial intelligence,AI)無(wú)論在科研還是在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面都取得了快速的發(fā)展。深度學(xué)習(xí)算法需要大量的矩陣乘加運(yùn)算,對(duì)大規(guī)模并行計(jì)算能力有很高的要求,CPU和傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)無(wú)法滿足對(duì)于并行計(jì)算能力的需求,需要特殊定制的芯片。目前,AI芯片行業(yè)已經(jīng)起步并且發(fā)展迅速,已經(jīng)廣泛應(yīng)用在移動(dòng)終端、數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛、智能安防、智能家居等場(chǎng)景中。
從技術(shù)架構(gòu)來(lái)看,AI芯片主要分為圖形處理器(GPU)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、類(lèi)腦芯片四大類(lèi)。其中,F(xiàn)PGA的最大優(yōu)勢(shì)在于可編程帶來(lái)的配置靈活性,隨著 FPGA 的開(kāi)發(fā)者生態(tài)逐漸豐富,適用的編程語(yǔ)言增加,F(xiàn)PGA 運(yùn)用會(huì)更加廣泛。因此短期內(nèi),F(xiàn)PGA 作為兼顧效率和靈活性的硬件選擇仍將是熱點(diǎn)所在。
市場(chǎng)規(guī)模方面,隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展和計(jì)算能力的提升,2021年年全球AI芯片市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)到265億美元。隨著人工智能技術(shù)日趨成熟,數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善,人工智能商業(yè)化應(yīng)用將加速落地,推動(dòng)AI芯片市場(chǎng)高速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)2025年全球人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)700億美元。
主要玩家
賽靈思(云端)
早在2018年10月,賽靈思就推出了Alveo系列加速卡。Alveo系列包括U200、U250、U280、U50等,區(qū)別主要是FPGA中的LUT規(guī)模和總線資源的不同。其中,Alveo U50產(chǎn)品是業(yè)界首款輕量級(jí)PCIe Gen4自適應(yīng)計(jì)算加速卡,并且面向所有服務(wù)器、各種云和邊緣的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用,包括網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)加速。與GPU和CPU加速相比,U50在吞吐量、延遲和功效方面實(shí)現(xiàn)了10-20倍的改善。
地平線(邊緣端)
地平線成立于2015年,是全球領(lǐng)先的人工智能芯片公司之一,公司聚焦于車(chē)規(guī)級(jí)AI 芯片和AIoT 邊緣 AI 芯片的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)落地。2020年,地平線正式開(kāi)啟中國(guó)汽車(chē)智能芯片的前裝量產(chǎn)元年,實(shí)現(xiàn)從0到1的突破。時(shí)至今日,地平線征程芯片累計(jì)出貨量已突破200萬(wàn)片,與超過(guò)20家車(chē)企簽下了超過(guò)70款車(chē)型前裝量產(chǎn)項(xiàng)目定點(diǎn),攜手合作伙伴實(shí)現(xiàn)從1到N的價(jià)值共探。
截止目前,已公布搭載地平線征程芯片的有長(zhǎng)安UNI-T、長(zhǎng)安UNI-K、廣汽埃安AION Y、東風(fēng)嵐圖FREE、江淮汽車(chē)思皓QX、廣汽傳祺GS4 Plus、上汽大通MAXUS MIFA概念車(chē)、2021款理想ONE、長(zhǎng)城哈弗H9-2022、哪吒U·智、長(zhǎng)安UNI-V、自游家NV、奇瑞瑞虎8 PRO、第三代榮威RX5、吉利博越L、理想L8等車(chē)型。
綜合點(diǎn)評(píng)
我國(guó)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上取得了巨大成功,積累了海量數(shù)據(jù),成為投喂AI芯片的絕佳數(shù)據(jù)來(lái)源。因此,我國(guó)AI芯片玩家眾多,紛紛自研獨(dú)有的AI芯片架構(gòu),打破了傳統(tǒng)SoC芯片上ARM架構(gòu)一家獨(dú)大的局面,在云端、邊緣端、終端各個(gè)層面都有大量本土企業(yè)發(fā)布產(chǎn)品,呈現(xiàn)百花齊放的良性生態(tài)。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★★★
04
智能座艙:汽車(chē)智能化的先行者
上榜理由
汽車(chē)智能化,智能座艙先行。
現(xiàn)狀與展望
智能座艙聚焦人機(jī)交互,核心是讓車(chē)更懂人,實(shí)現(xiàn)難度相對(duì)較低、更容易落地。近年來(lái),在眾多主機(jī)廠及生態(tài)伙伴的帶動(dòng)下,智能座艙商業(yè)化的進(jìn)程已在加速推進(jìn)。
