《五大“风向标”,全方位展示半导体产业现状》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2022-07-14
  • 2022年疫情依旧没有过去,在疫情的持续影响下半导体产业发生了微妙的变化。
    2022年已经度过一半,半导体产业在过去的半年里起起伏伏。在这半年中,半导体产业的全球市场发生了变化,需求和供应相较于去年有了不一样的转变;同时产业中也出现了曾经预测的新工艺与技术等。
    ICVIEWS对半导体产业的2022上半年进行了总结,五大“风向标”全方位展示半导体产业的现状。
    产业链:需求疲软与代工涨价双重压力
    去年年底时,半导体可谓火热。由于需求火热且产能紧张,晶圆代工厂赚的盆满钵满。台积电的市值甚至达到6000亿美元,成为亚洲市值最高的公司。与此同时,三星、英特尔也纷纷宣布扩产、建厂。
    而2022年上半年,半导体市场发生了变化。在新冠疫情持续三年后,电脑、平板、手机等需求逐渐下滑。2022 年第一季度全球智能手机出货量为3.112 亿部,同比下降 11%。Gartner预计到今年年底全球PC出货量将下降9.5%。
    半导体产业在经历了2021年的供应不足之后,许多企业此前积累的库存开始释放,半导体行业正从全面缺芯转变为结构性缺货。
    模拟芯片、面板驱动IC、MCU、GPU、DRAM、NAND Flash、NOR Flash等芯片价格持续下跌,甚至MLCC、电阻等被动元件价格也持续承压。
    与此同时,半导体材料价格不断上调。硅晶圆大厂胜高(SUMCO)计划在 2022 年至 2024 年调高长期合约价格约 30%,昭和电工从 2023 年 1 月起,也要将芯片制造的高纯气体价格提高 20% 以上。
    上游厂商的高成本将通过晶圆代工厂转嫁到IC设计公司。台积电表示将从2023年1月起,将大多数制程的代工价格上涨约6%,三星计划今年把半导体生产费率提高多达20%,以此以应对材料和物流成本上升压力。
    在此种状态下,设计厂的盈利将同时都受到下游客户与上游代工的双重挤压。
    工艺:3nm揭开面纱、Chiplet成为热点
    2022年的上半年也将先进制造推向一个新高峰。讨论火热的3nm制程上,台积电进一步拓展了3nm,除了基础的N3工艺外,还衍生出了N3E、N3P、N3S和N3X的四种制造工艺。同时N3工艺也有望在今年下半年开始大规模生产,实际芯片将于2023年初交付给客户。三星更是直接宣布,已经开始在其位于韩国华城的工厂大规模生产3nm芯片,历经艰险’的三星3nm终于尘埃落定了。
    此外,对先进制程的探索仍在继续,一直在传言中的2nm展现的更加清晰。台积电在今年上半年的技术研讨会上,首次清晰的披露其2nm的计划。目前来看,尽管对于2nm的架构选择一直有很多争议,但台积电、三星、英特尔都选择了GAA开发2nm。
    工艺方面除去制程的进步,封装方面的探索让“Chiplet”成为2022年上半年的热门词汇。在今年3月,英特尔联合AMD、Arm、高通、台积电、三星、日月光、谷歌云、Meta、微软等行业巨头成立Chiplet标准联盟,制定了通用Chiplet的高速互联标准UCIe,使得Chiplet不再成为少数人的游戏。同时,针对未来的数据中心市场,英特尔、AMD、英伟达都先后推出了CPU+GPU类型的混合芯片。可以预见,下一顶级芯片也将会是多芯片设计。
    趋势:硅光、忆阻器、碳化硅等新技术、新材料崛起
    在今年上半年,摩尔定律的极限仍然是人们讨论的重点。半导体也通过对新技术、新材料的探索向继续延续摩尔定律。而这其中,硅光芯片是今年的火爆词汇。光芯片曾经在与电子芯片的竞争中落后,但由于光子芯片采用频率更高的光波作为信息载体,较于电子芯片有独特优势。也因此,将光子芯片与成熟电子芯片技术相融合的硅光技术成为探索的未来主流形态。
