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1、全球半導體市場發展趨勢白皮書 顧問股份有限公司 集成電路產業研究中心 二一九年五月 鄭重聲明 本報告的著作權歸顧問股份有限公司(簡稱為“顧問”)所有。 本報告是顧問的研究與統計成果,其性質是供客戶內部參考的業 務資料,其數據和結論僅代表本公司的觀點。 本報告有償提供給購買本報告的客戶使用,并僅限于該客戶內部使用。 購買本報告的客戶如果希望公開引用本報告的數據和觀點,在事先向 顧問提出書面要求后,必須經過顧問的審核、確認,并得到顧問 的書面授權。未經顧問的審核、確認及書面授權,購買本報告的客戶 不得以任何方式在任何媒體上(包括互聯網)公開引用本報告的數據和觀點, 不得以任何方式將本報告的內容提供
2、給其他單位或個人。否則引起的一切 法律后果由該客戶自行承擔,同時顧問亦認為其行為侵犯了顧問 的著作權,顧問有權依法追究其法律責任。 前言 半導體是當今信息技術產業高速發展的基礎和原動力,已經高度滲透 與融合到經濟和社會發展的各個領域,其技術水平和發展規模已經成為衡 量一個國家產業競爭力和綜合國力的重要標志之一。 當前,新一輪科技革命和產業變革正加速興起,大數據、云計算、物 聯網、人工智能等信息產業技術快速發展,將持續為半導體產業提供強勁 市場需求,全球集成電路產業將迎來新一輪的發展機遇。全球半導體貿易 協會(WSTS)數據顯示,2018年全球半導體市場規模達到4688億美元,同 比增長13.7
3、%。模擬芯片、微處理器、邏輯芯片和存儲器市場規模分別為 588億美元、672億美元、1093億美元和1580億美元。2018年全球存儲器市 場增速依舊領跑,達到27.4%;模擬芯片市場增速為10.7%,處理器電路市 場增速為5.2%,邏輯芯片市場增速為6.9%。 集成電路是高度國際化產業,要求企業全球配置資源,參與全球市場 競爭。同時集成電路產業試錯成本高、排錯難度大,面對逐年提高的半導 體技術研發成本,企業間通過聯合投資與研發的方式進行合作,既有利于 集中行業內企業技術資源推動尖端技術開發;也有利于降低研發不達預期 所帶來的投資風險,降低企業在新興應用領域創新的是錯成本;更有利于 提升人力資
4、源使用效率,實現稀缺智力資源的高效利用。 第2章 全球半導體市場現狀06 07 全球半導體市場規模與增速 08 全球半導體細分產品市場規模 09 全球主要國家和地區半導體市場規模 10 全球半導體終端應用市場規模 第3章 全球半導體市場競爭分析11 12 行業重大事件及影響分析 14 主力廠商及評價 Texas Instruments Infineon Samsung Electronics Intel Broadcom 目錄 第1章 全球半導體行業競爭格局 01 02 全球半導體產業轉移歷程 03 全球半導體產業技術演進趨勢 04全球主要國家和地區半導體產業發展概況 第4章 全球半導體市場未
5、來展望19 20 市場預測 21 驅動因素 22 主要趨勢 全球半導體行業競爭格局 01 全球半導體產業轉移歷程 全球經歷了的半導體產業轉移:第一次,20世紀70年代從美國轉向日本,第二次從20世紀80年代轉 向韓國與中國臺灣,目前正進行第三次轉移,逐漸轉向中國大陸。 19581970s1990s1980s 集成電 路誕生 1960s起 源于美國 2014 1986年日本 成世界集成電 路第一大國 1980s轉移 至日本 1990s轉移至韓 國、中國臺灣 韓國完成DRAM 趕超,中國臺灣 成為全球IC制造 基地 中國大陸 起源:半導體產業在20世紀50年代起源于美國,最初主要應用在軍事領域。美
6、國從自身人力成本 和扶持日本發展角度,率先將勞動力密集型的裝配環節轉移到日本進行。 第一次轉移:從 20 世紀 70-80 年代,由美國向日本轉移。日本半導體業的發展始于 1963 年, 日本電氣公司自美國 Fairchild 公司取得 planar technology 的授權。20世紀80年代起,日本半 導體的行業發展日趨成熟,日本借助家電產業和大型機DRAM市場,實現了對美國的趕超,日本 在 DRAM 市場上取得了絕對性的優勢地位,在日本廠商的競爭下,美國廠商如 Fair Child 等紛 紛退出 DRAM 市場。 第二次轉移:從20世紀80-90年代,由美國、日本向韓國以及中國臺灣轉移
