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一路高歌的芯片

  2021年即将结束,回顾一整年,四面楚歌的芯荒、轰轰烈烈的扩产、大刀阔斧的“收并购”。跌宕起伏的2021年,注定要在全球半导体产业的时间轴上留下浓墨重彩的一笔。

  近日,知名调研机构IC Insights发布了最新报告,预测2021年全球将有17 家半导体(IC 和 OSD——光电、传感器和分立器件)公司的销售额超过 100 亿美元,三星将成为2021年全球最大的半导体供应商,销售额将达831亿美元,预计同比增长34%。

  IC Insights小小的一张图表不仅表明芯片大厂们“明争暗斗”的2021年已落下帷幕,也在一定程度上显示出了芯片产业的未来趋势。

  从IC Insights公布的名单来看,今年全球半导体厂商形势一片大好,三星取代了英特尔一举夺得全球第一的宝座,其实从今年二季度开始,三星就已坐上了全球最大半导体企业的位置。此外,相比之前,今年销售额超百亿美元的企业新增AMD、NXP 和ADI三家,AMD的增幅更是达到65%,增长率荣获榜首。除AMD外,高通、英伟达、联发科增幅也都超50%,而他们四家都是无晶圆厂公司。换句话说,此次榜单上六家无晶圆厂公司(高通、英伟达、博通、联发科、AMD和苹果),其中4家增幅超50%,可见今年芯片设计产业之火热。

  从产业发展的层面来看,芯片供需关系失衡是推动芯片产业发展的最根本原因。当前5G 的快速普及加上全球因新冠疫情产生的“宅经济”,使得来自智能手机、数据中心、个人电脑以及游戏机的半导体需求迅速扩大。

  其中,随着智能手机承载的功能越来越多,上网、拍照、游戏、VR/AR等,DRAM内存越来越彰显出它的重要性。如果智能手机的内存不能满足需求,那么这也将成为制约其性能发展的瓶颈。存储器的火热带动着拥有内存业务的三星、铠侠、SK海力士、美光都取得了不小的增长。今年三星第二季度的业绩还创下有史以来第二季度的最高纪录,当季实现销售额63.67万亿韩元,较去年同期增长20.2%。当时三星方面表示,“存储器业务的利润较前一季度大幅增长,主要得益于服务器和个人电脑内存的强劲需求,以及DRAM和NAND芯片平均销售价格均高于预期。”

  智能手机备货旺季不仅带动着对存储器的需求,也推动着手机芯片的需求不断增加。联发科凭借在中低端智能手机SoC市场的出货量,夺得增幅“榜眼”,据市场研究机构Counterpoint数据显示,截至今年9月,联发科已连续5个季度芯片出货量超过高通,成为了全球第一大智能手机SoC供应商。

  而高通除了在中高端手机芯片领域继续发力外,还紧跟全球物联网的发展,开始布局多元化赛道,从汽车芯片到物联网芯片。在11月16日举行的高通投资者大会上,高通预测随着智能网联边缘的扩展和元宇宙的兴起,潜在市场规模将扩大到7000亿美元。

  新冠疫情带来居家经济,推动消费类个人电脑与相关游戏机等产品销量不断增长的同时,也加速了全球的数字化进程,对数据中心的巨大需求拉动了服务器产业链。作为移动处理器中的领导者,AMD、英伟达等厂商在此利好下,营收增幅更是突飞猛进。

  芯片需求的增加,也推动着晶圆制造厂进入扩建“元年”,台积电、三星、英特尔、德州仪器、美光等多家厂商宣布新建晶圆厂。

  自2020年疫情爆发以来,远程工作和学习以及5G、AI应用的需求持续供不应求,晶圆代工厂能扩张不足,致使从去年就开始的“缺芯潮”愈演愈烈,时至今日晶圆代工产能依旧吃紧。在此前

  的文章中,我们统计了产业链各大厂商对于缺芯的看法,大部分厂商都表示,芯片紧缺或将2022年年底,甚至2023年。

  面对如此严峻的“芯荒”,全球各个晶圆代工企业都是产能全开、盈利颇丰。作为全球代工老大同时也是榜单中唯一一家纯代工厂,台积电也是“水涨船高”,成为美国、日本、印度、德国等多个国家争夺的宠儿,仅今年台积电就已宣布在日本、中国台湾新建晶圆厂。

  另外三星在晶圆代工方面的势头也很凶猛,从2005到现在,三星晶圆代工业务在市场份额上成功超过格芯、联电,并发展到在先进制程领域与台积电一争高下的程度。当前,全球产能紧缺,台积电产能满载给三星提供了新机会。日前,IBM和ST两家公司已确认将微控制器的代工订单交给三星。而此前也有传闻AMD 和高通或将成为三星3nm 芯片制程工艺的首批客户。

  从2020下半年半导体并购公告激增之后,强劲的并购势头延续到2021年初,芯片公司、业务单位、产品线和相关资产的收购协议在2021年第一季度达到158亿美元。虽然今年9月IC Insights曾预测半导体收购协议的速度在2021年接下来的5个月中有所回落,但总的来说,2021年半导体收、并购势头不容小觑。