汽車(chē)智能化以芯片為核心。其中,SoC 芯片作為智能座艙的算力核心,可將液晶儀表、HUD、車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、DMS&OMS、語(yǔ)音識(shí)別以及ADAS功能有機(jī)融合,從而實(shí)現(xiàn)更主動(dòng)、更全面、更個(gè)性的“人機(jī)交互”。未來(lái),隨著汽車(chē)電子電氣架構(gòu)向域集中式轉(zhuǎn)變,更高算力的 SoC 芯片需求將快速增加。根據(jù)民生證券數(shù)據(jù),目前 SoC 芯片單車(chē)價(jià)值量在1000元左右,預(yù)計(jì)到2026年我國(guó)SoC芯片市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到260億元, 2021-2026 年CAGR將達(dá)25%。
主要玩家
隨著座艙域控制器加速落地,座艙智能化需求持續(xù)升級(jí),大算力需求助力座艙域控制器芯片由MCU向SOC加速迭代,高算力芯片將成為各大座艙域控制器廠商的布局重點(diǎn),高通、英偉達(dá)、英特爾、AMD等憑借其在消費(fèi)電子領(lǐng)域的積累,市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大。除了國(guó)外大廠外,國(guó)內(nèi)以華為、芯馳科技、芯擎科技為代表的廠商,也在積極布局座艙SoC芯片產(chǎn)品。隨著近年來(lái)這些廠商前期研發(fā)的產(chǎn)品逐步進(jìn)入量產(chǎn)周期,或?qū)槠?chē)芯片國(guó)產(chǎn)替代打開(kāi)突破口。
高通
高通憑借高算力及先發(fā)優(yōu)勢(shì)占據(jù)智能座艙SoC龍頭地位。早在從2014年,高通就發(fā)布了工藝制程為28nm的智能座艙產(chǎn)品驍龍620A。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,其主流產(chǎn)品已經(jīng)迭代為7nm的SA8155P。據(jù)其介紹,該產(chǎn)品具有八個(gè)核心,算力為8TOPS(即每秒運(yùn)算8萬(wàn)億次),CPU性能為80KDMIPS,GPU性能為1142GFLOPS。憑借其出色的性能,目前該產(chǎn)品已經(jīng)成為中高端車(chē)型主流座艙 SoC的標(biāo)配,截至目前已經(jīng)搭載的車(chē)型包括蔚來(lái) ET7、蔚來(lái) ES8、蔚來(lái) ES6、EC6、小鵬 P5、理想 L9、威馬 W6、長(zhǎng)城 WEY 全鐵、廣汽 Aion LX、吉利星越 L、智己 L7等。
華為
華為在2021年發(fā)布了麒麟 990A智能座艙芯片產(chǎn)品,這套芯片采用8核7nm旗艦CPU、16核雙4K圖像處理GPU、雙大核+微核NPU技術(shù),具有3.5TOPs算力,并支持5G網(wǎng)絡(luò)連接。目前已在北汽極狐阿爾法 S、問(wèn)界 M5、北汽魔方等車(chē)型上進(jìn)行量產(chǎn)。
綜合點(diǎn)評(píng)
智能化決定了汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展方向,而芯片決定了智能駕駛的性能與邊界。進(jìn)入2023年,智能座艙依然會(huì)是傳統(tǒng)燃油車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的主要賣(mài)點(diǎn)。不過(guò),經(jīng)過(guò)近一兩年的市場(chǎng)教育之后,消費(fèi)者對(duì)于智能座艙的認(rèn)知也發(fā)生了較大的改變,單純放一塊大屏就可以凸顯科技感這一套已經(jīng)行不通了,智能座艙的競(jìng)爭(zhēng)更加多元和細(xì)節(jié),無(wú)論是在性能、功耗還是可靠性方面,對(duì)芯片都提出了更高的要求。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★★☆
05
激光雷達(dá):汽車(chē)智能化的重要賣(mài)點(diǎn)
上榜理由
電動(dòng)車(chē)高階自動(dòng)駕駛的標(biāo)配。
現(xiàn)狀與展望
憑借探測(cè)范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)、高精度測(cè)距等優(yōu)勢(shì),激光雷達(dá)被視作高等級(jí)自動(dòng)駕駛解決方案必不可少的傳感器,能大幅提升智能駕駛系統(tǒng)在高速、城區(qū)等不同場(chǎng)景的感知能力,進(jìn)而提升智能駕駛的安全與體驗(yàn),目前已被廣泛應(yīng)用在ADAS、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。
激光雷達(dá)經(jīng)過(guò)2021年的設(shè)計(jì)導(dǎo)入之后,已經(jīng)在2022年首次迎來(lái)批量上車(chē)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前市面上確定搭載激光雷達(dá)的汽車(chē)廠商已經(jīng)超過(guò)10多家,包括蔚來(lái)、小鵬、理想、哪吒等造車(chē)新勢(shì)力,北汽、廣汽、上汽、吉利等國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)汽車(chē)廠商,以及豐田、寶馬、奔馳、奧迪、大眾等全球頭部汽車(chē)廠商。在車(chē)型方面,上述整車(chē)廠商至少都推出了1款搭載激光雷達(dá)的車(chē)型,有的甚至推出了2-3款以上的車(chē)型。比如小鵬、蔚來(lái)、上汽、長(zhǎng)城、豐田等車(chē)企都已經(jīng)在多款車(chē)型上搭載了激光雷達(dá)。
主要玩家
速騰聚創(chuàng)
RoboSense(速騰聚創(chuàng))目前已經(jīng)獲得比亞迪、廣汽埃安、威馬汽車(chē)、極氪、路特斯科技、嬴徹科技、摯途科技等多個(gè)項(xiàng)目50余款量產(chǎn)車(chē)型的定點(diǎn)訂單。為了能夠?qū)崿F(xiàn)訂單的及時(shí)交付,公司已經(jīng)在深度融合上下游產(chǎn)業(yè)資源,不斷擴(kuò)大量產(chǎn)規(guī)模,2022年預(yù)計(jì)將達(dá)百萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)能。
