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?展望2023 | 半導(dǎo)體穿越市場新周期

發(fā)布時間：2023-01-16 10:45:40

從手機、PC、存儲等多種類型芯片供應(yīng)商削減訂單，到全球芯片擴產(chǎn)力度降低，再到英偉達、SK海力士等多家半導(dǎo)體頭部企業(yè)宣布縮減員工，經(jīng)歷了全球性芯片缺貨帶來的空前熱潮，2022年半導(dǎo)體行業(yè)進入“降溫”期。世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織（WSTS）近日發(fā)布消息稱，預(yù)計2022年全球半導(dǎo)體市場增速將放緩至4.4%，與2021年的26.2%形成了鮮明對比。2022年，對于許多半導(dǎo)體廠商而言，伴隨著新年鐘聲邁出的，是去庫存的步伐。根據(jù)業(yè)界人士分析，2023年半導(dǎo)體行業(yè)將結(jié)束為期兩年的歷史高位，重歸理性市場。

數(shù)據(jù)來源：WSTS官網(wǎng)

芯片制造：庫存修正周期或?qū)⒊掷m(xù)

過去兩年，在半導(dǎo)體市場需求高景氣度的帶動下，半導(dǎo)體制造廠商的建廠投資額屢創(chuàng)新高。近期，受到消費市場需求量縮減的影響，相關(guān)芯片產(chǎn)品需求也大打折扣。聯(lián)發(fā)科、高通分別下調(diào)了5G SoC芯片訂單，出貨預(yù)期縮減10%~50%不等；顯示驅(qū)動芯片需求量亦大幅下滑，據(jù)預(yù)測，2022年需求將比2021年同比下降12%，價格也持續(xù)走低；CMOS圖像傳感器2022年第三季度全球出貨量同比下滑約10.9%，預(yù)計2022年全球出貨量或?qū)⑾陆?1%，出現(xiàn)13年來首次下滑；存儲芯片降幅最大，三大DRAM廠商第三季度營收環(huán)比分別下滑34%、25.2%、23%，存儲芯片價格跌幅甚至超過50%。WSTS指出，2023年全球半導(dǎo)體市場將縮減4.1%，包括美洲、歐洲、日本、環(huán)太平洋地區(qū)在內(nèi)的全球半導(dǎo)體重點地區(qū)的市場增速均將放緩。

對于2023年全球半導(dǎo)體市場的預(yù)估，全球行業(yè)咨詢機構(gòu)Gartner的預(yù)測同樣不樂觀。Gartner研究業(yè)務(wù)副總裁Richard Gordon表示：“半導(dǎo)體行業(yè)的短期收入前景不容樂觀。全球經(jīng)濟的迅速惡化和消費者需求的減弱將在2023年對半導(dǎo)體市場產(chǎn)生負面影響。”

數(shù)據(jù)來源：WSTS官網(wǎng)

需求低迷，使得芯片制造企業(yè)產(chǎn)能利用率走低。基于對2023年市場需求量的判斷，芯片制造企業(yè)紛紛縮減了其投資規(guī)模。美光宣布將在2023年裁員10%以減少成本支出，并下調(diào)投資計劃；臺積電也縮減了10%的年度投資預(yù)算。美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會發(fā)布預(yù)測報告稱，晶圓廠產(chǎn)能利用率正在下滑，第四季度的產(chǎn)能利用率恐怕將降至85%以下。根據(jù)SEMI發(fā)布的《世界晶圓廠預(yù)測報告》（World Fab Forecast），預(yù)計全球半導(dǎo)體行業(yè)將在2023年建設(shè)28座晶圓廠，較2022年有小幅回落。

