2022年是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的景氣轉(zhuǎn)折之年，也是產(chǎn)業(yè)的調(diào)整蓄勢(shì)之年。面向短期的市場(chǎng)波動(dòng)與供應(yīng)需求的結(jié)構(gòu)性分化，頭部企業(yè)一邊優(yōu)化產(chǎn)品組合，一邊面向更長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)周期推進(jìn)產(chǎn)能布局。與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈各主要環(huán)節(jié)的創(chuàng)新步調(diào)并未放緩，摩爾定律與后摩爾技術(shù)都在2022年取得了重要進(jìn)展。構(gòu)建應(yīng)對(duì)周期變化的能力和韌性，正在成為集成電路企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的共同追求。

從高歌猛進(jìn)到理性調(diào)整

面對(duì)市場(chǎng)的周期性變化與增長(zhǎng)動(dòng)力的轉(zhuǎn)換，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在“承壓進(jìn)行”，從過(guò)去幾年的高歌猛進(jìn)進(jìn)入理性調(diào)整階段。

“全球半導(dǎo)體市場(chǎng)相較前幾年的火熱增長(zhǎng)狀態(tài)，現(xiàn)在總體上是在‘頂著壓力前行’。一是，受國(guó)際復(fù)雜形勢(shì)和疫情影響，主流半導(dǎo)體終端需求減少，產(chǎn)業(yè)鏈增長(zhǎng)乏力；二是世界經(jīng)濟(jì)整體不樂(lè)觀，半導(dǎo)體市場(chǎng)作為世界經(jīng)濟(jì)的重要一環(huán)，也受到一定程度影響。”北京航空航天大學(xué)集成電路科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng)張悅向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示。

當(dāng)前，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)動(dòng)能由手機(jī)為代表的智能終端走向數(shù)據(jù)中心、汽車電子、5G通信等領(lǐng)域。Counterpoint預(yù)測(cè)，2022年全球云服務(wù)供應(yīng)商的資本支出將同比增長(zhǎng)23%，未來(lái)三年保持雙位數(shù)的年復(fù)合增長(zhǎng)率，成為臺(tái)積電以及其高性能計(jì)算客戶對(duì)于先進(jìn)制程的信心之源。AI、元宇宙、自動(dòng)駕駛加速了大型數(shù)據(jù)中心的成長(zhǎng)，其中AI加速芯片的市場(chǎng)需求有望在未來(lái)幾年保持超過(guò)30%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。

這一轉(zhuǎn)變也可以從頭部企業(yè)的營(yíng)收結(jié)構(gòu)變化看出端倪。今年第一季度，高性能計(jì)算超越智能手機(jī)成為臺(tái)積電營(yíng)收占比最高的技術(shù)平臺(tái)，兩者的占比差距在第二季度進(jìn)一步擴(kuò)大至5%。

“與4G相比，5G智能手機(jī)持續(xù)帶動(dòng)半導(dǎo)體內(nèi)容（含硅量）增加；如今汽車應(yīng)用中半導(dǎo)體內(nèi)容的數(shù)量也在持續(xù)增長(zhǎng)。5G、HPC高性能計(jì)算等對(duì)于計(jì)算需求的海量結(jié)構(gòu)性增長(zhǎng)，持續(xù)帶動(dòng)對(duì)于性能和能效的需求，從而提升對(duì)于先進(jìn)技術(shù)的使用需求。”臺(tái)積電相關(guān)發(fā)言人表示。

除了市場(chǎng)需求的量化提升，數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛等新新型數(shù)字化產(chǎn)業(yè)也對(duì)半導(dǎo)體的“質(zhì)”提出了更高要求，帶動(dòng)大算力、高功率芯片的增長(zhǎng)。

