5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI，2019年半導(dǎo)體生態(tài)鏈已現(xiàn)！

數(shù)據(jù)看過去的2018年
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截止2018年底費城半導(dǎo)體指數(shù)(SOX)近一年跌幅達(dá)7.81%，SOX為全球半導(dǎo)體業(yè)景氣主要指標(biāo)之一，它的成份股選取了美國19家具代表性半導(dǎo)體公司，涵蓋半導(dǎo)體設(shè)計、設(shè)備、制造、銷售與配銷等。

從2019年初SOX指數(shù)表現(xiàn)來看，依然處于7%-13%的年跌幅情況。

WSTS2018年11月預(yù)估,2018與2019年全球半導(dǎo)體銷售額分別年增15%與2.6%,達(dá)4779.36億與4901.42億美元。

全球半導(dǎo)體銷售額增速放緩主要是由于下游智能手機(jī)、數(shù)據(jù)中心、汽車等需求疲軟。

智能手機(jī)下滑

需求端看，2018年全球和中國手機(jī)出貨量出現(xiàn)下滑。IDC發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2018年全球智能機(jī)出貨量預(yù)計將下滑3%，達(dá)約14.2億部。中國信息通信研究院數(shù)據(jù)顯示，2018年全年國內(nèi)手機(jī)市場總出貨量達(dá)4.14億部，年減15.6%。但I(xiàn)DC預(yù)計全球智能手機(jī)出貨將在2019年恢復(fù)較低個位數(shù)百分比增長，并一直延續(xù)到2022年。

來源：IDC、中國信通院

汽車銷量下降

汽車銷量在2018年下半年也出現(xiàn)下降情況。根據(jù)汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2018年汽車產(chǎn)銷分別完成2780.9萬輛和2808.1萬輛，產(chǎn)銷量比上年同期分別下降4.2%和2.8%。上半年，除2月份外，其余月份銷量均高于上年同期。下半年，汽車市場連續(xù)出現(xiàn)負(fù)增長，全年增速下降至2.8%。累計增長率下半年持續(xù)下降，總體壓力較大。

來源：中國汽車工業(yè)協(xié)會
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閃存、MLCC大跌

再看半導(dǎo)體器件，在2018年下半年諸多元器件的走勢呈下降趨勢。例如存儲芯片、MLCC等此前經(jīng)過大幅上漲的產(chǎn)品均出現(xiàn)斷崖式下跌。其中NANDFlash價格已經(jīng)跌回兩年前，并仍在下滑。2018年第四季度，內(nèi)存價格開始下跌，結(jié)束此前的牛市。DRAMeXchange預(yù)計2019年第一季DRAM合約價跌幅將持續(xù)擴(kuò)大。電子發(fā)燒友向供應(yīng)鏈了解到，MLCC則出現(xiàn)大幅下滑，有的規(guī)格產(chǎn)品已跌回漲價前，在第四季度到2019年第一季度，渠道商大量庫存需要進(jìn)行消化。

來源:中國閃存市場

數(shù)據(jù)顯示，全球半導(dǎo)體行業(yè)前20公司2018Q3庫存周轉(zhuǎn)天數(shù)達(dá)到97天,超過歷史高位。全球模擬半導(dǎo)體行業(yè)2018Q3庫存周轉(zhuǎn)天數(shù)達(dá)到106天。預(yù)計2019年整個上半年將在去庫存和市場放緩中度過。

功率器件有所緩和

不過，像功率器件、MCU等器件供不應(yīng)求的形勢有望得到緩解。一方面需求端的出貨量放緩對功率器件需求出現(xiàn)暫時的緩和，另一方面8寸硅晶圓的短缺問題正在舒緩。

