世界半導體業未來發展特征淺釋

Basic features of ww semieonductor development
半導體工業趨于成熟，從我們獲得最早的數字，1975年世界半導體市場為70億美元，那么，到2005年的30年間，世界市場發展到了2270億美元，共增長32倍，年均增長率是兩位數的12%。今后勢將繼續發展，同時卻也出現了不少新的特點，值得引起我們的注意。
速度平緩化
隨著半導體產業的趨向成熟，它的發展速度正逐漸走向平和與緩慢。據WSTS的數據，世界半導體市場1976~1985年間的年均增長率曾高達26%，1985~1994年間為18%，而1994~2004年間則降到了8%，已進入了個位數增長的時代。進入21世紀后，WSTS預計2001~2007年世界半導體市場將從1390億美元增長到2712億美元，年均增長率仍接近8%。
圖1　世界半導體市場速度趨緩
眾所周知，世界半導體市場的發展有一個硅周期，即每4年有一個起伏循環，而近年也發生了變化。1985~1997年間大致是4年1個周期，但此后周期有縮短之勢（圖2）。此外，硅周期自2001年到達歷史上最深谷底之后，此后不僅周期縮短，而且曲線的發展也趨于平緩，沒有了以往曾有的大起大落。
圖2　世界半導體市場的增長率變化
在半導體業的發展過程中，還有一個大家所熟悉的Moore（摩爾）定律。從這一定律，我們也看到發展趨緩的現象。Moore定律是Intel公司創始之一Gordon Moore發現的，該定律表明：芯片集成度將每年翻一番。事實上，1965~69年間每一芯片上集成的晶體管數量達到了每年翻番的水平。但自1969年到2005年間已降到1.5~2年翻一番。據ITRS（國際半導體技術發展路線圖）的預測，2005~09年間將是2年翻一番，而2009~2018年將進一步下降到3年翻一番。據美國VLSI Research公司調研，從1971年到2002年世界生產的晶體管總量以每年54%的速度在發展，相當于16年增加1000倍，2003年的總產量達到1E（1018）個，大多用于存儲芯片。2005年每一芯片大約集成10億個晶體管，2020年可達320億個，正好是三年翻一番。
對于2006年世界半導體市場，一些主要預測機構，諸如WSTS、SIA、Gartner、IC Insight等都認為將增長8%，也有如Semico Research 公司堅信將增長17%，Future Horizons甚至認為將增長20%。ISuppi公司的增長率于4月的最新調整為7.4%，并預測2005~10年間的年均增長率為8.2%（表1）。
表1　世界半導體市場的發展 
 
注：Gartner公司預測2006~2010年的增長率分別為8%，6%，13%，2%，4%，起伏要大些。
資料：iSuppli
世界上無論哪一門工業，隨著時間的前進，產品的成熟，其發展速度都有向GDP靠近的趨勢。2005~10年間，世界GDP的年均增長率值為3%，而世界電子工業約為4%，而半導體為8%。盡管是個位數，但還是在上端運行，相比前兩者，半導體工業的發展可算得不錯。
市場個人化
半導體集成電路是電子產品的基礎和心臟；電子產品也是半導體集成電路最主要應用產品。現如今，電子產品的銷售對象正從企事業轉向個人，而且這一趨勢在今后10年內將日益增強。以計算機為例，1980年在科技發達國家中主要用于研究，1個單位也就1臺。1985~90年間，計算機推向商業應用，普及率達到10人1臺。1995~2000年包括臺式PC和便攜PC，大約已普及到人手1臺。今后，包括PC、手機等終端1人可以達到10臺，進入所謂"無所不在"的Ubiquitous時代。
預計2005~2010年，是將以移動電話、PC和平板電視三大數字產品為主的大量消費時代。2005年世界移動電話的使用者達20億人，人口普及率為32%，預計2008年即可提高到30億人，加速普及到45%，接近2人1臺。
