(2021.7.12)半導(dǎo)體一周要聞－莫大康

半導(dǎo)體一周要聞

2021.7.5- 2021.7.9

1. 應(yīng)用材料電話會(huì)議紀(jì)要

全球半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展發(fā)生根本性的變化，它的推動(dòng)力與GDP脫鉤？

目前正處于人類歷史上第四波計(jì)算浪潮-經(jīng)濟(jì)全面數(shù)字化，也是最大的一次科技技術(shù)轉(zhuǎn)變的早期階段，未來十年半導(dǎo)體行業(yè)乃至半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域?qū)㈤L期結(jié)構(gòu)性走強(qiáng)。目前正處于第四波計(jì)算浪潮-數(shù)字經(jīng)濟(jì)的早期階段，數(shù)字化正從消費(fèi)者終端轉(zhuǎn)向更大型和寬泛的設(shè)備，即到2025年，機(jī)器將產(chǎn)生99%的數(shù)據(jù)，而人類產(chǎn)生數(shù)據(jù)只占1%。

半導(dǎo)體行業(yè)需求歷史首次與人口增長(GDP)及其帶來的消費(fèi)者行為增長脫鉤，并逐步掛鉤設(shè)備、服務(wù)器、汽車終端、手機(jī)終端等。其次，最近部分領(lǐng)域的芯片產(chǎn)能緊缺也表明，過去20年半導(dǎo)體行業(yè)的高效穩(wěn)定供應(yīng)鏈體系在未來可能不是最優(yōu)選擇。世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展正面臨歷史以來的最大一次科技技術(shù)轉(zhuǎn)變，而半導(dǎo)體將會(huì)是其中的必爭之地。隨著數(shù)據(jù)化經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)，半導(dǎo)體領(lǐng)域的競爭將會(huì)圍繞高效電源管理、高運(yùn)算性能、高性價(jià)比等領(lǐng)域。摩爾定律正逐步失效，制程進(jìn)步的基礎(chǔ)將轉(zhuǎn)向新材料、新結(jié)構(gòu)、新的芯片互連方式、新工藝和新微縮方式的創(chuàng)新與應(yīng)用。半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)具備未來10年內(nèi)翻倍增長的前景，2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模增速將接近30%。半導(dǎo)體行業(yè)的投資密度已從12%提高至目前的14%，且2030年半導(dǎo)體行業(yè)市場規(guī)模突破10,000億美元已成為市場一直預(yù)期。由此估計(jì)WFE支出將會(huì)在2030年突破1400億美元，相比2020年的610億美元至少有1倍以上的上升空間。2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模增速將接近30%。

2. OLED驅(qū)動(dòng)芯片即將短缺，韓國獨(dú)占九成產(chǎn)能，華為海思自研芯試產(chǎn)

目前，OLED驅(qū)動(dòng)芯片市場也逐漸像其他芯片市場一樣，呈現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。不僅如此，OLED驅(qū)動(dòng)芯片在價(jià)格上也有所上漲。比如，繼第一季度的價(jià)格增長之后，2021年第二季度OLED驅(qū)動(dòng)芯片的價(jià)格又上漲了20%。

在技術(shù)上，LCD屏幕主要是通過一個(gè)光源照亮整個(gè)屏幕。而每塊OLED屏幕上擁有大量的像素點(diǎn)，這些像素點(diǎn)都可以獨(dú)立發(fā)光，讓屏幕顯示的內(nèi)容更加清晰。但是，OLED屏幕需要通過OLED驅(qū)動(dòng)芯片點(diǎn)亮各個(gè)像素點(diǎn)。

OLED驅(qū)動(dòng)芯片相當(dāng)于顯示屏幕的主控，可以控制屏幕的顯示、畫質(zhì)、能源消耗等關(guān)鍵指標(biāo)。

韓國占據(jù)九成OLED驅(qū)動(dòng)芯片代工市場，據(jù)Omdia調(diào)研機(jī)構(gòu)報(bào)道，2020年，韓國企業(yè)在智能手機(jī)OLED驅(qū)動(dòng)芯片代工市場的占有率為90%，臺(tái)積電基本將剩下10%市場的份額收入囊中。在全球智能手機(jī)OLED驅(qū)動(dòng)芯片代工市場，三星的市場占有率位列第一，為50%。

