自2018年贸易战和“中兴事件”后,国内企业在半导体领域掀起了新一轮轰轰烈烈的国产替代浪潮。叠加近两年“缺芯”问题持续发酵下,“造芯”阵营进一步扩大,智能手机、 汽车 、互联网、家电、ODM、房地产、分销商等行业厂商纷纷跨界,入局半导体产业。
时至2022年,四年过去了,那些年一起跨界造芯的玩家们现在还好吗?我们一起来看看。
芯片之于手机厂商,就是核心竞争力。不难发现,能登上塔顶的人,必要的条件就是拥有属于自己的自研芯片,比如苹果、华为。入局自研芯片,已经成为了国产厂商想要进一步发展,通过自研打造独家差异化的必选项。
为了打造独家差异化用户体验,小米和vivo根据自身需求先后推出了自研影像ISP芯片澎湃C1以及vivo V1 ,而OPPO则是出手即王牌,直接推出了影像专用NPU芯片马里亚纳 X。相比于ISP,NPU芯片不仅性能更强,还具备深度学习能力。
然而,国产三大巨头OVM目前量产的芯片,还不能和高度集成
的SoC芯片相比,甚至被人嘲笑除了华为,其他国产手机造芯是奢望,是营销噱头,但重要的是手机巨头已经迈出了第一步。相信在未来,会有更多搭载国产自研核心技术的产品面世。
受到自2020年下半年开始芯片供应不足的刺激, 汽车 芯片在去年上半年出现了明显供货不足的现象,甚至导致部分 汽车 厂商出现因芯片短缺 汽车 无法下线。
从2021年年初开始,我国车企开始大规模向芯片行业纵向投资,以布局自己的 汽车 芯片供应链。其中,包括北汽、上汽、东风、吉利在内的国内老牌车企,纷纷积极投资芯片企业,其布局的产品类型覆盖了碳化硅材料功率器件、自动驾驶芯片、智能座舱芯片等多个领域。
从进程上看,即使比亚迪、零跑 汽车 、五菱 汽车 等车用芯片已经面世,但其工艺上仍然与顶尖厂商有很大的差距。
以零跑自研的智能驾驶芯片为例,凌芯01采用的是28nm的制造工艺,功耗为4W,算力为8.4TOPS,暂时还不及国内的地平线征程3采用的16nm制程工艺,5Tops算力,2.4W功耗。和国际厂商更是差之甚远。英伟达等国际厂商已经在开发5nm、7nm先进制程工艺车用芯片,部分产品已实现量产或装车。
在电子化、电动化、智能化的大背景下,整车厂商对芯片的需求更加多元化,单一链条式合作模式不能满足需求。整车厂商开始试图跨过零部件供应商直接与芯片厂商合作开发产品,网状模式开始兴起。未来在智能化领域, 汽车 厂商通过资本运作方式进入上游供应链的合作模式将成为常态。
可以看出,通过自研AI芯片布局芯片领域,是互联网企业进军芯片市场的主流途径。对于不同的互联网企业来说,由于他们所构建的生态有所不同,因此,他们对芯片性能需求存在着差异。在这种情况下,定制化的AI芯片或许能够让他们更好地发挥出生态的价值。而就目前的市场情况来看,市场还没有给予互联网公司足够多的选择,在这种情况下,自研AI芯片也就成为了一条发展路径。
据ABI Research调查数据预估,2024年全球云端AI芯片市场规模高达100亿美元,而目前绝大部分市场份额被英伟达占据。一方面,是芯片市场的巨大市场规模吸引了互联网大厂的目光,加之当下的“缺芯潮”以及“卡脖子”威胁,互联网大厂不得不造芯。另一方面,芯片产业链发展日益成熟,自己下场造芯成本降低,云计算等业务的深度发展也离不开芯片的加持。
纵观互联网,有名有姓的不是正在“造芯”,就是在“造芯”的路上。
实际上2000年以后,海尔、美的、康佳、TCL、海信、长虹和创维为代表的的家电企业,就响应号召踏上家电芯片研发之路,格力、美的以MCU为主,海信是电视高端画质芯片、SOC和AI芯片,TCL发力显示与触摸芯片、机顶盒智能芯片,长虹的代表芯片是音频处理SoC,海尔是IoT芯片,创维是AI画质芯片,康佳是存储和显示处理芯片,这7个厂商主要都围绕着MCU主控芯片和图像处理芯片展开。
起步这么早,然而20年过去了,对比华为,中国七大家电巨头“造芯”却有点拿不出手。
