一周芯聞(21-06-21)

半導(dǎo)體一周要聞

2021.6.14- 2021.6.18

1. IC Insights上調(diào)全年IC市場預(yù)測，模擬IC平均售價(jià)17年來首次上漲

6月16日，市場調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights 發(fā)布最新報(bào)告對 2021 年至 2025 年 IC 市場進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)預(yù)測報(bào)告，該市場按 33 種主要產(chǎn)品類型劃分，其中 32 種預(yù)計(jì)今年將實(shí)現(xiàn)增長。包括每個(gè) IC 產(chǎn)品類別的市場、單位、平均銷售價(jià)格 (ASP) 和 2020-2025 年復(fù)合年增長率 (CAGR) 數(shù)據(jù)。

IC Insights 將2021年全球IC市場同比增長從19%上調(diào)至24%，主要原因是DRAM和NAND Flash價(jià)格持續(xù)走強(qiáng)，以及許多邏輯和模擬IC產(chǎn)品類別前景優(yōu)于預(yù)期。即使不包括內(nèi)存，今年整個(gè) IC 市場預(yù)計(jì)將增長 21%，有望首次突破5000億美元。

在單位出貨量增長 21% 和 ASP 增長 2% 的推動下，今年全球 IC 市場預(yù)計(jì)將增長 24%。24% 的增長率將是過去 16 年全球 IC 市場的第三大增長率，僅次于 2010 年 33% 的激增和 2017 年 25% 的增長。

2. 英特爾：半導(dǎo)體行業(yè)將迎來10年黃金期

在當(dāng)前缺芯危機(jī)肆虐全球的背景下，當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月16日，英特爾首席執(zhí)行官Pat Gelsinger表示，他預(yù)計(jì)半導(dǎo)體行業(yè)將迎來10年的良好增長前景。

Gelsinger在接受采訪時(shí)表示，“我們相信市場，世界，正處于一個(gè)非常擴(kuò)張的時(shí)期。我預(yù)測我們面前還有10年的好日子，因?yàn)槭澜缯兊迷絹碓綌?shù)字化，所有數(shù)字化的東西都需要半導(dǎo)體。”這一態(tài)度變相地解釋了英特爾近期為何在芯片生產(chǎn)方面大舉投資。今年3月，英特爾宣布將斥資200億美元在亞利桑那州新建兩個(gè)芯片工廠，并建立代工業(yè)務(wù)。Gelsinger此次還補(bǔ)充稱，英特爾計(jì)劃在年底前宣布在美國或歐洲建立新的“巨型晶圓廠”。

3. 中微公司首臺8英寸CCP刻蝕機(jī)PrimoAD RIE200順利付運(yùn)

6月15日，中微公司首臺 8 英寸甚高頻去耦合反應(yīng)離子（CCP）刻蝕設(shè)備 Primo AD-RIE 200 順利付運(yùn)客戶生產(chǎn)線。

據(jù)悉，Primo AD-RIE 200 是中微公司自主研發(fā)的新一代 8 英寸甚高頻去耦合反應(yīng)離子（CCP）刻蝕設(shè)備?；谝驯粯I(yè)界廣泛認(rèn)可的 12 英寸 CCP 刻蝕設(shè)備的成熟工藝與特性，Primo AD-RIE 200 在技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)效率方面都有了進(jìn)一步提升，能夠滿足不同客戶 8 英寸晶圓的加工需求。

為提高生產(chǎn)效率，Primo AD-RIE 200 刻蝕設(shè)備可靈活配置多達(dá)三個(gè)雙反應(yīng)臺反應(yīng)腔（即六個(gè)反應(yīng)臺）。此外，Primo AD-RIE 200 提供了可升級至 12 英寸刻蝕設(shè)備系統(tǒng)的靈活解決方案，以滿足客戶生產(chǎn)線未來可能擴(kuò)產(chǎn)的需求。

4. 15年內(nèi)全球晶圓廠格局發(fā)生巨變

5. 華為海思堅(jiān)持研發(fā)尖端半導(dǎo)體，哪怕無法生產(chǎn)也不會裁員

據(jù)日經(jīng)亞洲評論，華為董事陳黎芳稱說，他們內(nèi)部仍繼續(xù)在開發(fā)領(lǐng)先世界的半導(dǎo)體組件，海思部門不會進(jìn)行任何重組或裁員的決定。她還透露海思 2020 年員工數(shù)超過 7000 人，因此維持這個(gè)部分對華為來說將是一個(gè)嚴(yán)重的財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)。但她解釋道：華為是私人控股，不受外部勢力影響，其管理層已明確將保留海思。