“數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能、工業(yè)控制等新型數(shù)字化信息技術(shù)應(yīng)用，成為促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的增長(zhǎng)點(diǎn)，與之對(duì)應(yīng)的高功率半導(dǎo)體器件、高算力計(jì)算芯片等都在逆境中保持良好增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。未來(lái)，像存算一體化、量子技術(shù)、先進(jìn)封裝等‘后摩爾時(shí)代’新興領(lǐng)域也可能成為新的增長(zhǎng)亮點(diǎn)。”張悅說(shuō)。

雖然各種外部環(huán)境因素對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)造成影響，但經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)于更高生產(chǎn)效率和更便捷生活方式的需求不會(huì)改變，而這些需求的滿足有賴于IT的發(fā)展，也將成為半導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)展的結(jié)構(gòu)性主線。

“盡管面臨挑戰(zhàn)和不確定因素，但在各種智能應(yīng)用創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)業(yè)仍將持續(xù)成長(zhǎng)，全球半導(dǎo)體銷售額今年有機(jī)會(huì)超過(guò)6000億美元，長(zhǎng)期預(yù)測(cè)在2030年將實(shí)現(xiàn)一萬(wàn)億美元的銷售額。由于經(jīng)濟(jì)減緩及產(chǎn)業(yè)周期的原因，2023年預(yù)計(jì)是負(fù)增長(zhǎng)，但隨著數(shù)據(jù)中心、汽車和工業(yè)應(yīng)用對(duì)半導(dǎo)體需求強(qiáng)勁，增長(zhǎng)將在未來(lái)幾年反彈。”SEMI全球副總裁、中國(guó)區(qū)總裁居龍告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者。

優(yōu)化產(chǎn)能籌謀長(zhǎng)期機(jī)會(huì)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷雙重疊加周期。一方面，傳統(tǒng)消費(fèi)電子驅(qū)動(dòng)的MCU、電源芯片等產(chǎn)品進(jìn)入去庫(kù)存階段。另一方面，新能源、汽車電子的需求較為旺盛，高端汽車芯片仍存在部分產(chǎn)能缺口。以英特爾為例，其包含PC芯片的客戶計(jì)算事業(yè)群在今年第三季度營(yíng)收同比下滑了17%，而旗下自動(dòng)駕駛芯片廠商Mobileye在該季的營(yíng)收同比增長(zhǎng)38%，展現(xiàn)出逆勢(shì)上揚(yáng)的勢(shì)頭。以英特爾為例，其包含PC芯片的客戶計(jì)算事業(yè)群在今年第三季度營(yíng)收同比下滑了17%，而旗下自動(dòng)駕駛芯片廠商Mobileye在該季的營(yíng)收同比增長(zhǎng)38%，展現(xiàn)出逆勢(shì)上揚(yáng)的勢(shì)頭。

在這種趨勢(shì)下，頭部廠商一邊調(diào)整庫(kù)存優(yōu)化產(chǎn)能組合，一邊推動(dòng)面向長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)性增長(zhǎng)機(jī)遇的產(chǎn)能布局。

如聯(lián)電10月26日公布的第三季度財(cái)報(bào)顯示，受益于產(chǎn)品組合的優(yōu)化和近乎滿載的產(chǎn)能，該季度營(yíng)收同比增長(zhǎng)34.9%。聯(lián)電聯(lián)合總裁Jason Wang表示，雖然終端市場(chǎng)疲態(tài)顯現(xiàn)，但無(wú)線通信推動(dòng)了22/28nm需求的進(jìn)一步增長(zhǎng)，提升了晶圓的平均價(jià)格，汽車業(yè)務(wù)也顯現(xiàn)出持續(xù)的增長(zhǎng)動(dòng)力。盡管聯(lián)電下修了2022年的資本支出，但在臺(tái)南和新加坡的一些地區(qū)的產(chǎn)能擴(kuò)張仍在按照計(jì)劃推進(jìn)，以滿足長(zhǎng)期的供應(yīng)需求。

