目前半导体产业受到终端市场影响,终端厂商及芯片供应商的库存水位持续升高,供应链已经提前开始库存去化,如果市况没有改善,2022 下半年半导体各产业将会面临不同程度的冲击。不过相较全球半导体成长放缓,中国台湾的半导体产业受到稳定的 IC 封测与 IC 制造营收支撑,整体成长将优于全球。
即便 2023 年全球半导体产业的成长可能大幅趋缓,但是先进封装的需求将持续上升,全球封测产业市场规模也将持续成长。其中,全球前十大半导体专业封测代工(OSAT)厂商中,有 6 家为中国台湾厂商、3 家为中国大陆厂商,反映出中国台湾与中国大陆在全球封测产业之地位。而除了 OSAT 厂商外,晶圆制造大厂如台积电(TSMC)、三星(Samsung)、英特尔(Intel)亦积极布局先进封装技术,加大先进封装资本支出。
半导体发展趋缓
全球半导体市场持续向上成长,但是预期 2023 年市场成长可能趋缓(图 1)。资策会 MIC 产业分析师杨可歆指出,2021 年半导体产业欣欣向荣,因为各应用领域的芯片需求大幅增加,供应链上游到下游都出现供货紧缺的现象。半导体供不应求的情况,带动出货量与价格成长,市场规模与厂商营收也都向上成长。因此,2021 年全球半导体市场的年复合成长率是 26.2%,产值达到 5559 亿美元。
2022 年初,半导体产业在高基期的基础上预测全年发展,预估 2022 年全球半导体市场将有 10% 以上的成长。但是随着 2022 年第一季度乌克兰问题爆发,以及三月开始中国因为新冠疫情封城,全球的消费性市场受到冲击。加上疫情红利逐渐退去,远程工作设备的需求消失,以及通货膨胀影响消费意愿等问题,连带影响 2022 年全球半导体市场的成长幅度。因此,2022 年的半导体市场 YoY 预估从 10% 下修到 8.9%。而年成长预期虽然下调,2022 年全球半导体市场因 2021 年的需求动能延续,且 2022 上半年各领域的需求有所支撑,仍维持正成长,预期 2022 年全球半导体的产值可达到 6056 亿美元。
针对 2023 年的半导体产业预估并不乐观,因为战争及通货膨胀等外部环境负面因素尚未排除,加上消费市场买气不佳,拉货力道疲软。尤其供应链从终端、系统厂到半导体芯片产销、供应等厂商,目前都面临库存水位过高的问题。在市况不明朗及库存水位过高的情况下,预期 2023 年半导体市场的成长会大幅趋缓,甚至可能与 2022 年持平。
摩尔定律的延伸受到物理极限、巨额资金投入等多重压力,迫切需要别开蹊径延续工艺进步。而通过先进封装集成技术,可以更轻松地实现高密度集成、体积微型化和更低的成本。封装行业将在集成电路整体系统整合中扮演更重要的角色,也将对产业的格局形成更多影响。随着先进封装的推进,集成电路产业将展现出一些新的发展趋势,有先进封装的集成电路产业样貎将会有所不同。
先进封装增速远超传统封装
当前 社会 正处于新技术与新应用全面爆发的背景下,移动设备、大数据、人工智能、5G通信、高性能计算、物联网、智能 汽车 、智能工业等快速发展。这些技术与应用必将对底层芯片技术产生新的需求。据麦姆斯咨询的介绍,支持这些新兴大趋势的电子硬件需要高计算能力、高速度、更多带宽、低延迟、低功耗、更多功能、更多内存、系统级集成、更精密的传感器,以及最重要的低成本。这些新兴趋势将为各种封装平台创造商机,而先进封装技术是满足各种性能要求和复杂异构集成需求的理想选择。
系统级封装可以将一个或多个IC芯片及被动元件整合在一个模块中,从而实现具有完整功能的电路集成,它也可以降低成本,缩短上市时间,同时克服了SoC中诸如工艺兼容、信号混合、噪声干扰、电磁干扰等难题。
3D封装通过晶圆级互连技术实现芯片间的高密度封装,可以有效满足高功能芯片超轻、超薄、高性能、低功耗及低成本的需求,被大多半导体厂商认为是最具有潜力的封装方法。
总之,在市场需求的带动下,越来越多先进封装技术被开发出来,先进封装的市场占比将会进一步扩大。统计数据显示,从2017年到2023年,整个半导体封装市场的营收将以5.2%的年复合增长率增长,而先进封装市场将以7%的年复合增长率增长,市场规模到2023年将增长至390亿美元,传统封装市场的复合年增长率则低于3.3%。
展现三大发展趋势