數(shù)據(jù)來源：SEMI發(fā)布的《世界晶圓廠預(yù)測報告》

基于此，北京半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會副秘書長朱晶認為，未來一年，全球集成電路制造企業(yè)的戰(zhàn)略重點將從“擴產(chǎn)投資”轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖当驹鲂А?。作為芯片需求占市場總?0%左右的產(chǎn)品類型，消費電子的需求量是影響全球半導(dǎo)體產(chǎn)品水位的關(guān)鍵。至此，消費電子需求下滑已持續(xù)一年有余。近期，蘋果、三星等全球智能手機頭部企業(yè)啟動減產(chǎn)，加速去庫存以降低市場風(fēng)險。創(chuàng)道投資咨詢總經(jīng)理步日欣在接受《中國電子報》記者采訪時表示，在沒有新需求推動的情況下，手機等消費電子產(chǎn)品的需求短期內(nèi)難以恢復(fù)。集邦咨詢分析師鐘映廷同樣認為，消費市場冷淡、去庫存化速度緩慢，庫存修正周期將至少持續(xù)至2023年第一季度。

至于全球半導(dǎo)體市場去庫存周期何時結(jié)束、晶圓制造何時能夠走出庫存修正期，產(chǎn)業(yè)界有著不同的聲音。從較為樂觀的態(tài)度來看，鐘映廷認為，2023年第二季度，預(yù)計芯片行業(yè)會有旺季來臨。而從悲觀的角度來看，朱晶認為，2023年第三季度之前，芯片市場會長期處于低景氣周期。

汽車芯片：逆勢增長的一股“清流”

系統(tǒng)性的去庫存周期阻擋不了個別領(lǐng)域的需求熱情。汽車半導(dǎo)體成為備受關(guān)注的業(yè)務(wù)板塊。在半導(dǎo)體全行業(yè)熱潮退去的情況下，汽車半導(dǎo)體公司像是逆勢增長的一股“清流”。截至2022年11月全球頭部汽車半導(dǎo)體公司發(fā)布的財報數(shù)據(jù)顯示，其營收均取得顯著增長。其中，恩智浦的汽車業(yè)務(wù)收入增長迅猛，第三季度猛增24%，占總收入的比重超過五成。

數(shù)據(jù)來源：各公司財報

上述企業(yè)保持較高的增長勢頭，與汽車電動化的趨勢息息相關(guān)。與燃油車相比，每輛新能源汽車對汽車電子產(chǎn)品的需求量更大，而國內(nèi)外新能源汽車需求量的持續(xù)增加，一方面帶動了市場對汽車電子需求數(shù)量的增長，另一方面也提高了汽車動力系統(tǒng)能耗控制的要求。而這些需求也將持續(xù)推動汽車電子，尤其是功率半導(dǎo)體供應(yīng)商進行技術(shù)改進。

士蘭微電子股份有限公司器件成品市場部市場總監(jiān)伏友文在接受《中國電子報》記者采訪時表示：“消費者對新能源汽車的續(xù)航焦慮，以及汽車系統(tǒng)對耐高頻、高溫、小型化的需求，將促使車規(guī)級碳化硅產(chǎn)品持續(xù)上量?！?022年，英飛凌、意法半導(dǎo)體、羅姆等公司，做出了投資建廠、與上游供應(yīng)商簽署碳化硅晶圓供應(yīng)協(xié)議以保證碳化硅材料供應(yīng)等舉措。9月，安森美在捷克投資4.5億擴建碳化硅工廠。碳化硅產(chǎn)能搶奪的勢頭似乎已經(jīng)出現(xiàn)。芯謀研究企業(yè)服務(wù)部總監(jiān)王笑龍在接受《中國電子報》記者采訪時表示，只要產(chǎn)能跟得上，車規(guī)級碳化硅將帶來無比火爆的市場。