    在2022年上半年,英特尔和英伟达投资Ayar Labs,华为入股微源光子及长光华芯,格芯推出新硅光子技术,新思科技成立OpenLight公司,种种举动都反映这半导体产业对于硅光技术的态度。
    此外,在晶体管方面,忆阻器成为重点。由于忆阻器的可以突破晶体管无法小于原子间距的问题,学术界提出忆阻器将成为新的开关技术标准。中国国内的忆阻器成果颇多,清华大学、中国科学院微电子所等都在忆阻器方面取得新进展。
    在新型材料方面,第三代半导体不再只是纸上谈兵。搭载意法半导体碳化硅器件的特斯拉Model3的问世,将特斯拉的逆变器效率从Model S的82%提升至Model3的90%,并降低了传导和开关损耗。由此也正式拉开了碳化硅“上车”的序幕。
    英飞凌将为中国整车厂的电动汽车逆变器和车载充电机应用提供产品,合同总金额达到上亿欧元。意法半导体已经搭上特斯拉,碳化硅产品已经在75个客户的98个项目中送样测试。国内方面,闻泰科技披露其碳化硅技术研发进展顺利,碳化硅二极管产品已经出样;三安光电的碳化硅二极管已经拓展送样客户超过500加,出货客户超过200家,超过60中碳化硅二极管进入量产阶段。
    地区博弈:国家焦虑不断升级
    当半导体成为全球政治博弈的重要筹码时,无法全部掌控半导体产业链,将是危险的。特别是在美国的渲染下,加强半导体产业成为众多国家或地区的重要事项。
    失去芯片制造业的美国认为半导体产能70%集中于中国台湾地区是不安全的,也正因如此,在2021年提出了“芯片法案”,希望借此刺激美国晶圆制造产业。当然,砸钱是有用的。英特尔、台积电、三星、环球晶圆都表示将赴美建厂。英特尔计划在美国俄亥俄州建造至少2个芯片制造厂、台积电在亚利桑那州兴建一座120亿美元(约合人民币804.56亿元)的5纳米厂。
    但在今年上半年,“芯片法案”似乎无法起到刺激产业的作用。究其原因在于时间,芯片法案已经提出逾一年,在美国众议院与参议院的轮番踢皮球下,半导体企业的期待变成了失落的等待。
    现在,英特尔已无限期延后俄亥俄州200亿美元芯片厂,日经亚洲报道称,英特尔表示,“芯片法案的进度比原本预期缓慢,不知何时才能敲定”。台积电也表示在美建厂的速度视美国政府的补贴而定。
    美国的制造“焦虑”似乎已经无法在唤醒大厂的兴趣。
    除去美国,日本也同样有“焦虑”,但日本的焦虑是关于其一直占据优势的功率半导体。尽管2021年日本企业在功率半导体公司销售额排名前十位中占据五席,但相较前一年其合计市占率下降的1.2个百分点。日经也多次因此发出担忧,认为中国大幅增产的功率半导体可能会抢夺日本的市场份额。
    兴起力量:中国半导体实力不断增长
    在2022年上半年,中国半导体出现了很多惊喜。从政策来看,上半年中各地方政府开始推出重磅政策。其中深圳大手笔的规划了对半导体与集成电路产业的布局。提出到2025年,产业营收突破2500亿元,形成3家以上营收超过100亿元和一批营收超过10亿元的设计企业,引进和培育3家营收超20亿元的制造企业。
    此外,深圳地区发力存储产业,深圳国资成立50亿DRAM芯片企业,并且任命坂本幸雄为首席战略官。要知道,坂本幸雄是日本半导体产业的领袖,是前尔必达存储社长。这些举措,透露出了深圳进一步发展半导体的决心。
    此外,合肥、济南也在上半年先后发布集成电路本地化政策,以推动当地半导体的发展。合肥对集成电路设计企业、高校院所对拥有自主知识产权产品开展多项目晶圆(MPW)流片,按照流片费用70%给予补助,年度补助总额最高300万元(高校院所最高150万元)。济南提出在半导体方面,到2025年培育8-10家龙头企业,20家以上具有核心竞争力的领军领先企业,形成500亿级产业规模。
    中国的产业创新方面,上半年最为重要的方向是存储大厂长江存储将跳过原定 192 层技术,直接挑战 232 层 NAND,并于 2022 年底量产。这是什么概念?根据此前韩国研究机构OERI的一份报告,其表示中韩闪存技术差距目前已经缩短至两年,理由是三星和SK海力士明年初会量产超200层闪存,长江存储则要到2024年。比预测中提前两年量产,这代表着中国存储差距的不断缩小。