早在2017年的股东大会上格力董明珠就这样表示,“格力要造芯片,即使未来投资500亿,格力也必须成功开发芯片!” 距离2017年的股东大会已经过去5年,格力公司发布公告显示,其自研的国产芯片—32位MCU微控制单元芯片已经进入量产阶段,并且已经投入使用,当前年产量高达1000万颗。
问题来了,如果格力真的花光了500亿,并用了好几年时间,但是却仅仅只是设计出一个MCU芯片的话,那么却着实有点高射炮打蚊子的意思。这也是家电企业跨界造芯的缩影。
由于近年来手机ODM行业的竞争加剧,马太效应凸显,强者愈强,行业的发展空间并不大,受手机市场影响也比较大。在此情况之下,即便是像富士康和闻泰 科技 这样的龙头企业也不敢轻易放松,正在积极寻找出路。
2015年,闻泰 科技 借壳中茵股份“曲线上市”,成为A股第一家ODM(原始设计制造商)行业上市公司。但手机ODM行业门槛低、毛利率低,成功上市后,闻泰 科技 将目光投向了半导体行业。完成对安世半导体的收购后,闻泰 科技 完成了从手机代工厂商到半导体企业的转身,市值更是突破千亿大关,堪称国内企业跨界造芯的经典之作。
以金茂、恒大为代表的房地产商,他们“跨界半导体”无非就是寻找利润增长点的有一次新尝试,打造“生态园区+地产”的模式,可能以经营产业园区为主要目的,在发展半导体产业的过程中起辅助作用,而不是真的转做半导体、研发芯片,准确的说,只是借助产业发展地产相关业务
房地产跨界造芯,也是目前我们看到的几大领域里边唯一一个至今未能拿出实实在在芯片产品的。随着恒大“暴雷”以及房地产行业形势急转直下,地产造芯似乎正在变得遥遥无期。
众所周知,在半导体芯片分销领域,通常主要为上游芯片厂商从分销和代理业务,并不会直接自主研发芯片。芯片厂商和分销厂商分工明确,分销商并不会涉及到芯片原厂业务。不过,从分销商进入芯片行业的案例也的确存在,那就是韦尔股份,此前作为分销商,通过收购正式成为原厂,并成为国产CIS龙头企业。
随着国内电子元器件分销行业的发展,分销商实力与日俱增,越来越多的分销商开始通过资本运作等方式触及上游原厂资源,增强自身竞争优势。甚至像韦尔股份,彻彻底底的转型成为芯片原厂,这种趋势将在中美贸易争端和国产替代的背景下继续深入发展。
不难发现,除了房地产商“跨界”进入半导体领域目的不同之外,无论是家电厂商利用技术赋能产品,互联网厂商建立生态或代工厂商谋求转型,基本都是实打实的想在半导体领域做出一番成绩,为“中国芯”的发展贡献一份力量。
需要注意的是,尽管这些厂商背靠中国这一广阔的市场,从事半导体行业、研发芯片充满了无限的机遇与可能,然而企业必须做好打持久战的准备。
一是做好长期亏损的准备。上海海尔集成电路公司就是一个典型案例,公司在这一领域创业十多年,亏损期就长达10年。直到2011年,才跨过营收亿元门槛,2012年实现营收1.41亿元。
二是做好人才储备、技术攻坚的准备。人才缺乏已经成为近年来集成电路产业内普遍存在的问题,人才培养的速度远远赶不上市场需求。“跨界”做半导体,如何获取人才,依靠人才实现技术突破,企业都应当有一个长远规划。
三是做好长周期、高风险投入的准备。半导体产业的一大特点就是周期长、风险高、涉及面广。以一款芯片而言,从规划、设计到量产,其时间短则三五年,长则十数年,这一点与其他行业有着明显不同。
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主要还是卓兴的研发能力强,卓型半导体有三大研发中心,研发团队也都是业内顶级的专家。近年推出的像素固晶机是业内首创可以RGB三色同时固晶的设备,采用三摆臂模式,一次拍照就可以三色同步取晶固晶,还拿到了业内权威媒体行家说的2022年度极光奖,再不明白自己去百度下。近年来,越来越多的集成电路设计、晶圆制造企业放弃测试环节的产能扩充,而将其测试需求委托给第三方集成电路测试企业,独立的第三方集成电路测试企业正逐步成为集成电路产业链中不可或缺的一部分:一方面,第三方测试企业可以减少测试设备的重复投资,通过规模效应降低测试费用,缩减产品生产成本;另一方面,专业化分工下的第三方测试企业能够更加快速地跟进集成电路测试技术的更新,及时为集成电路设计、晶圆制造及封装企业提供多样化的测试服务。