電氣化與智能化是汽車市場發(fā)展的兩駕馬車，也是汽車半導(dǎo)體行業(yè)兩個重要的發(fā)展方向。英特爾、英偉達、高通等芯片設(shè)計頭部企業(yè)在傳統(tǒng)優(yōu)勢業(yè)務(wù)增長乏力的情況下，不約而同地將視線關(guān)注到自動駕駛領(lǐng)域。從2022年第三季度財報來看，英特爾營收下降20%，利潤下跌85%，而旗下自動駕駛部門Mobileye則實現(xiàn)同比38%的增長；英偉達游戲業(yè)務(wù)、專業(yè)視覺業(yè)務(wù)較2021年均有下滑，其中專業(yè)視覺業(yè)務(wù)營收同比下降高達65%，而汽車業(yè)務(wù)則實現(xiàn)了同比86%的正向增長；得益于驍龍座艙平臺，高通汽車業(yè)務(wù)實現(xiàn)了同比增長38%。

相比于服務(wù)于汽車低碳化的功率半導(dǎo)體，自動駕駛芯片的市場需求總量將不會太大，而產(chǎn)品性能與性價比將成為芯片供應(yīng)商搶奪市場的關(guān)鍵。對于2023年汽車半導(dǎo)體市場的行業(yè)趨勢，英偉達中國區(qū)汽車事業(yè)部總經(jīng)理劉通表示：“自動駕駛芯片市場將加快優(yōu)勝劣汰，主車場會更加注重考慮綜合因素來選擇芯片方案。方案落地能力、生態(tài)完善程度、產(chǎn)品成熟度、供貨穩(wěn)定性、性價比、未來發(fā)展路線的清晰程度等將成為客戶對自動駕駛芯片企業(yè)的評判標準?！?/section>

英偉達 Drive Orin

集邦咨詢分析師曾冠瑋認為，當前頭部半導(dǎo)體設(shè)計企業(yè)集體入局自動駕駛汽車領(lǐng)域，與數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域產(chǎn)品競爭力愈加激烈相關(guān)。他認為，對廠商而言，自動駕駛芯片是有利可圖的領(lǐng)域，在燃油車向電動車轉(zhuǎn)型的進程下，集成電路設(shè)計企業(yè)的發(fā)展將長期可期。

寬禁帶：面向低碳將大量釋放產(chǎn)能

當前，“碳達峰”“碳中和”和“東數(shù)西算”戰(zhàn)略對半導(dǎo)體的帶動作用正愈加明顯。減碳降耗，不僅成為我國半導(dǎo)體企業(yè)競逐的產(chǎn)品目標，也逐漸成為諸多國際大廠的產(chǎn)品努力方向。在王笑龍看來，“雙碳”政策會帶來新能源汽車充電站、換電站等基礎(chǔ)設(shè)施的加快布局，從而持續(xù)帶動功率半導(dǎo)體產(chǎn)品在半導(dǎo)體全行業(yè)的比重提升。與此同時，由于我國的低碳化進程走在全球前列，我國的功率半導(dǎo)體廠商也將隨之受益，在全球市場中的市占率有望提升。

而為了實現(xiàn)更高的能源利用率，相關(guān)芯片和器件廠商將紛紛將碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體納入其產(chǎn)品范疇。TrendForce集邦咨詢分析師龔瑞驕在接受《中國電子報》記者采訪時表示，預(yù)計2023年將有更多車企將碳化硅技術(shù)引入主逆變器，其中高可靠性、高性能、低成本碳化硅MOSFET將成為競逐關(guān)鍵點。在消費電子領(lǐng)域，氮化鎵是降低功耗的明星產(chǎn)品。

據(jù)龔瑞驕介紹，當前使用氮化鎵的低功率消費電子產(chǎn)品已經(jīng)進入紅海市場，隨著技術(shù)、供應(yīng)鏈不斷成熟，氮化鎵功率元件正朝著中大功率儲能、數(shù)據(jù)中心、戶用微型逆變器以及汽車等場景拓展。在歐盟鈦金級能效要求等政策的推動下，數(shù)據(jù)中心電源和服務(wù)器制造商已深切意識到氮化鎵技術(shù)重要性，預(yù)計2023年氮化鎵功率元件面向該領(lǐng)域釋放大量產(chǎn)能。