長(zhǎng)電科技第三季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入91.8億元，創(chuàng)同期新高。長(zhǎng)電科技首席執(zhí)行長(zhǎng)鄭力表示，前三季度長(zhǎng)電科技高密度系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)和扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)的營(yíng)收和利潤(rùn)貢獻(xiàn)同比取得顯著增長(zhǎng)，反映出半導(dǎo)體異構(gòu)集成封裝在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和新能源汽車、智能汽車等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用取得突破性進(jìn)展。長(zhǎng)電科技將進(jìn)一步加大在相關(guān)技術(shù)和市場(chǎng)的資源投入。

雖然芯片產(chǎn)業(yè)整體走向庫(kù)存調(diào)整期，前兩年的芯片短缺和疫情對(duì)全球物流的干擾，使全球主要經(jīng)濟(jì)體對(duì)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的穩(wěn)定和韌性倍加重視，也直接影響到頭部廠商的產(chǎn)能部署。

“據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，相較于2018-2020年的63座新廠動(dòng)工新建，2021-2023年全球?qū)⑿陆?6座新廠。這兩個(gè)時(shí)段中，歐美地區(qū)新廠的比例由16%(10座），提升至35%(23座），亞洲地區(qū)則從84%下降到65%。各國(guó)都推出振興半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈發(fā)展的政策，啟動(dòng)新一輪全球供應(yīng)鏈重整，體現(xiàn)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略性的價(jià)值。”居龍指出。

不難看出，提升半導(dǎo)體供應(yīng)鏈韌性成為當(dāng)前全球主要經(jīng)濟(jì)體的共同訴求。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，集成電路已經(jīng)成為全球化程度最高的產(chǎn)業(yè)之一，構(gòu)建了分工明確、高度專業(yè)，基于世界各國(guó)分工合作的產(chǎn)業(yè)體系。

構(gòu)建富有韌性的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，尤其離不開暢通高效、互利共贏的全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系。中國(guó)作為全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場(chǎng)之一，持續(xù)融入全球產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的茁壯成長(zhǎng)，并為國(guó)內(nèi)外集成電路企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了廣闊的應(yīng)用平臺(tái)。

半導(dǎo)體設(shè)備廠商Lam Research（泛林）在當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月19日發(fā)布的季度財(cái)報(bào)中指出，中國(guó)市場(chǎng)是泛林半導(dǎo)體最大的營(yíng)收來(lái)源，營(yíng)收占比達(dá)到30%。在聯(lián)電的第三季度財(cái)報(bào)中，亞太市場(chǎng)是其最大的營(yíng)收來(lái)源，占比超過(guò)60%。

“以全球視野謀劃科技開放合作是集成電路行業(yè)發(fā)展的主旋律。近年來(lái)，新基建等政策為中國(guó)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大增量市場(chǎng)和合作機(jī)遇，中國(guó)企業(yè)充分利用全球資源，持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)在中國(guó)已經(jīng)是全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場(chǎng)之一。高通公司作為全球最大的無(wú)晶圓半導(dǎo)體企業(yè)，同時(shí)也是中國(guó)業(yè)務(wù)占公司總比超過(guò)50%的跨國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)，將持續(xù)秉持開放創(chuàng)新、合作共贏的原則，攜手生態(tài)系統(tǒng)共同推動(dòng)全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”高通公司中國(guó)區(qū)董事長(zhǎng)孟樸向《中國(guó)電子報(bào)》表示。

后摩爾技術(shù)探索繼續(xù)深入

市場(chǎng)景氣的反復(fù)，并沒(méi)有拖慢產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的腳步。

2022年，先進(jìn)制程繼續(xù)前行，3nm制程工藝開啟量產(chǎn)，2nm乃至1nm的量產(chǎn)規(guī)劃陸續(xù)出爐。與此同時(shí)，系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)、先進(jìn)封裝等不依賴制程節(jié)點(diǎn)提升芯片性能的技術(shù)路徑持續(xù)進(jìn)階，業(yè)界對(duì)后摩爾技術(shù)探索繼續(xù)深入。

