(2020.12.14)半導體一周要聞－莫大康

半導體一周要聞

2020.12.7- 2020.12.11

1. ****：中國芯片為何難以跳出困境？

雖然總體來說美國仍在芯片業占主導地位，但是沒有任何一個國家可以獨立造芯片。芯片產業的成功是各國最先進技術的結晶。「新美國安全中心」（CNAS）科技與國家安全項目高級研究員馬丁?拉塞爾（Martijn Rasser）說：「在半導體領域美國、韓國、日本之所以可以領先是因為擁有一眾高技術合作伙伴網絡，這是一個巨大的優勢，也是中國大陸完全沒有的，對中國來說，這是一個很大的阻力。」

總部設在德國的智庫墨卡托中國研究中心（MercatorInstitute for China Studies）資深研究員約翰?李說，芯片生產過程建筑在西方國家幾十年的知識積累之上，短期內中國公司不可能在撇開現有產業鏈體系獨立生產芯片。芯片制程涉及50 多個學科、數千道工序，于毫厘之間要構建幾十億個晶體管結構，目前沒有任何一個國家是獨立「自力更生」造芯片的。

2. 美國預計投入250億美元的資金用于支持芯片制造

美國參議院通過了一項7410億美元的國防法案，其中包括向GlobalFoundries這樣的計算機芯片制造商提供至多250億美元的支持，以確保未來穩定的國內芯片供應。

3. 三星半導體領先的奧秘

目前三星半導體是全世界排名第二的半導體廠商，2020年預計營收604億美元。然而，40年之前，三星的半導體業務起點是一窮二白。三星是如何一步一步構建起它自己的半導體商業帝國？其中的成功要素有哪些？目前中國正逢芯片半導體行業發展的歷史性機會，三星過去的經驗、趟過的路，對中國半導體行業有著哪些巨大的借鑒意義？

為什么三星可以做到這樣的成績？這三十多年到底發生了什么？從現在的分析看來，主要是以下幾個原因：第一，他們愿意砸人、砸錢、砸時間，第二，擁有激進且極具前瞻性的戰略，第三，擁有極其強大的執行力，第四，很重要的一點，是歷史發展給予的機遇。

4. 8英寸產能吃緊，曾被邊緣化的NOR Flash再次成為香餑餑

“8英寸晶圓產能短缺”已成為近期半導體圈的熱點話題，業內人士預測稱該狀況或將持續到2021年，并且代工價格可能持續上漲。此次產能緊張主要是受需求的推動，相關效應已從MCU、電源管理IC、電源驅動IC、MOSFET等擴散至NOR Flash。兆易創新曾表示，第三季度NOR Flash的價格較為穩定，需求超過預期，基于55nm的NOR Flash正在推廣上量中。展望第四季度，市場需求仍然旺盛，現在已處于供不應求的狀態，預計該季度NOR Flash出貨量的占比將達到10%左右，并樂觀看待明年的景氣度。

NOR Flash由英特爾在1988年首創，可以說NOR Flash的出現徹底改變了原來EPROM和EEPROM“一統天下”的局面。緊接著，東芝于1989年發表了NAND flash技術。自此以后，NOR和NAND作為市場上兩種主要的非易失閃存技術并存發展，二者各具優勢。NAND Flash以“容量大、單位容量成本低、寫入和擦除的速度快等”優點成為了高數據存儲密度的理想解決方案；而NOR Flash“讀寫速度快、可靠性高、使用壽命長”，多用來存儲少量代碼，廣泛應用在消費電子、智能手機、車載、5G通信設備、工業物聯網等領域。

對于NOR Flash缺貨原因，一方面是TWS耳機市場規模擴大，另一方面則是OLED屏智能手機滲透率提升。分析機構預測稱，到2021年TWS耳機可為NOR Flash帶來5.8億美元的市場。而目前，手機上的OLED顯示面板主要采用AMOLED技術，且應用越來越普遍，這就帶動了NOR Flash需求的增長，其復合增速達到了24%。WitsView預測，到2020年，AMOLED在智能手機市場的占有率將達到49.4%，以2018年15億部智能手機的出貨量計算，AMOLED的市占率為35.3%，對NOR Flash的需求量達到5.3億個，2020年將達到7.8億個。從而NOR Flash市場也有了進一步的成長空間，研究機構的預測數據顯示，2020年全球NOR Flash市場規模在30.6億美元左右，到2022年這一市場將進一步成長到37.2億美元。