7、。20世紀80年代,韓 國企業緊抓美日半導體爭端帶來的行業機會,積極引進美國優秀技術,韓國借助 PC 及移動通信 發展的東風,通過技術吸收創新與逆周期投資實現存儲器產業的突破性發展,成為DRAM 的主要 生產者。而中國臺灣則利用IDM分離為Fabless和Foundry時,著力發展Foundry,通過為全球知 名半導體企業晶圓代工迅速崛起,奠定了半導體代工領域的龍頭地位。 第三次轉移:從2014年前后,中國成為全球第一大消費電子生產國和消費國,對半導體產品的需 求逐年快速提升,中國半導體產業進入快速發展階段,現已成為全球最大的半導體市場。 2 2 全球半導體產業技術演進趨勢 集成電路產業沿著摩
8、爾定律發展,制程節點不斷縮小,即集成電路集成度每24個月翻一番。集成 電路產業的不斷發展,集成電路的制造工藝也在不斷突破。在之前的40年集成電路工藝發展中,一直 都在遵循摩爾定律,即集成電路的晶體管數量每兩年左右會翻一倍,進而芯片的運行速度也會翻一倍。 隨著技術的不斷發展,現在已經出現28nm、14nm和7nm等不同規格的先進制程。28nm現在已經成 為主流工藝技術,全球集成電路巨頭還在不斷的探索摩爾定律,臺積電公司憑借自身規模、研發優勢, 持續快速向先進工藝推進,現有最先進的7nm邏輯工藝業務快速成為公司重要營收來源。2019年,臺 積電將憑借EUV光刻技術對7nm工藝進行升級以實現芯片經濟
9、性的提升。伴隨EUV光刻技術成功應用 帶來的技術推動作用,臺積電預計將在2020年量產5nm邏輯工藝。 集成電路制程發展規律 10103 3 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 19952000200520102015 0.7m0.7m-0.35m0.35m-0.18m 0.18m-90nm90nm-40nm40nm-25nm 25nm-18nm18nm-10nm10nm 1995-2018年全球不同線寬的產能占比(等效8英寸) 4 4 全球主要國家和地區半導體產業發展概況(1/2) 美國半導體產業發展概述 自1959年美國人基爾比和諾伊斯發明了第一塊集成電路以來,美國半導體
10、產業在全球一直處于領導 地位。盡管在20世紀80年代,面對全球半導體產業技術轉移趨勢和日本半導體企業的競爭,美國半 導體廠商喪失了部分市場份額。但隨著美國半導體產業由工藝為主轉向設計為主的重大結構調整, 以英特爾為代表的一些企業,主動放棄存儲器市場,開始大力發展微處理器,促使美國重新奪回世 界半導體霸主地位。 半導體產業為美國帶來了持續且穩定的經濟利益,并為美國創造了超過100萬個就業崗位。另外, 從美國和全球半導體市場規模的對比中可以看出,美國半導體產業在全球市場中占據舉足輕重的地 位,其產業運行狀況直接表現為全球半導體市場的“晴雨表”,全面影響全球半導體市場形勢。美 國半導體產業除了產業規
11、模優勢之外,在企業競爭力方面同樣具有霸主地位。 歐洲半導體產業發展概述 自1987年以來,歐洲“三巨頭”幾乎從未跌出過全球半導體企業20強。其間,荷蘭飛利浦半導體 和德國西門子半導體分別脫離了原有公司獨立發展成為了恩智浦(NXP)和英飛凌(Infineon), 意法半導體集團(SGS-Thomson)也更名成為了意法半導體有限公司(ST)。在過去近30年中, 歐洲半導體產業依托歐洲在機械工程和汽車工業上的傳統優勢,歐洲半導體廠商進行了一系列的戰 略調整和對部分業務的主動放棄,進而聚焦于細分市場并且在特定領域形成巨大的市場和技術優勢。 此外,設備巨頭ASML和ASM,以及IP巨頭ARM也均是歐洲
12、半導體產業中的重要成員。 歐洲是全球半導體產業的重要組成部分,2018年歐洲半導體銷售額達到430億美元,較2017年的 383億美元增長12.1%。2018年歐洲強勁增長的主要驅動力是存儲器、邏輯芯片、模擬芯片和分立 器件的快速增長。 全球主要國家和地區半導體產業發展概況(2/2) 韓國半導體產業發展概述 日本半導體產業發展概述 20世紀80年代,在韓國政府的支持下,三星、LG、現代(2001年分離出為海力士)、大宇(1997 年亞洲金融危機中破產)四大財閥開始進軍半導體產業。韓國抓住PC時代與移動通信時代高速發展 期對存儲器的巨大需求缺口,推動成立類似日本VLSI的國家項目研究組,通過技術