禾賽科技
禾賽科技最新的半固態(tài)產(chǎn)品AT128已經(jīng)獲得超過(guò)全球數(shù)百萬(wàn)臺(tái)的主機(jī)廠前裝量產(chǎn)定點(diǎn),包括理想、集度、高合、路特斯,并已在今年下半年在規(guī)劃產(chǎn)能百萬(wàn)臺(tái)的禾賽“麥克斯韋”超級(jí)工廠開(kāi)始全面量產(chǎn)交付。
圖達(dá)通
Innovusion(圖達(dá)通)近期也表示,公司已經(jīng)與合作伙伴一起建立了激光雷達(dá)年產(chǎn)能可達(dá)10萬(wàn)臺(tái)的完全工業(yè)化的產(chǎn)線,未來(lái)將根據(jù)訂單量的情況進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張,以支持全球客戶的未來(lái)需求。
綜合點(diǎn)評(píng)
2022年,國(guó)內(nèi)頭部激光雷達(dá)公司頻繁與車(chē)企簽訂合作,獲得大量車(chē)企定點(diǎn),也幾乎可以預(yù)見(jiàn)明年車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)的繁榮。
不過(guò),從當(dāng)前來(lái)看,激光雷達(dá)第一階段的“蛋糕”已經(jīng)被瓜分完畢,未來(lái)在馬太效應(yīng)的作用下,將進(jìn)一步呈現(xiàn)出強(qiáng)者恒強(qiáng),市場(chǎng)份額不斷向頭部廠商集中的局面。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★★☆
06
功率半導(dǎo)體:電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心
(1)IGBT:供需矛盾下帶來(lái)的發(fā)展機(jī)會(huì)
上榜理由
IGBT供需失衡,國(guó)產(chǎn)替代加速。
現(xiàn)狀與展望
IGBT是由MOSFET和BJT組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,在軌道交通、消費(fèi)電子、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用。
目前,車(chē)規(guī)級(jí)IGBT的需求量進(jìn)入高增階段,單車(chē)價(jià)值量持續(xù)提升。IGBT及IGBT模塊在新能源汽車(chē)成本結(jié)構(gòu)中,占驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的比重已達(dá)50%,占全車(chē)成本的比重也高達(dá)8-10%,是新能源汽車(chē)中成本最高的單一元器件。
從供應(yīng)鏈方面來(lái)看,自2021年起,由于下游各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)GBT新的需求持續(xù)上升,而海外廠商擴(kuò)產(chǎn)相對(duì)謹(jǐn)慎,IGBT的交付周期延長(zhǎng),IGBT供需矛盾明顯。2022年初,英飛凌、意法半導(dǎo)體等國(guó)際半導(dǎo)體供應(yīng)商陸續(xù)發(fā)布了漲價(jià)通知,安森美停止了部分供貨。
根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)顯示,2019-2021年我國(guó)IGBT的市場(chǎng)總需求量分別為9,500萬(wàn)只、11,000萬(wàn)只、13,200萬(wàn)只,但是我國(guó)IGBT行業(yè)的產(chǎn)量?jī)H分別為1550萬(wàn)只、2020萬(wàn)只、2580萬(wàn)只,自給率占比不到20%。
主要玩家
目前,全球 IGBT領(lǐng)域,不管是芯片、單管還是模塊,英飛凌、三菱、富士電機(jī)都占據(jù)了50%以上的市場(chǎng)份額。同時(shí),在3300V以上的高端IGBT領(lǐng)域,海外廠商的IGBT產(chǎn)品的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位仍十分明顯。
國(guó)內(nèi)本土廠商在IGBT領(lǐng)域起步較晚,與海外企業(yè)相比優(yōu)勢(shì)不明顯,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為做的比較好的IGBT廠商有比亞迪、斯達(dá)半導(dǎo)、宏微、中車(chē)時(shí)代、華潤(rùn)微和士蘭微等。
比亞迪
在IGBT模塊領(lǐng)域,目前公司基于高密度 Trench FS 的IGBT 5.0 技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),正在布局新一代 IGBT 技術(shù)。據(jù) Omdia 統(tǒng)計(jì),以 2019 年 IGBT 模塊中國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售額計(jì)算,公司市占率19%,僅次于英飛凌,全球廠商中排名第二,國(guó)內(nèi)廠商中排名第一,2020年仍保持該地位;在IPM 模塊領(lǐng)域,以 2019 年 IPM 模塊中國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售額計(jì)算,公司位居國(guó)內(nèi)廠商第三,2020年依然保持國(guó)內(nèi)前三。
截止目前,比亞迪IGBT產(chǎn)品主要用于自家新能源汽車(chē)上。數(shù)據(jù)顯示,2019年,比亞迪供應(yīng)的IGBT模塊達(dá)到19.4萬(wàn)套,其中約77%為自用,大約有4萬(wàn)多套為對(duì)外供應(yīng)。目前比亞迪的計(jì)劃是,成立“比亞迪半導(dǎo)體有限公司”后,逐步將IGBT外供比例提升至50%以上。此外,為滿足市場(chǎng)需求,比亞迪已在加快產(chǎn)能布局。2020年3月,比亞迪總投資10億元的IGBT長(zhǎng)沙項(xiàng)目正式動(dòng)工,計(jì)劃建成年產(chǎn)25萬(wàn)片8英寸新能源汽車(chē)電子芯片生產(chǎn)線,投產(chǎn)后可滿足年裝車(chē)50萬(wàn)輛新能源汽車(chē)的產(chǎn)能需求。