和艦芯片副總經(jīng)理林偉圣早前接受媒體采訪時表示，以如今國內(nèi)建廠和擴(kuò)廠計劃來看，例如廣州，青島，寧波，紹興都有設(shè)8寸廠，產(chǎn)能擴(kuò)充指日可待。而和艦也采取逐漸適量增加產(chǎn)能的方式進(jìn)行擴(kuò)充。部分功率器件由8寸向12寸轉(zhuǎn)移。電源管理芯片原先集中在0.35微米，也往0.18與0.13微米工藝演化，8寸單位晶圓的芯片產(chǎn)出增加，高階電源產(chǎn)品由八寸轉(zhuǎn)移至12寸的90納米，甚至55納米。電容指紋識別芯片，以前芯片尺寸較大，一片8寸晶圓片產(chǎn)出約數(shù)百顆，現(xiàn)在指紋識別芯片面積縮小，使得單個晶圓切割芯片數(shù)達(dá)上千顆，這也減少了芯片消耗量，整體上讓8寸產(chǎn)能得到緩解。

另外，LCD驅(qū)動芯片，CIS芯片，MCU等高性能產(chǎn)品，如小面板FHD分辨率的LCD驅(qū)動芯片已采用12寸工藝。8寸產(chǎn)能緊張，主因是過去幾年八寸產(chǎn)能投資停滯，舊型機(jī)臺停產(chǎn)，八寸機(jī)臺取得不易，目前業(yè)界的做法是二手機(jī)臺進(jìn)行復(fù)用，或是12寸機(jī)臺的改裝，盡可能使得產(chǎn)能與需求相匹配。種種因素令8寸的緊張在2019年將得到緩解。

2019年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈為5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI蓄勢

既然看智能手機(jī)、平板電腦甚至傳統(tǒng)汽車已經(jīng)不能帶來強(qiáng)勁的成長動能，例如5G來臨之前智能手機(jī)的下滑趨勢或不可逆轉(zhuǎn)，然后5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI人工智能將帶來翻天覆地的變化。對此，我們看到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)提前做出了布局，從晶圓代工到封裝測試再到IC設(shè)計都在進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和準(zhǔn)備，將給2019年的市場帶來許多變化。

晶圓代工：先進(jìn)工藝與特色工藝并行

2018年晶圓代工市場最重磅的消息非7nm莫屬。臺積電率先采用7nmDUV技術(shù)，已為50多款芯片流片，高通、華為、賽靈思、AMD、蘋果皆為其7nm客戶。根據(jù)臺積電財報，7nm在臺積電2018年第四季度營收占比達(dá)到23%，全年占比約10%。臺積電表示7nmEUV于2019年量產(chǎn)，且Q2試產(chǎn)5nmEUV，后續(xù)3nm項目也已規(guī)劃于2020年開始建廠，預(yù)計2022年底到2023年初量產(chǎn)。

三星的7nmEUV預(yù)計2019年下半年量產(chǎn)，應(yīng)該會首先應(yīng)用在三星自身的高端手機(jī)處理器上面。并且三星開放先進(jìn)工藝代工，譬如在GPU、AI等市場希望獲得更大的代工機(jī)會。按照計劃，2020年三星將來到4nm工藝芯片，2021年計劃量產(chǎn)3nmGAA（全柵晶體管）。

7nm的玩家還有英特爾，不過英特爾目前的主要工藝在14nm，預(yù)計10nm工藝芯片將于2019年推出。需要指出的是在10nm、7nm的定義上各家有所不同。英特爾10nm工藝芯片的性能媲美其他家的7nm。從時間點來看，2019年對各家的7nmEUV都是關(guān)鍵的一年。

另外，中芯國際在2018年向荷蘭ASML公司訂購了一臺EUV***，預(yù)計在2019年交付，將用于7nm研發(fā)。有消息稱中芯國際在突破14nm研發(fā)后，有可能跳過10nm直接研發(fā)7nm芯片制造工藝。

除以上幾家繼續(xù)7nm及以下工藝的研發(fā)外，也有格芯、聯(lián)電宣布放棄先進(jìn)工藝的研發(fā)。聯(lián)電不再投資12nm及以下工藝研發(fā)，將集中對12nm及以上成熟工藝市場的開拓，并表示空間較大。但將投資研發(fā)14nm及改良版的12nm工藝，同時對7nm及以下不再大規(guī)模投資。隨后，格芯也宣布放棄7nm先進(jìn)工藝的研發(fā)。繼續(xù)側(cè)重于FD平臺、14/12納米FinFET制程、領(lǐng)先的射頻產(chǎn)品（包括RFSOI和高性能鍺硅）和模擬/混合信號，以及滿足越來越多低功耗、實時連接、車載設(shè)計需求的其他技術(shù)。

