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        新聞詳細

        時代信息之魂——半導體的現狀與未來發展
        發布者:handler 發布日期:2021-08-31

        導體成為整個信息經濟的心臟,幾乎所有的產業都要依賴芯片,比如汽車、家電、手機這些我們經常接觸的消費品,其最重要的核心部件之一就是芯片,芯片成為一種不可或缺的東西。

        目前,半導體供應鏈最能代表全球供應鏈的頂尖水平。

        在這個供應鏈中間,美國牢牢占據著主導地位,驅動整個供應鏈運轉。美國在半導體行業里長期處于全球領先的位置,這使得它獲得了最大的利潤份額。

        在半導體產量上,美國在1990年占全球市場份額的37%,但到了2020年,份額從37%下降到12%,也就是說美國芯片制造這部分的產能在萎縮,但美國芯片業的總收入卻在大幅飆升。它生產制造只占全球份額的12%,而它所獲得的總收入卻是全世界半導體這個總產業的近50%。

        問題來了,為什么美國能在半導體上賺這么多錢?

        我們還是從半導體的部件構成方面來剖析,半導體主要分為四部分:集成電路、分立器件、光電子器件、微型傳感器。

        其中集成電路占到整個市場的80%以上,集成電路按其功能又可分為三大領域,分別為邏輯芯片、存儲芯片、模擬芯片,其中這三個領域中間邏輯芯片是真正的戰略制高點,因為它不僅占了芯片整個產業總蛋糕的42%,同時也是難度最大的環節,下文將分別介紹這三個領域。

        一、邏輯芯片

        邏輯芯片主要以二進制為原理,可以實現數字信號邏輯運算和操作,它們在計算機、數字控制、通信、自動化和儀表等方面中被大量運用。

        半導體作為資金與技術高度密集行業,目前已經形成深度的專業分工、細分領域高度集中的特點,邏輯IC(IC:半導體元件產品的統稱)作為半導體行業的核心,自上世紀末開始,近20年來持續保持增長態勢,年復合增長率(CAGR)達到8.51%。

        根據美國半導體協會(SIA)公布的數據顯示,2020年全球半導體產業銷售額為4390億美元,與2019年的4123億美元相比增長了6.5%。美國半導體公司的銷售額約為2080億美元,約占全球銷售額的47%。

        可以說美國基本上壟斷了邏輯芯片的所有板塊。2020年邏輯芯片市場銷售額約為1175億美元,與2019年相比,邏輯芯片的年銷售額增長了10.3%,約占全球半導體市場總值的27%。

        在邏輯芯片中也分幾個領域,目前的趨勢是CPU、GPU、FPGA、ASIC、DSP并行發展。其中CPU是計算機的運算核心和控制核心,市場主要格局是由英特爾與后起新星AMD兩家巨頭掌控。

        二、存儲芯片

        存儲器在現在這個大數據爆發的時代發揮著非常重要的作用。計算機中的全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。

        半導體存儲器是目前最主要的存儲器,半導體存儲芯片可分兩類:一類是非易失性存儲器,這一類存儲器斷電后數據能夠存儲,主要以NAND Flash為代表,常見于SSD(固態硬盤);另一類是易失性存儲器,這一類存儲器斷電后數據不能儲存,主要以DRAM為代表,常用于電腦、手機內存。除了NAND Flash和DRAM,還包含其他門類,例如Nor Flash、RRAM等。

        存儲器行業有個特點,市場波動較為劇烈,而且是一個強周期性行業,我們經常能看到暴漲暴跌的情況。

        2021年由于全球經濟復蘇,DRAM和NAND等存儲器缺貨情況明顯,上半年DRAM漲幅達20%。其中的代表企業美光三季度財報顯示,實現凈利潤17.35億美元,同比增長高達116%,遠超分析師預期。

        根據WSTS發布的半導體市場報告,2020年全球半導體市場中除了光電和分立器件,增長最大的是存儲芯片,2020全年市場規模預計達到1194億美元。

        從細分產品市場銷售區域格局來看,美國和中國是全球存儲芯片的重要市場,占了近70%。

        從產值構成來看,NAND Flash、DRAM、NOR Flash是存儲器產業的核心部分。目前DRAM和NAND Flash占據了存儲芯片95%以上的市場份額。

        在DRAM競爭格局上,基本被韓國三星、海力士、美光三大寡頭壟斷市場,市占率合計達95%,可以說三分天下。

        在NAND市場上,廠商相對更多,市占率排名前五的公司所占份額合計達93%。

        三、模擬 IC

        模擬芯片是處理模擬信號的集成電路,其產品已經遍布生活中的各個角落,無論是網絡通信、消費電子、工業控制、醫療設備還是汽車電子,都會用到模擬芯片。

        同時,現在許多新起的應用場景和設備,包括共享單車、AR/VR以及無人機等也都會用到模擬芯片。

        模擬芯片市場的一大特點是不易受單一產業景氣變動影響,因此價格波動遠沒有存儲芯片和邏輯電路等數字芯片的變化大,其市場波動幅度也相對較小。

        根據WSTS數據,2020年全球半導體行業的模擬芯片的市場規模則達到540億美元,占比約為13%,是半導體行業中的重要組成部分。

        預計在未來五年內,模擬芯片的銷售量將以 6.6%的年復合增長率強勁增長。到2022 年,全球模擬芯片市場規模有望達到748億美元。

        在模擬芯片的類別中,電源管理IC、專用模擬芯片和信號轉換器組件的強勁銷售預計將成為未來五年模擬增長的主要推動力。

        總的來說,在全球的半導體行業里美國占據著主導地位,尤其是在邏輯芯片領域,美國絕不希望其他的國家來染指邏輯芯片的設計。

        我們可以看到無論是CPU、GPU以及可編程芯片,基本是被美國公司完全壟斷。美國制裁華為,實際上也是想打擊華為海思芯片,把中國芯片公司從最具戰略意義的領域中踢開。美國擔心華為會像在通信領域一樣,在芯片上做大做強,進而成為強力的競爭對手。

        而半導體作為信息時代的魂,是中國必須要突破的卡脖子技術,現在國家如此重視高端制造正源于此,未來半導體的國產化是繞不開的路,將催生一批極具競爭力的優秀上市企業。

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