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国内外半导体产业面面观:结构性缺芯将结束,后年进入衰退期

我们虽然时有分析半导体行业发展趋势,比如说缺芯问题的探讨、俄乌冲突对行业的影响等,但基本都是以小见大、从细微处着手,鲜有从全局来探讨整个行业的。这些局部问题实际上造成了半导体行业发展的各种不确定因素。

总结一下《国际电子商情》这两年探讨的一些大事f9mesmc

1.中美贸易摩擦,尤其是美国对中国的技术封锁、对部分商品增收关税等操作;f9mesmc

2.新冠疫情的持续,对行业和供应链的稳定造成时起时伏的影响;f9mesmc

3.大范围缺芯成为行业的长期现象;f9mesmc

4.俄乌冲突等局部矛盾,成为影响行业发展的不确定因素;f9mesmc

5.宏观经济对行业构成不利影响,比如通胀、能源危机、美国的量化宽松货币政策、加息等操作;以及需求端因以上诸多原因表现出的收紧;f9mesmc

以上诸多因素,造成半导体行业部分出现区域化(regionalization, deglobalization)趋势,很多国家地区都从依赖于全球化供应链,逐渐转向寻求部分实现供应自主化。这对行业的影响是深远而又大范围的。f9mesmc

Gartner今年Q1公布了不少半导体预测数据,最近也在线上举办了一场媒体沟通会,相对详尽地为我们展示了对半导体行业的发展现状,以及基于各种不确定因素对行业的预判。我们自然有了从全局来进一步了解行业的机会。f9mesmc

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2023年增速放缓,2024年进入衰退期

不过在了解这些数据前还是需要补充说一句,研究机构的预测数据会随着各类不可预期的事件发生而随时做出调整。比如Gartner这次做半导体行业整体营收的预期时,上海这波疫情仍未如此激烈。Gartner研究副总裁盛陵海说,如果加上上海近两个月的封控考量,则市场数据会有一定程度下调——尤其是对需求侧的影响,如汽车半导体产品需求量下滑;以及对供应链效率造成的影响。f9mesmc

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灰色柱状条表示去年Q4的预测数据,蓝色表示今年Q1更新后的数据f9mesmc

以上这张表是半导体整个行业的营收变化情况。这些数字也基本符合预期。2021年半导体市场增长26.3%,汽车电子、数据中心等都成为其中的重要驱动力;这么大的涨幅也基于2020年市场的萎靡;与此同时ASP(average selling price)产品单价的上涨是重要因素——缺芯本身就在促成芯片价格飙升。若排除ASP上涨,则“增长可能只有10%左右”。f9mesmc

产品单价提升同样会延续到今年,所以Gartner预测行业今年的涨幅也有13.6%。从需求角度来看,“应该不会有很大增长,除了新能源车、数据中心可能会有一些增长”…“像智能手机等门类,其实今年并不太看好。加上疫情、通胀等大环境,需求是下降的。”f9mesmc

而到了2023年,Gartner预测半导体市场增长速度将会放缓,并于2024年进入衰退期(-2.2%)。若俄乌冲突不停,“能源价格持续高涨,再加上新冠等因素,半导体市场的衰退可能会提前到来”。f9mesmc

半导体行业始终是需求增加→扩产→产能增加→产能过剩→产品价格下降→停止扩产→需求增加→扩产…这样一个周而复始的过程。这种周期性,尤其是存储类别产品作为较大的影响因子,原本就有这样的趋势。加上大环境以及诸多不确定性的出现,有这样的预期也是十分合理的。f9mesmc

不过如果将存储类半导体产品从整个市场中扣除,则情况会很不一样。 盛陵海说:“存储是非常大的影响因素,价格波动性很大,包括DRAM和NAND Flash。”我们之前也解释过存储市场具备了“强周期性”特点。f9mesmc

实际上若排除波动性较大的存储市场,则整个半导体市场呈现出相对稳定的增长态势。包括明后年的发展变化。除了2020-2021这种比较特别的年份,后续数年非存储半导体市场营收的增速百分比都在个位数,落差不大。f9mesmc

来看不同类别芯片发展预期

总体趋势如此,各类别的半导体产品还是存在差异的。首先特别谈一谈存储半导体(memory)。存储类产品通常2-3年为周期波动,不过近两年供需关系波动似尤为活跃。在Gartner提供的数据中,此前一段时间DRAM和NAND Flash都处于供不应求的状态。f9mesmc

但自缺芯潮影响扩大后,去年上半年就有不少存储芯片需求量大的企业开始囤货,致今年下半年市场很快会达到供需平衡,并预计于Q3到明年走向供过于求和价格下跌。f9mesmc