在制造領(lǐng)域，三星于6月30日宣布基于GAA(全環(huán)繞柵極）架構(gòu)的3nm制程芯片啟動(dòng)初步生產(chǎn)，先進(jìn)制程正式進(jìn)入3nm時(shí)代。對(duì)于后續(xù)制程的規(guī)劃，三星電子代工業(yè)務(wù)總裁Si-young Choi表示，三星將在2025年實(shí)現(xiàn)2nm制程的規(guī)?；慨a(chǎn)，2027年實(shí)現(xiàn)1.4nm規(guī)模量產(chǎn)。這也意味著2025年或?qū)⒊蔀槿呛团_(tái)積電2nm制程正面交鋒的時(shí)間點(diǎn)。信息顯示，臺(tái)積電將在2nm節(jié)點(diǎn)引入GAA架構(gòu)，預(yù)計(jì)2024年下半年進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)性試產(chǎn)，2025年進(jìn)入量產(chǎn)。

在面向GAA架構(gòu)的晶體管技術(shù)方面，三星在3nm制程采用了MBCFET（多橋通道晶體管）技術(shù)，相比其5nm工藝實(shí)現(xiàn)了23%的性能提升，降低了45%的功耗并減少了16%的芯片面積。臺(tái)積電推出了nanosheet技術(shù)，其N2制程較臺(tái)積電加強(qiáng)版的3nm制程可實(shí)現(xiàn)同等功耗下10%~15%的速度提升，同等速度下23%~30%的功耗下降。

隨著制程節(jié)點(diǎn)繼續(xù)下探的成本越來(lái)越高，系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)需求與創(chuàng)新全面崛起?？焓钟?月宣布自研云端智能視頻處理SoC芯片SL200流片成功，進(jìn)入內(nèi)測(cè)階段。10月13日，大眾汽車集團(tuán)旗下軟件公司CARIAD宣布與自動(dòng)駕駛芯片供應(yīng)商地平線成立合資企業(yè)并控股，雙方合作，將在單顆芯片上集成多種功能，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性并降低能耗。10月22日，長(zhǎng)城汽車公告稱，將與長(zhǎng)城汽車董事長(zhǎng)魏建軍、穩(wěn)晟科技(天津)有限公司出資合作伙伴設(shè)立芯動(dòng)半導(dǎo)體科技有限公司，經(jīng)營(yíng)范圍包括集成電路設(shè)計(jì)、集成電路制造等。

“芯片設(shè)計(jì)正在由設(shè)計(jì)更快、更小的芯片轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)更符合系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新需求的芯片。做好一顆芯片的設(shè)計(jì)，不再是簡(jiǎn)單增加功能或提高工藝，而是做好應(yīng)用系統(tǒng)和軟硬協(xié)同等系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化創(chuàng)新。蘋果、特斯拉、華為等高科技系統(tǒng)公司，都在通過(guò)SoC芯片和ASIC芯片的創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)創(chuàng)新。”芯華章科技首席市場(chǎng)戰(zhàn)略官謝仲輝向《中國(guó)電子報(bào)》指出。

芯片系統(tǒng)復(fù)雜性的上升，使EDA工具的重要性越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注。今年以來(lái)，華大九天、廣立微等國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)接連上市。與此同時(shí)，AI、云計(jì)算等技術(shù)被用于提升EDA仿真、調(diào)試、驗(yàn)證效率，智能化、云原生成為EDA的新潮流。