其他代工廠例如華虹半導(dǎo)體專注在eNVM、功率器件等細(xì)分領(lǐng)域具有優(yōu)勢，TowerJazz則在在射頻和高性能模擬電路領(lǐng)域的SiGeBiCMOS、RF-SOI和RF-CMOS技術(shù)支持用于各種消費類、工業(yè)設(shè)施級和汽車電子應(yīng)用的高速、低功耗產(chǎn)品。

顯然，只有少數(shù)如臺積電、三星、英特爾等進(jìn)行先進(jìn)工藝研發(fā)，而其他晶圓代工廠挖掘特色工藝，在主流的數(shù)字工藝上，加點特色的高壓，RF，超低功耗性能，與新興的非易失存儲器材料，在5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI、汽車領(lǐng)域找到新的增長點。特色工藝的節(jié)點，林偉圣表示，55納米是一個超級節(jié)點，涵蓋產(chǎn)品從RF、高壓、eNVM,BCD等。下一個超級節(jié)點是28納米。尤其RF的應(yīng)用，28奈米RF特性可以涵蓋4G，拓展到5G、毫米波等。

先進(jìn)封裝延續(xù)摩爾定律

摩爾定律越往下越難走，先進(jìn)封裝成為延續(xù)摩爾定律的關(guān)鍵。

先進(jìn)封裝包括有Flip-Chip(倒裝、Bumping)、晶圓級封裝FIN-IN和FINOUT、3D、TSV、SIP等。

例如扇入型封裝器件為WiFi/BT（無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙）集成組件、收發(fā)器、PMIC（電源管理集成電路）和DC/DC轉(zhuǎn)換器（約占總量的50%），以及包括MEMS和圖像傳感器在內(nèi)的各種數(shù)字、模擬、混合信號器件。它的挑戰(zhàn)在于系統(tǒng)級封裝的器件功能集成。

據(jù)麥姆斯咨詢報告，2016~2022年期間先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)總體營收的復(fù)合年增長率（CAGR）預(yù)計可達(dá)7%，超過了總體封裝產(chǎn)業(yè)（3~4%）、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)（4~5%）、PCB產(chǎn)業(yè)（2~3%）、全球電子產(chǎn)業(yè)（3~4%）以及全球GDP（2~3%）。Fan-out（扇出型）是增長速度最快的先進(jìn)封裝平臺，增長速度達(dá)到了36%，緊隨其后的是2.5D/3DTSV平臺，增長速度為28%。至2022年，扇出型封裝的市場規(guī)模預(yù)計將超過30億美元，而2.5D/3DTSV封裝的市場規(guī)模到2021年預(yù)計將達(dá)到10億美元。

剖析蘋果iPhone7手機(jī)顯示其一半芯片封裝來自晶圓級封裝，另一半則是SIP封裝。臺積電因祭出先進(jìn)封裝INFO獨占蘋果A10處理器訂單。

臺積電先進(jìn)封裝技術(shù)WLSI平臺包括了CoWoS,INFO，F(xiàn)IN-IN，和WOW、SoIC等封裝技術(shù)。臺積電的整合型扇出型封裝(integratedfan-out,InFO)技術(shù)，這是一種比CoWoS更省成本的方式，去掉硅中介層讓芯片與芯片連接，減少厚度，正好為手機(jī)設(shè)計騰出空間。

CoWoS可讓處理器減掉多達(dá)70%厚度，提升處理器的性能，但成本較高。隨著AI的興起，Nvidia繪圖芯片GP100、GoogleTPU2.0、英特爾的Nervana等均采用了這一封裝技術(shù)。