Strategy Analytics 的最新研究報(bào)告顯示，2021 年第一季度全球智能手機(jī)處理器市場規(guī)模同比增長 21%，達(dá)到了 68 億美元，而其中華為海思的智能手機(jī)處理器出貨量相比去年同期下降了 88%。

6. 讓芯片設(shè)計(jì)和堆積木一樣簡單，EDA2.0正走在正確的軌道上

集成電路產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一個(gè)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新浪潮的復(fù)興時(shí)期。人工智能（AI）、5G、自動駕駛、大數(shù)據(jù)（Big Data）等新興領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展給芯片設(shè)計(jì)帶來全新的挑戰(zhàn)：算力提升、功耗降低、上市周期加快、成本降低等等。

EDA能幫助客戶設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化的PPA（Performance性能、Power功耗、Area面積）目標(biāo)，開發(fā)性能更高的終端產(chǎn)品，并進(jìn)一步減少設(shè)計(jì)迭代，縮短設(shè)計(jì)周期，加快上市速度。自2012年以來，人工智能處理能力的需求每3.5個(gè)月增長一倍。

從2003年到如今的20年間，芯片的復(fù)雜度比前20年提高了數(shù)萬倍，成本提高了100倍，芯片工藝也已演進(jìn)到納米級別（7/5/3納米）。芯片設(shè)計(jì)和制造作為數(shù)字化時(shí)代的底層支撐，已經(jīng)成為全球很多重要行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。他同時(shí)也指出，EDA 1.X面臨很多挑戰(zhàn)，包括應(yīng)用需求分析，驗(yàn)證工作復(fù)雜、IP復(fù)用價(jià)值沒有完全發(fā)揮、人才不足、開放性不夠和歷史包袱影響等。以歷史包袱為例，他指出EDA 1.x的工具是在二十多年的時(shí)間里漸進(jìn)式發(fā)展起來的，這決定了它還背負(fù)了過程中的兼容性要求、歷史代碼、遺留架構(gòu)等很多歷史包袱，因此迭代發(fā)展的速度很難跟上現(xiàn)在幾十倍增長的大型設(shè)計(jì)，同時(shí)原有軟件架構(gòu)難以充分利用好目前發(fā)展迅速的互聯(lián)網(wǎng)云平臺、異構(gòu)化的硬件設(shè)備。

2017年，華美半導(dǎo)體協(xié)會（CASPA）年會期間，Cadence工程師David White分享了他關(guān)于EDA當(dāng)前所面臨三大挑戰(zhàn)：一是規(guī)模（Scale），隨著設(shè)計(jì)規(guī)模的不斷增加，規(guī)則/限制的增多，以及模擬仿真、提取、多邊形等帶來的龐大數(shù)據(jù)，EDA廠商需要獲得工藝文件；二是復(fù)雜性（Complexity），更復(fù)雜的FinFET工藝技術(shù)導(dǎo)致復(fù)雜的DRC/ERC效應(yīng)，而芯片和封裝/電路板之間的普遍交互成為常態(tài)，同時(shí)器件和電線之間的熱物理效應(yīng)也需要注意；三是生產(chǎn)力（Productivity），培訓(xùn)程度受限的設(shè)計(jì)人員和物理工程師會引入不確定性，造成多次設(shè)計(jì)迭代。

2020年12月2日，新思科技（Synopsys）官微發(fā)布《數(shù)字芯片設(shè)計(jì)EDA工具的2.0時(shí)代》文章。文章從數(shù)字前端邏輯綜合、數(shù)字后端布局布線和數(shù)字電路靜態(tài)時(shí)序分析的演進(jìn)，強(qiáng)調(diào)數(shù)字芯片設(shè)計(jì)技術(shù)融合的重要性，并指出融合技術(shù)使EDA工具進(jìn)入2.0時(shí)代。

2021年6月10日，芯華章發(fā)布《EDA 2.0白皮書》。EDA是芯片之母，支撐芯片的全流程設(shè)計(jì)。作為芯片設(shè)計(jì)的最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)，芯華章EDA2.0白皮書的發(fā)布是業(yè)界首創(chuàng)?！禘DA 2.0白皮書》明確下一代集成電路智能設(shè)計(jì)流程（EDA 2.0）目標(biāo)，基于開放的工具和行業(yè)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動化和智能化的芯片設(shè)計(jì)及驗(yàn)證流程，并提供專業(yè)的軟硬件平臺和靈活的服務(wù)，以支持任何有新型芯片應(yīng)用需求的客戶快速設(shè)計(jì)、制造和部署自己的芯片產(chǎn)品。