斯達(dá)半導(dǎo)
斯達(dá)半導(dǎo)體從2008年就開(kāi)始了IGBT產(chǎn)品的研發(fā),特別是2015年,IR被英飛凌收購(gòu)后,斯達(dá)半導(dǎo)體收購(gòu)了IR的專用于功率器件的研發(fā)團(tuán)隊(duì),隨后2018年開(kāi)始滲透入電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。2020年,公司生產(chǎn)的汽車(chē)級(jí)IGBT模塊合計(jì)配套超過(guò)20萬(wàn)輛新能源汽車(chē)。
中車(chē)時(shí)代
中車(chē)時(shí)代背靠中車(chē)集團(tuán),在2012年收購(gòu)了英國(guó)的丹尼克斯75%的股份后,在2015年成立了Fab廠。由于丹尼克斯的產(chǎn)品主要集中在高壓部分,當(dāng)時(shí)收購(gòu)也是對(duì)口中車(chē)的軌道交通業(yè)務(wù),因此,到目前為止,中車(chē)時(shí)代大部分的應(yīng)用都在中車(chē)自己的軌道交通領(lǐng)域。不過(guò),2018年開(kāi)始,中車(chē)時(shí)代開(kāi)始了市場(chǎng)化,開(kāi)始在智能電網(wǎng)、汽車(chē)領(lǐng)域布局,再加上中車(chē)自己做新能源汽車(chē)的電控產(chǎn)品,且占了整個(gè)汽車(chē)市場(chǎng)的1%左右的份額,未來(lái)在汽車(chē)領(lǐng)域的潛力不小。
綜合點(diǎn)評(píng)
自2020年以來(lái),新能源汽車(chē)、光伏、儲(chǔ)能、風(fēng)電等領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)度較快,在下游需求的不斷驅(qū)動(dòng)下,IGBT市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張速度已超出原先的預(yù)期;此外,在供給端由于海外疫情反復(fù)導(dǎo)致訂單積壓,限制了部分產(chǎn)能,導(dǎo)致IGBT供需失衡,進(jìn)口品牌交期和價(jià)格持續(xù)增長(zhǎng),這帶給了國(guó)產(chǎn)品牌快速發(fā)展的絕佳時(shí)機(jī)。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★★☆
(2)第三代半導(dǎo)體:當(dāng)下正值發(fā)展黃金期
上榜理由
大功率、高頻、高溫高壓場(chǎng)合無(wú)可替代。
現(xiàn)狀與展望
以氮化鎵GaN、碳化硅SiC為代表的第三代半導(dǎo)體,具有寬禁帶、高擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率等優(yōu)良特性,能夠承受幾百V、甚至上千V的電壓,適用于高壓、高頻、大功率領(lǐng)域,其中GaN更適用于射頻器件,比如射頻前端的PA功放芯片;SiC更適用于高壓大功率器件,如光伏逆變器、新能源電動(dòng)車(chē)的800V快充。
近年來(lái),由于新能源汽車(chē)等下游需求的不斷增長(zhǎng),全球碳化硅市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。據(jù)Yole統(tǒng)計(jì),2020年碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模約為7.1億美元,預(yù)計(jì)2026年將增長(zhǎng)至45億美元,2020-2026年CAGR近36%。其中,中國(guó)作為全球新能源汽車(chē)最大的應(yīng)用市場(chǎng),其碳化硅市場(chǎng)規(guī)模有望從2020年的14.6億元增長(zhǎng)到2024年的164.7億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)83.2%。
主要玩家
Wolfspeed(Cree)
Wolfspeed作為全球碳化硅龍頭企業(yè),市場(chǎng)市占率超過(guò) 60%,并且技術(shù)工藝全球領(lǐng)先。作為碳化硅領(lǐng)域的絕對(duì)龍頭企業(yè),Wolfspeed與下游器件企業(yè)的長(zhǎng)期合作供貨訂單接近100億人民幣,簽約企業(yè)包括安森美、英飛凌和意法半導(dǎo)體等。其中意法半導(dǎo)體是特斯拉的碳化硅供應(yīng)商,安森美主要為蔚來(lái)等企業(yè)供應(yīng)碳化硅器件,英飛凌為現(xiàn)代汽車(chē)等供貨。
三安光電
三安光電作為國(guó)內(nèi)少有的碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè),目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)能、成本及質(zhì)量驗(yàn)證的全方位管控,并且已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)細(xì)分行業(yè)客戶的批量交付。公司部署的6英寸碳化硅晶體產(chǎn)線已經(jīng)在2021年6月開(kāi)始正式投產(chǎn),產(chǎn)能為36萬(wàn)片/年,生產(chǎn)的晶體厚度可對(duì)標(biāo)國(guó)際水平。此外,公司在2021年正式發(fā)布了純自研1200V碳化硅MOSFET平臺(tái)和器件,并且1200V和650V碳化硅二極管也已經(jīng)獲得了AEC-Q100車(chē)規(guī)級(jí)可靠性的認(rèn)證。