不过市场有些突发情况,典型如NAND Flash,Kioxia与西数合资工厂发生芯片污染问题,又致NAND Flash的供给能力部分下降。所以NAND Flash的产能回升会稍晚。但NAND Flash和DRAM的产能过剩只是时间问题:包括今年又有新的工厂产能扩张。f9mesmc

Gartner预计DRAM市场明年总体下滑5%,2024年则滑坡多达20%,主要是因为市场周期性变化过程里DRAM很快要进入跌价通道。NAND Flash趋势当与DRAM相似,不过NAND Flash的bit增长每年都有新迈步,市场需求量会更大,投资也将持续。f9mesmc

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更多其他各类别产品的增长情况则如上图所示。此处AS-Semi是指Application Specific半导体:指与应用相关的半导体,Gartner定义其具体到某些特定应用方向的芯片,如手机、网络、汽车等之上的芯片类别(相对复杂的电源类芯片,如PMIC也包含在其中;虽然这个分类还是让我们有些费解);f9mesmc

Micro包括微处理器、MCU等;Opto涵盖CIS(CMOS图像传感器)、LED芯片等光学类半导体器件;GP Logic是指通用逻辑器件,如FPGA等;NOS则是指非光学类传感器。f9mesmc

- 今年增幅最大的自然是存储产品。不过如前所述,供需关系新一轮周期,外加市场大环境不确定性,2023年这部分的预期就将大幅下调。f9mesmc

- Micro类别产品负增长,主要是源自Gartner对此类器件与芯片的范围调整:苹果Mac开始采用自家芯片后,M系列芯片被Gartner归入AS-Semi类别。f9mesmc

- GP Logic类别负增长,按照盛陵海所说,是因为这块的DDI市场不乐观。f9mesmc

有关缺芯的问题,除了前文已经谈到存储类别产品的缺货基本已经结束,“一些老的5G芯片、CIS、手机相关DDI等,其实都已经有过剩的情况。”盛陵海说,“和行业应用相关的,包括工业、汽车等目前还是比较坚挺。”虽然也有部分产品类别需求量仍旧旺盛,如功率器件、模拟芯片,但“现在的市场应该已经从结构性缺货,转换为局部或特定领域的缺货。”f9mesmc

从foundry厂的变化来观察市场

接下来是从不同企业的角度来看市场发展。整个半导体世界的企业营收排名就不提了,较往昔并无异常变化。排名前25的企业营收基本都有对应增长。增长显著、增速甚至超过50%的主要有高通、英伟达、联发科、Novatek(联咏科技)。f9mesmc

英伟达、联发科和Novatek应当都是比较好理解的,也是我们此前报道一路积极向上的常客;高通虽然被联发科抢走了一部分手机AP SoC市场,但其手机业务盈利增速依然比较快——与此同时其RFFE射频前端、汽车与IoT业务表现都非常好。f9mesmc

相对原地踏步的是Intel和索尼——不过目前Intel仍是半导体企业中与三星难分伯仲的存在,索尼的问题则是CIS业务失去华为手机原本的大单。f9mesmc

相关企业的部分,我们重点了解一下foundry厂及晶圆价格的情况。目前营收排名前10的foundry厂分别是台积电、三星、联电(UMC)、GlobalFoundries、中芯国际(SMIC)、力积电(PSMC)、上海华虹宏力、世界先进(VIS)、高塔半导体(Tower Semiconductor)、上海华力(HLMC)。f9mesmc

前十foundry厂的营收均有较大幅度的增长——增幅最小的都有19%;快的如上海华虹宏力、力积电都有达到或超过70%的营收增长。在营收基数方面,台积电以568亿美元的营收远超第二名三星foundry。除台积电外,前10的所有其他foundry厂营收均未达到100亿美元。f9mesmc

以力积电为代表的诸多市场玩家都抓住了缺芯潮的机遇,涨价是不少企业盈利大幅增长的关键。而华虹宏力在去年无锡12寸晶圆厂开出产能。另外中芯国际去年的营收增幅也达到了39%,主要建立在14nm产能增加、业务快速发展的基础上。f9mesmc

具体到工艺节点,营收增速最快的自然就是5nm。2021年5nm创下的营收相比2020年增长了198%(相较而言,7nm为17%,10nm 98%,16nm 9%...)。特色工艺、传统工艺涨价幅度较大,和我们此前分析旧工艺缺货严重,foundry厂因此在旧工艺上投入CapEx,导致旧工艺涨价所述一致。主要是65nm以下的传统工艺单价上涨很快,65nm去年营收增长率48%,90nm增长了43%,130nm工艺都增长了36%。f9mesmc