在5G時代，先進(jìn)封裝更是臺積電等晶圓代工廠與封裝巨頭們極力抓住的機(jī)會。

5G的到來，我們看到高速通訊、邊緣計算以及人工智能做封裝技術(shù)的要求更高。長電科技高管表示，這里面區(qū)分來看，在手機(jī)、汽車等端側(cè)的高性能運算，主要為系統(tǒng)集封裝，包括2.5D、3D封裝帶來挑戰(zhàn)和機(jī)會。云端運算則需要晶圓級封裝。

5G通訊的高傳輸數(shù)據(jù)、高頻率，天線更復(fù)雜，需要更多集成化設(shè)計，目前的一種方式叫做AIP，將天線與芯片做在一起，受到的電磁波干擾最小。目前這個封裝技術(shù)的方案沒有定論，各家的機(jī)會很大。臺積電的晶圓級扇出式封裝天線(InFO-AiP)技術(shù)，據(jù)稱外觀尺寸可縮小10%，天線增益可提高40%。5G的另一個問題是MIMO多個發(fā)射天線和接收天線如何屏蔽干擾。

這不僅給封裝帶來了巨大的機(jī)會，換句話說先進(jìn)封裝正在為5G通訊的順暢實施鋪平道路。

龐大的中小設(shè)計企業(yè)有望崛起

根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的最新數(shù)據(jù)，2018年中國IC設(shè)計企業(yè)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到1698家之多。比2017年1380多家又多出300多家。這些企業(yè)的大多數(shù)營收規(guī)模在一億元人民幣以下。

我們知道國內(nèi)IC設(shè)計企業(yè)存在數(shù)量多，多以中低端替代和性價比切入市場。那么這么多公司在未來的競爭中會被整合或者淘汰呢，還是擁有分散化碎片化市場的機(jī)會呢。這個答案，除了企業(yè)本身的戰(zhàn)略之外，其實也應(yīng)該看到IC設(shè)計的未來是更加智能化、更有效率的，而物聯(lián)網(wǎng)、AI這類市場應(yīng)用足以支撐IC設(shè)計公司走得更遠(yuǎn)。

MentorCEODr.WaldenC.Rhines指出，過去幾年設(shè)計重新再利用，新技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)設(shè)計加速且設(shè)計成本降低。新的人工智能以及機(jī)器學(xué)習(xí)也在不斷地加速芯片業(yè)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)巨頭，如谷歌、Facebook涉足芯片設(shè)計，人工智能的應(yīng)用可以降低設(shè)計模擬和驗證的時間。一些資金比較少的小公司有了這些技術(shù)的加持，有機(jī)會在2019年脫穎而出?；蛘叽蠊窘o他們提供資金，讓更多小公司的創(chuàng)新成為現(xiàn)實。

IC設(shè)計周期在物聯(lián)網(wǎng)時代會更快。銳成芯微CEO向建軍的觀點是，過去，一個芯片從定義到真正走向市場至少需要18個月，但是在物聯(lián)網(wǎng)時代，芯片設(shè)計周期被要求縮短。因此，IP公司提供完整平臺很重要，客戶只需要在IP套件上做簡單的修改，或者功能篩選，就可以直接進(jìn)入量產(chǎn)，將18個月縮短到6個月，未來甚至可能到3個月，將整個設(shè)計周期壓縮到極致。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展以后，所有操作系統(tǒng)都會智能化，這類芯片規(guī)模比較小，資金投入比較少，我們可以多鼓勵國內(nèi)的這種企業(yè)往輕量級的智能化發(fā)展。真正大系統(tǒng)或者跑算力的人工智能，現(xiàn)階段體量已經(jīng)很大的公司勝出的機(jī)會更大，輕量級智能化可能是本土絕大多數(shù)企業(yè)的機(jī)會。

5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI已經(jīng)成為IC設(shè)計創(chuàng)新活躍的領(lǐng)地，也是未來應(yīng)用想象空間最大的領(lǐng)域。我們看到在2019年無論是晶圓代工還是封裝或是EDA、IP企業(yè)都在為此做好更進(jìn)一步的準(zhǔn)備。

今年以來中國5G測試與商用的動作頻繁，2019年將是5G承前啟后的一年，將為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈新的增長送來東風(fēng)。我們相信在下半年新的動能將更加明顯。