随着先进封装技术的发展以及市场规模的扩大,其对于整个集成电路产业结构将产生越来越大的影响。首先是中段工艺的出现并逐渐形成规模。随着传统封装技术向先进封装过渡,有别于传统封装技术的凸块(Bumping)、再布线(RDL)、硅通孔(TSV)等中段工艺被开发出来,并且开始发挥重要作用。中芯长电半导体首席执行官崔东表示,仅靠缩小线宽的办法已经无法同时满足性能、功耗、面积,以及信号传输速度等多方面的要求,因此半导体企业开始把注意力放在系统集成层面来寻找解决方案,也就是通过先进的硅片级封装技术,把不同工艺技术代的裸芯封装在一个硅片级的系统里,兼顾性能、功耗和传输速度的要求。这就产生了在硅片级进行芯片之间互联的需要,进而产生了凸块、再布线、硅通孔等中段工艺。而中段硅片加工的出现,也打破了前后段芯片加工的传统分工方式。
其次,制造与封装将形成新的竞合关系。由于先进封装带来的中段工艺,封测业和晶圆制造业有了更紧密的联系,在带来发展机遇的同时,也面临着新的挑战。中段封装的崛起必然挤压晶圆制造或者封装测试业的份额。有迹象表明,部分晶圆厂已加大在中段封装工艺上的布局。晶圆厂有着技术和资本的领先优势,将对封测厂形成较大的竞争压力。传统封测厂较晶圆制造业相比属于轻资产,引入中段工艺后,设备资产比重较传统封装大大增加,封测业的先进技术研发和扩产将面临较大的资金压力。
最后,推动集成电路整体实力的提升。后摩尔时代的集成电路产业更强调产业链的紧密合作,强化产业链上下游之间的内在联系,要求各个环节不再是割裂地单独进行生产加工,而是要求从系统设计、产品设计、前段工艺技术和封测各个环节开展更加紧密的合作。企业对于先进封装业务的竞争,最终还需表现为产业链之间综合实力的竞争。
中国应加快虚拟IDM生态链建设
近几年中国集成电路封测产业实现了高速发展,有了长足的进步,然而国内集成电路封测产业链整体技术水平不高也是不争的事实。半导体专家莫大康认为,中国现在非常重视集成电路产业,推动先进封装业的发展就是非常必要的了。中国的封装测试是集成电路三业(设计、制造、封测)中起步最早的,与国际水平差距也比较小,因此完全有能力发展起来。
华进半导体总经理曹立强在近日的演讲中再次提出,推动国内“EDA软件—芯片设计—芯片制造—芯片封测—整机应用”集成电路产业链虚拟IDM生态链的建设,以市场需求牵引我国集成电路封测产业快速发展。集成电路的竞争最终会表现为产业链之间综合实力的竞争,先进封装的发展需要从工艺、设备和材料等方面的协同。
在新的技术趋势和竞争环境下,集成电路产业越来越表现为产业链整体实力的竞争。过去几年,国际半导体制造公司纷纷加大力度向先进工艺挺进,在持续大规模资本投入扩建产能的带动下,一些半导体制造大厂同样具备了完整的先进封装制造能力。
应对这样的产业形势,曹立强指出,重点在于突破一些关键性技术,如高密度封装关键工艺、三维封装关键技术、多功能芯片叠层集成关键技术、系统级封装关键技术等。建设立足应用、重在转化、多功能、高起点的虚拟IDM产业链,解决集成电路产业领域的关键技术,突破技术瓶颈。
在过去的2021年中,半导体产业当中又发生了很多故事——在全球产业链升级的情况下,作为未来 科技 发展核心的半导体产业并没有摆脱国际贸易局势的影响,为了抢占新时代的先机,半导体企业之间的竞争越发激烈;受疫情影响,远程办公类相关的半导体产品需求量大增,数据中心市场开始加速发展;“碳达峰”、“碳中和”目标的提出,带火了新能源领域,新能源 汽车 前景被看好,拉动了新能源 汽车 半导体产业的发展;缺芯、缺产能的情况笼罩了2021年全年,一封封涨价函从年初一路飘到了年尾;国内优质的半导体企业纷纷登陆科创板;在这种大背景下,国内半导体产业的发展引起了全 社会 的重视。
在国内半导体产业繁荣的同时,本土半导体企业也迎来了丰收。从国内市场来看, 根据芯谋研究的统计显示,中国2021年设计业总营收预计为476亿美元,同比增长7.5%。
进入到新的一年后,政策、疫情等外部情况都进入到平稳、可预测的中期阶段,对于国内半导体产业来说, 2022年半导体产业的增长点和关注点在哪里? 芯谋研究是一家多年来专注于国内半导体产业发展研究的专业咨询机构,拥有二十余位高级分析师深耕于从产业整体发展以及半导体产业链中的各个环节,涉及市场端、需求端、供应端,已在行业当中形成了很大的影响力。 芯谋研究的分析师们又是怎样看待2022年国内半导体产业的发展?