OLED屏幕已經(jīng)是智能手機(jī)中最昂貴的組件之一。三星Galaxy Note 20 Ultra的OLED屏幕售價(jià)為92美元。iPhone 12 Pro的OLED屏幕售價(jià)約為每臺(tái)70美元，高于A13芯片的57美元和相機(jī)的60美元。

而國內(nèi)無論是在OLED屏幕上，還是OLED驅(qū)動(dòng)芯片上都在依賴韓國進(jìn)口。不僅如此，國內(nèi)廠商在OLED驅(qū)動(dòng)芯片市場上的占有率不足1%。

3. 缺芯潮開始消退or產(chǎn)能會(huì)大過剩，芯片業(yè)未來迷霧重重

史無前例的缺芯潮還在繼續(xù)，但是人們對結(jié)束的預(yù)測已經(jīng)產(chǎn)生了分化。樂觀者認(rèn)為2022年中將是轉(zhuǎn)折發(fā)生的時(shí)候，謹(jǐn)慎者則認(rèn)為最近2、3年內(nèi)都看不到好轉(zhuǎn)的跡象。

市場研究機(jī)構(gòu) IHS Markit 在近日的報(bào)告中稱，預(yù)計(jì) 2021 年第三季度，汽車芯片的供應(yīng)會(huì)略有緩解，汽車產(chǎn)商的產(chǎn)量下降不會(huì)像第一、第二季度那樣嚴(yán)重。

國內(nèi)業(yè)界的看法也比較類似。中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)總工程師、副秘書長葉盛基近日也表示，二季度汽車芯片短缺將達(dá)到最高峰，預(yù)計(jì)汽車芯片斷供情況將在下半年開始緩解，全年有望抹平影響，至2022年年中，汽車芯片供應(yīng)有望恢復(fù)正常。

摩根大通分析師Harlan Sur曾在接受采訪時(shí)表示，目前全球?qū)τ谛酒男枨笠恢北犬a(chǎn)能高10%-30%，晶圓代工廠需要花費(fèi)3-4個(gè)季度才能使產(chǎn)能明顯提高，此后芯片封裝、運(yùn)輸以及生產(chǎn)還需要1-2個(gè)季度的時(shí)間，最終交付客戶至少是一年之后的事了。

從IC?Insights的數(shù)據(jù)來看，2020年全球半導(dǎo)體廠商的資本支出達(dá)到1081億美元，相較于2019年同期的1025億美元，增加56億美元，同比增長6%。

半導(dǎo)體本質(zhì)上是一個(gè)周期性很明顯的行業(yè)?？v觀全球半導(dǎo)體市場，其增長率長期呈周期性的波動(dòng)狀態(tài)，每10年左右的增長率大致呈“M”型態(tài)勢。造成周期性的主要原因有：全球宏觀經(jīng)濟(jì)的景氣度；部分電子產(chǎn)品的創(chuàng)新或是需求飽和；半導(dǎo)體廠商的增產(chǎn)或是減產(chǎn)。

2019年是上一輪半導(dǎo)體行業(yè)周期的低谷，本輪景氣周期自 2020年下半年開啟，目前處于新一輪周期向上階段。有意思的是，在2019年時(shí)，大部分研調(diào)機(jī)構(gòu)還認(rèn)為，全球半導(dǎo)體景氣將走向低成長，也有預(yù)估將走向負(fù)成長，例如外資摩根士丹利證券指出，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)去年實(shí)際生產(chǎn)增加22%，但市場僅消化15%的增加量，目前還有7%過剩產(chǎn)能待消化，供過于求將是很大的挑戰(zhàn)，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)周期性低潮還未見底。

現(xiàn)在看來，芯片行業(yè)所面對的最大不安因素可能還是國際政治局勢的變化。如果每個(gè)國家都將芯片視為對其通信和國防至關(guān)重要的芯片，那么半導(dǎo)體行業(yè)的態(tài)勢可能會(huì)變得更像1970年代和1980年代那樣。正如VLSI的Hutcheson所說，風(fēng)險(xiǎn)在于全世界將建設(shè)過多的芯片制造能力，會(huì)導(dǎo)致價(jià)格下跌并最終消滅整個(gè)行業(yè)， 1980年代從澳大利亞到南非發(fā)生的芯片廠倒閉潮就是此前的教訓(xùn)。