5. 清微智能做可重構計算芯片的引領者

作為一種全新的芯片架構技術，可重構計算可根據算法和應用的不同靈活配置計算單元，實現“軟件可編程、硬件能變換”的能力，在同等功耗下具有更強算力，兼具低成本、應用開發簡便等優勢。

清微智能十分看好可重構計算的未來。王博提到，可重構計算由于硬件軟件均可編程，這種創新設計，讓可重構芯片表現出低功耗、高性能、安全性、靈活性、并行性、低成本等諸多優點，已經在學術界及產業界引起廣泛重視，是公認的未來芯片架構方向。

6. 長電科技李宗懌談先進封裝的協同設計與集成開發

李宗懌表示，一些主流媒體與專業咨詢公司通常將采用了非引線鍵合技術的封裝稱為先進封裝，主要是指FC、Fanin/Fanout、2.5D、3D、埋入式等先進封裝技術，據Yole Developpement的數據顯示，2018年到2024年，先進封裝市場的復合年增長率為8.2%，預估在2025年先進封裝將占據整個市場的半壁江山，主要原因是“摩爾定律、異構集成以及包括5G、AI、HPC和IoT在內的大趨勢，推動了先進封裝的采用。”

近些年先進封裝的主要發展趨勢：（1）智能系統的集成在封裝上已是大勢所趨；（2）多種先進封裝技術的混合或混搭是近些年的熱點；（3）封裝向小、輕、薄方向發展仍是主流發展方向之一；（4）但受AI/HPC的推動，其后期組裝的大顆FC封裝產品不是在向小方向發展，而是越來越大，預計2020年后的未來3年內很有可能出現100*100mm的尺寸規模。

李宗懌同時指出了先進封裝設計面臨的四大挑戰：（一）產業界的鴻溝。李宗懌強調，我們不能只站在封裝行業或封裝的角度去思考封裝方面的問題。（二）綜合選擇與平衡問題。“需要平衡System-Chip-Package-PCB各階段的實現難易度、成本、交期、可靠性、性能等多方面的挑戰。”（三）無標準與個性化定制。先進通常意味有時沒有標準，業內對SiP 的高階形式Chiplet的設計探索從未停止，然而至今未形成統一的標準。（四）高端封裝設計人才稀缺。先進封裝已出現將多種先進封裝技術混搭的局面，多種先進工藝TURKEY集成設計的高端人才在國內極度稀缺，也成為了眾多企業面臨的主要問題之一。

7. 蘋果開啟首波砍單，臺積電5納米明年利用率恐下滑

臺媒報道，里昂證券發布報告指出，iPhone 12上游拉貨過度積極，蘋果已正式啟動首波砍單，首當其沖的就是晶圓代工大廠臺積電，該公司明年5納米產能利用率恐會下滑。

8. 2023年2500億美金的芯片市場

NVIDIA 出資 400 億美金收購半導體設計公司 ARM。在給投資者的溝通文檔中，NVIDIA 給出了一個數字，面向 2023 年的芯片市場。 具體包括三個部分：(1) 終端側：游戲類高性能 PC、工作站和游戲控制臺、手機平板等，950 億美金/年；(2) 泛數據中心：高性能計算平臺、****、路由器、服務等，800 億美金/年；(3) 汽車、機器人、邊緣計算和 IoT，750 億美金/年。共計 2500 億美金的賽道空間。

9. 2021年被動元器件市場機遇何在？

從（圖1）全球被動元器件產值占比及（圖2）2019年企業營收排名來看，全球被動元器件中RCL的占比高達89%，且品牌集中度非常高，村田、TDK、三星電機長期位居全球TOP3的位置。 

