(2021.7.12)半導體一周要聞－莫大康

半導體一周要聞

2021.7.5- 2021.7.9

1. 應用材料電話會議紀要

全球半導體業發展發生根本性的變化，它的推動力與GDP脫鉤？

目前正處于人類歷史上第四波計算浪潮-經濟全面數字化，也是最大的一次科技技術轉變的早期階段，未來十年半導體行業乃至半導體設備領域將長期結構性走強。目前正處于第四波計算浪潮-數字經濟的早期階段，數字化正從消費者終端轉向更大型和寬泛的設備，即到2025年，機器將產生99%的數據，而人類產生數據只占1%。

半導體行業需求歷史首次與人口增長(GDP)及其帶來的消費者行為增長脫鉤，并逐步掛鉤設備、服務器、汽車終端、手機終端等。其次，最近部分領域的芯片產能緊缺也表明，過去20年半導體行業的高效穩定供應鏈體系在未來可能不是最優選擇。世界的經濟發展正面臨歷史以來的最大一次科技技術轉變，而半導體將會是其中的必爭之地。隨著數據化經濟的推進，半導體領域的競爭將會圍繞高效電源管理、高運算性能、高性價比等領域。摩爾定律正逐步失效，制程進步的基礎將轉向新材料、新結構、新的芯片互連方式、新工藝和新微縮方式的創新與應用。半導體設備行業具備未來10年內翻倍增長的前景，2021年全球半導體設備市場規模增速將接近30%。半導體行業的投資密度已從12%提高至目前的14%，且2030年半導體行業市場規模突破10,000億美元已成為市場一直預期。由此估計WFE支出將會在2030年突破1400億美元，相比2020年的610億美元至少有1倍以上的上升空間。2021年全球半導體設備市場規模增速將接近30%。

2. OLED驅動芯片即將短缺，韓國獨占九成產能，華為海思自研芯試產

目前，OLED驅動芯片市場也逐漸像其他芯片市場一樣，呈現供不應求的情況。不僅如此，OLED驅動芯片在價格上也有所上漲。比如，繼第一季度的價格增長之后，2021年第二季度OLED驅動芯片的價格又上漲了20%。

在技術上，LCD屏幕主要是通過一個光源照亮整個屏幕。而每塊OLED屏幕上擁有大量的像素點，這些像素點都可以獨立發光，讓屏幕顯示的內容更加清晰。但是，OLED屏幕需要通過OLED驅動芯片點亮各個像素點。

OLED驅動芯片相當于顯示屏幕的主控，可以控制屏幕的顯示、畫質、能源消耗等關鍵指標。

韓國占據九成OLED驅動芯片代工市場，據Omdia調研機構報道，2020年，韓國企業在智能手機OLED驅動芯片代工市場的占有率為90%，臺積電基本將剩下10%市場的份額收入囊中。在全球智能手機OLED驅動芯片代工市場，三星的市場占有率位列第一，為50%。

OLED屏幕已經是智能手機中最昂貴的組件之一。三星Galaxy Note 20 Ultra的OLED屏幕售價為92美元。iPhone 12 Pro的OLED屏幕售價約為每臺70美元，高于A13芯片的57美元和相機的60美元。

而國內無論是在OLED屏幕上，還是OLED驅動芯片上都在依賴韓國進口。不僅如此，國內廠商在OLED驅動芯片市場上的占有率不足1%。

3. 缺芯潮開始消退or產能會大過剩，芯片業未來迷霧重重

史無前例的缺芯潮還在繼續，但是人們對結束的預測已經產生了分化。樂觀者認為2022年中將是轉折發生的時候，謹慎者則認為最近2、3年內都看不到好轉的跡象。

市場研究機構 IHS Markit 在近日的報告中稱，預計 2021 年第三季度，汽車芯片的供應會略有緩解，汽車產商的產量下降不會像第一、第二季度那樣嚴重。

國內業界的看法也比較類似。中國汽車工業協會總工程師、副秘書長葉盛基近日也表示，二季度汽車芯片短缺將達到最高峰，預計汽車芯片斷供情況將在下半年開始緩解，全年有望抹平影響，至2022年年中，汽車芯片供應有望恢復正常。

摩根大通分析師Harlan Sur曾在接受采訪時表示，目前全球對于芯片的需求一直比產能高10%-30%，晶圓代工廠需要花費3-4個季度才能使產能明顯提高，此后芯片封裝、運輸以及生產還需要1-2個季度的時間，最終交付客戶至少是一年之后的事了。

從IC?Insights的數據來看，2020年全球半導體廠商的資本支出達到1081億美元，相較于2019年同期的1025億美元，增加56億美元，同比增長6%。

半導體本質上是一個周期性很明顯的行業。縱觀全球半導體市場，其增長率長期呈周期性的波動狀態，每10年左右的增長率大致呈“M”型態勢。造成周期性的主要原因有：全球宏觀經濟的景氣度；部分電子產品的創新或是需求飽和；半導體廠商的增產或是減產。