目前第三提供的检测服务通常包括可靠性分析(RA)、失效分析(FA)、晶圆材料分析(MA)、信号测试、芯片线路修改等,其中比较重要的包括可靠性分析、失效分析等。
根据不同的分类标准,失效形式有多种类型,如根据电测结果,失效模式有开路、短路或漏电、参数漂移、功能失效等;根据失效原因可以分为电力过应、静电放电导致的失效、制造工艺不良导致的失效等。
根据中国赛宝实验室的数据,在分立器件使用过程中的失效模式,开路、参数漂移、壳体破碎、短路、漏气的占比分别约为35%、28%、17%、15%、4%,集成电路使用过程中的失效模式,短路、开路、功能失效、参数漂移占比分别约为38%、27%、 19%、10%。失效分析主要为集成电路设计企业服务,而集成电路设计产业已成为引领中国半导体产业发展的重要环节。
根据2019年中国半导体产业产值分布来看,IC设计业占比将达40.6%、IC制造占比约28.7%、IC封测占比约30.7%。根据中国集成电路设计业2019年会上发布的数据,2015-2019年中国集成电路设计企业分别为736、1362、1380、1698、1780家,年均复合增速达到24.7%,未来随着国内半导体产业的不断崛起,预计国内半导体设计企业数量仍将保持较快速增长。2019年IC设计销售收入达到3084.9亿元,同比2018年的2576.9亿元增长19.7%,在全球集成电路设计市场的比重首次超过10%。
随着中国大陆半导体产业的迅猛发展,国内涌现出越来越多的上下游半导体企业,形成了一个强大的产业链,这些企业对实验室分析存在切实需求,但众多企业的需求量不足以投入百万或千万美元级的资金设立实验室和采购扫描电子显微镜等高端设备。另外,人员成本和技术门槛日益提高,在这种背景下第三方采购相关分析设备建立商业实验室应运而生。
国内的一些半导体第三方检测机构如下:
国家通用电子元器件质量监督检验中心
国家集成电路产品质量监督检验中心(筹)
工业和信息化部通用电子产品质量监督检验中心
国际电工委员会元器件质量评定体系(IECQ)的中国国家监督检查机构(NSI)独立实验室(国内唯一)
中国科技成果检测国家级检测机构
知名大公司指定的电子元器件质量评价与确认试验室
美国UL的TP/TDP数据交换体系成员
加拿大CSA认可的检测机构
德国TÜV,欧洲ITS,香港IECC、STC、SGS的合作伙伴
美国FCC、英国UKAS的列名试验室
除了以上这些第三方检测机构,封装测试企业往往也有对外的测试服务,主要是CP测试和FT测试,比如京元电子科技、日月光、Powertech Technology Inc、Amkor Technology Inc. 、Chipbond等都有相关服务。值得注意的是,仅涉及失效分析或可靠性试验的检测机构往往业务复杂,并非单纯的半导体或芯片第三方检测机构,其半导体业务仅为其一小部分业务,且多集中于元器件或LED领域,在IC领域涉足较少,这可能和集成电路检测与测试技术难度大有关。
随着第三方半导体检测机构的兴起,IC企业的研发门槛和成本将大幅度降低,整个集成电路市场将持续发展,第三方半导体检测机构将采购大量的相关仪器设备以应对日益增长的半导体检测需求。与此同时,芯片制造生产技术快速发展迭代,新的技术对检测仪器设备提出了多样化需求,第三方检测机构需要不断进行仪器设备的更新换代,这将进一步促成相关仪器市场爆发。
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