2005~2010年間，移動電話銷售值將從986億美元增長到1263億美元，PC從2038億美元，到2200億美元，包括平板電視在內的彩電從755億美元到1368億美元，3項產品合計將從3779億美元增長到4831億美元，分別占世界電子市場的30%和32%，可見其地位的重要。
這三類產品的用戶無疑都是個人化的。因此，競爭激烈、價格下降是必然的趨勢。同時，主要銷售市場將從經濟發達國家轉向發展中國家，也因為這個緣故，以中國、印度、俄國、巴西為代表的所謂BRICs（4個國家的英語字頭）經濟群體，它們都是經濟發展中的人口大國，市場潛力巨大，從中期發展看主要購買的是低端產品，但也已出現了高端產品的購買層，因而特別受到世界關注。
經濟發達國家正加速走向高齡化社會，2006年日本65歲以上的人口已占25%，是世界老齡人口最多的國家。那里的高齡老人則是電子高端產品和保健產品的主要消費者。
應用多樣化
自從2000年世界IT泡沫之后，比較僵化的電子產品和電子技術，走向了今天大量消費和技術革新的新時代。
電子產品的普及速度發生了巨大的變化。例如，上世紀70年代到80年代電視、PC和錄像機的普及都是有一個順序的：從經濟發達國的高收入/企業層到經濟發達國的中等收入層，再到經濟發達以外的國家。隨著時間的前進，市場逐漸擴大。
但是，移動電話、MP3播放機、DVD播放機、數碼相機等電子產品的發展和普及則完全不同。不但普及時間短，而且是在世界各地同時上馬，一開始的價格就比較低，也是個很大特點。這導致DRAM、NAND　flash、液晶驅動IC、液晶屏等需求一路上揚，而價格則是不斷滑落。
據統計，2005年世界PC、移動電話、彩電、數碼相機、MP3播放機等5大類數字產品的出貨量合計比上年增長了20.4%，而世界半導體業的出貨值不過增長了6.8%。原因就是半導體單價的下落，阻礙了半導體業的增長。
這些半導體的主要應用電子產品今后還將繼續發展，預示著半導體業前景可待（表2）。
表2　世界主要電子產品和半導體的發展

資料：三菱證券公司
隨著半導體應用的多樣化，半導體的提供方式也在發生變化。在大型機時代，半導體具有專用的性質；PC時代DRAM和MPU等都走向了通用化；進入數字家電時代，半導體回歸專用化；今后將是專用/通用的兼用化。專用的如SoC/SiP技術，通用的則如微控制器/DSP技術、平臺技術、模擬技術等。
半導體應用從其傳統的業務協作關系方面來看，似乎缺少新的應用，未來展延的應用只在娛樂業，汽車和機器人等領域。娛樂業的代表是消費電子自不待言，且已成為電子業發展主流，業者無不趨之若鶩。汽車電子和機器人則是半導體高端應用的發展方向。汽車電子從80年代電子立體聲，到現在的防爆制動系統、發動機控制、汽車導航、氣袋等，10年后到2015年，還將有自動駕駛、預先防撞等汽車本質功能的電子化。電子產品在汽車成本中的比重不斷提高，1980年僅占1%，現在大約占20%，10年后將進一步提高到40%，且今天頂級汽車的電子成本即有達到了40%的。
目前的機器人主要還是手勢動作、身體動作、位置識別、移動體跟蹤、個體識別等單功能機器人。未來5年內可出現自控特定作業的機器人，從事看護、開門、識別物體及屋內環境、進行個別講話、使用手腕等的各種服務。10年后到2015年可以誕生判斷人和周圍狀況，自律從事多種作業的通用機器人，不僅會自發會話、還能上下臺階、開關門戶等多種服務。為支持機器人這樣的進步，對半導體性能提出很高的要求，必須比現在提高1000~10000倍。預計下一年代初的機器人所用LSI的邏輯處理功能會達到4GIPS，內存容量8MB。
但是從其他產業的角度來觀察，半導體應用的范圍會打破原有的框框，將涉及環境、健康，農業等各個領域，并與其他技術相結合，開發出嶄新的應用，應用前景無比廣闊，發展更趨樂觀。
經營集中化
