半导体“二哥”的历史性机遇,英伟达直逼高通

原标题:半导体“二哥”的历史性机遇

文/畅秋

来源:半导体行业观察(ID:icbank)

从 2017 到 2020 年,全球半导体业进入了一个前所未有的“乱世”,因为在技术、市场、应用、重组、供应链等多方面都出现了很大的变化,且都聚集在这 4 年里。

首先,2017 和 2018 年,全球进入了存储器缺货和涨价上行周期,且规模和幅度都达到了历史高点;2019 年,以 TWS 蓝牙芯片和 CMOS 图像传感器为代表的“爆品”大面积覆盖了全球市场,出现了严重的供不应求状况,前所未见,这给相关芯片企业,无论是设计,还是制造,无论是老牌企业,还是市场新星,带来了绝佳的机遇,都大赚了一笔,而且,这种需求还在延续;2019 和 2020 年,全球半导体业并购继 2015 和 2016 年之后,又一次掀起了高潮,其涉及的资金总额(包括已发起,但还未完成的并购案)甚至超过了 2015 和 2016 年;进入 2020 年以后,百年难遇的疫情突如其来,使得行业措手不及,本以为全年衰退,岂料 2020 下半年市场迅速反弹,业界严重低估了这种回升之力,致使全球出现大规模芯片缺货状况。

而在这 4 年内,与上述现象同时进行的,就是半导体制程进入了 10nm 时代,且每年都会有更高制程水平的芯片量产,到了 2021 年,产业已进入 3nm 试产阶段。

所有以上这些,都在较短的 4 年内发生,这应该是半导体史上第一次,算是大变革时期了。而产业在平稳发展期,更有利于传统企业,特别是传统龙头,而一旦出现较大的变化,后来者就有了赶超的机会,特别是原来处于行业第二、第三位置的企业,具备了拉近、甚至是反超龙头的客观条件。实际上,这样的事情也确实在这 4 年中发生了,且遍布产业链各环节,包括 IDM、IC 设计、晶圆代工,以及上游的半导体设备等。

索尼被迫改变

2019 年,随着多摄像头手机的普及,全球 CMOS 图像传感器市场大爆发,芯片严重供不应求,这给行业二哥三星追赶霸主索尼创造了条件,而华为禁令又给三星送上了助攻。

来自 Yole 的数据显示,索尼在 2020 年受到华为销售禁令的影响,与一年前相比,CMOS 图像传感器市场份额下降,虽然索尼仍以 207 亿美元规模占据市场领先地位,但其 40% 的市场份额低于 2019 年的 42%。三星仍居第二位,但市场份额从 2019 年的 21% 增至 22%。中国厂商 OmniVision(豪威科技)也获得了额外的市场份额,市占率攀升至 11%。

图1:2019 和 2020 年,按市场份额划分的 CMOS 图像传感器厂商(资料来源:Yole)
图1:2019 和 2020 年,按市场份额划分的 CMOS 图像传感器厂商(资料来源:Yole)

今年 3 月,市场调研机构 Strategy Analytics 发布的数据显示,在智能手机 CMOS 图像传感器市场,2020 年索尼以 46% 的市占率位列全球第一,紧随其后的是三星和豪威科技,两家份额分别为 29% 和 10%。相比 2019 年数据,索尼市场份额同比下滑 3.2 个百分点,三星市场份额增长 9.2 个百分点。

三星步步紧逼,在这种情况下,6 月初,索尼半导体解决方案公司社长清水照士坦言,由于主力智能手机业务市场环境发生变化,该公司恢复盈利要推迟至 2022 财年(截至 2023 年 3 月)。2020 财年,索尼集团总营收为 89,994 亿日元,较去年增长9%。但是,CMOS 图像传感器业务收入同比下降5%,主要原因是用于移动产品的图像传感器销售收入减少。

为了保证利润,索尼半导体业务必须增加供货数量,并且不断提高附加值高的产品销量,所以索尼在积极争取小米与 OV 等中国手机厂商的订单。

索尼半导体社长清水表示,面向新客户,该公司正在推进微细像素产品的开发,并提出了加快开发更高像素传感器的想法,因为高像素容易向消费者宣传,在中等价位手机上不断被采用。

