芯片業(yè)的「苦日子」快到頭了

對于全球半導體業(yè)而言，2019 是青黃不接的一年，彼時，智能手機銷量見頂回落，受下游需求疲軟影響，云計算廠商的 Capex（資本性支出）增速顯著下滑，電動汽車等新興應用市場體量尚小，對需求拉動有限。

進入 2020 年，在多重因素影響下，半導體上行周期開啟，特別是受疫情影響，居家辦公需求迅速興起，帶動 PC、平板電腦等消費終端需求快速上升，線上活動的增加推動著數(shù)據(jù)中心建設規(guī)模擴充。同時，以新能源車為代表的新興應用迎來技術、成本突破，市場需求快速增長。在旺盛需求的帶動下，晶圓廠產(chǎn)能利用率上升，同時，各晶圓代工廠/IDM 都增加了資本開支預算。

進入 2021 年，盡管大多數(shù)半導體產(chǎn)品價格依然維持在高位，但價格增速顯著放緩，部分產(chǎn)品價格開始出現(xiàn)松動。同時，終端客戶和分銷商手中的部分芯片庫存水位較高，隨著對未來半導體產(chǎn)品價格的預期逐步發(fā)生變化，部分領域的拉貨速度放緩，從 2021 年底開始，芯片行業(yè)進入下行周期。

進入 2022 年以后，產(chǎn)業(yè)鏈下游的 EMS 企業(yè)拉貨動力減弱，而上游晶圓廠的產(chǎn)能利用率在 2022 年前三個季度依然處于高位，芯片設計和分銷環(huán)節(jié)庫存壓力較大，據(jù)廣發(fā)證券統(tǒng)計，2022 年第二季度，全球主要 IDM 的庫存周轉天數(shù)（DOI）為 117.3 天，環(huán)比增加 0.1 天，芯片設計公司的 DOI 為 88.7 天，環(huán)比增加 4.6 天，合計 DOI 為 105.7 天，環(huán)比增加 1.5 天。全球主要分銷商的庫存也持續(xù)上升，同一時段 DOI 達到 59 天，環(huán)比增加 7.1 天。

進入 2022 年第四季度，全球芯片需求持續(xù)低迷，設計廠商承受著越來越大的庫存壓力，而進入 2023 年以來，全球半導體業(yè)進入全面蕭條期，產(chǎn)能利用率在 2022 下半年依然維持高位的晶圓代工廠，在 2023 年第一季度明顯下滑，各種「打折促銷」手段頻頻見諸報端，典型代表是臺積電，這家晶圓代工領域的「吸金獸」在該季度的業(yè)績表現(xiàn)一般，且第二季度將出現(xiàn)大幅下滑，受到業(yè)界高度關注。

綜上，從過去 4 年的情況來看，全球半導體業(yè)在產(chǎn)業(yè)周期中上下波動，目前來到了非常困難的時段，而且，在未來半年內，這種困難局面依然會延續(xù)，甚至會繼續(xù)「惡化」，那么，在未來一年左右的時間內，整個半導體業(yè)是否會一直處于「黑暗期」呢？答案是否定的，行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了復蘇跡象，下面從芯片需求端和供給端來介紹一下。

需求端觸底

在剛剛過去的 2023 年第一季度，終端需求出現(xiàn)觸底復蘇信號，從智能手機市場來看，據(jù) CINNO Research 統(tǒng)計，2023 年 1 月，中國大陸市場智能手機銷量約 2766 萬部，同比下滑 10.4%，同比降幅收窄，環(huán)比上升 44.6%。射頻前端芯片巨頭 Qorvo 預計中國安卓手機市場在 2022 年第四季度達到谷底，向上拐點將出現(xiàn)在 2023 年第二季度，手機需求將在 2023 下半年明顯改善。高通預計 2023 上半年客戶將繼續(xù)減少庫存，市場需求將在 2023 下半年明顯改善。

PC 方面，行業(yè)大廠預計 2023 年呈現(xiàn)弱復蘇態(tài)勢。AMD 表示，2022 年第四季度持續(xù)去庫存，渠道庫存已縮減，2023 年第一季度繼續(xù)去庫存，AMD 的 PC 業(yè)務營收在 2023 年第一季度觸底，預計 2023 下半年 PC 行業(yè)將復蘇。