EDA2.0的三大特征：開放、智能、平臺

《EDA2.0白皮書》指出，未來的EDA 2.0應(yīng)在芯片設(shè)計(jì)全行業(yè)、全流程、全工具的多個(gè)方面改進(jìn)，EDA 2.0的關(guān)鍵路徑包括開放和標(biāo)準(zhǔn)化、自動化和智能化、平臺化和服務(wù)化等多個(gè)方面，用智能化的工具和服務(wù)化的平臺來縮短從芯片需求到應(yīng)用創(chuàng)新的周期。EDA 2.0的目標(biāo)是要讓系統(tǒng)工程師和軟件工程師也能參與到芯片設(shè)計(jì)中來，解決設(shè)計(jì)難、人才少、設(shè)計(jì)周期長、設(shè)計(jì)成本高企的難題。

7. 除了CPU GPU英特爾又整出個(gè)IPU

在今日舉行的Six Five峰會上，英特爾公布了其對基礎(chǔ)設(shè)施處理器 (IPU) 的愿景。IPU是一種可編程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，旨在使云和通信服務(wù)提供商減少在中央處理器 (CPU) 方面的開銷，并充分釋放性能價(jià)值。利用 IPU，客戶能夠部署安全穩(wěn)定且可編程的解決方案，從而更好地利用資源，平衡數(shù)據(jù)處理與存儲的工作負(fù)載。

工作原理：IPU是一個(gè)可編程的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，能夠?qū)?shù)據(jù)中心內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施功能進(jìn)行安全加速，從而使系統(tǒng)級資源的管理更加智能。 

通過IPU，云運(yùn)營商可以轉(zhuǎn)向完全虛擬化的存儲和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時(shí)保持超高的性能、以及強(qiáng)大的可預(yù)測性與可控性。

8. 谷歌用自研芯片取代數(shù)百萬 Intel CPU，效率更高成本更低

谷歌設(shè)計(jì)了自己的新處理器Argos視頻（轉(zhuǎn)）編碼單元（VCU），這種芯片的目的只有一個(gè)：處理視頻。高效率的新芯片使這家科技巨頭得以用自己的芯片取代數(shù)千萬塊英特爾 CPU。

多年來，英特爾內(nèi)置于其CPU中的視頻解碼/編碼引擎一直主導(dǎo)著市場，這有兩個(gè)原因：一是提供領(lǐng)先的性能和功能，二是易于使用。但是定制的專用集成電路（ASIC）其性能往往比通用硬件更勝一籌，原因在于它們是針對單單一種工作負(fù)載設(shè)計(jì)的。因此，谷歌轉(zhuǎn)而開發(fā)自己的專用硬件，可為YouTube處理視頻任務(wù)，而且成效顯著。

用戶每分鐘向YouTube上傳超過500小時(shí)的各種格式的視頻內(nèi)容。谷歌需要將這些內(nèi)容迅速轉(zhuǎn)碼成多種分辨率（包括144p、240p、360p、480p、720p、1080p、1440p、2160p和4320p）以及節(jié)省數(shù)據(jù)的格式（比如H.264、VP9 或AV1），這就需要強(qiáng)大的編碼能力。

谷歌認(rèn)為，對于新興的YouTube工作負(fù)載來說，這兩種選擇都不夠節(jié)能——視覺計(jì)算加速器本身就很耗電，而擴(kuò)增至強(qiáng)CPU的數(shù)量實(shí)際上意味著增加服務(wù)器的數(shù)量，也就意味著增加功耗和數(shù)據(jù)中心占用空間。因此，谷歌決定采用定制的內(nèi)部硬件。

谷歌的第一代Argos VCU沒有完全取代英特爾的中央處理器，因?yàn)榉?wù)器仍需要運(yùn)行操作系統(tǒng)，仍需要管理存儲驅(qū)動器和網(wǎng)絡(luò)連接。谷歌的Argos VCU在很大程度上就像總是需要配套CPU的GPU。