2019年是上一輪半導體行業周期的低谷，本輪景氣周期自 2020年下半年開啟，目前處于新一輪周期向上階段。有意思的是，在2019年時，大部分研調機構還認為，全球半導體景氣將走向低成長，也有預估將走向負成長，例如外資摩根士丹利證券指出，半導體產業去年實際生產增加22%，但市場僅消化15%的增加量，目前還有7%過剩產能待消化，供過于求將是很大的挑戰，全球半導體產業周期性低潮還未見底。

現在看來，芯片行業所面對的最大不安因素可能還是國際政治局勢的變化。如果每個國家都將芯片視為對其通信和國防至關重要的芯片，那么半導體行業的態勢可能會變得更像1970年代和1980年代那樣。正如VLSI的Hutcheson所說，風險在于全世界將建設過多的芯片制造能力，會導致價格下跌并最終消滅整個行業， 1980年代從澳大利亞到南非發生的芯片廠倒閉潮就是此前的教訓。

4. 德州儀器收購美光晶圓廠

德州儀器宣布將以9億美元收購美光科技位于猶他州的Lehi半導體工廠，收購成功后該工廠將成為德州儀器的第四家300mm晶圓廠，和DMOS6、RFAB1以及即將完工的RFAB2一起成為德州儀器制造業務的一部分。該工廠還將生產65nm和45nm模擬和嵌入式產品。兩家公司計劃在2021年底前完成交易，預計2023年初將完成第一批產品生產。

5. 美光將在2024年采用EUV光刻機生產芯片

美光計劃 2024 年采用EUV工藝生產內存芯片，以制造尺寸更小的產品。美光科技總裁兼首席執行官桑杰?梅赫羅特拉在日前的財報會上表示，美光一直在關注 EUV工藝進展，之前也參與了EUV評估，一旦觀察到EUV平臺生態系統成熟，就會在產品路線圖中使用相關技術。根據美光的計劃，EUV 光刻工藝將首先用于 1-Gama 工藝內存， 后續還會進一步擴展到 1-Delta 工藝內存芯片中。

6. 2026年全球半導體知識產權市場將達到75億美元

Global Industry Analysts, Inc.（全球行業分析公司）發布的《半導體（硅）知識產權：全球市場軌跡和分析》報告顯示，2020 年半導體（硅）知識產權市場規模為 52億美元，2026 年將達到75 億美元，復合年增長率為 6.2%。2021年美國市場規模預計為10億美元，在全球市場中的份額為17.9%。中國預計到 2026 年將達到14 億美元的市場規模，復合年增長率為 7.7% 。

7. 臺積電與三星開啟全戰模式

7nm制程方面，有統計顯示，在2020年，三星每月的產能約為2.5萬片晶圓，而臺積電每月約為14萬片，而在5nm方面，雙方的差距更大，三星每月約為5000片晶圓，而臺積電每月約為9萬片。由此看來，在先進制程產能方面，臺積電明顯領先于三星。

4nm方面，臺積電表示，與5nm設計法則幾近兼容的4nm加強版減少了光罩層，進一步提升了效能、功耗效率、以及晶體管密度，預計于2021年第3季度開始試產。據悉，4nm制程工藝將繼續把芯片尺寸縮小6%，同時帶來功耗和性能上的進一步改善，比如與FinFET晶體管相比，能夠實現更嚴格的閾值電壓（Vt）控制，Vt是半導體電路工作所需的最小電壓，即使是最輕微的變化，也會對芯片的設計造成束縛、并導致性能下降，臺積電則取得了15% 的提升。

3nm方面，臺積電將于下半年試產，預計2022年實現量產。而三星于近期成功流片，但量產時間恐怕要晚于臺積電。

臺灣地區產業分析人士認為，截至2021年底，臺積電將拿到55臺ASML的EUV光刻機，三星為30臺。

三星副董事長李在镕于2020年10月訪問了ASML總部，并希望后者在2020年交付9臺EUV光刻機、在2021年后每年交付20臺EUV光刻機。

8. 2003 to 2021全球半導體市場及增長率

9. 中芯國際擬擴建5.5萬片晶圓產能

近日，中芯國際在投資者互動平臺上表示，為滿足更多的客戶需求，根據公司今年的CAPEX支出計劃，擬擴建1萬片12英寸和4.5萬片8英寸晶圓的產能。

10. 聯發科今年成長動能強勁，有信心全年營收成長超過40%

聯發科是全球性銷售布局的企業，加上產品多元，而且今年將投入歷來最多的30億美元（約新臺幣837億元）研發預算強化競爭力，看好今年營收與獲利會是強勁成長的一年。

蔡明介指出，聯發科今年將投入30億美元研發預算，致力發展AI、后5G、WiFi7與安謀架構資料運算等多項領域，為下一階段的成長累積優勢，依聯發科每年研發費用占全球營收的20%推算，今年營收至少150億美元起跳（約新臺幣4185億元）。

11. 中國最大的計算芯片亮相突破封裝極限

燧原科技COO張亞林在發布會上強調。從他的介紹我們可以看到，燧原科技的新一代芯片采用了2.5D封裝，在其中整合了9顆芯片。這樣的設計也使得整個芯片的整體封裝尺寸做到了驚人的57.6mm×57.6mm，達成國內領先的成就。

