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IC设计双子星 半导体产业链上上演好戏
发布日期:2021-10-03 13:13   来源:未知   阅读:

  2020年赋予了半导体业不寻常的意义,产业回暖、突发疫情、进入低谷、快速反弹等等,各种出人意料的状况频频上演,给全球半导体业带来了相当大的挑战,同时也提供了难得的发展机遇。半导体产业链上的多家企业,特别是各自领域内的“二哥”、“三哥”,上海正式发布化妆品产业规划多次提及东方美谷,以及对行业龙头带来很大压力的新兴势力,纷纷展示出强劲的发展速度或潜力。这些现象几乎贯穿了整个半导体产业链,包括上游的材料、设备、IP,以及中下游的IC设计、晶圆代工、封测等。下面就看一下产业链各环节最具代表性企业和新兴势力的亮眼表现。

  在过去的一年里,联发科不仅营收创新高、成为全球第三大IC设计公司,净利润较2019年大幅成长8成。近期还传出打入苹果供应链,为旗下品牌耳机供应芯片。

  去年第3季度,联发科成立23年来,第一次成为全球手机芯片市占率第一,超越稳居此王位多年的巨头高通。

  取得这一切成绩的背后,是该公司产品研发路线图,以及发展策略顺势而为的结果。同时,产业环境和外部力量的助攻也是恰逢其时,主要体现在2019年5月中美贸易战爆发,华为被美国制裁后,中国大陆手机品牌为分散芯片供应来源风险,从高通转单联发科。据统计,2020下半年,联发科在中国大陆市占率从17%攀升到31.7%。

  AMD则是在PC处理器市场大放异彩,风头盖过了霸主英特尔,这在很大程度上得益于疫情爆发后,人们在家办公、娱乐,使PC需求量井喷。

  自2017年推出锐龙品牌之后,AMD在台式机CPU市场的份额逐步提高,与英特尔在这一市场的份额差距也逐渐缩小。来自benchmark的数据显示,1月4日上午,在采用x86 CPU的台式机市场上,AMD份额为50.8%,英特尔为49.2%。尽管只是短暂超过英特尔,但这是AMD在台式机CPU市场的份额,时隔14年再次超过英特尔,上一次还是在2006年的一季度。

  从benchmark提供的数据来看,在2006年的一季度,AMD在台式机CPU市场的份额为53.9%,英特尔为46.1%,在那之后,英特尔在这一市场的份额就一直领先AMD,最高时更是较AMD高出50个百分点,在2019年的二季度之后,双方的差距才逐渐缩小。

  2020年12月,拓墣产业研究院发布了第四季度全球前十大晶圆代工厂商的营收和排名预测。原本排名第四的联电,超过了长年排在第三位的格芯,进入了行业前三甲。

  进入2020下半年以后,联电的股价长期处于上涨状态,一直吸引着业界的眼球,12月7日,联电盘前涨8.23%,报9.6美元,逼近历史最高报价9.733美元。之所以如此,直接原因在于,业界传出消息,联电成功拿下高通和英伟达的成熟制程大单,加上德州仪器、意法半导体及索尼等IDM巨头持续扩大下单。

  另外,由于5G手机的电源管理IC用量增加3-4成,以及笔记本电脑对MOSFET及电源管理IC用量增加2-3成,加上大尺寸面板驱动IC及低像素监控CMOS图像传感器供不应求,包括台积电、联电及其他8英寸晶圆代工产能在下半年也随之供不应求。

  由于驱动IC、PMIC(电源管理IC)、RF、IoT应用等代工订单持续涌入,联电8英寸晶圆产能满载,加上28nm制程持续完成客户的设计定案,后续稳定下线nm及以下制程营收同比增长可达60%,整体营收同比增长为13%。

  这样,使得联电目前的产能处于满负荷状态,不仅如此,据悉,其2021上半年的产能也已经全面满载,涨价不可避免。

  去年10月,据知情人士透露,联电2020下半年已针对新追加投片量的订单涨价10%,在2021年第一季度还会再调涨8英寸晶圆代工价格,其中,已经预订的产能将调涨5%-10%,后续追加投片量的订单,则以涨价后的价格再调涨1-2成。

  实际上,联电8英寸晶圆代工产能已满载到2021年下半年,在产能供不应求且客户持续追加订单的情况下,2021年第一季度调涨价格势在必行。

  可见,联电遇上了行业发展的巨大红利期,主要是市场和相关产品对成熟制程芯片的需求量暴增。

  作为全球排名第三的封测企业,江苏长电科技一直都是人们关注的焦点。过去几年,特别是自2015年收购星科金朋以后,长电的业绩一直不理想,经过5年的过渡和磨合期之后,星科金朋终于等来了机会,2020年5月以后,受客户需求增加的影响,星科金朋的订单量增加超预期。2020年上半年星科金朋实现整体扭亏,截至2020年前三季度,星科金朋实现营业收入10.07亿美元,同比增长32.14%,实现净利润1691.55万美元,较2019年同期实现扭亏为盈。

  星科金朋业绩复苏是整个半导体行业景气度提升的一个缩影,事实上,长电科技业绩拐点在其公告半年报时,已经初现端倪。据其2020年半年报显示,上半年长电科技实现净利润3.7亿元,同比上涨241.47%.