在本篇文章当中,来自 芯谋研究的分析师们将聚焦于2022年国内半导体产业整体发展情况、国内各地方半导体产业发展情况、国内半导体产业链各环节的发展情况进行分析,希望能够为国内半导体产业的 健康 发展提供帮助。
芯谋首席分析师顾文军:2022年国内芯片制造领域的六大关注焦点
芯谋研究首席分析师顾文军认为,从整体上看,今年国内半导体产业发展还会保持向上的趋势。就目前产业最关心的芯片制造领域上看,8吋芯片产能紧张的局势在2022年仍旧会持续,但12吋部分工艺节点的产能将会逐渐好转,在市场需求的推动下,国内芯片制造产业将会保持10%以上的双位数增长。在这种大趋势之下,以下六点产业变化更值得产业关注:
第一,需要高度关注美国对中国半导体产业的新动作。 中美两国围绕着半导体产业的较量一直在持续。产业需要着重注意的是,在2022年美国中期选举的过程中,美国政客会为了塑造强硬的形象,而将矛头再次指向中国,并向中国的相关企业再次举起制裁的大棒。这其中需要关注两类企业,一类是对于中芯国际这类已经被制裁的企业,美国对于他们的制裁政策是否会继续收紧;另一类是在半导体产业当中声势渐起的国内龙头企业,包括存储领域的企业是否会收到美国“黑名单”警告。
第二,需要高度关注日本在半导体材料、设备方面对中国的限制。 需要警惕的是,在中美围绕着半导体产业进行竞争的过程当中,美国可能会施压及联合他的盟友日本,针对日本的优势领域——半导体材料和设备方面对中国半导体产业发展进行限制,产业要重视这种苗头的出现,未雨绸缪做好相应的准备。
第三,需要关注芯片制造领域的合资企业。 近些年来,芯片制造领域出现了一些以合资模式成立的企业,包括与美国、日本、韩国、中国台湾的境外资本或企业共同创立的合资公司。尤其要关注的是这种类型的合资公司是否会成功上市,如果他们能够实现了这一目标,会为半导体领域的合资公司提供了一个样本,继而将会引得更多的境外公司瞄准上市的机会在大陆投资,与国内地方政府合作成立合资公司。久而久之,则会形成境外做高端、境内做低端的局面,对中国半导体制造企业造成两面夹击的态势。
第四,要关注新主体的发展新动态。 在2021年被爆出了一些烂尾项目引起了产业的重视,由此导致了一些政策的收紧。在这种情况下,新主体开始扩张并受到了产业的注意。新主体的出现,加剧了“抢人才”现象的丛生,为了将挖人才落到产业发展实处,国内已针对“抢人才”热潮做出了相应的指导。因此,在2022年当中,需要关注的是,国内政策对眼下“野蛮生长”的半导体产业做出的进一步指导,在“无序”中建立有序发展。同时,产业也要关注在这个过程当中,是否会催生出更多的新主体。如果由此催生的新主体数量在不断攀升,是否会有新政策的出台。
第五,需要关注国内芯片制造领域的民营企业发展。 2021年国内对芯片制造领域的政策出现了一些收紧,但是由于市场需求不减,使得资本对芯片制造领域的投资热情不灭,尤其是伴随着芯片制造步入由8吋转12吋的阶段,使得与该领域发展相关的民营企业受到了产业的资本关注。故而,在2022年当中,包括浙江富芯、广州增芯、合肥耐威、卓胜微、荣芯半导体在内的国内民营芯片制造企业的发展更需产业的关注。
第六,需要关注国内代工企业在车规级工艺上的突破。 2021年芯片产能紧缺的情况在 汽车 芯片领域爆发,在这个过程中,国内也有不少企业投入到了车规级芯片制造的研究当中,值得重视的是,2022年国内代工企业在车规级芯片工艺上的突破。
芯谋研究总经理景昕:国内各地方半导体产业发展路径逐渐清晰
芯谋研究总经理景昕表示,在多年的 探索 下,包括北京、上海、广东等地区成为了国内半导体产业发展的主要高地,其中,北京已逐渐确立了海淀、大兴亦庄、顺义三大半导体产业空间布局;上海正在加速形成“一体两翼”的半导体产业链发展格局;广东正在努力打造成为半导体产业创新高地和我国半导体产业第三极。从 历史 发展上看,这些省市发展半导体产业继承了环黄渤海、长三角、珠三角的传统优势,而在被列为十四五重大产业布局的规划后,这些地方也在半导体产业方面有了更大的发展空间。