從最新的數(shù)據(jù)來(lái)看,三安光電2021年導(dǎo)入碳化硅功率器件客戶為549家,獲得的新增訂單金額高達(dá)數(shù)億元,覆蓋服務(wù)器電源、通信電源、光伏逆變器、家電、新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)的充電樁電源和車(chē)載充電機(jī)等各細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)標(biāo)桿客戶,并且量產(chǎn)交付的產(chǎn)品多達(dá)66款。
泰科天潤(rùn)
泰科天潤(rùn)成立于2011年,是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的第三代半導(dǎo)體材料碳化硅器件制造與應(yīng)用解決方案提供商。在產(chǎn)品線上,針對(duì)消費(fèi)、光伏、汽車(chē)等不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求,泰科天潤(rùn)已經(jīng)能夠提供各種不同規(guī)格的產(chǎn)品。目前,在新能源汽車(chē)車(chē)載充電機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了千萬(wàn)顆級(jí)別的出貨,并且已經(jīng)在比亞迪等標(biāo)桿客戶中得到批量應(yīng)用。
產(chǎn)能上,作為當(dāng)前階段的主打產(chǎn)線,泰科天潤(rùn)6寸碳化硅晶圓產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目第一期投資3億元,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能6萬(wàn)片/年,年銷(xiāo)售收入可達(dá)到10-15億元。公司正在規(guī)劃的北京新的碳化硅八寸線,已于2022年底動(dòng)工,項(xiàng)目建成后公司整個(gè)產(chǎn)能將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大,產(chǎn)值也會(huì)得到成倍增長(zhǎng)。
綜合點(diǎn)評(píng)
當(dāng)前碳化硅器件的發(fā)展方向明確,國(guó)內(nèi)原廠占據(jù)天時(shí)地利。尤其這兩年在中美貿(mào)易戰(zhàn)、疫情等外因擠壓下,早年間對(duì)國(guó)內(nèi)廠商持觀望態(tài)度的國(guó)外大廠逐漸敞開(kāi)懷抱,開(kāi)始逐步導(dǎo)入并接受?chē)?guó)內(nèi)原廠的產(chǎn)品。另一方面,一些國(guó)外友商跟歐美車(chē)廠之間存在深度綁定,對(duì)其他客戶的供應(yīng)能力下降,國(guó)內(nèi)的標(biāo)桿客戶由于供應(yīng)不夠,出于供應(yīng)鏈安全考慮,便會(huì)扶持國(guó)產(chǎn)碳化硅廠商作為二供。因此從時(shí)間節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō),當(dāng)下屬于國(guó)內(nèi)碳化硅企業(yè)最好的發(fā)展黃金期。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★★★
07
VR/AR:消費(fèi)電子廠商的第二增長(zhǎng)曲線
上榜理由
作為下一代計(jì)算平臺(tái),其產(chǎn)業(yè)輪動(dòng)周期已然開(kāi)啟。
現(xiàn)狀與展望
2022年,AR/VR市場(chǎng)得到相較以往更高的關(guān)注度,加之蘋(píng)果即將在2023年推出MR產(chǎn)品的消息,產(chǎn)業(yè)鏈上的玩家似乎迎來(lái)了“強(qiáng)心劑”。
市場(chǎng)規(guī)模方面,由于行業(yè)巨頭涌入、資本加入讓AR /VR產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。根據(jù)IDC的最新報(bào)告,2021年全球AR /VR產(chǎn)業(yè)總投資規(guī)模接近146.77億美元,預(yù)計(jì)到2026年將增至747.30億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)38.48%。
出貨量方面,根據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示,2021 年全球VR/AR 頭顯出貨量為 1123 萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng) 92.1%。其中VR 頭顯出貨量達(dá)1095 萬(wàn)臺(tái),突破年出貨量1000 萬(wàn)臺(tái)的行業(yè)重要拐點(diǎn)。此外,根據(jù) VR 陀螺 統(tǒng)計(jì),2022 年上半年全球 VR 頭顯的出貨量約 684 萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng) 60%。中國(guó) VR 頭顯出貨量為 60.58 萬(wàn)臺(tái),占比約8.86%。
具體來(lái)看,上游元器件包括光學(xué)與顯示模塊(光學(xué)鏡片、顯示屏、攝像頭等),計(jì)算模塊(芯片等),聲學(xué)模塊(揚(yáng)聲器等),交互模塊(傳感器等)等。從Quest2的拆解圖可以看到,芯片和顯示光學(xué)模塊是VR設(shè)備中最為重要的硬件。其中,芯片在終端設(shè)備中成本占比接近50%,其次是顯示模塊,包括LCD、OLED的占比達(dá)到20%—25%,鏡片以及攝像頭等光學(xué)模塊占比也達(dá)到了6%—10%。
主要玩家
