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          EEPW首頁(yè) > 模擬技術(shù) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 半導(dǎo)體產(chǎn)值下修 模擬芯片的現(xiàn)在與未來(lái)

          半導(dǎo)體產(chǎn)值下修 模擬芯片的現(xiàn)在與未來(lái)

          作者: 時(shí)間:2022-09-12 來(lái)源:CTIMES 收藏

          世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織 (WSTS) 發(fā)布2022年8月最新半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)測(cè),由于消費(fèi)性電子終端需求疲弱,導(dǎo)致內(nèi)存價(jià)格下跌、產(chǎn)值縮水,加上內(nèi)存市場(chǎng)成長(zhǎng)動(dòng)能趨緩,預(yù)估今年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)成長(zhǎng)率將由原來(lái)的16.3%下修至13.9%,市場(chǎng)規(guī)模達(dá)6,332.38億美元,較原先預(yù)期的6,464.56億美元調(diào)降2.0%。2023年市場(chǎng)成長(zhǎng)率則自5.1%下修至4.6%,市場(chǎng)規(guī)模達(dá)6,623.6億美元,較原先預(yù)期的6,796.5億美元調(diào)降2.5%,雖然如此,今、明總體市場(chǎng)規(guī)模仍將續(xù)創(chuàng)新高。

          隨著動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(DRAM)及儲(chǔ)存型閃存(NAND Flash)供給過(guò)剩,價(jià)格走跌,今年下半年價(jià)格恐將持續(xù)走跌,因此,WSTS原本預(yù)估今年全球內(nèi)存市場(chǎng)產(chǎn)值年增率達(dá)18.7%,明年再成長(zhǎng)3.4%,大幅下修今年全球內(nèi)存市場(chǎng)產(chǎn)值年增率為8.2%,明年下修至0.6%。這波預(yù)測(cè)修正也包含微處理器(MPU)、微控制器(MCU)等微組件市場(chǎng)成長(zhǎng)率,由原先預(yù)期的11.4%下修至5.9%,明年成長(zhǎng)率由5.3%調(diào)降至3.6%。不過(guò),WSTS卻反向調(diào)升模擬組件2022年市場(chǎng)年增率,由19.2%上修至21.9%,明年成長(zhǎng)率則由5.7%上修至6.4%。

          WSTS表示,今年半導(dǎo)體市場(chǎng)仍有機(jī)會(huì)超過(guò)6,000億美元(約合新臺(tái)幣17.8兆元)。主要類型芯片多出現(xiàn)雙位數(shù)年成長(zhǎng),其中,邏輯IC產(chǎn)值可望成長(zhǎng)約24.1%,模擬IC成長(zhǎng)約21.9%,傳感器成長(zhǎng)約16.6%,光電子成長(zhǎng)約0.2%。以地區(qū)來(lái)看,亞太地區(qū)預(yù)計(jì)成長(zhǎng)10.5%、美洲23.5%、歐洲14%、日本14.2%。

          IC Insights則預(yù)估,隨著5G手機(jī)出貨量增加,相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施到位,2022年通訊產(chǎn)業(yè)將占模擬IC銷售的最大部份,其中,無(wú)線通信應(yīng)用將占整體模擬通訊領(lǐng)域銷售額的91%,有線通訊應(yīng)用則占9%。由于手機(jī)、筆電及各類行動(dòng)裝置的電池供電系統(tǒng)都需要這類芯片調(diào)節(jié)電源,避免裝置運(yùn)作時(shí)溫度過(guò)熱,同時(shí)延長(zhǎng)電池壽命,加上這些芯片還具有通訊接口、顯示器背光等調(diào)節(jié)功能,市場(chǎng)整體需求仍相當(dāng)大。

