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全球半導體走到了岔路口?

時間:2020-05-08 14:35:34

來源:中國機械社區

作者:佚名

自杰克基爾比在1958年發明第一塊集成電路以來,半導體產業獲得了飛速的發展,而作為集成電路產業的起源地,美國迄今為止還是全球當之無愧的半導體老大。無論是在芯片設計、設備,甚至標準的制定上面,全球行業都唯美國馬首是瞻。

但即使如此,因為新技術的興起,半導體產業在歷史上也經歷了曾經歷了兩次遷移。第一次帶動了日本半導體的繁榮,第二次成就了韓國半導體今日的地位。

現在,在可預見的未來當中,半導體仍然會在5G、人工智能等領域發揮著重要的作用。由此所帶來的利益引起了眾多地區的垂涎,再加上一些地緣政治的原因,這就引發了不同國家地區圍繞半導體行業所展開的競爭,

尤其最近幾年,中美、日韓的沖突,歐盟的覺醒,這是否會影響目前全球半導體格局?

全球IC市場與GDP日益密切

在2018年,知名分析機構IC insights曾經發布了一份集成電路產業與GDP關聯的文章。根據他們的統計顯示,在2010 ~2017年間,全球GDP增長與IC市場增長之間的相關系數為0.88,這是一個很高的數字,因為按照IC Insights的理論,完美的相關性為1.0。

ICinsights在報告中指出,自2010年以來,全球經濟增長一直是集成電路產業增長的主要影響因素。在這個“全球經濟驅動”的IC產業中,利率,油價和財政刺激等因素是IC市場增長的主要驅動因素。這與2010年之前有很大不同,當時資本支出,IC產業能力和IC定價特征推動了IC產業周期。

在上圖,ICinsights展現了自1992年以來,全球GDP和IC市場的實際年增長率。按照他們的統計,在2010年之前的30年中,相關系數從20世紀初80年代的、相對較低的0.35,到20世紀90年代的-0.10的負相關(基本上沒有相關)。然后又發展到21世紀第一個10年內的0.63,再到后來的0.88,總體呈上升態勢,具有較強的規律性。

IC Insights認為,越來越多的兼并和收購導致主要IC制造商和供應商減少,這是供應基礎的一個重大變化,說明該行業的成熟有助于促進全球GDP增長與IC之間更密切的關聯市場增長。其他因素包括fabless商業模式的強勁變動,以及資本支出在銷售比例中的下降等,這些趨勢表明半導體行業的巨大變化可能導致長期波動較小的市場周期。

而根據他們的預測, 2018到 2022年,全球GDP和IC市場相關系數將達到0.95,高于2010~2017年的0.88。考慮到現在集成電路的應用場景越來越多,所以不同國家和地區對這個領域有了更多的重視。

更重要的是,特朗普主導下的美國,正在以各種原因,力求打壓中國企業以及半導體產業。這在全球引起了廣泛的討論和深遠的影響。例如日本對韓國的材料制約。這也許就成為世界半導體格局的新起點。

中韓:國產替代是最有力的反擊?

在傳統半導體強國的施壓,中韓兩國都在此時強調了國產化的重要性,并加以發展。

從中國方面來看,基于我國半導體產業鏈不完善的現實,在過去幾年中,中國開始強調半導體產業鏈的布局。在這期間,國家集成電路產業投資基金(也即“大基金”)應運而生。根據數據統計,大基金一期直接投資了75家企業,涉及了封裝、制造、存儲、第三代半導體等多種領域。同時大基金二期也已籌備完畢,并已經開始對相關半導體企業進行投資。

同時,美國對我國半導體進行的遏制,也倒逼了我國加快本土半導體產業的發展,加速了國產替代的進程。因此,在過去幾年中,國內半導體也出現了一些明星企業,也孕育了很多初創半導體企業。在這種趨勢下,中國半導體產業也在多個方面有所突破,推動了中國半導體產業國產化的進程。包括中芯國際14nm工藝已經開始貢獻營收、長江存儲推出128層閃存、華為已接到多個國家的5G訂單、中微5nm國產刻蝕機已獲得臺積電認可。

除此之外,受惠于智能手機、安防、ETC等新興領域對半導體產業的需求,匯頂、卓勝微、思特威、博通集成等專注于細分領域市場的半導體企業也獲得了巨大的成長。

以晶圓代工產業為例,根據波士頓咨詢之前發布的報告,結合目前半導體產業形勢來看,單就晶圓代工領域而言,目前已有一部分中國半導體企業將其訂單轉向中國大陸,這會為中國代工企業帶來新的營收,同時這筆營收還可以繼續投入于下一代工藝的研發,形成健康的循環。

韓國方面,面對日本對他們的遏制,韓國也出臺了相關措施。如韓國產業通商資源部在去年7月決定對半導體材料、零部件、設備研發投入6萬億韓元的預算,以應對日本限制對韓出口。在此驅動下,在材料方面,韓國先后在高純度氟化氫、光罩基板等方面取得了一定的成績。在設備方面,以三星旗下Semes為代表的韓國設備廠商也正在迅速崛起,供給其本國的半導體設備需求。

同時,韓國半導體企業也正在試圖減少對存儲產品的依賴,發展除存儲以外的半導體產品。其中,就包括以三星和SK海力士為代表的存儲巨頭正在向CIS領域發展。此外,來勢洶洶的三星也試圖通過晶圓代工業務來減少對存儲業務的依賴,韓國政府也同樣為之送上了一份大禮——韓國政府宣布10年編列至少1兆韓元預算,全力扶植韓國系統IC產業,達成2030年韓國成為全球晶圓代工第一、IC設計市占率10%目標。