4. 德州儀器收購美光晶圓廠

德州儀器宣布將以9億美元收購美光科技位于猶他州的Lehi半導(dǎo)體工廠，收購成功后該工廠將成為德州儀器的第四家300mm晶圓廠，和DMOS6、RFAB1以及即將完工的RFAB2一起成為德州儀器制造業(yè)務(wù)的一部分。該工廠還將生產(chǎn)65nm和45nm模擬和嵌入式產(chǎn)品。兩家公司計(jì)劃在2021年底前完成交易，預(yù)計(jì)2023年初將完成第一批產(chǎn)品生產(chǎn)。

5. 美光將在2024年采用EUV光刻機(jī)生產(chǎn)芯片

美光計(jì)劃 2024 年采用EUV工藝生產(chǎn)內(nèi)存芯片，以制造尺寸更小的產(chǎn)品。美光科技總裁兼首席執(zhí)行官桑杰?梅赫羅特拉在日前的財(cái)報(bào)會(huì)上表示，美光一直在關(guān)注 EUV工藝進(jìn)展，之前也參與了EUV評(píng)估，一旦觀察到EUV平臺(tái)生態(tài)系統(tǒng)成熟，就會(huì)在產(chǎn)品路線圖中使用相關(guān)技術(shù)。根據(jù)美光的計(jì)劃，EUV 光刻工藝將首先用于 1-Gama 工藝內(nèi)存， 后續(xù)還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展到 1-Delta 工藝內(nèi)存芯片中。

6. 2026年全球半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)市場將達(dá)到75億美元

Global Industry Analysts, Inc.（全球行業(yè)分析公司）發(fā)布的《半導(dǎo)體（硅）知識(shí)產(chǎn)權(quán)：全球市場軌跡和分析》報(bào)告顯示，2020 年半導(dǎo)體（硅）知識(shí)產(chǎn)權(quán)市場規(guī)模為 52億美元，2026 年將達(dá)到75 億美元，復(fù)合年增長率為 6.2%。2021年美國市場規(guī)模預(yù)計(jì)為10億美元，在全球市場中的份額為17.9%。中國預(yù)計(jì)到 2026 年將達(dá)到14 億美元的市場規(guī)模，復(fù)合年增長率為 7.7% 。

7. 臺(tái)積電與三星開啟全戰(zhàn)模式

7nm制程方面，有統(tǒng)計(jì)顯示，在2020年，三星每月的產(chǎn)能約為2.5萬片晶圓，而臺(tái)積電每月約為14萬片，而在5nm方面，雙方的差距更大，三星每月約為5000片晶圓，而臺(tái)積電每月約為9萬片。由此看來，在先進(jìn)制程產(chǎn)能方面，臺(tái)積電明顯領(lǐng)先于三星。

4nm方面，臺(tái)積電表示，與5nm設(shè)計(jì)法則幾近兼容的4nm加強(qiáng)版減少了光罩層，進(jìn)一步提升了效能、功耗效率、以及晶體管密度，預(yù)計(jì)于2021年第3季度開始試產(chǎn)。據(jù)悉，4nm制程工藝將繼續(xù)把芯片尺寸縮小6%，同時(shí)帶來功耗和性能上的進(jìn)一步改善，比如與FinFET晶體管相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更嚴(yán)格的閾值電壓（Vt）控制，Vt是半導(dǎo)體電路工作所需的最小電壓，即使是最輕微的變化，也會(huì)對芯片的設(shè)計(jì)造成束縛、并導(dǎo)致性能下降，臺(tái)積電則取得了15% 的提升。

3nm方面，臺(tái)積電將于下半年試產(chǎn)，預(yù)計(jì)2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。而三星于近期成功流片，但量產(chǎn)時(shí)間恐怕要晚于臺(tái)積電。

臺(tái)灣地區(qū)產(chǎn)業(yè)分析人士認(rèn)為，截至2021年底，臺(tái)積電將拿到55臺(tái)ASML的EUV光刻機(jī)，三星為30臺(tái)。

三星副董事長李在镕于2020年10月訪問了ASML總部，并希望后者在2020年交付9臺(tái)EUV光刻機(jī)、在2021年后每年交付20臺(tái)EUV光刻機(jī)。

8. 2003 to 2021全球半導(dǎo)體市場及增長率

9. 中芯國際擬擴(kuò)建5.5萬片晶圓產(chǎn)能

近日，中芯國際在投資者互動(dòng)平臺(tái)上表示，為滿足更多的客戶需求，根據(jù)公司今年的CAPEX支出計(jì)劃，擬擴(kuò)建1萬片12英寸和4.5萬片8英寸晶圓的產(chǎn)能。