10. 摩爾定律未終結！臺積電陳平：這三大元素指明半導體產業未來走向

從集成電路技術的發展方向來看，晶體管微縮、3D集成、軟硬件協同優化設計這三大元素缺一不可，將指導未來集成電路產業的發展。

集成電路產業誕生60多年以來，經歷了大型機時代、PC機時代，現在正處于移動計算時代，接下來將進入普及計算時代。陳平透露，兩年前臺積電預測，移動計算時代與普及計算時代的交叉點是2020年，截至2020年12月，從現在的產品體系來看，這個交叉點正在發生。進入普及計算時代之后，從移動計算時代的智能機演變為移動計算平臺、高度計算平臺、車載計算平臺、IoT計算平臺。這四個計算平臺疊加在一起，將讓半導體產業重新回到指數型的高速增長時代，陳平對半導體市場前景很樂觀。

當前，5G和AI是熱點，以5G和AI為核心的IC應用正在進入能源、制造、社會安全、健康、媒體、娛樂、通信等社會各個領域。5G是連接技術， AI是數據處理技術，5G、 AI非常依賴先進工藝，因為它們對性能、功耗和集成度要求非常高，所以5G、 AI芯片需要先進工藝支持。大數據時代將產生大量的數據，為了處理這些數據，需要用IoT設備采集數據，用5G傳輸數據，用云和AI來處理數據。這些數據都需要更高的處理性能以及更多的晶體管，所以晶體管數量實現驚人成長。

從光刻技術上看可以保證臺積電能夠生產2nm器件。目前，臺積電在這兩個路徑上都取得了很好的成果，生產出最大的GPU，擁有500億顆晶體管，3D集成工藝做出集成2000億顆晶體管的器件。他相信，過不了不久晶體管數量將很快被刷新。

現在5G、AI等應用共同的要求有兩個：一個是Energy&utilities，不管是移動終端還是云計算都需要很高的Energy&utilities；第二個是集成度，要將更多的晶體管集成到芯片中。為了實現這兩個要求，先進工藝是不二選擇。

11. 深度小芯片時代來了！

知名市場研究機構Omdia預測，小芯片將在2024年全球市場規模擴大到58億美元，較2018年的6.45億美元增長9倍。而長遠來看，2035年小芯片市場規模有望增至570億美元。 

12. 安謀中國梁泉：算力是新時代計算浪潮的核心

梁泉認為，算力是新時代計算浪潮的核心，同時在幾個領域發展。具體地說，對算力的需求同時在云端、邊緣和終端快速發展，因而多元算力已是剛需；另外產業創新需要更高性能、更低功耗、多樣化、定制化的算力選擇。

梁泉表示，Arm計算新時代有幾個主要特征。一是，Arm已經成為唯一的主流全平臺計算架構。二是，Arm架構在性能和功耗上能夠同時實現超越，并且兼具成本與安全優勢。三是，Arm架構已全面打入數據中心和智能產業，包括云計算、超算、運營商、無人駕駛、智慧城市以及工業自動化等領域。四是，在邊緣側，Arm架構技術從機器感知到機器決策，已經有很強的算力。五是，在端側全面的推動算力革命。據梁泉介紹，智能語音耳機中基于安謀中國“星辰”處理器的芯片算力已經達到 iPhone 4 的水平。六是，走向萬億的計算生態。據梁泉介紹，截至目前，Arm全球合作伙伴基于Arm技術的芯片累計出貨量超過1800億顆，全球約有530個授權客戶，1000多個技術合作伙伴。而在中國，Arm技術授權客戶及生態合作伙伴已超過200家，95%的國產SoC使用Arm架構，而且中國客戶基于Arm技術的芯片出貨量超過200億顆，較過去15年是200倍增長。

13. IC insights：2020年晶圓代工占半導體資本支出的34％

7/5nm工藝推動了晶圓代工資本支出，預計總半資本支出將增長6％。繼2018年支出1061億美元和2019年支出1025億美元之后，全球半導體資本支出預計將增長6％，到2020年達到1,081億美元。圖1提供了2018年至2020年按主要產品細分的半導體資本支出的更詳細劃分。

14. 美國國務院公布最新黑名單（附清單）

在當地時間周二，美國國務院官網發布了一組被認定是“對美國構成國家安全威脅的中方公司”清單，囊括上市公司與非上市公司。包括海康威視、中芯國際、華為、中興等先前被美國商務部、國防部“拉黑”的企業全數在列...