在顯示面板市場，Omdia 預計 2023 年第二季度液晶電視面板訂單有望實現(xiàn)同比增長 19% 的反彈，50 英寸及更大尺寸的面板訂單將達到 1614 億個，同比增長 8%，整體市場有望恢復到 2020 年的峰值水平。今年 3 月初以來，主流市場的 HD 畫質 TDDI 芯片報價已上漲一成，該類芯片供不應求的局面將延續(xù)至 4 月，到了 5 月，產(chǎn)能恢復正常后價格會下落，這反映出部分細分市場的芯片供需關系開始從供過于求向供需平衡轉變，這是個積極信號。

供給端：晶圓廠產(chǎn)能利用率有望恢復

如前文所述，進入 2023 年以來，全球晶圓廠，特別是晶圓代工廠的產(chǎn)能利用率持續(xù)下滑，收入減弱，以聯(lián)電為例，該公司預計 2023 年第一季度產(chǎn)能利用率進一步降至 70% 左右。

晶圓廠產(chǎn)能利用率下降，迫使部分晶圓產(chǎn)線采取以價換量的策略，從而減小了芯片設計企業(yè)的成本壓力，以改善盈利能力。Sigmaintell 預計，2023 年，8 英寸晶圓和 12 英寸 55nm 以上制程晶圓代工價格有望同比下降 15%-17%，12 英寸 40nm 及以下制程晶圓代工價格同比有望下降約 5%-12%，晶圓代工行業(yè)整體價格同比下降約 10%-15%。

總體來看，在晶圓產(chǎn)線降價和未來需求復蘇的驅動下，從 2023 年第二季度開始，晶圓廠的產(chǎn)能利用率有望逐步修復，據(jù) Sigmaintell 預測，全球主要晶圓產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率在 2023 下半年有望溫和恢復。不過，考慮到 2023 年晶圓制造整體供需關系，即使 2023 年第二季度客戶下單量有所恢復，使得晶圓廠產(chǎn)能利用率上升，制造芯片的價格在 2023 年依然處于下行周期，因此，芯片設計公司的成本壓力雖然有所改善，在 2023 全年依然要過苦日子。

可見，相對于前文介紹的芯片需求端，供給端在 2023 年的日子更難，這主要是因為產(chǎn)業(yè)鏈供需關系傳導需要時間（3-6 個月），只要市場需求持續(xù)改善，晶圓廠和芯片設計公司的苦日子將在 2023 年底或 2024 年初結束，到那時，整個產(chǎn)業(yè)將重新進入上行周期。

增長動力

以上，主要是從產(chǎn)業(yè)宏觀層面講。芯片業(yè)要恢復增長，必須有實實在在的動力源，從目前及可預見未來的情況來看，芯片業(yè)增長引擎主要靠以下幾類芯片帶動。

高性能計算芯片

AIGC 的發(fā)展正在帶動相關芯片需求實現(xiàn)指數(shù)級增長，AIGC 大模型的訓練和推理需要大量高性能計算（HPC）算力支持，除了算力芯片（GPU、CPU 等），AI 服務器內部的存儲芯片（DRAM、NAND、HBM 等）、NVLink + NVSwitch、光芯片、高速接口芯片、多相電源供電方案等配套產(chǎn)業(yè)鏈都將充分受益于 AI 服務器的需求擴容。

考慮到各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭正在訓練的 AI 模型參數(shù)量仍在持續(xù)增加，未來模型訓練參數(shù)量可能達到萬億級別。Trendforce 預估，2022 年搭載 GPGPU 的 AI 服務器出貨量占整體服務器比重近 1%，即約 14 萬臺，預計 2023 年出貨量同比增長可達 8%，2022~2026 年 CAGR 達 10.8%。

AI 服務器的核心是 GPGPU/ASIC，單價較普通服務器大幅提升。AI 服務器與通用服務器不同，除了兩個 CPU，一般還要配備 4-8 個 GPGPU，以及一系列配套芯片。以英偉達 DGX A100 為例，包含 8 個 A100 GPU，2 個 64 核 AMD Rome CPU，2TB RAM，30 TB Gen4 NVME SSD，6 個 NVSwitch，以及 10 個 Connext-7 200Gb/s 網(wǎng)卡。一臺通用服務器的價格一般為幾千美金，而一臺主流 AI 服務器的價格達到 10-15 萬美金。在 AI 行業(yè)快速發(fā)展的背景下，這樣的需求量以及單價，在帶動整個芯片產(chǎn)業(yè)復蘇和發(fā)展方面，將起到關鍵作用。