  今年1月的财报显示,长电科技预计2020年度实现归母净利润12.3亿元左右,与上年同期8866.34万元相比,增长1287.27%。

  2020年,全球半导体业产能紧缺进入历史最高点,传递到上游的硅片业,产能同样非常紧张,也就是在这一年,产业又掀起了并购潮,如果所有并购案都能顺利通过的线将是整个半导体发展史上规模最大的并购年。

  在这样的产业背景下,环球晶圆出手了。2020年,该公司发起了对德国硅片大厂Siltronic的并购,收购价约为45亿美元。路透社社报道,两家企业合并后,将成为全球12英寸晶圆市场中的二哥,仅次于日本的信越。目前在这块市场,环球晶位居第四,Siltronic位居第五。

  细数环球晶圆的并购史,2012年收购当时全球排名第六的日商Covalent旗下硅片子公司,实力大增,2016年收购了丹麦Topsil及美国SunEdison半导体,跻身为全球第三大硅片厂商,也是第一大非日系硅片厂。

  拟议中的Siltronic交易将是环球晶圆历史上最大的收购案,这在一定程度上反映出半导体业为疫情后业务恢复正常开始布局。

  在芯片业全球缺货的带动下,半导体设备市场不断升温,据SEMI统计,2020年全球半导体设备出货成绩非常亮眼,且在接下来的2021和2022年,大概率会连续出现大幅增长。这些给了各大半导体设备厂商拓展业务以强大的底气。

  作为半导体设备市场的生力军,ASML上升的速度飞快,2017年营收还排在行业第5位,之后这几年,凭借其独步天下的EUV技术和设备,行业排名很快升至第2,现在与头名应用材料也只在伯仲之间。

  据Gartner统计,该公司在全球光刻机市场中的份额超过80%,营收中,深紫外光光刻机(DUV)占比最高,达到55%,但随着台积电7nm+和5nm制程的量产,其EUV光刻机的需求量明显上升。

  2020年第三季度,ASML一共交付了 10台EUV设备,并在本季度实现了 14 台系统的销售收入,第三季度的新增订单达到29亿欧元,其中5.95亿欧元来自4台EUV设备。

  EUV光刻机方面,ASML绝大部分TWINSCAN NXE:3400B 系统在客户处同时进行了生产率模组的升级。ASML公布了TWINSCAN NXE:3600D的最终规格,这是 EUV 路线 的曝光速度,每小时可曝光160片晶圆,生产率提高了18%,并改进机器配套准精度至1.1nm,计划于2021年中期开始发货。

  最近有消息称,ASML出货了第100台EUV设备,而且订单还在增加当中。

  处在当下这一产业发展节点上,ASML的增长速度给应用材料带来了不小压力,后者正在通过包括并购在内的多种手段不断拓展市场份额。芯片市场的繁荣,给半导体设备业带来了更多的发展机会,竞争也愈加激烈。

  作为整个半导体产业链最上游的重要组成部分,IP的重要性不言而喻,其对整个产业链的影响潜移默化,在所有IP种类当中,处理器的权重和所影响的产业链下游规模是最大的,相关架构主要就三种:x86,Arm,RISC-V。

  传统上,x86和Arm各司其职,x86占领服务器和PC市场,Arm占领以手机为代表的移动设备市场,本来是相安无事,但在过去10年,x86和Arm都在向对方领域渗透,x86的代表英特尔一度想通过精简x86架构来进军手机市场,以失败告终;Arm也在向高性能应用领域拓展,包括数据中心服务器,以及PC处理器。在Arm服务器芯片研发和市场拓展方面,倒下了不少先驱,业界对其也颇具争议,但还没有定论。与此同时,Arm在PC领域的拓展似乎在稳步前行,特别是以苹果新推出的基于Arm的PC处理器M1为代表,让人眼前一亮,增强了人们对Arm向高性能应用领域拓展的信心。

  就在x86和Arm争斗之际,RISC-V横空出世,凭借其轻量化的ISA,出人意料的在短短几年内发展壮大起来,并直接与Arm架构PK了起来,在现阶段,虽然RISC-V与Arm相比,在市场规模上还有很大差距,但其发展前景不可限量,特别是在IP生态多元化的当下,一家独大的IP架构格局一去不复返了。

  所谓IP生态多元化,很大程度上是由多种类、小批量,碎片化的物联网发展方向决定的。而x86和Arm向对方领域的拓展,就是这一过程的开始,不管在那个时段成功与否,大势不可挡。就像x86霸主英特尔已经不再死抱x86这一棵大树,而是向异构的xPU方面拓展,其中包括x86,还有FPGA、GPU,以及新兴的AI架构。Arm同样如此。

  而这种多元化的IP生态正是RISC-V乐于看到的,这也是其在短短几年内能够发展到今天这种程度的主要原因,当然,开源,可以自由灵活的定制,是RISC-V的核心竞争力。

  2020年的各种变化,包括突发疫情、产业进入低谷、快速反弹等,给各处理器IP和架构提供了不同的机遇:由于居家办公,x86产品在数据中心和PC领域用量大涨,Arm也看到了更多进军这些领域的机会,增强了与x86竞争的信心,而RISC-V在前两强竞争的格局当中,似乎对自身在轻量化的物联网嵌入式应用领域的发展前景看得更加清晰了。据RISC-V基金会CTO Mark I.Himelstein介绍,2021年,RISC-V标准会进一步演进,新增多个特性,今年会增加对向量的支持,能够大幅降低指令数量,以前可能需要1000个指令完成的工作,有了向量支持之后就可以降低到1个。除了支持向量,RISC-V还将新增对浮点格式的支持,这对于嵌入式系统来说非常重要,可以减少指令。

  或许在未来,x86聚焦底层“重型”应用(数据中心和云计算)的意味更浓,Arm则处于中间位置,一定程度上在承上启下,而RISC-V更多地在上层,或者说是物联网的边缘侧发挥越来越重要的作用。

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