半導(dǎo)體，江湖變了

作者：時間：2024-07-08 來源：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

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從早期的真空管到如今的集成電路，半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展如同一場沒有終點的賽跑。人們一直在思考：「半導(dǎo)體行業(yè)，會有永遠的大贏家嗎？」

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/202407/460742.htm

歷史的車輪滾滾向前，半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷了無數(shù)次的變革與洗牌。

曾經(jīng)稱霸一時的巨頭可能在瞬間黯然失色，新興的力量又如同雨后春筍般崛起。這個行業(yè)的競爭之激烈，變化之迅速，讓每一個參與者都如同在波濤洶涌的海洋中前行，稍有不慎便可能被浪潮淹沒。

半導(dǎo)體行業(yè)永遠有「英雄」，但不是所有「英雄」都能夠穩(wěn)坐王位。

「王者」x86 迎來新挑戰(zhàn)

CPU 的發(fā)展史簡單來說就是英特爾公司的發(fā)展歷史。x86 系列 CPU 的發(fā)展歷程某種程度上也就是 CPU 的歷史發(fā)展歷程。

1976 年初開始設(shè)計、1978 年中發(fā)表的英特爾第一款 16 位元微處理器 8086（iAPX 86）是最成功的處理器系列「x86」開端，這顆微處理器開啟了 x86 架構(gòu)的輝煌時代。

之后 1979 年又推出 8 位元數(shù)據(jù)匯流排英特爾 8088，成為 8086 的低成本簡化產(chǎn)品之一，并用在初代 IBM PC 處理器，被世人知曉。

1992 年，英特爾再次成為世界上最大的半導(dǎo)體公司，于 1994 年實現(xiàn)百億美元年營收，從此奠定了在芯片業(yè)不可撼動的霸主地位。

在不斷的產(chǎn)品迭代中，英特爾在處理器領(lǐng)域，逐漸完成了一統(tǒng)江湖的偉業(yè)，壟斷了個人電腦和服務(wù)器的處理器市場。

巔峰時期，全球 CPU 市場的 85.2% 都?xì)w英特爾所有，市場主流的三大架構(gòu)中，x86 是妥妥的王者。

「Arm 正在大舉進攻?！惯@句話似乎每一年都會被提出，但 PC 的市場份額依舊被 x86 牢牢把控。然而，今年在 AI 的裹挾下，Arm 的攻勢非常猛烈。

Windows on Arm

今年微軟推出了基于 Arm 架構(gòu)的全新 PC 品類，Windows Copilot+ PC。據(jù)上手試用新機的媒體表示，這次發(fā)布的 Surface 設(shè)備比之前搭載 Arm 架構(gòu)芯片的 Windows 筆記本電腦「先進幾光年」。

這并不是微軟第一次嘗試和 Arm 結(jié)合，過去十年來，微軟一直在嘗試推動 Windows on Arm，但一直不太成功。

2012 年時，微軟第一次推出自己的 Arm 架構(gòu)產(chǎn)品，基于 Windows 8 RT 操作系統(tǒng)的 Surface RT。而當(dāng)時 Surface RT 使用的，是 Nvidia Tegra 3 和 Tegra 4 這兩款 Arm 架構(gòu)的英偉達 SoC。但問題絕大部分 Windows 軟件是不能運行的，微軟經(jīng)典的.exe 文件也不能運行。

微軟的失敗，是由于 Arm 生態(tài)系統(tǒng)的匱乏。

吸取了前幾次的經(jīng)驗。2016 年，微軟委托高通帶頭將 Windows 操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到 Arm 的底層處理器架構(gòu)上。去年，微軟與高通又達成了一項排他性協(xié)議，稱在 2024 年底之前開發(fā)基于 Arm 架構(gòu)的 Windows 兼容芯片。

近年來重量級軟件如 Photoshop 等全面支持 Arm64 指令集，主流瀏覽器內(nèi)核如 Chrome、Edge 等也都完成了本地 Arm 端移植，這大大擴展了 Window on Arm 設(shè)備的軟件生態(tài)和使用體驗。