但高像素传感器所需的微细化技术是索尼竞争对手三星的优势领域。清水坦承,索尼在高像素方面落后于三星,希望“加上通过我们有优势的‘高画质’积累的图像信号处理技术,创造新的附加值”。

另外,自动驾驶的火爆,也让索尼开始将目光对准车载 CMOS 图像传感器业务,目前索尼已经设立了车载传感器业务部。

来自 Yole 的数据显示,2021 年第一季度,疫情对相关供应链影响减弱,因此,与 2020 年第一季度相比,CMOS 图像传感器市场实现了7% 的增长。Yole 估计,2021 年的市场规模将达到 214 亿美元,比 2020 年增长 3.2%,2022 年和 2023 年将会有更强劲的增长。

这样不断壮大的市场,会在未来几年给追赶者提供更多的机会,三星机会多多,索尼压力山大。

英伟达直逼高通

6 月中旬,集邦科技(TrendForce)统计显示,受到晶圆代工吃紧影响,刺激 IC 设计厂商积极争取晶圆产能,以应对各类终端应用的订单需求,从而推升了 2021 年第一季度全球前十大 IC 设计厂商营收表现。其中,高通第一季度手机部门,偕同射频前端、物联网与车用部门皆有增长表现,营收达 62.8 亿美元、年增长 53.2%,稳居全球第一。而看点是排名第二的英伟达(NVIDIA),受惠于加密货币与宅经济带动的市场需求,游戏显卡部门成为推动整体营收的关键,加上数据中心部门的贡献,以 51.7 亿美元的营收超越了博通。

最近这些年,全球 IC 设计厂商榜单的前两名一直是高通和博通,且高通长期处于龙头位置,博通只是偶尔会超越,大部分时间都是第二名。此次,英伟达凭借其强劲的表现,来到了第二的位置,也从一个侧面体现出近几年产业在技术、应用方面的变化与变革对市场产生了较大的影响,从而使设计相应芯片的产商实现了逆袭。

具体来看,博通代表的是传统技术和势力,特别是网络通信方面,是博通的强项,另外就是射频芯片和模块,也是其业务的重头。但这些都偏传统,相对而言,英伟达的 GPU 在高性能计算与 AI 结合方面如鱼得水,而这正是近些年最大的市场增长点。另外,英伟达消费类 GPU 产品在游戏机应用方面,赶上了疫情后的市场大爆发期,收入可观。

总之、博通更像是传统技术和应用势力的代表,而英伟达则是新兴技术和应用的代表,势头越来越猛,要不是高通擅长的智能手机主战场规模广大,估计英伟达用不了多长时间就会实现对其的超越。

当下,IC 设计业也处于变化期,英伟达异军突起,AMD 崛起令人刮目相看,且收购了赛灵思,体量进一步壮大,在内因和外因共同作用下,未来在 IC 设计江湖恐怕会掀起一波后浪。另外,联发科在手机处理器市场的抢眼表现,一度抢了高通的风头,也是当下最炙手可热的 IC 设计企业。

这种情况下,今后几年,IC 设计江湖也是看点多多。

联电更上一层楼

在晶圆代工领域,联电长期排在第四,而到了 2020 年底,联电一举超越格芯,排在了第三的位置。

图2:2020 年第四季度全球前十大晶圆代工厂商营收和排名预测(来源:拓墣产业研究院)
图2:2020 年第四季度全球前十大晶圆代工厂商营收和排名预测(来源:拓墣产业研究院)

而就纯晶圆代工厂商来看,联电仅次于台积电,排第二。可以说,联电近一年多以来的强劲表现,主要得益于这一波以 CMOS 图像传感器和 TWS 蓝牙芯片为代表的“爆品”市场井喷,以及疫情引起的全球性芯片短缺,这些使得以台积电和联电为代表的晶圆代工厂商迎来了史上最佳业绩增长期。

2020 下半年,联电拿下了高通和英伟达的成熟制程大单,加上德州仪器、意法半导体及索尼等 IDM 巨头持续扩大下单,主要采用 28nm、40nm 或 55nm 等成熟制程,产品大多为模拟芯片。