          混合模擬數(shù)字IC當(dāng)?shù)?市場(chǎng)的「4個(gè)最」
          IC市場(chǎng)又可分為四大產(chǎn)品別:模擬、邏輯、內(nèi)存和微型組件,近兩年芯片短缺潮中最短缺的是模擬和電源管理芯片。工研院電子與光電系統(tǒng)研究所所長(zhǎng)張世杰指出,如今已經(jīng)沒(méi)有純粹的數(shù)字IC或模擬IC,多是混和模擬數(shù)字IC,但還是存在純粹的內(nèi)存IC,如Flash、Dram,只能區(qū)分?jǐn)?shù)字導(dǎo)向設(shè)計(jì)IC,以制程微縮達(dá)到面積、速度、功耗優(yōu)化等效益,也包含頻率、傳輸、電源調(diào)控等大量模擬電路;非數(shù)字導(dǎo)向設(shè)計(jì)IC(模擬IC)則特別要求高精度、低噪聲等質(zhì)量,也會(huì)借重大量數(shù)字電路以達(dá)算法校正。

          張世杰進(jìn)一步說(shuō)明,目前工業(yè)應(yīng)用上多為「少量多樣高規(guī)」,是典型市場(chǎng)。「高規(guī)」指的是具備精確度、大電壓范圍、極高速(射頻)、極低功耗、低噪聲等特性。隨著智能制造每年以10%的年復(fù)合成長(zhǎng)率發(fā)展,工業(yè)應(yīng)用成為「最需要」的市場(chǎng)。由于各式機(jī)臺(tái)具有獨(dú)特的智能制造規(guī)格與特性,加上少量多樣制程要求,勢(shì)必帶動(dòng)芯片需求與成長(zhǎng)性。

          汽車產(chǎn)業(yè)中以半導(dǎo)體為主的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)未來(lái)5年有20%的年復(fù)合成長(zhǎng)率;電動(dòng)車每年則以2%的滲透率持續(xù)成長(zhǎng);車用芯片年產(chǎn)值約600億美元,具有10%年復(fù)合成長(zhǎng)率的實(shí)力,所以電動(dòng)車是「最具成長(zhǎng)性」的市場(chǎng)。以成長(zhǎng)快速的電動(dòng)車為例,一臺(tái)電動(dòng)車保守估計(jì)需要500-1,500顆芯片,甚至福特Focus新款電動(dòng)車需要高達(dá)3,000顆芯片。隨著電動(dòng)車需求量逐年攀升,勢(shì)必帶動(dòng)電池、開(kāi)關(guān)、控制電路、雷達(dá)、光達(dá)等感測(cè)需求,以及一系列芯片的成長(zhǎng)性。

          通訊領(lǐng)域每年有15億支手機(jī)需求,市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定,約可造就300億美元的模擬(射頻前端、電源)芯片產(chǎn)值,也是「最穩(wěn)定」的市場(chǎng);PC/NB類市場(chǎng)每年約有3億臺(tái)出貨量,隨著新IO規(guī)格的推出,周邊產(chǎn)品的模擬芯片需求上看100億美元,稱得上是「最小兵立大功」的市場(chǎng)。

          此外,低軌衛(wèi)星大量布署并持續(xù)快速增加,地面應(yīng)用多元擴(kuò)展,從現(xiàn)今的固定式地面站,逐步擴(kuò)展到車載、個(gè)人裝置到衛(wèi)星IoT裝置,隨著地面接收站愈來(lái)愈多,不論是車載或個(gè)人裝置都需要模擬芯片,潛力無(wú)限,值得關(guān)注。

          10大模擬芯片供貨商占據(jù)半壁江山
          模擬芯片進(jìn)入門坎高,似乎全是IDM廠的天下。IC Insights 發(fā)布的前10大模擬芯片供貨商銷售額、市占率排行,2020年與2021年相差不大,前三名為德儀()、亞德諾(ADI)、思佳訊(Skyworks)。

          德儀()2020年模擬芯片占事業(yè)比重的75%,銷售額達(dá)108.86億美元,年增9%,市占率達(dá)19%,其中,約有一半制程為12吋晶圓。德儀已于美國(guó)德州謝爾曼(Sherman)興建全新12吋(300mm)半導(dǎo)體晶圓廠,預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn),新的晶圓廠將加入現(xiàn)有12吋晶圓廠陣營(yíng),包含位于德州達(dá)拉斯(Dallas)的DMOS6、德州理查德森(Richardson)的RFAB1及RFAB2;位于猶他州李海(Lehi)的LFAB預(yù)計(jì)2023年初投產(chǎn)。

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          圖 : 2021年全球前10大模擬芯片商營(yíng)收排名。(source:IC Insights)