13、引進-模仿-創新完 成學習過程,逐漸縮小與先進國家的差距。 2018年,韓國市場規模達到1147億美元,同比增長24.3%。市場主要由存儲器產品主導,其價值達 到1016億美元。2018年韓國市場銷量主要由大數據、高端手機和高容量內存推動。 中國半導體產業發展概述 在政策支持、高額投資、工程師紅利、國內需求快速增長等一系列有利因素的促進下,中國半導體產 業持續保持快速發展勢頭。在部分細分領域,如智能卡芯片、通信芯片、移動智能終端芯片設計等方 面,中國企業的產品技術和質量能夠比肩世界先進水平。但在高端通用芯片領域,如CPU、DSP、 FPGA、存儲器、模擬芯片等,中國企業在研發、設計和制造方面與
14、全球領軍企業還存在較大差距。 2018年,中國半導體銷售額達到2422億美元,較2017年的2124億美元增長14.0%。在終端領域, 2018年中國市場強勁增長的主要驅動力是網絡通信,占總份額的31.3%,其次是計算機,占比27%。 2017年到2018年,所有主要終端應用領域實現了同比增長,增速都在11%-15%之間。 20世紀80年代,日本半導體一度超過美國,在全球半導體市場份額占比第一。隨著全球半導體市場的 增長趨勢,2018年日本半導體市場規模時隔六年再次突破400億美元,增速達到9.3%,連續3年保持 增長。產品和細分市場呈現穩定的增長的態勢。得益于消費電子和汽車領域需求旺盛,存儲
15、芯片增長 最快,達到創紀錄的40.3%;MPU芯片增長次之,達到21.4%。得益于汽車和工業的巨大需求,MOS DRAM增速達到19.5%。 10105 5 全球半導體市場現狀 02 全球半導體市場規模與增速 半導體產品可分為集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器四類。其中,集成電路是半導體工業 的核心。作為半導體產業主導類型,集成電路自誕生以來,帶動了全球半導體產業自20世紀60年代 至90年代的迅猛增長,集成電路產業發展一直呈上升趨勢,但其生產和需求并不平穩。從半導體銷 售額同比增速上看,全球半導體行業大致以4-6年為一個“硅周期”,景氣周期與宏觀經濟、下游 應用需求以及自身產能庫存等因素
16、密切相關。 過去20年半導體市場經歷了數次跌宕起伏,2000年的互聯網泡沫破裂,導致產業有兩年的調整, 通過積聚能量之后直至2004年時再次躍起。此后由于12英寸硅片的導入,產業開始又一輪的產能 擴充競賽,直至2008年全球金融危機的爆發。全球半導體市場在2008年出現了負增長,2009上半 年更大幅下滑了25。隨著終端電子產品市場如蘋果的iPhone、iPad等興起,并且來勢十分強勁, 2010年半導體業進入又一個歷史性的高點。半導體市場到2016年之前一直徘徊在3000億美元左右, 到2017年突破了4000億美元。全球半導體貿易協會數據顯示,2018年全球半導體市場規模達到 4688億美
17、元,同比增長13.7%,是2010年以來增長最快的年份之一。 2018年全球半導體市場規模達4688億美元,增速達到13.7% 1999-2018年全球半導體市場規模及增速 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 (%) (US$B) Semiconductor Market Size
18、 (US$B)Growth Rates (%) 數據來源:WSC,顧問整理 7 7 全球半導體細分產品市場規模 1010 存儲器連續兩年成為最大應用領域 從具體產品來看,半導體包括集成電路、分立器件、光電器件和傳感器。2018年這四大類產品市 場規模分別為3933億美元、241億美元、380億美元、134億美元。集成電路市場規模增速回落, 達到14.59%;分立器件市場規模增速小幅回落,達到11.1%;光電器件市場規模繼續保持增長, 增速達到9.2%;傳感器市場市場規模大幅下降,增速僅為6.3%。 集成電路產品分為模擬芯片、微處理器、邏輯芯片和存儲器,2018年市場規模分別為588億美元、 6
19、72億美元、1093億美元、1580億美元,分別占集成電路市場份額的14.95%、17.09%、27.79%、 40.17%。2018年全球存儲器市場增速依舊領跑,達到27.4%;模擬芯片市場增速為10.7%,微處 理器市場增速為5.2%,邏輯芯片市場增速為6.9%。 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 (US$B) LogicMicroMemoryAnalogOptoSensorsDiscrete 1999-2018年全球半導體產品市場規模(億美元) 數據來源:WSC,顧問整理 8 8 全球主要國家和地區半導體市場規模 0 50 100 150 200 250