另外,由于 5G 手机的电源管理 IC 用量增加3-4 成,以及笔记本电脑对 MOSFET 及电源管理 IC 用量增加2-3 成,加上大尺寸面板驱动 IC 及低像素监控 CMOS 图像传感器供不应求,包括台积电、联电及其他 8 英寸晶圆代工产能在 2020 下半年都供不应求。

由于驱动 IC、PMIC(电源管理 IC)、RF、IoT 应用等代工订单持续涌入,联电 8 英寸晶圆产能满载,加上 28nm 制程持续完成客户的设计定案,后续稳定下线生产,去年第四季度 28nm 及以下制程营收同比增长达 60%,整体营收同比增长为 13%。

这使得联电产能处于满负荷状态,其 2021 上半年的产能也已经全面满载,实际上,联电 8 英寸晶圆代工产能已满载到 2021 年下半年。随之而来的就是涨价。

可见,联电遇上了行业发展的巨大红利期,市场和相关产品对成熟制程芯片的需求量暴增。而这种状况还在持续,今后几年,作为纯晶圆代工业二哥的联电,向上势头还将继续。

ASML“一招鲜”

无论是以上的哪家企业,芯片最终都要落实到生产环节,而全球性的芯片荒,给上游的半导体设备厂商带来了巨大商机,特别是头部企业,更受瞩目。

在这一波缺芯潮中,既包括成熟制程的,也包括先进制程的。而在先进制程方面,特别是 10nm 及以下节点,对设备的要求非常高,相应的厂商也较少,特别是 EUV 设备,只有 ASML 一家能够生产,这为其提供了巨大的商机。

2020 下半年,知名半导体行业分析师 Robert Castellano 表示,应用材料将在 2020 年超过 ASML,重新成为半导体设备的头羊。按照 Castellano 在 2019 年的统计,ASML 在当年超过了应用材料,登上了全球半导体设备厂商排名榜首位置。凭借在 EUV 光刻机市场呼风唤雨的绝对实力,近两年,ASML 的营收逐渐赶上了半导体设备传统霸主应用材料,从而产生了头名之争。

应用材料长期稳坐在半导体设备第一供应商的位置,凭借的就是其全面而强大的产品线,特别是具有更高技术含量的半导体制造前道设备,该公司具有深厚的技术功底。

ASML 方面,据 Gartner 统计,该公司在全球光刻机市场中的份额超过 80%,营收中,深紫外光光刻机(DUV)占比最高,达到 55%,但随着台积电 7nm+ 和 5nm 制程的量产,其 EUV 光刻机的需求量明显上升。

EUV 光刻机方面,ASML 绝大部分 TWINSCAN NXE:3400B 系统在客户处同时进行了生产率模组的升级。ASML 公布了 TWINSCAN NXE:3600D 的最终规格,这是 EUV 路线图上的新机型,计划于 2021 年中期开始发货。

2020 年,ASML 出货了超过 100 台 EUV 设备,而且订单还在增加当中。

应用材料和 ASML,一个全面均衡,一个绝对优势突出,而处在当下这一产业发展节点上,ASML 的增长速度更胜一筹。而随着英特尔和三星不断发展先进制程,争取缩小与台积电之间的芯片制造技术差距,未来几年,半导体设备行业二哥 ASML 进一步挑战传统霸主的机会将持续增加。

结语

除了以上提到的半导体各领域二哥业绩爆红,甚至是逆袭龙头的示例之外,凭借 2017 和 2018 年存储器市场的异常火爆,三星在那两年的营收超越了英特尔,成为了全球半导体霸主,但随着 2019 年全球存储器市场恢复平静,三星又让出了龙头位置,英特尔依然是目前的行业霸主。显然,与前文提到的企业或技术领域相比,三星逆袭英特尔具有较强的偶然性。

从各大市场调查机构的统计数据来看,在今后几年,以上提到的大部分技术或应用,依然会保持良好的增长势头,因此,依然看好这些产业二哥,且在某些领域二哥反超传统霸主并稳定在龙头位置的可能性大增。

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