  今年1月,高通宣布将以14亿美元收购芯片初创公司NUVIA,以加码在高性能CPU领域的实力。7月,TI宣布与美光科技达成协议,将以9亿美元的价格收购后者位于犹他州Lehi的300mm晶圆厂。8月5日,高通宣布以46亿美元(约合297.2亿元)的价格竞购瑞典汽车技术提供商维宁尔。8月26日,ADI宣布,已经完成此前公布的对Maxim的收购,合并后的企业估值超过680亿美元。12月22日,SK海力士收购英特尔部分业务获得我国市场监管总局附加限制性条件批准。此外之前公开消息显示,今年12月内AMD收购赛灵思的交易或将正式通过,为AMD实现CPU+GPU+FPGA的数据中心完整解决方案奠定基础。

  除了上述几起外,今年也有突遭变故的并购案,比如美国FTC以反垄断为由提起诉讼,阻止英伟达斥资400亿美元收购Arm,以及联发科终止收购英特尔电源管理IC产品线。但无论顺利与否,都显示出今年芯片并购势头的强劲。

  在全球半导体产业普遍欢腾的形势中,曾经的老大哥英特尔-1%的负增长却显得格外的醒目。作为IDM中的龙头企业,英特尔不仅涉及了行情高涨的存储芯片、移动处理器等领域,它还拥有晶圆代工领域,在美国的2座晶圆厂已宣布开工,甚至日前,它还宣布将投资300亿林吉特(约合人民币445亿元)巨资扩大在马来西亚封装工厂的生产能力。但是IC Insights却依旧预计它2021增幅为-1%。

  作为全球三大代工厂之一,当台积电和三星在2nm先进制程领域厮杀的时候,英特尔还停留在10nm,预计在2023年投产7nm制品,而那时候,台积电和三星的3nm都已经量产,并向2nm冲刺了。

  今年1月,有消息称,英特尔已与台积电和三星谈判了关于外包部分芯片生产的事宜,英特尔已经确定将先进产品外包给台积电代工。当时的知情人士称,台积电正准备提供采用4纳米工艺生产的英特尔芯片,初步测试使用的是较老的5纳米工艺。

  半导体制程的落后,在一定程度上也影响了英特尔的销售额,并也是它在2021年表现相对疲软的原因所在。

  除了晶圆制造工艺相对落后,芯片供应持续紧张也是英特尔不得不面临的大问题。“芯荒”使得英特尔难以满足合作伙伴对于相关产品的需求,特别在笔记本电脑领域。根据IDC全球个人计算设备季度跟踪报告的预测,到2021年底,传统PC的出货量预计将达到3.447亿台,预计未来几年将继续增长。IDC预计PC市场将在2022年开始放缓,但到2025 年PC市场5年的复合年增长率为3.3%,其中大部分增长将来自笔记本电脑领域。

  虽然拥有庞大的需求量,但供给的严重不足影响了英特尔的业绩。10月22日,英特尔发布2021财年第三季度财报,其中,客户计算集团的营收为96.64亿美元,同比下降2%,其原因归咎于笔记本的零组件供应限制以及苹果 Mac转向自研芯片,导致笔记本电脑销售额下降5%。英特尔首席执行官Pat Gelsinger曾警告称,芯片短缺状况至少要到2023年才会结束,零部件短缺问题会严重影响到笔记本电脑的销售。

  受到这个问题影响的,除了英特尔还有苹果。从表单中看,苹果的销售额虽仍保持17%的增长,但是总的排名却从去年的第十名,下滑至今年的十三名。苹果公司首席执行官蒂姆-库克此前曾表示,由于供应链的限制,该公司在截至9月底的季度中损失了60亿美元,而且他认为今年最后一个季度的损失可能更大。

  正如上文所提到的,到2022年年底或2023年芯片供需才能取得平衡,所以从短期来看,全球半导体产业前景依旧乐观。

  未来随着5G、物联网的发展,再加上短期内疫情风险持续存在,智能手机、笔记本、游戏机等消费电子的需求将增长。更重要的是,今年下半年元宇宙概念的大火,带动着AR/VR以及虚拟世界技术重新走到人们的眼前。然而这些理想无线G等一系列先进连接技术的现实支撑,同时也离不开芯片技术。芯片技术是将“理想”变为“现实”的关键,如果芯片技术无法突破,那么再厉害的技术也可能无法实际落地应用,我们现在所畅想的一切也会如同泡沫,终将消散。

  在元宇宙这个千亿美元级市场的爆发下,无论是英特尔、三星、高通还是AMD、英伟达,这些半导体全球领先企业的市场都将进一步上涨。同时,随着各大晶圆厂产能的释放,芯片供应会有所缓和,在这种情形下,英特尔、苹果等厂商左手握产能,右手握需求,业绩也势必将迎来新一轮的增长。

  再来看英特尔,作为今年榜单中唯一一家负增长企业,在“新帅”的带领下,开始关注于长期战略,宣布启动IDM2.0战略计划,包括更多自家芯片制造业务外包给代工厂,以及设立新部门英特尔代工服务部为其他半导体企业代工制造芯片。此外,在日前举办的2021 年 IEEE 国际电子设备会议上,英特尔还公布多项尖端半导体前沿技术以推动摩尔定律,包括 Hi-K 金属栅极、FinFET 晶体管、RibbonFET 等,称将在芯片封装、功率器件和内存材料、尖端物理学三大领域进行创新。在一系列的改革之下,英特尔能否在明年重新夺位全球最大半导体供应商的宝座,我们也拭目以待。