20、 300 350 400 450 500 20052006200720082009201020112012201320142015201620172018 (US$B) AmericasEuropeJapanChinaother Asia Pacific 2005-2018年全球主要國家和地區半導體市場規模(億美元) 從區域市場結構來看,2018年中國占比最高達到33.8%,美國、歐洲、日本、其他環太平洋國家 分別占22%、9.2%、8.5%和26.5%。 從增速來看,2018年中國依舊領先全球,增速達到20.5%,高于全球增速6.8個百分點。美國、歐 洲、日本和其他環太平洋區域增速分別為16
21、.4%、12.3%、9.3%和6.1%。 2018年中國半導體市場規模及增速領跑全球 數據來源:WSC,顧問整理 9 9 全球半導體終端應用市場規模 通信和計算機已經占據全球半導體最大用量,2018年占比分別達到32.4%和30.8%。受益于新一代 通信技術的普及和應用,通信用芯片的占比從1999年的21.2%增加至2018年的32.4%。電腦的市場 占有率的不斷被智能手機、平板電腦等新興電子產品取代,電腦用芯片的市場占有率從1999年的 50.4%下跌至2018年的30.8%。 隨著汽車電子化程度普及的增加,電子化、電動化和智能化逐漸成為汽車半導體發展的趨勢,使得汽 車半導體的占比從1999
22、年的5.9%增加至2018年的11.5%。此外,隨著全球工業4.0進程的加速,工 業設備數字化、網絡化、智能化程度的不斷增加,工業領域對于半導體的需求日益旺盛,其占比從 1999年的7.6%增加至2018年的12%。 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 1999-2018年全球半導體市場應用結構 ConsumerAutoComputerIndus
23、tryCommunicationGovernment 2018年通信和計算機兩大細分市場規模占比最高 數據來源:WSC,顧問整理 1010 03 全球半導體市場競爭分析 行業重大事件及影響分析(1/2) 高通中止并購恩智浦 2016年10月,高通宣布將以約380億美元的價格收購全球最大的汽車芯片提供商恩智浦 半導體。在歷時19個月,涉及多個芯片巨頭、由9個國家共同監管審核的“芯片史上最大并購 案”,因在截止日期之前未獲得中國商務部審批許可,高通宣布放棄收購恩智浦。為此,高 通不得不向恩智浦支付高達20億美元的分手費。此次收購雖然失敗了,但是從中也可以明顯 看出全球半導體產業正在經歷新的一輪調整
24、期,而究其原因則是新技術的發展。物聯網、AI、 自動駕駛等新興應用,已經嶄露頭角取得了一定進展,半導體巨頭們也正在調整策略積極布 局。 存儲器市場震動加劇 憑借著存儲器市場的爆發,三星在2017年實現對英特爾的反超,一舉成為全球半導體領域的“新 霸主”。而到了2018年,DRAM和NAND閃存價格開始出現明顯下滑。SK海力士為了應對2019 年NAND 及DRAM價格下跌的趨勢,該公司決定自2018年底前開始減少投資規模,并將監控調 整2019年的產能。而三星原計劃2018年下半年對DRAM及NAND Flash進行新投資,但或將延至 2019年,取而代之的是對現有產線進行補強投資。另外,美光
25、也表示計劃大幅降低2019財年資本 開支,減少NAND及DRAM產量以維持價格。 1212 AI和5G或將成為半導產業的新動能 隨著AI和5G技術的發展,大量創新應用將持續驅動全球市場的增長。過去幾十年的半導體產業, 驅動因素一般是12個殺手級應用,比如以個人電腦、手機、互聯網來驅動,而當前這波半導體 成長主要基于二個核心技術AI和5G,它們驅動大批新的應用,例如智能交通、智能制造、智 慧醫療、智能家居、智慧生活、智慧數據等,數據及數據中心已成為產業增長的新動能。另外 VR/AR、云計算、大數據、機器學習和智能醫療等新技術的應用,也刺激了半導體的市場需求。 行業重大事件及影響分析(2/2) 先