10. 聯(lián)發(fā)科今年成長動(dòng)能強(qiáng)勁，有信心全年?duì)I收成長超過40%

聯(lián)發(fā)科是全球性銷售布局的企業(yè)，加上產(chǎn)品多元，而且今年將投入歷來最多的30億美元（約新臺(tái)幣837億元）研發(fā)預(yù)算強(qiáng)化競爭力，看好今年?duì)I收與獲利會(huì)是強(qiáng)勁成長的一年。

蔡明介指出，聯(lián)發(fā)科今年將投入30億美元研發(fā)預(yù)算，致力發(fā)展AI、后5G、WiFi7與安謀架構(gòu)資料運(yùn)算等多項(xiàng)領(lǐng)域，為下一階段的成長累積優(yōu)勢，依聯(lián)發(fā)科每年研發(fā)費(fèi)用占全球營收的20%推算，今年?duì)I收至少150億美元起跳（約新臺(tái)幣4185億元）。

11. 中國最大的計(jì)算芯片亮相突破封裝極限

燧原科技COO張亞林在發(fā)布會(huì)上強(qiáng)調(diào)。從他的介紹我們可以看到，燧原科技的新一代芯片采用了2.5D封裝，在其中整合了9顆芯片。這樣的設(shè)計(jì)也使得整個(gè)芯片的整體封裝尺寸做到了驚人的57.6mm×57.6mm，達(dá)成國內(nèi)領(lǐng)先的成就。

據(jù)介紹，邃思2.0進(jìn)行了大規(guī)模的架構(gòu)升級(jí)，采用了新一代全自研的GCU-CARA全域計(jì)算架構(gòu)，針對人工智能計(jì)算的特性進(jìn)行深度優(yōu)化，夯實(shí)了支持通用異構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ)；支持全面的計(jì)算精度，涵蓋從FP32、TF32、FP16、BF16到INT8，并成為中國首款支持單精度張量TF32數(shù)據(jù)精度的人工智能芯片。單精度FP32峰值算力達(dá)到40 TFLOPS，單精度張量TF32峰值算力達(dá)到160 TFLOPS，以上數(shù)據(jù)均為國內(nèi)第一。

12. 蘋果M2芯片什么水平？超乎你的想象！

Apple的 M1 處理器基于用在iPad Air 和后來的 iPhone12 中的 5nm A14 芯片設(shè)計(jì)。它具有 4 個(gè)具有 192 KB 的 L1 指令緩存和128 KB 的 L1 數(shù)據(jù)緩存，并共享 12 MB 的 L2 緩存的高性能內(nèi)核，同時(shí)還有4 個(gè)具有 128 KB 指令緩存、64 KB L1 數(shù)據(jù)緩存和共享 4 MB L2 緩存的節(jié)能內(nèi)核。這使得總共 8 個(gè)內(nèi)核在功率和效率之間平均分配，從而與之前的型號(hào)相比，速度有了巨大的提升。片上系統(tǒng)在大多數(shù)型號(hào)（入門級(jí) MacBook Air 和 24 英寸iMac 具有 7 核 GPU）中還具有 8 核 GPU，具有 128 個(gè)執(zhí)行單元和多達(dá) 24576 個(gè)并發(fā)線程。

M2——2022年初

蘋果的 M2 芯片很可能會(huì)出現(xiàn)在下一代 MacBook Air 中，它看起來會(huì)進(jìn)行全面的重新設(shè)計(jì)，采用新的顏色來匹配 24 英寸 iMac。據(jù)彭博社報(bào)道，蘋果的下一代處理器“將包含與 M1 相同數(shù)量的計(jì)算核心，但運(yùn)行速度更快。” 這類似于 Apple 進(jìn)行 A 系列升級(jí)的方式，盡管性能大大提高，但自 A11 處理器以來它已經(jīng)擁有六個(gè)內(nèi)核。就 GPU 而言，彭博社報(bào)道稱內(nèi)核將從 7 個(gè)或 8 個(gè)增加到 9 個(gè)或 10 個(gè)。

13. 中芯國際又一個(gè)重要項(xiàng)目量產(chǎn)：月產(chǎn)能7萬片晶圓、良率99%。

中芯紹興項(xiàng)目首期總投資58.8億元，引進(jìn)一條芯片年出貨51萬片的8英寸特色工藝集成電路制造生產(chǎn)線和一條模組年出貨19.95億顆的封裝測試生產(chǎn)線，將打造成為國內(nèi)領(lǐng)先、世界一流的特色工藝半導(dǎo)體代工企業(yè)。