世界半導體業發展到今天，無論是企業經營模式，還是產品生產種類都有了相應很大的變化。企業經營出現了IDM（集成器件制造商）、Foundry（代工企業）、Fabless House（無生產線設計公司）三業為主。半導體部門從公司中分離出來開展獨立經營也已是大勢所趨。
產品經營集中化，不失為當前公司經營的成功之舉，TI公司便是個典型。1997年公司賣掉了依然有利可圖的軍事部門，同年還把筆記本電腦部門賣給了臺灣的Acer公司，隨后于1999年又把存儲器業務賣給了Micron Technology公司，2005年又將LCD驅動LSI事業賣給了沖電氣公司。而把公司的經營集中在自己掌有強勢技術的DSP和模擬電路上。公司DSP成長迅速，已占公司半導體營收的35%，引領世界市場，模擬電路約占40%，同樣業績亮麗。為此，公司在世界10大半導體公司中的排名不斷提升，1993年曾排名第6，2002年即晉身第4，2004~2005年接著穩居第3。與Intel、三星成為業界3大高收譽公司，共同領導世界半導體業前進的3大頂級公司。
順便提一句，Apple公司的經營成功模式最近取代了Dell的經營模式，令業界刮目相看。Dell的成功在它的直銷經營模式，它適時購入器件，通過供應鏈的調節而保持最適當的庫存。雖然這可導致器件供應過剩，但對買方是很有利的市場，Dell的PC經營就是這樣發揮了很好的效率。Apple公司相反，它發揮了器件賣方市場的威力。Apple公司產品需用的NAND　flash存儲器近期經常缺貨，為此，Apple公司對5家有關公司締結了預付定金的合同，保證了公司對NAND　flash的需求，從而使公司的主打熱銷產品iPod源源上市，銷量大增，獲利亮眼。
NAND flash大躍進
欲爭存儲器盟主地位
據iSuppli公司報道，2005年世界存儲器市場為487億美元，2006年將增長9%，達531億美元，其中NAND將激增41%，達153億美元，占存儲器市場29%，2007年還將續增近50%，大有趕上并超過原盟主DRAM之勢。2006年NOR flash受NAND影響，僅增長12%，達88億美元，與NAND相差幾一倍。NAND的大發展主要是在移動電話中的應用增多，容量擴大。同時，在熱門產品iPod的應用中大有斬獲。
圖1　世界存儲器市場的發展
現在存儲器中的老大DRAM，2005年的世界市場為252億美元，預計2006年將縮減5%，計239億美元。這樣一增一減，自然大有取代之勢。
表1　各產品主要生產公司一覽
DRAM                            NAND flash               NOR flash
韓國：三星，Hynix                 韓國：三星，Hynix       美國：Intel
美國：Micron                      美國：IM Hash Technology 歐洲：ST
中國臺灣：茂德，南亞，力晶        歐洲：ST                SRAM等
日本：Elpida                       日本：東芝              韓國：三星
                                                          美國：Cypress
   三星公司32GB　SSD率先供貨
三星半導體部門CEO黃昌圭透露，公司32GB的SSD開始出貨。SSD（Solid state Disk-固態磁盤）是一種外形頗似磁盤的NAND flash半導體存儲器，可用于筆記本電腦上取代磁盤（HDD）。目前，30GB　HDD的讀取/寫入速度為每秒15M，而三星SSD的讀取速度每秒57M，寫入速度每秒32M，重僅15g，是同類HDD的四分之一，在線時的功耗僅及三分之一。價格目前還不清楚，可能會高出好幾倍。
預計今后5年內SSD將以每年70%的速度快速增長，2009年SSD在筆記本電腦上的普及率可望提高到30%，2010年市場可達45億美元。