26、進工藝制程玩家減少 2018年8月,聯電宣布不再投資12nm以下的先進制程。隨后,格芯(GlobalFoundries)8月底 宣布將無限期地暫停7nm制程工藝的開發,以便將資源轉移到更加專業的14nm和12nm FinFET 節點的持續開發上。此外,作為摩爾定律的提出者和鑒定的推動者,英特爾在其10nm制程工藝上 也遭遇了困難。在晶圓代工方面,目前市場上有英特爾、臺積電、三星電子以及格羅方德四大代 工廠。隨著臺積電推出7nm制程,臺積電將領跑先進制程。未來,摩爾定律會到達物理極限,但 新工藝、新器件、新結構和新材料將會持續推進半導體產業快速發展。 礦機需求下降拖累GPU芯片產量 自加密數字貨
27、幣市場的爆發,引發了礦機需求的井噴,由此也帶來了芯片代工、電子元器件、 GPU等環節的需求增長。礦機代工業務,一度為臺積電貢獻了10%的營收。同樣得益于礦機市場 的是GPU芯片制造商英偉達。然而在2018年出現了轉折。2018年11月比特幣大跌14%,最低跌 破4700美元,創2017年10月來新低。2018年12月,比特幣單價3194美元,創一年來最低。伴 隨著比特幣過山車式發展,芯片制造商英偉達也遭受波及。在礦機市場,僅比特大陸、嘉楠耘智 和億邦科技三家就囊括了全球九成以上的份額,中國企業擁有絕對的話語權。受比特幣價格的暴 跌,國內三大巨頭的IPO之路,也蒙上了一層陰影。礦機只是半導體芯片
28、應用的一個市場,但是其 引發的蝴蝶效應已經波及整個半導體產業。 10101313 臺積電生產線因電腦病毒停擺 2018年8月,全球晶圓代工巨頭臺積電位于新竹科學園區的12英寸晶圓廠和營運總部電腦遭病毒 入侵且生產線全數停擺。隨后,臺積電位于臺中科學園區的Fab 15廠,以及臺南科學園區的Fab 14廠也陸續傳出同樣消息,臺積電在臺灣地區北、中、南三處重要生產基地,同步因為病毒入侵 而導致生產線停擺,幾天的停擺,使得臺積電損失約25.96億元新臺幣。 主力廠商及評價(1/5) 模擬霸主:德州儀器(TI) 2018年,盡管半導體市場放緩,德州儀器營 收達到158億美元,同比增長6%,自由現金流達
29、到61億美元,占總收入的38.4%。其中模擬IC營收 達到108億美元,同比增長9.1%,約占總收入的 68%。2018年德州儀器占據模擬IC市場的18%, 依舊穩坐行業第一的寶座。 長期以來,德州儀器專注于模擬和嵌入式處 理器的研發,工業和汽車是主要的應用終端。德州 儀器不斷地投資于其具有競爭優勢的制造技術、拓 展產品廣度、擴大市場渠道覆蓋面、豐富產品多樣 性和提高產品壽命,不斷保持市場領先地位。 重點投入:汽車與工業 2018年,工業領域是德州儀器最大的終端市場,占其銷售收入36%;其次是消費電子, 占其總銷售收入的23%;汽車電子占總銷售收入的20%。 德州儀器在汽車和工業領域的研發投入
30、占比逐年增高,由2013年的42%,增加到2018年 的56%。2018年德州儀器在工業領域的研發投入是占比達到36%,占比最高;汽車電子是研 發投入增速最快的領域。 資料來源:Capital management strategy,TI 1414 主力廠商及評價(2/5) 功率巨頭-英飛凌(Infineon) 英飛凌是全球領先的功率管理解決方案和高性 能功率半導體供應商,其產品涉及應用領域廣泛, 其中在汽車、工業控制等領域均保持了較高的市場 份額。2018年英飛凌在汽車領域同比增長9.7%; 在工業控制領域同比增長9.7%;在電源管理領域同 比增長7.9%。 2018年英飛凌在全球的銷售額達
31、85.9億美元, 與2017年的79.7億美元相比,同比增長7.8%,在 功率器件領域依舊保持第一。英飛凌的業務重心已 經逐步向亞太地區輻射,主要集中在中國,2018年 英飛凌在中國功率半導體市場上的銷售額為135.3億 元,市場份額為8.1%,在中國功率半導體市場占有 率排第一名。 電動汽車-驅動未來 電動汽車與智能駕駛成為英飛凌的重要 發力點。2018年英飛凌汽車事業部的營 收32.8億歐元,較前一年增長了10%, 占整個營收的43%。英飛凌在汽車電子 領域的市場份額超過10%,排名第二。 資料來源:英飛凌年報 10101515 主力廠商及評價(3/5) 存儲帝國-三星(Samsung)