抓住這一時機，微軟開始選擇 Arm。這次微軟對新 Surface 進行了軟硬件同步優(yōu)化。在 Windows 系統(tǒng)內(nèi)核層面進行了深度定制優(yōu)化以充分發(fā)揮 Arm 架構(gòu)效能。微軟稱，其新設(shè)備在 87% 的情況下運行的都是 Arm 原生應(yīng)用程序。

摩根士丹利分析師 Charlie Chan 等在最新報告中指出，看好 Windows on Arm (WoA) AI PC 的前景。分析師認(rèn)為，基于 Arm 架構(gòu)的 AI 個人電腦有望在未來幾年獲得更大市場份額，相關(guān)半導(dǎo)體股票成為潛在受益者。

Arm 的高歌不僅是在于微軟的操作融合，谷歌在今年也有所動作。

谷歌已經(jīng)開始收購新公司，力推 Arm 架構(gòu)。前幾天谷歌宣布收購虛擬軟件公司 Cameyo，準(zhǔn)備強化自家 ChromeOS 與 Windows 應(yīng)用程式整合度。也就是說，谷歌正在以 Arm 架構(gòu)打造 Chromebook 使用的處理器，想打破此前的 Windows 加上 x86 架構(gòu)長期壟斷 PC 市場的情況。

要知道從 PC 的操作系統(tǒng)看，2023 年微軟 Windows 操作系統(tǒng)在 PC 市場的市占率高達 79%，其次是蘋果 macOS（11%）和谷歌 Chrome OS（9%）。蘋果 macOS 一直搭載的就是 Arm 架構(gòu)芯片，隨著微軟和谷歌的傾斜，Arm 可謂是多點突破。

芯片方面，Arm 架構(gòu)處理器也在不斷趕超。目前基于 Arm 的處理器（來自蘋果和高通）在能源效率（以每瓦特性能衡量）方面已經(jīng)開始趕上 x86。高通去年推出了 Arm 架構(gòu)的 CPU 驍龍 X Elite，通過集成 NPU 能夠?qū)崿F(xiàn) 45 TOPS 的算力。

實際上，高通能夠在今年大力推動 Windows on Arm 的發(fā)展，與其在 2021 年收購芯片初創(chuàng)公司 Nuvia 不無關(guān)系。Nuvia 是由三名前蘋果工程師創(chuàng)立，他們曾參與開發(fā)基于 Arm 的 Apple Silicon 芯片，驍龍 X 系列也正是第一個受益于 Nuvia 人才的產(chǎn)品線。

此外，有消息透露，聯(lián)發(fā)科正在開發(fā)一款基于 Arm 架構(gòu)的個人電腦（PC）芯片，將用于運行微軟的 Windows 操作系統(tǒng)。其中兩位知情人士表示，聯(lián)發(fā)科的 PC 芯片將于明年晚些時候推出。該芯片基于 Arm 的現(xiàn)成設(shè)計，這可以大大加快研發(fā)速度，因為使用現(xiàn)成的、經(jīng)過測試的芯片組件所需的設(shè)計工作更少。

目前，宏碁、華碩、戴爾、惠普、聯(lián)想等 PC 品牌大廠也都推出了 Arm 架構(gòu)的筆記本電腦。

也許是多方面的不斷增長，Arm CEO 甚至放下了豪言：「我認(rèn)為，在未來五年內(nèi)，Arm 在 Windows 中的市場份額可能會超過 50%?！共㈩A(yù)測，到 2025 年底將有 1000 億臺使用 Arm 處理器的 AI 設(shè)備。

被狂追的 SK 海力士

談到存儲，往往能夠想到的「老大」就是三星，但隨著 HBM 的出現(xiàn)，SK 海力士現(xiàn)在也有了一拼之力。

猶記得在 2022 年底，存儲正開始新一輪周期谷底，此時 Open AI 也尚且沒有橫空出世。從存儲的市場占比來看，2022 年第三季度，全球 DRAM 市場中三星業(yè)務(wù)收入為 74.0 億美元，占比達到 40.7%；SK 海力士收入為 52.4 億美元，占比達到 28.8%。