從競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,據(jù) VR 陀螺統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示,海外市場(chǎng)仍由Oculus主導(dǎo),其占據(jù) 78.11%的市場(chǎng)份額。國(guó)產(chǎn)品牌 Pico占比 11.16%,位居全球第二;愛(ài)奇藝占比 0.73%,位居第五;雖然Oculus在國(guó)際市場(chǎng)上無(wú)可阻擋,但在中國(guó)市場(chǎng),市占率最高的卻是本土廠商Pico,其市占率達(dá)到了70%。
Oculus(Meta)
近年來(lái),從Oculus DK1到Oculus Quest 2 VR一體機(jī),Oculus先后一共推出了六款VR硬件產(chǎn)品。其中2020年10月公司發(fā)布的Oculus Quest 2,可以說(shuō)是元宇宙行業(yè)第一款具有劃時(shí)代意義的產(chǎn)品。
毫無(wú)疑問(wèn),憑借著極高的性價(jià)比,Oculus Quest 2迅速打開(kāi)了市場(chǎng),銷(xiāo)量節(jié)節(jié)攀高。根據(jù)高通的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),截止至2021年11月17日,Meta旗下的Oculus Quest 2銷(xiāo)量已達(dá)到1000 萬(wàn)臺(tái)。不僅對(duì)于Meta還是整個(gè)VR行業(yè)生態(tài)來(lái)說(shuō),這1000萬(wàn)銷(xiāo)量奇點(diǎn)的里程碑意義重大,可以說(shuō)是 “生態(tài)系統(tǒng)爆炸式繁榮”之前的關(guān)鍵門(mén)檻。
Pico(字節(jié)跳動(dòng))
從最新的數(shù)據(jù)來(lái)看, Pico 系列旗艦產(chǎn)品 Pico Neo3 自 2021年5月發(fā)布以來(lái),銷(xiāo)量高速增長(zhǎng),22H1出貨量達(dá)37萬(wàn)臺(tái),是2021全年的 74%。這一成績(jī)看上去不錯(cuò),不過(guò)和海外頭部硬件廠商O(píng)culus相比,差距仍然較大,未來(lái)有較大的提升空間。
綜合點(diǎn)評(píng)
VR/AR作為下一代計(jì)算平臺(tái),其產(chǎn)業(yè)輪動(dòng)周期已然開(kāi)啟。參照此前手機(jī)這一硬件的布局思路,在新硬件崛起的帶動(dòng)下,VR/AR產(chǎn)業(yè)的硬件、軟件、內(nèi)容、應(yīng)用等均會(huì)面臨重構(gòu)。未來(lái),隨著硬件普及率的提升,VR/AR的生態(tài)將進(jìn)一步完善。其中全產(chǎn)業(yè)鏈布局的先行者,有望長(zhǎng)期受益于VR/AR作為下一代移動(dòng)終端的成長(zhǎng)紅利。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★☆☆
08
存算一體芯片:后摩爾時(shí)代的破局者之一
上榜理由
憑借更高的算力、更低的功耗,解決了馮·諾依曼架構(gòu)下的遺留問(wèn)題。
現(xiàn)狀與展望
后摩爾時(shí)代,現(xiàn)有馮諾依曼計(jì)算系統(tǒng)采用存儲(chǔ)和運(yùn)算分離的架構(gòu),嚴(yán)重制約了系統(tǒng)算力和能效的提升。存算一體作為一種新型算力,有望解決傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)下的“存儲(chǔ)墻”、“功耗墻”問(wèn)題,是業(yè)內(nèi)極為關(guān)注的算力學(xué)科的突破性技術(shù),已被確定為算力網(wǎng)絡(luò)一大關(guān)鍵技術(shù)之一。
存內(nèi)計(jì)算產(chǎn)品基于其不同的器件特性和計(jì)算方式,可為云、邊、端應(yīng)用提供推理、訓(xùn)練等多種AI能力,以提升AI芯片的運(yùn)算效率、降低系統(tǒng)功耗以及設(shè)備成本。
主要玩家
九天睿芯
九天睿芯成立于2018年,致力于高性能模數(shù)混合感存算芯片的設(shè)計(jì)、銷(xiāo)售,是全球新型感存算一體架構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。
經(jīng)過(guò)持續(xù)多年的研發(fā),九天睿芯AI方向已經(jīng)形成多個(gè)系列產(chǎn)品,其中又以ADA100語(yǔ)音處理芯片和ADA200視頻處理芯片為代表。據(jù)公司透露,ADA 100等效算力為1Gops,最低功耗為20uW,僅同性能數(shù)字芯片十分之一的功耗,三分之一的成本,目前該產(chǎn)品已經(jīng)和歌爾股份、共達(dá)電聲等行業(yè)TOP客戶進(jìn)行了深度合作,預(yù)計(jì)在2022年會(huì)有百萬(wàn)級(jí)別的一個(gè)銷(xiāo)量,在供應(yīng)鏈問(wèn)題解決后,2023年的銷(xiāo)量預(yù)計(jì)可以達(dá)到千萬(wàn)級(jí)別。
知存科技
知存科技成立于2017年,專注于存算一體芯片研發(fā)。目前公司已發(fā)布和量產(chǎn)了存算一體加速器WTM1001、存算一體SoC芯片WTM2101兩代產(chǎn)品,其中WTM2101芯片是知存科技旗下第二款商用存內(nèi)計(jì)算產(chǎn)品,于2022年3月份推向市場(chǎng)。作為國(guó)際首款商用存內(nèi)計(jì)算SoC芯片,WTM2101芯片的AI算力達(dá)到50Gops,功耗僅5uA-3mA(最新功耗數(shù)據(jù)),適用端側(cè)智能物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景,如可穿戴設(shè)備、音頻設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備、智能家居等,預(yù)計(jì)在2022年銷(xiāo)量達(dá)突破百萬(wàn)顆。
綜合點(diǎn)評(píng)