和中國一樣,韓國半導體也在日本的緊逼下獲得了新的突破。

以光罩為例,據報道,韓國芯片廠使用的光罩基板約90%是依賴于日本供應。這也是韓國大量進口自日本的20種高科技材料之一,為此韓國政府希望在20種主要材料、零件、設備,能脫離對日本的依賴。

而在上月中下旬,韓國產業通商資源部宣布,韓國化學大廠SKC目前正對用于半導體制程的光罩基板(Mask Blank)的試作樣品展開測試,預計2020年下半年正式展開量產。

因為中韓是兩大電子產品供應國,在晶圓代工方面也有不少的份額,如果他們在龐大的晶圓廠供應鏈以及芯片供應商依賴于其國內的企業,這或多或少會對當前的半導體供應鏈帶來一些不確定因素。

歐洲能獨善其身?

在亞洲市場與美國半導體市場的對剛中,歐洲半導體或許也不能夠不受到這場旋渦的影響。

從好的一方面來看,由于貿易環境的變化,中國半導體廠商的產業鏈或許會發生轉移,同時,歐洲也不乏一些實力強勁的老牌半導體廠商,因而這些歐洲組件也成為了替代美國產品的選擇之一。同時,由于歐洲半導體廠商大多具備IDM的優勢,能夠在設計、制造、封測等環節上全部滿足相關規范,同時打造極具競爭優勢的產品,這是競爭對手在短時間內無法復制的。

在這優勢下,半導體產業鏈或許在一定時間段內會向歐洲傾斜。根據波士頓資訊發布的報告顯示,美國半導體公司損失的另一半收入將流向歐洲或亞洲的替代供應商。

除此之外,波士頓咨詢的報告中還推測,除了近期轉向需要迅速提高產能以應對需求激增的新供應商所帶來的動蕩之外,中國還在為計算密集型應用開發可行的替代高性能處理器,在這方面中國可能會與亞洲或歐洲其他地區的新供應商密切合作,而這也是歐盟的發力點之一。

而我們都知道,早在2018年,歐盟就曾推出過一項“歐洲高性能計算聯合計劃”,該計劃,致力于研發歐洲第一批E級超算先導系統,進而推動本土高性能計算生態系統的發展。其中所涉及的EPI計劃則致力于協同設計和開發低功耗微處理器,這也是確保將高階芯片設計核心留在歐洲的計劃。同時,這也表明,歐洲國家自己正在積極努力擺脫美國CPU供應商和體系結構。

從另一方面看,在貿易局勢沒有發生變動的情況下,很多歐洲半導體企業都將中國視為是支持其繼續發展的重要市場,但是伴隨著中國國產化的趨勢,這些企業在中國市場的份額或許會受到打擊。因此,他們要不斷投入大規模的研發,開保障其先進性,以此來維護其在高端市場的優勢(中國半導體企業全面進入高端市場,還需要很長時間的努力)。

尤其是在汽車和工業等高端市場,歐洲半導體廠商們正在積極布局該領域以搶占先機,這其中的代表就包括英飛凌和意法半導體。對此,英飛凌也于前不久宣布斥資101億美元收購了賽普拉斯。

此外,這兩者也同時針對汽車領域中所用到的第三代半導體做出了布局。以意法半導體為例,自今年以來,意法半導體不僅收購了氮化鎵技術創新公司Exagan,還宣布與臺積電聯手以加速市場采用GaN產品。

同時,本地半導體供應鏈也是一個潛在的不確定因素。在如今貿易形勢的影響下,歐洲半導體企業也不得不開始重新重視其本土半導體產業的發展。據路透社報道,歐洲半導體產業正請求歐盟提供更多的援助。該產業正尋求在試探性復蘇的基礎上取得進一步的發展,擁抱人工智能等技術,并克服威脅全球供應鏈的貿易戰帶來的不利影響。

歐盟也很關注半導體的生產制造,2013年,歐盟就曾宣布將增加4條先進生產線建設計劃,包括發光二極管和450mm晶圓等。而伴隨著半導體局勢的動蕩,歐州半導體企業似乎也正在重新重視將其半導體產線落實在本地的計劃。而后,2019年,德國的英飛凌公司宣布將在奧地利的菲拉赫建造一座耗資16億歐元的工廠,這將是英飛凌第二家能夠在 300 毫米芯片上制造芯片的工廠。

結語

在當前的貿易局勢的影響下,全球半導體市場都面臨著重大的挑戰。但全球半導體格局的變化,往往是由市場而主導的,半導體產業的發展不僅僅靠技術,也要考慮成本。

在這種趨勢之下,代工業務和Fabless企業才得以發展。而在半導體產業接下來的發展中,新興領域市場或將成為半導體產業發生遷移的推動力之一。在這當中,也會促生一些新的勢力出現。

同時,我們也看到,半導體產業能夠在未來諸多領域中獲利,因而,在貿易上也出現了一些紛爭。而這也堅定了很多國家推動國產化的決心,這個過程中,雖然要付出大量的投資以及時間,但也說明了掌握核心技術的重要性。

此外,由于新冠肺炎疫情的突發狀況出現,也多多少少影響了半導體產業的發展,對材料供應、制造方面造成了一定阻礙,而這或許也是加速全球半導體產業發生變化的又一不確定因素。

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