          亞德諾(ADI)市占約9%,2017年并購(gòu)Linear后,取得電流傳感器、云端用高電流等新市場(chǎng),營(yíng)收比重以工業(yè)為主(約53%),其次是通訊(約21%)、汽車(約14%),及消費(fèi)性電子(約11%)。思佳訊(Skyworks)受惠于無(wú)線通信產(chǎn)品需求成長(zhǎng),以及5G、Wi-Fi 6技術(shù)升級(jí),市占率達(dá)7%。

          歐洲三大供貨商英飛凌(Infineon)、意法半導(dǎo)體(ST)、恩智浦(NXP)2020年全球市占率合計(jì)17%,其中,英飛凌受惠于汽車、電源等傳感器需求升溫,表現(xiàn)優(yōu)于意法半導(dǎo)體及恩智浦。至于美信(Maxim)已被亞德諾(ADI)收購(gòu)。

          安森美(ONSemi)在功率半導(dǎo)體的發(fā)展僅次于英飛凌(Infineon)與德儀(),產(chǎn)品包含功率組件、傳感器及電源管理,終端應(yīng)用則涵蓋車用、醫(yī)療、消費(fèi)性電子、工業(yè)、通訊與云端等領(lǐng)域,又以汽車(約37%)為大宗,工業(yè)次之(約28%)。微芯片科技 (Microchip) 產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車、軍事、航天、通訊、計(jì)算機(jī)、制造業(yè)及消費(fèi)性電子等領(lǐng)域。日本IDM大廠瑞薩電子 (Renesas)2021年起維持晶圓廠輕減(fab-light)策略,擴(kuò)大委外代工,以提高微控制器(MCU)及功率半導(dǎo)體的供貨能力,希望2023年前將MCU供貨量提高50%。

          Gartner統(tǒng)計(jì),2020年全球車用半導(dǎo)體總產(chǎn)值約374億美元(約合新臺(tái)幣1.05兆元),其中,英飛凌、恩智浦、瑞薩、德儀及意法半導(dǎo)體等5大IDM即占43%,尤其英飛凌市占率達(dá)11.6%,為車用半導(dǎo)體龍頭。

          張世杰觀察,模擬芯片全球前10大IDM公司都有強(qiáng)大應(yīng)用體系支撐,如美系-國(guó)防工業(yè),歐、日系-汽車工業(yè)。美系廠在太空、軍工產(chǎn)業(yè)支持下,在規(guī)格、操作環(huán)境上極致發(fā)展,并將產(chǎn)品輸出管制,保持自身優(yōu)勢(shì)及對(duì)下游的引響力。

          歐日系廠運(yùn)用自身強(qiáng)大的汽車產(chǎn)業(yè)能量,從開(kāi)發(fā)導(dǎo)入到安全法規(guī),排除外來(lái)競(jìng)爭(zhēng),也累積芯片開(kāi)發(fā)至整車系統(tǒng)工程的能量。不過(guò),模擬芯片重視規(guī)格,從制程、設(shè)計(jì)、構(gòu)裝必須偕同優(yōu)化,驗(yàn)測(cè)也需借重自測(cè)程序,IDM一定程度上必須垂直整合,以韓國(guó)為例,韓國(guó)現(xiàn)代汽車(HYUNDAI)全球成長(zhǎng)快速,逐步復(fù)制歐日車用IC策略。

          中國(guó)臺(tái)灣半導(dǎo)體業(yè)者的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)
          雖然各大IDM廠已搶得先機(jī),臺(tái)灣也有代工大廠及供應(yīng)鏈生態(tài)系,2021年約達(dá)1,458億美元(約合新臺(tái)幣4兆元),占全球26.2%,也許可以找機(jī)會(huì)切入新領(lǐng)域。張世杰認(rèn)為,臺(tái)灣是晶圓代工重鎮(zhèn),先進(jìn)制程有相對(duì)成熟或落后的制程可以找尋應(yīng)用機(jī)會(huì),這些產(chǎn)能結(jié)合國(guó)內(nèi)模擬芯片設(shè)計(jì),可以開(kāi)拓出以成本為優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品模式。比方成熟制程可以活化利用,國(guó)內(nèi)系統(tǒng)廠透過(guò)策略性投資,以資金門坎相對(duì)低的模擬芯片為目標(biāo),并導(dǎo)入自用,國(guó)內(nèi)特殊應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)品(ASSP)廠投資應(yīng)用周邊模擬IC廠構(gòu)建完整應(yīng)用方案,可以發(fā)揮母雞帶小雞的效果。