32、20多年來,三星一直是內存行業翹楚。整體上 來說三星半導體業務以存儲芯片為主,其中DRAM 內存芯片份額占了全球的40%-45%,NAND閃存 占了全球市場份額的30%-35%,三星憑過去兩年的 存儲芯片大漲,連續兩年超越了英特爾成為全球半 導體第一大企業。 2018年三星半導體營收741億美元,同比增長 16%,其中存儲器業務營收622億美元,同比增長 20%,占半導體營收的84%。2019年,公司將注重 技術競爭力,穩步提升1ynm工藝,發展1znm工藝; 通過擴大第五代V-NAND的供應,增強成本競爭力; 擴大7nm EUV工藝的量產,增加至少40%的客戶群。 存儲衰退-多元化布局發展
33、三星半導體正在加速進行數字 化轉型,開發能夠處理實現人 工智能的大量數據密集型復雜 進程的技術。三星推出了幾款 推動人工智能發展的重要產品, 包括用于深度學習的高性能處 理器和HBM2新一代內存產品。 韓國主要移動運營商在韓推出 了商業5G服務。三星將與其長 期合作,提供創新型 5G 移動技 術。三星對外發布了多款手機 5G芯片,并表示芯片已經開始 投入量產。同時三星計劃在 2022年占據全球5G設備市場中 20%的份額。 該公司已開發出業界首個第三 代 1znm 8Gb雙倍數據速率 DRAM,將 DRAM 的縮放限 制進一步擴大。該產品的量產 將于2019年下半年開始,以適 應預期將于 20
34、20 年推出的下 一代企業級服務器和高端個人 計算機。 資料來源:SamSung官網 1616 主力廠商及評價(4/5) CPU泰斗-英特爾(Intel) 英特爾是全球最大的芯片制造商,同時也是計 算機、網絡和通信產品的領先制造商,在半導體領 域連續25年排名第一,在2017年被三星超越。 2018年英特爾在全球的銷售額達708億美元,與 2017年的628億美元相比,同比增長12.8%。研發 投入占銷售額的19%,達到135億美元,排名第一。 2018年英特爾推出了全新的下一代CPU微架 構Sunny Cove,旨在提高通用計算計算性能和降 低功耗,并包含了可加速人工智能和加密等專用計 算任
35、務的新功能。預計2019年底,Sunny Cove將 成為英特爾下一代服務器和客戶端處理器的基礎架 構。 數據中心,引領數據時代變革 英特爾研發的多種半導體產品中,重點是復雜數字和混合信號互補金屬氧化物半導體、 CMOS、基于器件和模擬III-V。英特爾在半導體領域不斷創新,為終端應用提供成千上萬的芯 片產品,如企業和數據中心網絡、機頂盒、寬帶、電信設備、智能手機和基站、數據中心服務 器和存儲系統、工廠自動化、發電和替代能源系統、電子顯示屏。英特爾通過高性能的設計和 集成能力使自己與眾不同,并專注于為目標市場開發產品。 資料來源:英特爾官網 10101717 主力廠商及評價(5/5) 通信長青
36、-博通(BROADCOM) 2016年Avago收購博通后改名博通有限公司,成 為全球領先的半導體設計公司,排名全球第五位。公 司產品種類繁多,應用領域廣泛,主要包括無線通信、 有線基礎設施、企業存儲以及工業和其他四個主要目 標市場提供產品,產品應用包括移動電話和基站、數 據網絡、存儲和電信設備、工廠自動化、發電和替代 能源以及顯示器等。 2018年博通營收達到209億美元,比2017年的增 加176億美元增長了18%,其中公司約50%的銷售收入 來自中國。2018年,博通的研發支出達到38億美元, 占全年銷售收入的18%。截至2018年,公司擁有超過 22000件專利組合。 并購重組,步步為
37、營 近五年來,一系列收并購使公司業績實現高速增長。 2018年營收同比增長18%,其中主要 由收購的原博通公司產品貢獻。公司作為芯片設計廠商,通過垂直產業收并購,提升公司規模 和競爭力。在業務發展方面,公司積極布局全球業務并聚焦作為全球電子制造主要區域。 資料來源:英特爾官網 資料來源:BROADCOM官網 資料來源:BROADCOM官網 1818 全球半導體市場未來展望 04 市場規模預測 全球半導體市場在2018年增長13.7至4688億美元,創歷史新高。 預計2019年將下降3.0至4545億美元。預計到2020年適度增長將 回歸。 預計到2019年,美國,歐洲和亞太地區應用規模經過連續