    中国的半导体发展势头凶猛。数据显示,在过去四个季度中,全球20家增长最快的芯片行业公司中,有19 家来中国大陆。彭博社对此评价为:“遭受美国制裁后,中国芯片行业增速比全球任何地方都快。”
    到现在,2022年已经过半。在2022年疫情依旧没有过去,半导体在疫情的影响下一点点变化。上半年过去,那些预计2022下半年实现的量产与突破,是否能够准时兑现,ICVIEWS将持续观察。

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    • 上海半导体装备材料基金(以下简称“上海装备材料基金”)的筹备工作接近完成。 据了解,上海装备材料基金是国内第一家聚焦半导体装备材料领域的产业投资基金,致力于通过市场化运作,运用并购整合方式,推动中国半导体装备材料实现跨越发展。有人说半导体是现代产业体系的皇冠,装备和材料是这顶皇冠上的明珠。 上海装备材料基金总规模100亿元人民币,首期规模50.5亿元人民币。基金出资人(LP)包括国家集成电路产业投资基金(以下简称“国家大基金”)、上海市、临港管委会、南京银行和万业企业。基金管理公司为上海半导体装备材料产业投资管理有限公司(以下简称“GP”)。该GP由上海浦东科技投资有限公司(以下简称“浦科投资”)和国家大基金方面组成并由浦科投资控股。 在国家大基金一期运作进入尾期之际,决策层还是决定向上海装备材料基金出资10亿元,这一投资举动显得非同寻常,凸显了上海装备材料基金在中国半导体产业链中的重要性。 2月6日,浦科投资董事长、创始合伙人朱旭东博士接受澎湃新闻记者独家专访时称:“国家集成电路产业基金一期已经接近尾声了,国家大基金原本不打算再投子基金项目的,但我们这支基金还是得到了国家大基金的获准出资,这反映了国家大基金对我们的认可和期待,我们也觉得自己身上的担子不轻。” “材料和装备是半导体产业的前提,当前国内这一领域十分薄弱。尽管有一些企业起来了,但能实现产业化的不多;即便实现产业化能接到订单也很少,能接到了订单又能赚钱的更是少之又少。”朱旭东博士称。上海也希望借助集成电路这一波发展,把材料和装备这块薄弱的环节搞起来。 立足上海、面向全国、走向全球 “上海装备材料基金将立足上海、面向全国、走向全球开展运作。”朱旭东博士称。 据了解,上海装备材料基金是500亿元上海集成电路产业投资计划的重要组成部分。基金将立足上海装备材料产业的基础优势,面向海内外开展并购投资,利用市场化平台致力于打造具有国内外影响力的装备材料集团。 集成电路是高资本、高技术、高人才门槛的行业,为了落实国家发展集成电路产业的总体战略,加快发展自主可控的集成电路产业,2014年9月24日,国家大基金正式成立,规模超募至1387.2亿元。国家大基金在利用资本力量推动中国集成电路产业发展发挥了巨大作用。 2016年1月,上海出台了地方集成电路产业投资计划,总盘子为500亿元。上海集成电路产业投资基金采取“1+3+1”的模式运作,即100亿元设计业基金、300亿元制造业基金和100亿元装备材料基金。制造业基金和设计基金已开始运作了。上海装备材料基金成立后,整个上海集成电路产业投资计划也就全部落地了。 三支基金的运作模式是不一样的。“上海设计业基金完全是纯市场化的GP运作的,集成电路制造业基金是由体制内的机构运作的,我们这支则兼具两者之间。浦科投资虽然已经脱离体制,但我们是非国有控股的混合所有制,与体制还有情感上和资产上的联系。因此在政府和市场的联系上,我们具有优势。”朱旭东博士表示。 “国家集成电路产业投资基金出资参与了我们这支基金,所以我们也承担了国家使命。这支基金的定位是成为国家大基金投资布局半导体装备材料领域的先锋队。未来几年,我国集成电路每年投资额都在5000亿元上下,其中,70%的投资是采购设备和材料的,如果中国自己的装备和材料上不来,那么中国半导体产业发展就相当于拉动了国外的GDP。”朱旭东博士称。 