14. 全球CIS市場預(yù)測2025

15. 寒武紀(jì)進(jìn)軍自動(dòng)駕駛芯片市場采用7nm制程

在7月8日的世界人工智能大會(huì)上，科創(chuàng)板人工智能芯片上市公司寒武紀(jì)CEO陳天石透露，寒武紀(jì)將進(jìn)軍智能駕駛芯片這個(gè)新市場，雖然該產(chǎn)品還在設(shè)計(jì)中，但陳天石透露了一些技術(shù)細(xì)節(jié)，這款車規(guī)級(jí)芯片將采用7nm制程，算力將達(dá)到200TOPS ，可以支持高級(jí)別自動(dòng)駕駛，芯片也將繼承寒武紀(jì)云邊端已有的一體化工具鏈。

16. 集微咨詢韓曉敏：國內(nèi)產(chǎn)能缺口被高估，高端芯片國產(chǎn)替代正當(dāng)時(shí)

從產(chǎn)能的角度來看，韓曉敏表示，當(dāng)前全球芯片公司都面臨產(chǎn)能緊張的問題，但對于國內(nèi)芯片產(chǎn)能缺口到底有沒有這么大，內(nèi)部其實(shí)也正在做評(píng)估，還沒有一個(gè)確切的說法。但根據(jù)初步調(diào)研，沒有那么大的缺口，“‘需要再建8個(gè)中芯國際’，絕對不是這樣的情況?！薄?/p>

SEMI數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球半導(dǎo)體12英寸晶圓產(chǎn)能約為590萬片/月，8英寸晶圓產(chǎn)能約為510萬片/月。同一時(shí)期，中國本土廠商12英寸晶圓產(chǎn)能約為38.8萬片/月，8英寸晶圓產(chǎn)能約為74萬片/月，全球占比不足10%。

在市場需求拉動(dòng)下，國內(nèi)晶圓廠都在陸續(xù)投資建設(shè)新產(chǎn)能。截至目前統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)2021年將新增34.2萬片產(chǎn)能，較2020年提高30%，但韓曉敏指出，這30%是在一年的時(shí)間內(nèi)逐步增加上去的?！捌鋵?shí)整個(gè)代工產(chǎn)能的擴(kuò)張只有大概10-15%，基于目前緊張的情況來講肯定還是不夠的。

17. 臺(tái)媒業(yè)界看紫光不致倒閉

紫光集團(tuán)因不能清償?shù)狡趥鈧鶛?quán)人向北京中級(jí)法院聲請破產(chǎn)重整。中國臺(tái)灣半導(dǎo)體界分析，紫光集團(tuán)資金危機(jī)主因是過度并購，債務(wù)杠桿過高所致，未來并購實(shí)力大減，但不會(huì)倒閉，仍是存儲(chǔ)器界的玩家。

臺(tái)灣半導(dǎo)體界人士指出，大陸國家大基金力挺半導(dǎo)體項(xiàng)目，紫光集團(tuán)仍將獲得資金奧援，重整可能改變紫光集團(tuán)股權(quán)結(jié)構(gòu)，但發(fā)展項(xiàng)目不會(huì)變，且紫光武漢廠二期仍在持續(xù)擴(kuò)建中。半導(dǎo)體已成為大陸國家級(jí)扶植產(chǎn)業(yè)，不能用一般行業(yè)破產(chǎn)看待，況且過去債務(wù)一筆勾消的情況所在多有，預(yù)料紫光集團(tuán)不會(huì)倒閉。

業(yè)界人士說，目前紫光旗下的長江存儲(chǔ)及武漢新芯，仍是國家扶植發(fā)展存儲(chǔ)器指標(biāo)廠，針對債權(quán)人聲請破產(chǎn)保護(hù)，政府迄今遲未表態(tài)，似乎是在等債務(wù)清理告一段落才會(huì)出手，大陸全力發(fā)展存儲(chǔ)器的目標(biāo)不會(huì)變，且長江存儲(chǔ)已積極進(jìn)行第二階段擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，目前該公司也是美國抵制中國購買先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備前，就買到先進(jìn)設(shè)備的半導(dǎo)體廠，后市發(fā)展不宜輕忽。