值得一提的是,28nm工艺的营收去年相比前年增长18%。Gartner认为这个工艺未来还将进一步增长,毕竟中芯国际在几个主要城市都有28nm建厂计划。f9mesmc

盛陵海表示,当前部分芯片产品已经开始过剩,但因为半导体供应链比较长,上游反应会相对较慢。“上游(foundry厂)还是想抓住最后一次机会,把价格再提一提,享受(这波行情的)最后一点红利。”f9mesmc

谈谈中国半导体市场

最后盛陵海在分享会上给出了中国半导体行业发展的部分数据。Gartner同样公布了中国营收排名前25的半导体企业:韦尔半导体、紫光展锐、长江存储、中芯微电子、海思、兆易创新等等,绝大部分企业应当也是众所周知的了。f9mesmc

除了海思和汇顶有营收方面的同比下降,其他企业的营收都有不小的增幅,包括展锐、长江存储、国科微、唯捷创芯、兆易创新、迦南科技(矿机市场)、士兰微、晶晨等都有巨幅增长(有些有3-4位数百分比)。f9mesmc

盛陵海提到,10年以前2亿美金的年度营收就能上榜——后续一路提升。“现在要是没有5、6亿美金是进不了前10 的。”从各企业年度营收增长率,以及榜单内企业营收基数都能看出这些年中国半导体市场的发展之快。f9mesmc

只不过其中不少半导体企业的发展,都和海思暂时的衰落有很大的关系。“一鲸落,万物生”,海思留下的市场空白今年由不少企业填补。比如CPU方面,部分给了飞腾和海光机会;而AP和基带则给展锐、翱捷留下了市场;AP/MP市场被晶晨、全志、瑞芯微等更多地获取;射频前端和transceiver现在还有卓胜微、唯捷创芯等等…华为本身也有进行一些国产芯片企业的投资。f9mesmc

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上面这张图给出了不同类别的半导体产品,中国企业已经获得的市场份额。实际上,由于众所周知的原因,海思不再是国产半导体企业第一以来,国产半导体公司无法做到完全填补海思留下的市场空白。当前的很多细分市场,仍然没有那么乐观。f9mesmc

这张图的横轴表示营收,纵轴表示市场份额,越往右上的位置越好。以10%为界限,位于10%以上的类别有光电、其他存储产品、非光学传感器、分立器件、模拟。其中光电类半导体产品,因为韦尔半导体CIS品类的关系,有不错的市场表现。Other memory主要是指NOR Flash,兆易创新等企业在这部分有着出色的成绩,但这个市场本身规模就不大。f9mesmc

而在非光学类传感器类别上,国内一样有不错的市场参与者,但在技术上对上游的依赖仍然比较大。分立器件市场的成绩,很大一部分源自闻泰此前收购的Nexperia。模拟这部分的主要贡献企业包括矽力杰、圣邦微等。f9mesmc

而绝大部分半导体产品类别,中国在其中的市场份额都不足10%,其中也包括2020已经拿下13%市场份额的integrated BP(集成基带),那时候海思依然是风生水起的。一些难度较大、需求尖端科技的GPU、FPGA、DRAM等类型的芯片,中国的位置都在左下角;NAND Flash则受到长江存储的影响,今年比去年有较大幅度的提升。盛陵海预计,“未来5年内,NAND Flash的位置就能提到10%左右甚至更高。”f9mesmc

总的来说,部分半导体类别、尤其是技术难度较大的部分,中国半导体企业仍然有很大的努力空间。而且Gartner的分析还只是基于产品类别给出的数据,从产业链上下游的角度来切分,则中国目前的情况也不是很乐观。但中国半导体产品和技术这一年来的发展很快,从不同企业的营收和增幅就看得出来。f9mesmc

“国产替代”需要产业链的建立和持续的完善,更非一朝一夕之工。国内供应链最强的应该是通讯类,包括手机通讯、消费类电子,这两块是份额最大的。这两块国产替代也是最有机会的。”f9mesmc

盛陵海说,“这两块都做得比较好。接下来的机会,我认为是汽车和工业。特别是工业,因为国内有自己的标准,国家也在推动国产化。汽车的国产化发展还在初期阶段,但很多国产芯片公司开始打入车企供应链,后续还需要时间。”“一些汽车公司也开始投资半导体了。我们希望这样的产业联动能够看到一些成果。”f9mesmc

责编:Elaine
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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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