據介紹，邃思2.0進行了大規模的架構升級，采用了新一代全自研的GCU-CARA全域計算架構，針對人工智能計算的特性進行深度優化，夯實了支持通用異構計算的基礎；支持全面的計算精度，涵蓋從FP32、TF32、FP16、BF16到INT8，并成為中國首款支持單精度張量TF32數據精度的人工智能芯片。單精度FP32峰值算力達到40 TFLOPS，單精度張量TF32峰值算力達到160 TFLOPS，以上數據均為國內第一。

12. 蘋果M2芯片什么水平？超乎你的想象！

Apple的 M1 處理器基于用在iPad Air 和后來的 iPhone12 中的 5nm A14 芯片設計。它具有 4 個具有 192 KB 的 L1 指令緩存和128 KB 的 L1 數據緩存，并共享 12 MB 的 L2 緩存的高性能內核，同時還有4 個具有 128 KB 指令緩存、64 KB L1 數據緩存和共享 4 MB L2 緩存的節能內核。這使得總共 8 個內核在功率和效率之間平均分配，從而與之前的型號相比，速度有了巨大的提升。片上系統在大多數型號（入門級 MacBook Air 和 24 英寸iMac 具有 7 核 GPU）中還具有 8 核 GPU，具有 128 個執行單元和多達 24576 個并發線程。

M2——2022年初

蘋果的 M2 芯片很可能會出現在下一代 MacBook Air 中，它看起來會進行全面的重新設計，采用新的顏色來匹配 24 英寸 iMac。據彭博社報道，蘋果的下一代處理器“將包含與 M1 相同數量的計算核心，但運行速度更快。” 這類似于 Apple 進行 A 系列升級的方式，盡管性能大大提高，但自 A11 處理器以來它已經擁有六個內核。就 GPU 而言，彭博社報道稱內核將從 7 個或 8 個增加到 9 個或 10 個。

13. 中芯國際又一個重要項目量產：月產能7萬片晶圓、良率99%。

中芯紹興項目首期總投資58.8億元，引進一條芯片年出貨51萬片的8英寸特色工藝集成電路制造生產線和一條模組年出貨19.95億顆的封裝測試生產線，將打造成為國內領先、世界一流的特色工藝半導體代工企業。

14. 全球CIS市場預測2025

15. 寒武紀進軍自動駕駛芯片市場采用7nm制程

在7月8日的世界人工智能大會上，科創板人工智能芯片上市公司寒武紀CEO陳天石透露，寒武紀將進軍智能駕駛芯片這個新市場，雖然該產品還在設計中，但陳天石透露了一些技術細節，這款車規級芯片將采用7nm制程，算力將達到200TOPS ，可以支持高級別自動駕駛，芯片也將繼承寒武紀云邊端已有的一體化工具鏈。

16. 集微咨詢韓曉敏：國內產能缺口被高估，高端芯片國產替代正當時

從產能的角度來看，韓曉敏表示，當前全球芯片公司都面臨產能緊張的問題，但對于國內芯片產能缺口到底有沒有這么大，內部其實也正在做評估，還沒有一個確切的說法。但根據初步調研，沒有那么大的缺口，“‘需要再建8個中芯國際’，絕對不是這樣的情況。”。

SEMI數據顯示，2020年，全球半導體12英寸晶圓產能約為590萬片/月，8英寸晶圓產能約為510萬片/月。同一時期，中國本土廠商12英寸晶圓產能約為38.8萬片/月，8英寸晶圓產能約為74萬片/月，全球占比不足10%。

在市場需求拉動下，國內晶圓廠都在陸續投資建設新產能。截至目前統計，預計2021年將新增34.2萬片產能，較2020年提高30%，但韓曉敏指出，這30%是在一年的時間內逐步增加上去的。“其實整個代工產能的擴張只有大概10-15%，基于目前緊張的情況來講肯定還是不夠的。

17. 臺媒業界看紫光不致倒閉

紫光集團因不能清償到期債券，遭債權人向北京中級法院聲請破產重整。中國臺灣半導體界分析，紫光集團資金危機主因是過度并購，債務杠桿過高所致，未來并購實力大減，但不會倒閉，仍是存儲器界的玩家。

臺灣半導體界人士指出，大陸國家大基金力挺半導體項目，紫光集團仍將獲得資金奧援，重整可能改變紫光集團股權結構，但發展項目不會變，且紫光武漢廠二期仍在持續擴建中。半導體已成為大陸國家級扶植產業，不能用一般行業破產看待，況且過去債務一筆勾消的情況所在多有，預料紫光集團不會倒閉。

業界人士說，目前紫光旗下的長江存儲及武漢新芯，仍是國家扶植發展存儲器指標廠，針對債權人聲請破產保護，政府迄今遲未表態，似乎是在等債務清理告一段落才會出手，大陸全力發展存儲器的目標不會變，且長江存儲已積極進行第二階段擴產計劃，目前該公司也是美國抵制中國購買先進半導體設備前，就買到先進設備的半導體廠，后市發展不宜輕忽。