谷歌的VCU集成了十個(gè)H.264/VP9編碼器引擎、數(shù)個(gè)****核心、四個(gè)LPDDR4-3200 內(nèi)存通道（采用4x32 位接口）、一個(gè)PCIe接口、一個(gè)DMA引擎以及一個(gè)用于調(diào)度的小型通用核心，不像我們在GPU中看到的流處理器。除了內(nèi)部設(shè)計(jì)的編碼器/轉(zhuǎn)碼器外，大多數(shù)知識產(chǎn)權(quán)（IP）都向第三方購買許可，以降低開發(fā)成本。每個(gè)VCU還配備了8GB的ECC LPDDR4內(nèi)存。

9. 68億元投建12英寸CIS項(xiàng)目，格科微科創(chuàng)板IPO在即

近日，證監(jiān)會按法定程序同意格科微有限公司（以下簡稱“格科微”）科創(chuàng)板首次公開發(fā)行股****注冊。格科微及其承銷商將分別與上海證券交易所協(xié)商確定發(fā)行日程，并陸續(xù)刊登招股文件。

格科微本次發(fā)行的募投項(xiàng)目投資總額合計(jì)約74.29億元，其中擬使用募集資金69.6億元，主要用于12英寸CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目和CMOS圖像傳感器研發(fā)項(xiàng)目。

其中，12英寸CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目投資總額68.45億元，建設(shè)期2年，擬采用募集資金投資63.76億元，將在上海臨港新片區(qū)新建12英寸BSI晶圓后道產(chǎn)線。產(chǎn)線主要用于生產(chǎn)制造中高階BSI圖像傳感器所需的12英寸BSI晶圓。項(xiàng)目建成后格科微將擁有月產(chǎn)20,000片BSI晶圓的產(chǎn)能。

資料顯示，格科微是國內(nèi)領(lǐng)先、國際知名的半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)之一，主營業(yè)務(wù)為CMOS 圖像傳感器和顯示驅(qū)動芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售，其產(chǎn)品主要應(yīng)用于手機(jī)領(lǐng)域，同時(shí)廣泛應(yīng)用于包括平板電腦、筆記本電腦、可穿戴設(shè)備、移動支付、汽車電子等在內(nèi)的消費(fèi)電子和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。

10. 中芯國際一季度歐美客戶收入占比45%，目前產(chǎn)能供不應(yīng)求

6月17日，中芯國際在投資者互動平臺上表示，公司今年一季度營收中來自于歐美客戶的收入占比近45%，目前公司產(chǎn)能供不應(yīng)求。

中芯國際還指出，目前全球集成電路制造業(yè)總體供不應(yīng)求，公司產(chǎn)能利用率達(dá)到98.5%。

據(jù)了解，中芯國際第一季度營收11億美元，高于市場預(yù)期的10.47億美元，去年同期為9.05億美元；凈利潤1.589億美元，市場預(yù)期1.04億美元，去年同期0.64億美元。

11. 28nm設(shè)備傳審批受阻，臺積南京廈門聯(lián)芯中芯國際的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃能成功嗎？

全球芯片供應(yīng)吃緊，引爆各家半導(dǎo)體大廠啟動大擴(kuò)產(chǎn)潮，中國大陸的主戰(zhàn)場是 28nm 制程技術(shù)，包括臺積電南京廠、聯(lián)電的廈門廠聯(lián)芯、中芯國際都宣布要擴(kuò)產(chǎn) 28nm 產(chǎn)能。

28nm 制程曾讓臺積電獨(dú)占智能手機(jī)芯片長達(dá) 7 年的黃金盛世，更是讓臺積電營運(yùn)脫胎換骨，奠定成為全球半導(dǎo)體龍頭的關(guān)鍵制程技術(shù)。

供應(yīng)鏈傳出，美國商務(wù)部開始緊縮 28nm 制程的設(shè)備出口到大陸。更關(guān)鍵的是，根據(jù)業(yè)界認(rèn)知，應(yīng)該是美國黑名單上的企業(yè)才受此限制，但傳出近期連臺系半導(dǎo)體廠在大陸晶圓廠要擴(kuò)產(chǎn) 28nm 制程，其機(jī)臺設(shè)備都一直未能獲得審批。

12. Yole剖析3D傳感市場手機(jī)市場停滯中國是激光雷達(dá)降價(jià)的關(guān)鍵

根據(jù) Yole Developpement 的數(shù)據(jù)，2020 年全球 3D 成像和傳感市場價(jià)值約 68 億美元，并將在一兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟增長。他們進(jìn)一步指出，隨著汽車和工業(yè)等二級市場的騰飛，它的增長將更加強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)到 2026 年將增長到 150 億美元，復(fù)合年增長率 (CAGR) 為 14.5%，報(bào)告顯示，該市場主要服務(wù)于移動和消費(fèi)者，預(yù)計(jì)到 2026 年仍將占整個(gè) 3D 成像和傳感市場的 46%。到 2026 年，汽車和工業(yè)加起來將占市場的 22%。