與傳統(tǒng)方案相比,存內(nèi)計(jì)算在功耗、計(jì)算效率等方面具有明顯優(yōu)勢(shì),在相同制程工藝下,存內(nèi)計(jì)算芯片能在單位面積下提供更高的算力,更低的功耗,進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備工作時(shí)間,將在端側(cè)具有廣闊應(yīng)用前景。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★★☆
09
RISC-V:逐漸與Arm、X86形成三足鼎立的趨勢(shì)
上榜理由
芯片架構(gòu)自主權(quán)的一次換道超車(chē)。
現(xiàn)狀與展望
由于RISC-V指令集具有開(kāi)源、免費(fèi)、模塊化、精簡(jiǎn)等特點(diǎn),從2010年問(wèn)世以來(lái)行業(yè)就不斷圍繞它構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)。近年來(lái),在AIOT的快速發(fā)展以及國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)的不斷推動(dòng)下,RISC-V生態(tài)迎來(lái)快速發(fā)展。
從市場(chǎng)發(fā)展空間來(lái)看,根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2020年全球RISC-V指令集市場(chǎng)規(guī)模約2.2億美元,2021年將達(dá)到3.8億美元,預(yù)計(jì)到2024年有望超過(guò)10億美元。從出貨量來(lái)看,根據(jù)市場(chǎng)Semico Research Group的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)上采用RISC-V架構(gòu)的處理器核心將超過(guò)624億顆,2018-2025年的年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)146%。
主要玩家
賽昉科技
RISC-V軟硬件服務(wù)公司,在中國(guó)獨(dú)立運(yùn)營(yíng),專注于開(kāi)發(fā)各類(lèi)RISC-V IP,在2021年首屆滴水湖RISC-V產(chǎn)業(yè)論壇上發(fā)布高性能RISC-V視覺(jué)處理平臺(tái)驚鴻7110,搭載64位4核RISC-V處理器內(nèi)核,工作頻率1.5GHz,將于2022年Q2開(kāi)始正式量產(chǎn),采用臺(tái)積電28nm工藝,可用于中低端攝像頭、平板電腦等。
阿里平頭哥
目前有玄鐵E902、E906、C906、C910共4款RISC-V處理器IP,并全部開(kāi)源,支持多種OS,包括AliOS、安卓、FreeRTOS、RT-Thread、Linux等,擁有150多家客戶,超500個(gè)授權(quán)數(shù),累計(jì)出貨量超過(guò)25億顆,已成為應(yīng)用規(guī)模最大的國(guó)產(chǎn)RISC-V CPU IP系列。
晶心科技
日前,Andes Technology(晶心科技)稱,其2021年的IP出貨量超30億,從而實(shí)現(xiàn)過(guò)去5年(2017~2021)年化增長(zhǎng)率達(dá)到50%。而如果累加的話,截至2021年底的RISC-V IP的總出貨超100億顆。公司CEO、董事長(zhǎng)Frankwell Lin預(yù)計(jì),得益于5G通信、人工智能加速器、藍(lán)牙和Wi-Fi設(shè)備、云計(jì)算、游戲、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、汽車(chē)電子、等新興技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,RISC-VSoC未來(lái)仍將保持高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
綜合點(diǎn)評(píng)
在AIoT時(shí)代,RISC-V契合AIoT行業(yè)發(fā)展的核心需求,在多場(chǎng)景、碎片化的應(yīng)用大背景下,RISC-V在未來(lái)有望成為處理器芯片應(yīng)用最主流的指令集架構(gòu)。不過(guò),RISC-V的成功離不開(kāi)一個(gè)好的生態(tài)環(huán)境,這不僅需要RISC-V技術(shù)的發(fā)展,還需要相關(guān)產(chǎn)品、軟硬件的協(xié)同創(chuàng)新。未來(lái)只有更多公司參與其生態(tài)建設(shè),RISC-V架構(gòu)才能走得更遠(yuǎn)。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★★☆
10
Chiplet先進(jìn)封裝:由面變體、延續(xù)摩爾
上榜理由
另辟蹊徑,提升芯片系統(tǒng)性能。
現(xiàn)狀與展望
異構(gòu)集成的先進(jìn)封裝毫無(wú)疑問(wèn)已經(jīng)成為后摩爾時(shí)代推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的最重要引擎之一。Chiplet可將大型單片芯片劃分為多個(gè)小芯片,通過(guò)跨芯片封裝和互聯(lián)的方式,集成不同工藝或功能的模塊化芯片,從而最終形成一顆系統(tǒng)芯片。這可以提升芯片良率、降低對(duì)先進(jìn)制程的需求、IP復(fù)用等優(yōu)勢(shì)。
市場(chǎng)規(guī)模方面,隨著高性能服務(wù)器/數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛、筆記本/臺(tái)式電腦、高端智能手機(jī)等在未來(lái)幾年成為Chiplet的主要應(yīng)用場(chǎng)景,將推動(dòng)Chiplet市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)。根據(jù)Gartner預(yù)測(cè),基于Chiplet的半導(dǎo)體器件銷(xiāo)售收入將從2020年的33億美元增長(zhǎng)到2024年的505億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)98%。屆時(shí),超過(guò)30%的SiP封裝將使用Chiplet來(lái)優(yōu)化成本、性能和上市時(shí)間。在Chiplet市場(chǎng)機(jī)會(huì)中將有60%為智能手機(jī)和服務(wù)器應(yīng)用,而用于PC和服務(wù)器終端的基于Chiplet的計(jì)算MPU銷(xiāo)售收入也將超過(guò)220億美元。