中國電子科技集團公司第四十三研究所副所長胡朝春稱，東數(shù)西算戰(zhàn)略的實施，將給氮化鎵器件帶來巨量需求。為降低東數(shù)西算大數(shù)據(jù)中心的碳排放，數(shù)據(jù)中心正在將硅基器件換為氮化鎵器件，這樣一來，預(yù)計將降低碳排放1.25億噸。

作為寬禁帶半導(dǎo)體另一大代表材料的碳化硅也是各大芯片廠商的“心頭好”。近年來，大廠擴產(chǎn)碳化硅、著力提升碳化硅生產(chǎn)能力的消息頻頻傳出，碳化硅產(chǎn)品成為國內(nèi)外廠商爭奪的熱門賽道。2022年12月14日，意法半導(dǎo)體發(fā)布了新的碳化硅功率模塊，可提高電動汽車性能和續(xù)航里程。安森美亦將碳化硅業(yè)務(wù)作為企業(yè)發(fā)展的重點。安森美總裁Hassane EI-Khoury表示，安森美碳化硅業(yè)務(wù)的增長速度快于企業(yè)其他部門。他表示：“2023年安森美最大的增長將來自于碳化硅在電動車市場的增長，在未來3年預(yù)計可以實現(xiàn)40億美元的碳化硅收入。”英飛凌科技全球高級副總裁、大中華區(qū)總裁、英飛凌科技大中華區(qū)電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部負責人潘大偉表示，自2018年收購擁有碳化硅冷切割技術(shù)的初創(chuàng)公司SILTECTRA以來，通過技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)化，已經(jīng)實現(xiàn)材料損耗降低和成本降低。未來，同一碳化硅晶錠產(chǎn)出的晶圓數(shù)量將是現(xiàn)在的四倍。

當談及寬禁帶半導(dǎo)體未來的發(fā)展情況，第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長兼秘書長楊富華表示：“2050年國家電網(wǎng)能源清潔化率要達到50%，終端電氣化率要求達到50%，都要求碳化硅更好地發(fā)展，來支撐這樣一個目標的實現(xiàn)?！睏罡蝗A舉例稱，支撐傳統(tǒng)鋼鐵剛性交流電轉(zhuǎn)向半導(dǎo)體柔性智能電網(wǎng)，采用寬禁帶半導(dǎo)體器件后節(jié)點效果非常明顯，可以實現(xiàn)萬億度的電量降低。

異構(gòu)計算：會有更多廠商設(shè)計研發(fā)新產(chǎn)品

“我認為，周期性在半導(dǎo)體行業(yè)一直存在，關(guān)鍵是看行業(yè)參與者如何破局。”博通公司亞太區(qū)副總裁張衛(wèi)在接受《中國電子報》記者采訪時這樣表示。在他看來，小到藍牙穿戴設(shè)備、手機的觸屏、感應(yīng)充電，大到運營商的無線基站、核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心，無處不在的半導(dǎo)體產(chǎn)品的每一個細分領(lǐng)域都蘊含提升性能、降低能耗等方面的技術(shù)潛力和商業(yè)機遇。由此，張衛(wèi)認為，創(chuàng)新仍是2023年半導(dǎo)體行業(yè)的主導(dǎo)趨勢。

數(shù)字化浪潮推動下，人工智能、元宇宙、數(shù)字孿生等新興市場的帶動，將給云端、邊緣端、終端的硬件算力帶來更高的要求。面對這樣的市場趨勢，英特爾研究院副總裁、英特爾中國研究院院長宋繼強在接受《中國電子報》記者采訪時提出了幾大技術(shù)創(chuàng)新方向：其一，將系統(tǒng)和工藝聯(lián)合起來做優(yōu)化，在做芯片設(shè)計時不僅僅考慮芯片制程、如何與其他芯片互聯(lián)等硬件互聯(lián)問題，還要從系統(tǒng)如何使用、軟件如何調(diào)動功能模塊、不同功能模塊下一步會分成哪些合適的計算單元等角度進行考量。其二，借助先進技術(shù)進一步減少晶體管尺寸。宋繼強表示，英特爾正在采用環(huán)繞柵極半導(dǎo)體（GAA）和2D結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜技術(shù)，進一步推動半導(dǎo)體晶體管微縮。