“復(fù)雜的系統(tǒng)級(jí)芯片和高投入的先進(jìn)工藝，使半導(dǎo)體設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)對(duì)驗(yàn)證的要求越來(lái)越高。然而，在架構(gòu)、模塊設(shè)計(jì)、綜合、系統(tǒng)集成、軟件開發(fā)、物理設(shè)計(jì)等開發(fā)周期的各個(gè)階段，都有出現(xiàn)誤差的可能。驗(yàn)證成為芯片研發(fā)中工作量占據(jù)過(guò)半的環(huán)節(jié)。”謝仲輝說(shuō)。面向驗(yàn)證對(duì)于芯片開發(fā)效率的制約，芯華章提出“敏捷驗(yàn)證”，基于自動(dòng)和智能的快速迭代、提早進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)和調(diào)試手段三個(gè)技術(shù)方向，提高驗(yàn)證效率，降低芯片開發(fā)的成本、風(fēng)險(xiǎn)和難度。

先進(jìn)封裝作為后摩爾時(shí)代提升系統(tǒng)性能的重要路徑，不僅在技術(shù)上有了進(jìn)一步的提升，也在生態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)上取得重要進(jìn)展。今年3月，英特爾攜手日月光半導(dǎo)體、AMD、Arm等企業(yè)成立了UCIe（通用芯粒高速互連）聯(lián)盟。由英特爾開發(fā)并作為開放規(guī)范的UCIe標(biāo)準(zhǔn)定義了Chiplet之間的互連，以實(shí)現(xiàn)封裝層級(jí)的開放芯粒生態(tài)系統(tǒng)和普遍的互連。

在先進(jìn)封測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，長(zhǎng)電科技實(shí)現(xiàn)4nm工藝制程手機(jī)芯片的封裝，通富微電5nm產(chǎn)品已完成研發(fā)并逐步量產(chǎn)。與此同時(shí)，頭部代工廠商持續(xù)推進(jìn)晶圓級(jí)封裝技術(shù)布局，臺(tái)積電相關(guān)發(fā)言人向記者表示，臺(tái)積電在竹南擁有第一座3DFabric的自動(dòng)化工廠，將先進(jìn)測(cè)試、TSMC-SoIC、InFO及CoWoS運(yùn)作整合在一起。臺(tái)積將在2022年下半年開始進(jìn)行TSMC-SoIC的生產(chǎn)，并將在2023年開始3DFabric的全面運(yùn)作。

“3D封裝將向著更高I/O密度的方向發(fā)展，其中混合鍵合技術(shù)最為關(guān)鍵，可獲得更高的響應(yīng)速度、帶寬密度和能源效率。在3D封裝領(lǐng)域，臺(tái)積電在硅通孔和扇出高端先進(jìn)封裝技術(shù)取得了較大的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。在中國(guó)，隨著技術(shù)的積累和資本的助力，目前已經(jīng)涌現(xiàn)出一批具有成長(zhǎng)性的企業(yè)，比如長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技、盛合晶微和云天半導(dǎo)體等。”廈門大學(xué)微電子與集成電路系教授主任于大全向《中國(guó)電子報(bào)》表示。

文章來(lái)源：中國(guó)電子報(bào)，作者：張心怡

編輯：云朵匠 | 數(shù)商云(微信公眾號(hào)名稱：“數(shù)商云”)

【數(shù)商云www.zhimaihui.cn】致力于提供企業(yè)級(jí)的電商平臺(tái)服務(wù)，長(zhǎng)期為大中型企業(yè)打造數(shù)據(jù)化、商業(yè)化、智能化的b2b交易系統(tǒng)解決方案，同時(shí)我們還提供B2B網(wǎng)站、B2B2C多用戶商城系統(tǒng)、B2C電子商務(wù)系統(tǒng)、跨境進(jìn)口電商平臺(tái)、S2B2C平臺(tái)、供應(yīng)鏈管理平臺(tái)，采購(gòu)管理平臺(tái)、渠道管理平臺(tái)等一系列系統(tǒng)定制開發(fā)服務(wù)。通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)協(xié)助企業(yè)打造供應(yīng)端—渠道端—營(yíng)銷端—數(shù)據(jù)端等全鏈數(shù)字化運(yùn)營(yíng)體系，提升企業(yè)運(yùn)營(yíng)效益與智慧數(shù)字化商業(yè)轉(zhuǎn)型。