當(dāng)時，SK 海力士困于周期業(yè)績持續(xù)虧損。從公司發(fā)布的財報來看，2022 年第四季度營業(yè)虧損 1.7 萬億韓元（約合人民幣 93.6 億元），營業(yè)虧損率 22%。銷售額為 7.699 萬億韓元，凈虧損為 3.52 萬億韓元（約合人民幣 193 億元）。這是 SK 海力士單季業(yè)績自 2012 年第三季以后，時隔 10 年首次出現(xiàn)季度虧損。

伴隨著 Open AI 帶來的 Chat GPT 大模型爆發(fā)，隨之帶來對于存儲需求的增加。SK 海力士優(yōu)先下注的 HBM 為其帶來了新的逆襲。

因為在 HBM3 上搶得先手，去年 SK 海力士幾乎壟斷了英偉達 HBM3 訂單。

TrendForce 的數(shù)據(jù)顯示，SK 海力士 2024 年在這一領(lǐng)域的市占率已超過 52％，處于領(lǐng)先地位。三星電子緊隨其后，市占率為 42.4％，美光的份額預(yù)計超過 5％。

我們來看一看截至 6 月 SK 海力士和三星在 HBM 上的進展。

SK 海力士在 3 月份宣布了 HBM3E 開始量產(chǎn)，將與臺積電合作開發(fā) HBM4 產(chǎn)品。SK 海力士表示，應(yīng)大客戶要求，HBM 開發(fā)進度將提前一年，預(yù)計于 2025 年完成 HBM4 的開發(fā)；HBM4E 最早于 2026 年推出，內(nèi)存帶寬將是 HBM4 的 1.4 倍。

三星的 8 層垂直堆疊的 HBM3E 已經(jīng)在 4 月量產(chǎn)，并計劃在第二季度內(nèi)量產(chǎn) 12 層垂直堆疊的 HBM3E，比原計劃里的下半年提前了。在 ISSCC2024 上，三星公布了其 HBM4 的研究成果，最高帶寬達 2TB/s，并通過 16 層堆疊實現(xiàn) 48GB 容量，計劃于 2025 年推出。

業(yè)內(nèi)有觀點認(rèn)為，SK 海力士與三星之間的技術(shù)水平仍存在差距，三星要填補這一差距可能還需要一段時間?；葑u評等（Fitch Ratings）的高管 Shelley Jang 表示：「三星仍需要時間來追趕。在生產(chǎn) HBM 上存在技術(shù)差異。短期內(nèi)，SK 海力士可能會在市場上保持優(yōu)勢。」

三星開始對于 HBM 市場焦慮。

市場一直有消息暗示，三星自去年起一直想通過英偉達（Nvidia）對其 HBM3、HBM3E 的測試，但最近因發(fā)熱和功耗問題尚未能通過，仍需進一步驗證。

盡管三星回應(yīng)：「正與合作伙伴就供應(yīng) HBM 芯片順利進行測試。」但 5 月三星撤換芯片部門主管慶桂顯（Kyung Kye-hyun）的消息，還是透露出一絲耐人尋味，因為三星通常在年底調(diào)整管理層。

其實長期以來，三星一直認(rèn)為自己理所當(dāng)然地優(yōu)于業(yè)務(wù)規(guī)模較小的 SK 海力士，目前的狀況是三星無法接受的。與管理層對立的三星工會批評高管沒辦法讀懂市場趨勢，指出：「說 HBM 不會帶來利潤并拒絕開發(fā)的高管怎么樣了？他們拿了大筆離職費后辭職了?！?/span>