15. 集微咨詢：2020中國十大IC設計企業可能是這十家

2020 ICCAD年會于2020年12月10日-11日在重慶悅來國際會議中心隆重召開。中國半導體行業協會集成電路設計分會理事長魏少軍教授為大會作了題為《抓住機遇，實現跨越》的主旨報告。魏少軍教授在報告中對2020年中國IC設計總體發展做了詳細分析，并給出了2020年中國十大IC設計企業排名： 

16. 全球芯片去美化與去中化碰撞

因為中國崛起的力量讓中美雙方無可避免地陷入 “修昔底德陷阱” 困境；中美科技供應鏈也被迫要面對 “去美化” 與 “去中化” 的最新課題。在這樣的情況下，綁在華為、中芯國際脖子上的禁令雖然不再近一步施力，暫時沒有性命之憂，但可能會繼續再被綁著擱置一陣子，也是折磨。

即使美方拿不出證據佐證，沒有進一步行動，但也不打算積極主動解決此問題，就會一直拖著，形成中芯國際要跟美國采購什么，都要提出申請，這對中芯很傷。專業人士則是分析，目前中芯國際受到的限制主要是未來擴產需要的機臺設備采購方面必須事前申請許可證，但前景依舊不容樂觀。

17. 中芯國際彭進談產能緊張的兩大真因

彭進表示，去年曾預計2020年中芯國際將顯著擴產，以滿足客戶的需求，包括8英寸增加2.5萬片，12英寸增加3萬片。但實際則在過去一年里完成了8英寸3萬片，12英寸2萬多片的擴產，但產能依然十分緊張，這主要與兩個原因有關。

第一個原因就是市場的需求增長遠超預期。包括5G的到來推動手機和****對芯片的需求增長，據高通預測，今年全球5G手機出貨量將達到2億部，明年將達到5.5億部，2023年則將超過10億部。而手機從4G升級到5G時，旗艦手機套片的價格從60-75美元增長到了100-150美元，每部手機的PMIC芯片數量也從平均4-5顆增加到了7-8顆。

關于產能緊張的另一個原因，彭進表示是因為擴產的速度很難以追上需求的增長，這也與多個方面有關，一方面是今年在疫情影響下，全球主要供應商暫停出貨，即便設備進廠了也沒有團隊來安裝，這直接導致產能的擴充進度延期。另一方面，市場化的價格不斷增長，晶圓代工廠擴產需要更加謹慎。

18. 2020 to 2024年全球服務器出貨量預測

19. 2019 CIS應用市場占比

20. 機構預測臺積電明年5納米產能將達到18萬片

外資圈預計臺積電明年營收增幅挑戰15%至20%。摩根士丹利、瑞士信貸看好臺積電前景，不僅預測臺積電將公布11月營收挑戰1,200億元新臺幣（下同）的單月次高表現，并上修臺積電5納米月產能四至六成、超過9萬片。

最樂觀的瑞銀證券更預期，臺積電明年5納米產能將達到18萬片，超越7納米。瑞信則調查，目前高通驍龍875及另一款高階芯片已排定采用臺積電6納米和4納米，超微服務器芯片也將采用臺積電5納米，還有英特爾PC芯片組可能率先采用6納米，PonteVecchio、GPU各采用7納米與5納米，預計使用3納米的CPU芯片進行認證中。