38、兩年的強 勁增長后將出現負增長。存儲器市場規模將下降14.2,其他產品市 場增速將放緩。 數據來源:WSTS,顧問整理 2020 201720182019201720182019 美國88,494102,99797,02135.016.4-5.8 歐洲38,31142,95742,82417.112.1-0.3 日本36,59539,96140,35113.39.21.0 亞太248,821282,863274,35019.413.7-3.0 全球412,221468,778454,54721.613.7-3.0 分立器件21,65124,10224,77611.511.32.8 光電器件34
39、,81338,03238,6118.89.21.5 傳感器12,57113,35613,89916.26.24.1 集成電路343,186393,288377.2612414.6-4.1 模擬53,07058,78561,08310.910.83.9 微控制63,93467,23368.5135.55.21.9 邏輯102,209109,303112,10911.76.92.6 存儲123,974157,967135,55761.527.4-14.2 全球412,221468,778454,54721.613.7-3.0 按產品結 構分類 市場規模 US$M市場規模增速 % 按照地區 分類 全
40、球主要國家和地區半導體市場規模及增速預測 驅動因素 基于近平衡態物理的半導體產業已經成熟,半導體產業技術逼近極限。盡管目前依賴于 特征尺寸不斷縮小的硅基CMOS技術發展遇到越來越多的挑戰,但不依賴于特征尺寸的 器件創新此起彼伏。特別是MEMS器件和系統級封裝技術(SIP)的發展促使集成電路 的“集成”涵義更為廣泛。2004年石墨烯的發現,對于下一代工作速度更快、更大規模、 成本更低、功耗更小的集成電路提供了最可能的路徑。雖然目前利用石墨烯制備FET (場效應晶體管)還有許多困難,但從石墨烯固有的卓越本征電子屬性以及近年來對石 墨烯FET開發的進展程度來看,碳基集成電路可能會成為一個重要的發展趨
41、勢。 以往相比,當前硅基CMOS技術面臨著許多前所未有的重大挑戰。從28nm向22nm, 甚至更小特征尺寸過渡時,平面MOSFET被立體的FinFET所替代。為加工更細的線寬, EUV(極紫外)光刻技術或電子束光刻技術將替代目前的193nm浸沒式光刻技術。從經 濟生產規模出發,采用18英寸(450nm)晶圓和建設單片晶圓全自動生產線或將是新 的解決方案??梢韵胂蟮?/3nm及以下特征尺寸時,半導體芯片工藝又將進入一個相對 全新的時代。 產品創新是推動半導體產業發展的永恒動力。即使摩爾定律趨于失效,但產品創新仍是 引領半導體產業維持高速發展的主導因素。目前世界集成電路產品在經歷了Tr(晶體 管)
42、、ASSP(標準通用產品)、MPU(微處理器)、ASIC(專用IC)、FPGA(現場 可編程門陣列)、SoC(系統級芯片)的產品特征循環周期,目前正在向U-SoC(超系 統級芯片)過渡。新一代信息技術的每一個需求都可能激發半導體新一代產品的誕生。 產品創新 技術創新 器件創新 10102121 主要趨勢(1/2) 5G、AI等新興應用成為市場增長的驅動力 隨著傳統PC市場進一步萎縮和移動智能終端需求的下降,5G、AI、汽車電子、IOT等新興應用成為半 導體市場新的重要增長點。5G方面,5G網絡設備和終端發展將為芯片帶來巨大的市場需求,隨著2018 年基站設備啟動部署,業界認為2020年5G將會
43、實現大規模商用,將帶動千億美元的半導體市場。在5G 商用初期,運營商大規模開展網絡建設,5G網絡建設投資帶來的設備制造上收入將成為5G直接經濟產 出的主要來源。預計2020年,網絡設備和終端設備收入將超過5000億元,大幅拉動半導體市場需求。 人工智能方面,人工智能計算任務可借助GPU、FPGA、ASIC等芯片結合軟件算法庫實現加速,為集成 電路領域帶來新的市場增長空間。同時,人工智能芯片與深度學習算法和特定場景融合,為全球芯片初 創企業提供新的發展機遇。 摩爾定律持續成為技術發展的關鍵驅動力 雖然受到尺寸、散熱、成本的約束,摩爾定律在過去兩年有放緩的趨勢,但很多物理極限仍被不斷打破 和刷新,
44、半導體產業依然沿著摩爾定律不斷推進,并且預計未來很長一段時間還將繼續保持這個趨勢。 目前最先進的量產工藝已經達到7nm、5nm工藝產業化已取得重大突破,并有望繼續推進至3nm工藝。 英特爾、臺積電、三星等領軍企業在先進工藝方面持續推進。英特爾2015年量產14nm工藝,2018年 以后量產10nm,2020年以后預計推出7nm。臺積電和三星都宣布采用深紫外(EUV)光刻技術,臺 積電已經投資新建5nm生產線,2020年后將啟動建設3nm制程工廠。 圍繞超越摩爾定律的產品技術創新活躍 在半導體技術繼續延續摩爾定律發展的同時,以新材料、新結構、新器件為特點的超越摩爾定律為半導 體產業提供了新的發展