該公司預(yù)計(jì)全球 3D 成像和傳感市場將從 2020 年的 68 億美元增長到 2026 年的 150 億美元，復(fù)合年增長率為 14.5%。

13. 英特爾GaN這么強(qiáng)12英寸晶圓3D器件面世

最近，英特爾在官網(wǎng)表示，他們將展示首款氮化鎵 (GaN) 穩(wěn)壓器，其優(yōu)值是硅器件的10倍，峰值效率超過94%。這款穩(wěn)壓器最獨(dú)特之處在于，采用了5項(xiàng)技術(shù)，將GaN功率和GaN射頻晶體管，與硅PMOS的整合成一個(gè)片上系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)高頻操作，又可以實(shí)現(xiàn)高功率密度。而且該器件是基于12英寸硅晶圓，這在業(yè)界很少見，成本也非常有優(yōu)勢。

英特爾在全球都有專利布局，其中在美國和中國臺灣分別有17項(xiàng)和20項(xiàng)專利正在申請中。而英特爾專利組合主要涉及用于SoC的III-N晶體管、RF開關(guān)、超短溝道長度、場板和III-N/ 硅單片集成電路。此外，英特爾很早就看好氮化鎵在功率器件中的應(yīng)用。2014 年 9 月，GaN功率器件企業(yè)Avogy獲得4000萬美元（約2.56億人民幣）B輪融資，該輪投資就是由英特爾領(lǐng)投。

14. 供給端產(chǎn)能為王剖析各制程產(chǎn)能緊缺原因

到2000年12英寸晶圓開始成熟應(yīng)用。12英寸晶圓廠逐漸成為主流，2020年全球總產(chǎn)能占比69%，而8英寸及6英寸占比分別為25%及6.0%。

15. 從IGBT到SiC ，改朝換代中的車用功率半導(dǎo)體

根據(jù)民生證券研究院統(tǒng)計(jì)，全球IGBT應(yīng)用端來看，頭部的公司主要有英飛凌（市占率32.7%）、三菱電機(jī)（市占率9.6%）、富士電機(jī)（市占率9.6%）、賽米控（市占率6%）、Vincotech（市占率4.4%）、日立（市占率2.7%）、斯達(dá)半導(dǎo)（市占率2.5%）。

我國的汽車IGBT市場也同樣發(fā)展迅速。2019年新能源汽車IGBT市場規(guī)模達(dá)到155億元，隨著市場的逐步回調(diào)，2020年市場規(guī)模已接近200億元。

制造SiC芯片面臨的最大挑戰(zhàn)來自于成本。由于SiC在磊晶制作上有材料應(yīng)力上的不一致性，造成晶圓尺寸放大時(shí)，會有磊晶層接合面應(yīng)力拉伸極限的問題，導(dǎo)致晶格損壞影響良率，故晶圓尺寸主流仍維持4寸或6寸，無法取得大尺寸晶圓成本優(yōu)勢。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，同等級別的SiC MOSFET芯片，其成本是硅基IGBT的8-12倍。

其次，SiC MOSFET缺少長期可靠性數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)還需要不斷實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)。

而且，SiC功率模塊面臨的問題和IGBT一樣，模塊中不匹配的CTE(熱膨脹系數(shù))容易使各層相互分離,引發(fā)器件失效。SiC的問題更為嚴(yán)重，主要是材料密度引起的熱耗散，因此需要有合適的封裝和系統(tǒng)集成創(chuàng)新方案。

SiC MOSFET在更高頻率和溫度下運(yùn)行的特性更勝一籌，是進(jìn)入1200V級別功率器件的理想選擇，但其高于硅的制造成本，加上IGBT技術(shù)已很成熟，讓最新型的IGBT在市場上仍能立于不敗之地，可以在標(biāo)準(zhǔn)化和廣泛采用方面更進(jìn)一步。

總體來看，硅基IGBT的電氣特性接近SiC MOSFET芯片的90%，而成本則是SiC MOSFET的25%，因此，SiC和Si混合開關(guān)模塊會有很大的市場應(yīng)用前景，而純SiC芯片及器件要想在汽車功率系統(tǒng)當(dāng)中普及，還需要時(shí)間。