21. 穩懋董事長：大陸目前做不了這塊芯片代工！

穩懋目前在全球功率放大器（PA）市占已高達七成，供應蘋果等國際大廠。陳進財信心滿滿指出，「幾乎地表上每一個射頻元件設計商都是我們的客戶」。

近年來中國大陸供應鏈快速崛起，如何因應？答：今年以立訊為首的中國大陸供應鏈正積極挑戰臺廠在蘋果供應鏈的地位，但也僅限于下游供應鏈，而穩懋是屬于上游供應鏈，具有資本密集、技術密集的特性，無論是PA的制程或者產能，都遠優于陸系競爭對手，因此不必過于憂心。事實上，全球能做5G PA的砷化鎵代工廠，也只有臺灣業者能做到，即使是4G PA，陸系競爭對手現階段也只能做中低階產品，而高整合度的4G PA依舊是臺廠的天下，更不用說是5G PA零組件。

22. 我們可以跟中國臺灣半導體學什么？

根據世界半導體貿易統計組織（WSTS）預估，雖受到疫情干擾，但仍樂觀預估2020年全球半導體產值約4,260億美元（約新臺幣12.78兆元），增幅3.3％；相較之下，中國臺灣因疫情控制得宜產能未受影響，工研院產科國際所（IEK）更上修今年中國臺灣半導體產值年成長高達20.7％，并將首度突破新臺幣3兆元大關，在暌違3年后，重奪全球第2大半導體產值區域地位。

中國臺灣半導體之所以成為全球舉足輕重的產業聚落，主要可以歸因于我們在三大領域做到了世界頂尖：晶圓代工市占合計超過60％，穩居全球第一；封測全球市占率超過30％，同樣位居世界第一；IC設計則以21.7％的市占率，緊追美國、位居第二。

23. 2020年世界半導體產業銷售額預測情況

根據世界半導體貿易統計協會（WSTS）最新秋季公布的預測報告：2020年世界半導體產業增長5.1%，達4331.45億美元（6月份預估為4259.66億美元，增長3.3%）。

24. IDC預測2020全球智能手機出貨量同比下降一成，但中國降幅僅個位數

國際市場調研公司IDC最新的關于全球智能手機的相關研究報告顯示，預計2020年全球智能手機市場出貨量將下降11.9%至12億部。全球智能手機出貨量預計要到2021年第一季度才會恢復增長。但IDC認為，由于中國的經濟正逐步重啟，預計中國國內市場手機出貨量只會出現個位數的下降。

25. 品利基金陳啟：半導體材料是產業發展核心實現國產替代缺一不可

對于半導體晶圓制造材料的產業態勢，陳啟表示，“供應高度壟斷，供方商高度集中，單一半導體材料只有少數幾家可以提供。例如硅片，全球前5家占92%；氣體方面，空氣化工、法液空、大陽日酸、普萊克斯、林德占比80%以上；拋光墊材料，陶氏化學占79%，一家獨大；光掩模版材料，Photronics，大日本印刷、日本凸版占據80%市場份額；光刻膠材料，90%市場份額被日本住友、信越化學、JSR、TOK、美國陶氏占據。”

同時，先進制程的晶圓公司越來越少，半導體材料供給廠商也越來越少；對新供應商而言，試線機會少。因為晶圓大廠對供應商的選擇慎之又慎，上線的機會少之又少；每種耗材成本只占晶圓制程的很小部分，卻會損壞整片、整批晶圓；目前，產品質量的穩定性是國內供應商必須要解決的關鍵問題。

硅單晶材料2018年市場規模121.2億美元，2016-2018年增長率在20%~30%，2019年預計略有增長；回收硅片市場為6億美元；企業方面，全球前五大廠商壟斷了92%的市場份額，寡頭壟斷的形成是不斷積累、不斷兼并的結果。

陳啟表示，“國內市場上，8-12英寸硅片有效供給少；但目前硅片總投資1580億，產能規劃4倍于國內晶圓線，規劃產能可滿足全球供給。大硅片項目遍地開花，部分華而不實，這種‘大躍進式’的發展已受發改委關注。”

光刻膠領域，目前市場規模80億美金，年增長5.4%左右。陳啟認為，“光刻膠行業壁壘高，日本歐美企業寡頭壟斷局面；國內市場約70億人民幣，主要是以低端PCB光刻膠為主，自給率10%左右，IC級自給率不足5%。”