“未來并不是單一產(chǎn)品的市場，肯定是多種制程多種節(jié)點的架構(gòu)，這樣才能滿足多種多樣的需求。”宋繼強認為，“未來肯定是XPU的時代，同時也需要可以把多種技術(shù)組合起來的異構(gòu)封裝技術(shù)，達到很高的能效比，這樣才能保證未來可持續(xù)發(fā)展?！被诖耍卫^強認為，2023年將會有很多廠商基于異構(gòu)計算的設(shè)計思路研發(fā)新產(chǎn)品。

對于異構(gòu)集成產(chǎn)品而言，當前最大的難點，是如何實現(xiàn)集成芯片之間的互聯(lián)互通，而互聯(lián)互通測試，不僅需要硬件IP廠商、各單片芯片廠商之間的合作，還需要封測廠商的加入，所有廠商之間的互聯(lián)互通測試將是一個龐大的系統(tǒng)工程。基于此，軟件的力量將更加凸顯。

中國工程院院士鄔江興提出了軟件定義晶上系統(tǒng)這樣的概念：“CPU的互聯(lián)結(jié)構(gòu)是固定的，就像雜技演員一樣，他們的骨頭一點也不軟，他們只是韌帶軟，所以如果我們的柔性系統(tǒng)沒有高度靈活可塑的韌帶的話是玩不了雜技的。”鄔江興院士所說的“骨頭”就像芯片硬件，“韌帶”就是以此為基礎(chǔ)的軟件系統(tǒng)。利用晶上互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，能夠提高人類到目前為止能夠?qū)崿F(xiàn)的最高互聯(lián)密度的閾值，將比現(xiàn)在的閾值提升2500度，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)極大化、節(jié)點極小化的結(jié)構(gòu)智能屬性。借助軟件定義超異構(gòu)超密度算力支撐機器學(xué)習(xí)的應(yīng)用，將大幅提升互聯(lián)密度，如果能利用好軟硬件協(xié)同計算架構(gòu)硬件性能將能提升30%左右。

回顧2022年，全球半導(dǎo)體行業(yè)遭受了俄烏沖突、原材料價格波動、匯率波動、疫情反復(fù)等帶來的影響。在此基礎(chǔ)上，我國半導(dǎo)體行業(yè)多次受到因地緣政治帶來的業(yè)務(wù)緊縮或壓制。在采訪中，記者感受到，我國半導(dǎo)體市場參與者存在一種復(fù)雜情緒：一方面對新冠感染防控政策調(diào)整后的市場回溫具有信心，另一方面也對來自國際市場的“黑天鵝”“灰犀牛”事件存在隱憂。業(yè)界分析師與企業(yè)參與者均表示，對于我國半導(dǎo)體行業(yè)而言，人才是最為稀缺的資源，希望能夠加大人才引進和培養(yǎng)力度，一方面積極吸收海外優(yōu)秀人才，另一方面自主培養(yǎng)集成電路相關(guān)人才，為我國半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展儲備關(guān)鍵力量。

“行業(yè)不是那么景氣的時候，國內(nèi)芯片制造廠商的產(chǎn)能利用率較低，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈反而獲得了密切合作的機會，可以做國產(chǎn)設(shè)備材料的驗證工作?！蓖跣埍硎?，“半導(dǎo)體公司要堅定信心、目光長遠、修煉內(nèi)功，保持研發(fā)強度，對未來的中國半導(dǎo)體保持信心。”

信息來源：中國電子報

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