AI 時代，三星正在狂追 SK 海力士。

代工業(yè)，中國臺灣地位被削弱

目前，中國臺灣生產(chǎn)了全球 60% 以上的半導(dǎo)體和 90% 以上的最先進芯片。

中國臺灣的主導(dǎo)地位很大程度上歸功于臺積電，臺積電占據(jù)近乎一半的晶圓代工市場份額。但隨著臺積電去各國建廠，來自中國臺灣本地的產(chǎn)能將會是肉眼可見的減少。IDC 預(yù)計，到 2027 年，中國臺灣芯片制造商在代工業(yè)務(wù)中的份額將從 2022 年的 46% 降至 43%。

實際上，中國臺灣代工產(chǎn)能的減少背后是中國大陸和美國的代工力量發(fā)展。

美國一直在押注本土半導(dǎo)體制造業(yè)。撥出將近 527 億美元用于「美國半導(dǎo)體研究、開發(fā)、制造和勞動力發(fā)展」，具體包括：390 億美元對美國本土芯片制造的補貼，制造設(shè)備成本 25% 的投資稅收抵免，還有 130 億美元用于半導(dǎo)體研究和勞動力培訓(xùn)。

這也帶來了美國代工份額的增加。Trend Force 預(yù)測，隨著臺積電美國晶圓廠的量產(chǎn)，以及英特爾在美國晶圓代工產(chǎn)能的擴大，預(yù)計到 2027 年，美國在全球先進制程產(chǎn)能當(dāng)中的占比將猛增至 12%。

中國大陸更不必多說。今年前 5 個月，中國集成電路出口額約為 626.13 億美元，同比增長 21.2%。5 月單月出口額約為 126.34 億美元，同比增長 28.47%。前 5 個月，集成電路進口額同比增長 13.1%。

據(jù)國聯(lián)證券研報，中國半導(dǎo)體市場約占全球半導(dǎo)體市場的三成。中國企業(yè)大規(guī)模投入傳統(tǒng)芯片制造，正處于全球芯片產(chǎn)業(yè)即將迎來復(fù)蘇的時點（28nm 等成熟制程）。

中國大陸半導(dǎo)體廠商 2023 年產(chǎn)能同比增長 12%，達到每月 760 萬片晶圓。預(yù)計中國大陸芯片制造商將在 2024 年開始運營 18 個項目，2024 年產(chǎn)能同比增加 13%，達到每月 860 萬片晶圓。

由于美國等對先進設(shè)備出口管制，這導(dǎo)致中國大陸轉(zhuǎn)而擴大投入成熟制程（28nm 及更成熟的制程），預(yù)計 2027 年中國大陸成熟制程產(chǎn)能占比可達 39%。

此外，在封裝測試方面東南亞也開始崛起，搶占中國臺灣份額，尤其是馬來西亞和越南。據(jù) IDC 預(yù)測，東南亞在全球半導(dǎo)體封裝測試中的份額將在 2027 年達到 10%，而中國臺灣的份額將從 2022 年的 51% 下降至同年的 47%。

越南方面封測企業(yè)的數(shù)量在不斷增長。去年封測大廠艾克爾（Amkor）在越南北寧?。═inh Bac Ninh）設(shè)立的封測廠 Amkor Technology Vietnam 正式稼動。同時，英特爾宣布擴大投資胡志明市的封測組裝廠 Intel Products Vietnam；荷芯片封裝設(shè)備制造商貝思半導(dǎo)體（BE Semiconductor Industries）在胡志明市設(shè)廠。

馬來西亞在最近發(fā)布了《國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略（NSS）》，計劃直接向馬來西亞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供至少 250 億令吉（約合人民幣 385.3 億元）的補貼，并吸引至少 5000 億令吉（約合人民幣 7705 億元）的本土及外國的企業(yè)投資，主要投向芯片設(shè)計、先進封裝和半導(dǎo)體制造設(shè)備等關(guān)鍵領(lǐng)域。希望通過提供 53 億美元的半導(dǎo)體補貼，來撬動約 1062 億美元的半導(dǎo)體投資。

這么來看，在未來的一段時間里，中國臺灣的代工和封測都會逐步減少。