上海是国内最早布局集成电路产业的城市,有比较好的基础。但近年来,合肥、成都、武汉等地有赶超的趋势,成为半导体投资的热土。目前,作为国内集成电路产业的重镇,上海市领导、市经信委高度重视半导体产业发展。 “我们这支基金的运作原则是功能效益与经济效益相兼顾,用市场化手段推动上海半导体产业发展。”朱旭东博士称。 芯谋研究首席分析师顾文军在接受澎湃新闻记者采访时称,在各地纷纷高调成立的半导体产业基金中,上海是最务实的,也是出资最多的,但上海半导体产业基金对产业的带动上,对本地企业的帮助上,或许还要更加努力。 “在已设立的两支基金中,设计业基金耗资近7亿美元并购了芯成半导体,这是这一轮产业大发展以来通过并购获得的项目;制造业基金投资了华力微电子和中芯国际的12英寸生产线,先进半导体今年也有所动作,但在设备材料上至今一点动作都没有。”顾文军称, “期待新成立的装备材料基金能为上海并购好项目。” 国际并购要有新思路 “各地发展集成电路的出发点多是对标国际一流水准,提出的口号是要做国际一流的半导体产业。那么就要与海外巨头正面竞争,但这其实很难。”朱旭东博士称,国际上,尤其是美国对中国资本收购半导体企业非常警惕,把国外的“树”买来“栽”在中国的土地上难度很大。 “思路要有创新,我国台湾地区从二十世纪七十年代末八十年代初开始发展半导体,台积电创始人张忠谋提出从做集成电路代工起步,把自己挂在美国硅谷这个芯片设计的‘火车头’上,自己做‘火车头’后面的‘车厢’,美国跑得快,台湾地区也跟着快,不是竞争关系。这是台湾集成电路代工快速崛起的原因,这是模式创新。”朱旭东博士称。 朱旭东博士表示:“并购投资零打碎敲是不行的,需要有一个结构性安排。在并购投资模式方面,我们形成了整合型投资、嫁接型投资和引进型投资等多种运作方式。当然,我们也会根据不同的国家和地区,采取不同的并购策略。比如,欧美对我们收购比较敏感,那么可以跟他们在中国搞合资公司。” “我们接下来可能会在全国范围内选择几个园区进行产业整合和项目落地,我们已经着手在全国范围内进行选址与考察,我们希望上海能够走在前面。” 朱旭东博士称。 浦科投资在官网上称,上海装备材料基金将结合国内装备材料企业小而散的现状,抓住下游厂商增线扩产的有利契机,围绕国内薄弱环节和关键领域,依托国家集成电路产业投资基金的产业资源、上海市以及上海临港地区的政策优势、浦科投资以及华芯投资管理有限责任公司的管理能力,开展整合型投资、嫁接型投资和引进型投资等多种运作方式,充分发挥好资本的力量,在关键细分领域培育若干具有全球影响力的装备材料企业,带动我国集成电路产业链的整体跃升。 浦科投资之所以获得上海装备材料基金的运营权,主要是其之前多起海外并购,在行业内积累起一定的知名度。 “应该说,私有化国外上市公司到中国A股上市,我们是先行者之一,构思起始于2012年。当时海内外高科技企业存在明显的技术差和估值差。从商业逻辑上看,私有化国外公司来A股上市是行得通的。”朱旭东博士称。 2013年,浦科投资率先对在纳斯达克上市的芯片设计公司锐迪科发起私有化并购,但半路却杀出竞争对手紫光集团。浦科投资和紫光集团进行了长达几个月的多番博弈,最终锐迪科的股东选择了“财大气粗”的紫光集团,浦科投资在国家发改委“小路条”在手的情况下铩羽而归。 所谓“小路条”指的是,中国企业海外并购,需要先行报备发改委,发改委审核准许后,发给相关企业《境外收购或竞标项目信息报告确认函》(俗称小路条)。 不过,并购锐迪科失败后,浦科投资并购了澜起科技,这一并购标的异常顺利,也是浦科投资到目前为止赚最多钱的一个项目。“私有化澜起科技获得的利润,有力地支持了浦科投资的混合所有制改革。”朱旭东博士坦承。 浦科投资创始合伙人李勇军对澎湃新闻记者透露,前期已经有一些并购项目在谈判了,等到基金正式运营后会进入项目投资阶段,但具体项目不方便透露。 公开消息显示:本轮从国家到地方成立的集成电路产业投资基金总盘子高达6000多亿元。目前,国家大基金正在酝酿二期,预计二期规模也将超过千亿元,加上地方基金二期,可能一二期总盘子将直逼一万亿元。