在此背景下,2022年3月2日,英特爾、AMD、Arm、高通、微軟、谷歌、Meta、臺(tái)積電、日月光、三星等十家行業(yè)巨頭正式成立通用芯?;ミB(Universal Chiplet Interconnect Express,UCIe)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,攜手推動(dòng)Chiplet接口規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化,推動(dòng)Chiplet走上了發(fā)展的快車(chē)道。
主要玩家
基于Chiplet的設(shè)計(jì)方法已被證明是非常適合于超大算力芯片的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路和工程實(shí)踐方法,AMD、英特爾、AWS等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)均在其數(shù)據(jù)中心CPU上采用了Chiplet技術(shù)以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此外,蘋(píng)果2022年3月發(fā)布的M1 Ultra設(shè)計(jì)以及英偉達(dá)Grace CPU超級(jí)芯片也采用了Chiplet理念。
AMD
11月4日,AMD正式發(fā)布了采用RDNA 3架構(gòu)的新一代旗艦GPU,即RX 7900 XTX和RX 7900 XT。AMD表示,這是公司首度在GPU產(chǎn)品中采用小芯片(Chiplet)技術(shù),即臺(tái)積電的“3D Fabric”技術(shù),也是全球首個(gè)導(dǎo)入Chiplet技術(shù)的游戲GPU。這意味著該款GPU既能使用尖端工藝,也可包含成熟制程芯片,從而更好地平衡性能、成本兩端。
寒武紀(jì)
寒武紀(jì)云端AI芯片思元370于2021年11月發(fā)布,是國(guó)內(nèi)首顆采用chiplet封裝技術(shù)的AI芯片。該芯片采用臺(tái)積電7nm工藝,在一顆芯片中封裝2顆AI芯粒,每個(gè)芯粒具備獨(dú)立的AI計(jì)算單元、內(nèi)存、IO,最大算力達(dá)到 256TOPS。AI芯片的內(nèi)存訪問(wèn)越來(lái)越成為性能瓶頸,使用3D Chiplet技術(shù)可以獲得更大的內(nèi)容容量,或者類(lèi)似寒武紀(jì)采用多個(gè)AI芯粒集成,即使不采用最先進(jìn)的制程,也能提升整個(gè)AI芯片的算力。
芯原股份
芯原股份是全球第一批面向客戶推出Chiplet商用產(chǎn)品的企業(yè)。公司用Chiplet的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)完成高端應(yīng)用處理器項(xiàng)目SoC版本的設(shè)計(jì),只用12個(gè)月就完成從芯片定義到流片整個(gè)過(guò)程,目前正在進(jìn)行Chiplet版本的迭代工作。這個(gè)高端應(yīng)用處理器項(xiàng)目未來(lái)將為平板電腦、筆記本電腦、數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用提供更加靈活、高效、可靠的設(shè)計(jì)解決方案。
綜合點(diǎn)評(píng)
隨著先進(jìn)工藝逼近物理極限,高昂的研發(fā)費(fèi)用和生產(chǎn)成本,性能提升未能繼續(xù)等比例延續(xù),良率低下產(chǎn)能不足等瓶頸,使得先進(jìn)封裝以及Chiplet(芯粒)掀起后摩爾時(shí)代新一輪半導(dǎo)體技術(shù)演進(jìn)。2022年以來(lái),全球產(chǎn)業(yè)范圍內(nèi)在Chiplet領(lǐng)域均取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,成為該技術(shù)興起的元年。
半導(dǎo)體發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)
★★★☆☆
2022年下半年以來(lái),半導(dǎo)體制造廠的產(chǎn)能利用率下降,并開(kāi)始消減資本支出或者調(diào)減產(chǎn)能,意味著2023年半導(dǎo)體的總體需求相較2022年不會(huì)有太大的起色。
但是,從細(xì)分市場(chǎng)來(lái)看,本報(bào)告分析的新能源汽車(chē)的電動(dòng)化(BMS)、智能化(智能座艙芯片、激光雷達(dá))、數(shù)據(jù)中心(AI芯片)、光伏(IGBT)、消費(fèi)電子(VR/AR)等多個(gè)終端市場(chǎng)依然處于高景氣度當(dāng)中,會(huì)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品產(chǎn)生更多的需求。同時(shí),因?yàn)樽灾骺煽?、供?yīng)鏈安全等原因,很多本土企業(yè)的芯片近兩年都有機(jī)會(huì)進(jìn)入到大廠的供應(yīng)體系,利好本土半導(dǎo)體公司的快速發(fā)展。
2023年,在變化的市場(chǎng)環(huán)境和眾多不確定性中把握好確定性強(qiáng)的發(fā)展機(jī)遇,半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展前景依然值得我們期待。
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