2021年是“十四五”规划的开局之年,2022年则进入到了重要实施和快车道领域内的一年。就半导体领域来说,未来一年,龙头型企业将在扩产的潮流下继续向规模化方向发展,着力推进半导体产业的平台化建设;中小型企业则会向专精特新方向发展,增加对产业链的附加值,对产业链发展形成重要支撑。
芯谋研究作为国内中国半导体产业的一份子,以“为芯谋天下”为使命,为全国多地半导体产业的发展提供了支撑,为地方提供了产业规划、招商规划、项目尽调、产业活动等服务。
芯谋研究总监王笑龙:警惕国内半导体产业发展潜在的变数
芯谋研究总监王笑龙认为,在2022年当中,需要关注国内半导体产业上市公司的变化,尤其是科创板上市企业对国内半导体产业潜在的影响。2019年7月正式开市的科创板为国内半导体产业点燃了一把火。至今为止,科创板即将走过三年,手握这些企业股权的核心高管们也迎来了三年股权解禁时刻。随着这个时间节点的到来,核心高管们对这些可变现股权的处理是产业需要关注的。这些解禁资金的流向,或许会成为新一轮国内半导体发展的基础——核心高管们可能会拿着这笔变现的资金进行创业,由此会促进国内半导体产业的新发展高潮。
除此之外,就国内半导体产业大环境而言也存在着一些变数,芯片缺货情况已经得到了一定程度上的缓解,但个别产品以及囤货的市场行为还会使得缺货的现象延续一段时间。
经台积电测算,理论上代工厂对 汽车 芯片的供给量可以满足市场需求,但个别从业人员的囤货炒货行为扰乱了市场的秩序。究其背后的原因是 汽车 芯片使用周期长,尤其在行业景气时,在利益的驱使下,以代理模式为主的 汽车 芯片代理公司中就会出现一些以“利益至上”为信条的员工,这些员工的囤货行为为本就缺货的 汽车 芯片市场增加了风险。而更大的危机是,在Tire 1厂商拿不到货的情况下,车厂减产计划使得芯片需求量降低,在达到某个供需临界点时,这些员工一旦开始抛售 汽车 芯片,就很有可能会冲击芯片原厂的生意。
芯谋研究总监宋长庚:国内芯片设计企业可能出现分化
芯谋研究总监宋长庚表示,2021年中国半导体设计产业取得了非凡的成绩,许多公司业绩翻倍增长,行业总体增长超过50%。这其中既有国产替代大背景下需求的增长推动,也有产能紧张导致的全产业链涨价的因素。2022年,国内芯片设计企业可能出现分化:随着产能紧张的部分缓解,已经取得客户认可的企业和产品乘胜追击,稳固供应链,扩大市场份额;尚未抓住机遇的企业在供应链保障、客户开发等方面则可能面临更大困难。
就芯片设计企业的增长市场来看,存储器、功率器件、MCU等产品将会继续保持高速增长,新能源 汽车 领域主机企业加强与芯片企业的直接合作,会为国产芯片带来新的机会。
芯谋研究总监李国强:2022年功率IC市场保持基本稳定
芯谋研究总监李国强认为,全球半导体产业去库存和市场竞争等多因素影响下,同时市场需求没有明显增长,因此2022年功率IC市场保持基本稳定,不会再出现2021年的高速增幅。
芯谋研究副总监谢瑞峰:国内先进封装和传统封装市场出现两极化发展
芯谋研究副总监谢瑞峰认为,就国内半导体封测产业来看,该产业整体规模将继续上扬,主要是半导体整体景气度较高,国内设计业高速发展带来的增量需求巨大。但2022年半导体封测增速会小于2021年,2022年随着芯片整体供需逐步走向平衡,封测产能供需也将走向平衡,2021年的增速里包含涨价的成分,2022年再涨价的概率较小。
在先进封装领域,先进封装仍然火热,大量资本投入到先进封装中,主要是射频、CIS、存储器等方面封测需求快速增长,整体市场仍然向好。但传统封装可能转向供过于求,传统封装产能形成周期较短,当前已经出现一定程度的产能松动,明年有可能供需形势反转。
另一方面,封测设备材料企业实力持续增强。国产封装基板产业规模及竞争力进一步加强,随着国内诸多项目的量产,叠加本轮缺货中封测大厂对国产材料的支持,国内半导体封测产业的整体生态实力将持续提升。
芯谋研究将在《2022年国内半导体产业展望(下)》中,对国内半导体产业链各个环节的发展进行更细致的探究,包括对国内半导体设备和材料、化合物半导体产业、EDA产业等细分领域发展进行分析展望,敬请关注。
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