45、方向。一方面,三維異質器件系統集成成為發展趨勢,英特爾、三星、臺積電等 企業在三維器件制造與封裝領域發展迅速。英特爾聯合鎂光推出革命性的3D Xpoint新技術;三星實現 多層3D NAND閃存,成為存儲領域的顛覆性產品;臺積電的整合扇出晶圓級封裝技術(InFowlp)應 用于蘋果公司最新的處理器中。另一方面,微電子學、物理學、化學、計算機科學等多學科與信息技術 的交叉滲透日益深入,促使新型微機電系統工藝、寬禁帶半導體材料器件、二維材料、碳基電子學、腦 認知與神經計算、量子信息器件等創新技術的集中涌現,拓展了半導體技術發展方向。超越摩爾產業不 追求器件的尺寸,而是通過研究新原理、新工藝、新材料
46、、新器件以及新裝備加速促進處理器、存儲器、 模擬器件、功率器件等實現變革,推動半導體產業持續快速發展。 2222 主要趨勢(2/2) 產業綜合競爭能力向體系化、生態化演進 隨著產品競爭日益加劇,單一競爭模式已經越來越難以適應競爭的需求,產業競爭模式正在向體系 化、生態化方向演進變革。一方面,圍繞新興領域生態布局的兼并重組活躍。軟銀收購ARM布局物 聯網領域;三星收購汽車電子零部件供應商哈曼公司進入汽車電子行業;英特爾收購以色列公司 Mobileye打造無人駕駛領域的整體解決方案。另一方面,整機和互聯網等應用企業涉足上游芯片領 域成為產業發展新特征。終端企業為了維持綜合競爭實力,通過使用定制化芯
47、片產品,實現整機產 品具備差異化與系統化優勢。繼蘋果公司后、谷歌、亞馬遜、Facebook、特斯拉等應用企業紛紛進 入半導體領域,自研或者聯合開發芯片產品。蘋果公司自研的處理器同操作系統的緊密結合成為其 產品最強大競爭力之一。谷歌公司、亞馬遜分別針對特定應用推出專用人工智能芯片,特斯拉也在 研發應用于智能駕駛的專用芯片。 全球主要國家和地區圍繞芯片競爭態勢加劇 美、歐、日、韓等半導體制造強國/地區發布相關政策,加快半導體產業的布局,進一步強化政府對 產業的支撐力度,鞏固其先發優勢和競爭地位。2015年,歐盟發布歐洲微型和納米電子元器件及 系統戰略路線圖;2016年7月,創新英國技術戰略委員會宣
48、布成立“化合物半導體應用創新研究 中心”,并投入400萬英鎊加速化合物半導體器件的商業應用;2016年11月,由韓國三星、海力士 聯合成立總規模超過2000億韓元“半導體希望基金”,扶持韓國存儲器產業鏈企業發展;2017年美 國總統科技顧問委員會發布報告持續鞏固美國半導體產業領導地位。近期美國DARPA提出了 “電子復興計劃”,計劃未來五年投入超過20億美元,聯合學術界、產業界等組織開發用于電子設 備的新材料,開發將電子設備集成到復雜電路中的新體系結構,以及進行軟硬件設計上的創新。 應用企業 整機 企業 芯片 制造 商 10102323 附件 顧問集成電路產業研究中心介紹 集成電路產業重要的戰
49、略地位與巨大的市場潛力,促使其受到全球業界的廣泛關注 和高度重視,顧問集成電路產業研究中心正是中國集成電路乃至半導體產業與 市場研究機構中最活躍的力量?;趯χ袊雽w產業與市場近20年的追蹤研究, 顧問集成電路產業研究中心構建了目前中國最廣泛深入、最完整科學的研究分 析體系;并擁有目前中國最龐大、最專業的信息數據資源。中心聚焦集成電路、光 電子、行業電子三大領域,在產業市場趨勢、企業投資決策、政府園區規劃、政策 解讀輔導等方面具有多年的研究積累和咨詢經驗,并依托中國半導體行業協會等資 源與業內重點半導體企業、行業及技術專家建立了長期的聯系和戰略合作關系。 集成電路產業中心集成電路研究團隊縱向圍繞集成電路設計、制造、封測、裝備材 料等產業鏈各環節,橫向聚焦存儲器、MCU、模擬芯片、MEMS器件、功率器件、 化合物半導體等重點產品,覆蓋智能終端芯片、汽車電子芯片等應用領域;光電團 隊瞄準LED及半導體照明、新型平板顯示、太陽能光伏、激光、光通信等光電器件, 并積極拓展光電器件在新工業、新能源、新消費等下游領域的應用研究,緊跟戰略 性新興產業發展趨勢,不斷強化互聯網+、信息安全、智能照明等新興領域的研究 工作。行業電子是中