存儲芯片

目前，DRAM 和 NAND 現(xiàn)貨及合約價格已接近周期底部位置，存儲芯片庫存情況已達歷史新高，而美光等廠商預期公司 DOI 已觸頂，且下游客戶庫存水位預計在 2023 下半年逐漸恢復正常。

除了傳統(tǒng) DRAM 和 NAND，新興的存儲芯片正在進入主流市場，是未來行業(yè)發(fā)展的新動力，典型代表是 DDR5 DRAM 和 HBM。

來自 AMD 的信息顯示，采用 DDR5 的 CPU Genoa 導入了 140 多個平臺，同比增長超過 40%，該公司計劃在 2023 上半年推出采用 DDR5 的第二代 CPU Bergamo。英特爾于 2023 年 1 月發(fā)布的新一代服務器 CPU Sapphire Rapids 支持 DDR5，該公司表示，客戶對 Sapphire Rapids 需求強勁，并預計年中前出貨 100 萬個，此外，英特爾預計在 2023 下半年發(fā)布支持 DDR5 的第二子代 CPU，即 DDR5-5600 CPU Emerald Rapids。

美光預計，PC 和服務器端 DDR5 的滲透率在 2024 年中將達到 50% 的水平，該公司正在向數(shù)據(jù)中心客戶大量交付 DDR5。隨著英特爾和 AMD 最新一代服務器處理器 Sapphire Rapids 和 Genoa 對 DDR5 需求的提升，2023 下半年，DDR5 有望正式放量。

目前，HBM 是高端 GPU 實現(xiàn)高帶寬的主流方案，AIGC 熱潮拉動 HBM 需求增加。GPU 主流存儲方案是 GDDR 和 HBM，與 GDDR 相比，HBM 由多個 Die 垂直堆疊而成，每個 Die 上都有多個內存通道，可以在很小的物理空間內實現(xiàn)高容量和高帶寬，有更多的帶寬和更少的物理接口，而物理接口越少，功耗越低。同時還具有低延遲的特點。HBM 在 2023 年需求明顯增加，價格也隨之上漲。Omdia 預測，2025 年 HBM 市場規(guī)?？蛇_ 25 億美元。

模擬芯片

相對于數(shù)字芯片，模擬芯片市場發(fā)展較為穩(wěn)定，受市場波動影響相對較小，而且，受益于新能源汽車、工業(yè)等應用領域的旺盛需求，2022 年全球模擬芯片銷售同比增長 20.8%，明顯高于其它芯片品類。另外，在下行周期，相較于其它類型芯片，模擬芯片會有一定的滯后性，預計 2023 年模擬芯片市場的供需關系拐點會滯后整個芯片業(yè)一個季度出現(xiàn)。

作為模擬芯片的重要分支，射頻芯片也將在 2023 下半年恢復增長態(tài)勢。從庫存水平來看，Skyworks 和 Qorvo 的庫存水位和 DOI 在 2022 年逐季創(chuàng)新高，但庫存增速逐漸放緩，2022 年第四季度，安卓手機產(chǎn)業(yè)鏈渠道和終端總庫存減少了 20% 以上，行業(yè)去庫存力度較大，傳導到產(chǎn)業(yè)鏈上游，PA 晶圓代工廠大幅降低產(chǎn)能利用率。2023 第一季度，射頻芯片業(yè)繼續(xù)去庫存，但庫存水位增速已連續(xù)兩個季度放緩。據(jù) Skyworks 預測，2023 下半年，該公司 DOI 將回落至正常水平，Qorvo 也預計渠道庫存在今年下半年恢復正常。

結語

在經(jīng)歷過 2020、2021 年的產(chǎn)業(yè)「高熱期」后，在慣性引導下，全球半導體業(yè)走過 2022 上半年的「虛幻繁榮」后，下半年行情急轉直下，全球芯片業(yè)大面積供過于求。

進入 2023 年以來，情況越來越糟，終端需求不振，原本是賣方市場的晶圓代工廠也不得不低下原本高昂的頭，為了提升產(chǎn)能利用率，推出各種促銷手段。尷尬的是，眾多芯片設計公司在 2022 年積壓了大量存貨，即使晶圓代工廠降價或變相降價，也難以提升產(chǎn)能利用率，這下，代工廠要看客戶的「臉色」了。

不過，隨著芯片設計公司庫存減少，以及全球各種終端對芯片需求量的提升，芯片供需和買賣雙方關系走向「融洽」，整個半導體業(yè)有望恢復正增長，不過，在那一天到來之前的 6-12 個月內，芯片設計、制造等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)還是要過一段時間的苦日子。