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          圖: 中國(guó)臺(tái)灣2021年1,458億美元(約合4兆臺(tái)幣),占全球26.2%。(source:工研院)

          此外,中國(guó)臺(tái)灣的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)業(yè)鏈完整集中,可以打造成本低、完整的解決方案。至于劣勢(shì)則是,不具高階應(yīng)用且分工過(guò)于明確,多為配合ASSP方案或系統(tǒng)周邊的需求導(dǎo)向,導(dǎo)致業(yè)者僅能著力于低規(guī)格產(chǎn)品,而且無(wú)法定義創(chuàng)新產(chǎn)品,話語(yǔ)權(quán)仍掌握在IDM等大廠手中。


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          圖 : 中國(guó)臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)主力在邏輯IC,內(nèi)存及模擬感測(cè)組件相對(duì)較弱。(Source:工研院)

          不過(guò),中國(guó)臺(tái)灣目前已有業(yè)者發(fā)展Fab+design、System+design,有機(jī)會(huì)引入專業(yè)委外封測(cè)代工(OSAT),整合成類IDM廠,如傳統(tǒng)封裝、先進(jìn)封裝、高階測(cè)試多元發(fā)展的日月光投控就穩(wěn)居龍頭地位,臺(tái)積電等產(chǎn)業(yè)龍頭也可以幫自己的模擬產(chǎn)品調(diào)整制程與架構(gòu)。至于電動(dòng)車市場(chǎng)近年來(lái)有業(yè)者大力推動(dòng)傳統(tǒng)車廠分工,如鴻海的MIH電動(dòng)車開(kāi)放平臺(tái)(Mobility In Harmony Open EV Platform),臺(tái)廠可以把握這些機(jī)會(huì),擴(kuò)大實(shí)力與競(jìng)爭(zhēng)力。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),中國(guó)臺(tái)灣很多廠房做了成熟制程就沒(méi)辦法做數(shù)字,成熟制程最適合做模擬IC,中國(guó)臺(tái)灣現(xiàn)在可以做具有成本優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品,與舊產(chǎn)能結(jié)合,找新的出海口,在臺(tái)積電、聯(lián)發(fā)科、鴻海等「富爸爸」的帶領(lǐng)下,成功機(jī)會(huì)非常高。

          未來(lái)2趨勢(shì):異質(zhì)整合+高效運(yùn)算
          展望2022年下半年或2023年,模擬芯片的未來(lái)趨勢(shì)還可以觀察哪些指標(biāo)?
          張世杰指出,近期超威半導(dǎo)體(AMD)市值已超越龍頭英特爾(Intel),AMD的成功引出新的機(jī)會(huì)點(diǎn),代表在摩爾定律推進(jìn)下,還有其他多元進(jìn)展方案有待發(fā)掘與挑戰(zhàn),多芯片異質(zhì)整合有機(jī)會(huì)在性能及成本上找出甜蜜點(diǎn)。模擬芯片是以規(guī)格導(dǎo)向,不追隨摩爾定律,過(guò)往都和數(shù)字芯片做出明確的產(chǎn)品區(qū)隔,「透過(guò)異質(zhì)整合,可以將多樣態(tài)芯片整合,做到系統(tǒng)及封裝單元,這將是未來(lái)的產(chǎn)品趨勢(shì)。」
          此外,世界級(jí)的芯片廠商如蘋(píng)果(Apple)、超威、英特爾、高通(Qualcomm)、聯(lián)發(fā)科技(MTK)等已透過(guò)各式垂直、水平排放整合多芯片以進(jìn)行高效能運(yùn)算,未來(lái)可密切注意這些大廠的發(fā)展動(dòng)態(tài),隨時(shí)掌握電源管理IC(PMIC)、IO芯片(IOIC)的最新整合進(jìn)程。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202209/438095.htm


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