国产半导体设备的新机遇与挑战

国产半导体设备的新机遇与挑战,第1张

半导体工业是电子工业的一个分支,本质上仍然是制造业。与网路产业不同的是,半导体产业仍然需要制造设备和工厂,有特定的产品要生产,并且需要设计、生产、包装、测试和销售。简单来说,整个产业链分为三大环节:上游公司定义与设计 芯片 、中流晶片制造芯片、下游厂商将芯片应用于个人电脑、手机等领域。

       产业链的上游是电子自动化设计(EDA)软件供应商和集成电路设计公司。EDA主要有三家Synopsys、Cadence和Mentor,公司在不同领域的专业知识,但业务也是交叉的,国内厂商有华达九天。设计公司有英特尔、高通、联发科技、博通等,国内设计公司有华为海斯、紫光占瑞和惠定科技等。

图1半导体产业链上游企业

        产业链的中间环节是由许多以晶圆制造商为核心的企业组成的。知名的晶片制造商包括英特尔、三星、台积电、格罗芬德和中芯国际,它们需要从设备制造商那里购买设备。此外,亦有需要向其他原料制造商购买制造晶片所需的消耗品。所购设备主要包括光刻机、蚀刻设备和沉积设备;采购的原材料主要包括单晶硅、光刻胶、湿式电子化学品、特种气体等。芯片生产完成后,将交给封装测试制造商对芯片进行测试和封装。包装企业是具有代表性的月光、安全和国内长期动力技术,通福微动力和天水华天。

图二:产业链中游企业

        下游企业是联系最广泛的公司,包括移动电话制造商苹果、三星、华为、特斯拉和比亚迪在汽车领域,联想和惠普在个人电脑领域。此外,还有物联网、医疗电子等应用。

图3:下游企业、芯片应用和具有代表性的公司

        半导体行业设备的头等大事,芯片节电的速度取决于工艺,工艺取决于设备。

        一、摩尔定律接近极限,集成电路技术成熟,产业成熟,成本和服务将决定成熟产业的核心竞争力。

       迈克尔·波特指出,在产业成熟的过程中,成本和服务将成为产业的核心竞争力。

       英特尔(Intel)联合创始人戈登·摩尔(GordonMoore)在1965年提出,当价格保持不变时,集成电路类的元件数量将每18至24个月翻一番,性能将翻一番。简单地说,在大约两年的时间里,消费者将能够以同样的价格购买性能是现在的两倍的芯片。在过去的40年里,集成电路工业的发展一直遵循摩尔定律,但它不可能永远持续下去。近年来,技术更新周期有所放缓。

图4摩尔定律预测了每个集成电路的晶体管数目。

       可以观察到,台积电2011年生产28 nm、2015年生产16 nm、2018年量产7 nm、20 nm和12 nm 10 nm以及其他升级的过度生产工艺。先进的工艺更新周期已经从最初的18个月减缓到2年,现在已经放缓到3年左右,未来5 nm甚至3 nm的更新周期可能会更长。

       直到2000年,在光刻市场上有三家供应商,即尼康、佳能和阿斯梅尔。目前,ASMAI家族是唯一留在20 nm的公司,另外两家由于研发和利润压力而放弃最新光刻技术的开发。其余的Asmae占光刻市场的80%。

图5:半导体工艺已慢慢接近物理极限

       这些迹象表明,集成电路制造工艺的进步越来越困难,集成电路产业正在从成长性向成熟性转变。在成熟的产业过程中,成本和服务将成为产业的核心竞争力。

       以成熟的传统汽车工业为例。2004年,该波导从南汽集团撤出。一年前,该公司获得了超过1亿元人民币的58股股份,以控制南汽集团无锡汽车车身有限公司。前后一年左右的对比如此之大,正是由于产业竞争策略的制定错误。不可否认,在2004年左右,中国的汽车工业仍然是一个积极的行业,而且这个行业已经以惊人的速度发展。我国庞大的人口和潜在的巨大需求一直是支撑着工业发展的巨大推动力,在一个快速增长的工业中。一个企业只需要伴随着工业的进步就行了,不需要太多的努力。这也许是《波导》进入汽车行业的原因,但随着汽车行业竞争的升温,无论是美国汽车巨头通用汽车和福特,还是德国大众和奔驰,以及日本的丰田和本田汽车,他们关注成本优势,同时也关注本土汽车企业,他们在中国市场上的竞争加剧,这减少了中国汽车行业巨大利润的泡沫。对于当时的汽车工业企业来说,汽车工业增长缓慢,客户多年来积累的知识和经验,以及更为成熟的技术,带来的结果是,竞争趋势变得更加注重成本和服务。这一发展改变了市场对企业在该行业取得成功的需求。

       这与过去三四十年来集成电路的发展非常相似,芯片的性能主要取决于设计技术和制造技术。在过去的二十年里,芯片随着制造技术的进步而不断进步,而设计技术并没有得到很大的更新。PC芯片仍然是以Intel公司为主导的X86体系结构,而复杂计算机指令集的CISC迁移则是由ARM体系结构主导的。采用精简的计算机指令集(RISC)。制造技术依赖于制造设备的技术进步,现在设备的进步已经接近半导体的物理极限。据专家预测,半导体芯片制造工艺的物理极限为2~3 nm。摩尔定律似乎是十年来唯一可以再做的事情&现状;生存与现状;。

       缓慢的增长、更多的知识客户和更先进的技术已经导致了竞争趋势变得更加以成本为导向和服务为导向。随着产品标准化、成本和技术成熟度的日益重视,产业转型往往出现明显的国际竞争。

      在国际竞争中,国内企业的劣势在于起步较晚,但从后来的分析中我们可以看出,企业之间的差距正在逐年缩小。现在差距大约是2 - 3年。优点是(1)低。研发成本,制造成本和技术支持成本(2)所有研发人员和技术支持人员均在中国,可以提供更及时,更低成本的现场技术支持。 (3)研发人员更贴近国内市场,了解客户需求,并提供定制服务

       1。成本优势:国内企业在研发成本和原材料成本方面具有绝对的竞争优势。

      所有国际设备制造商都在中国设有办事处。他们主要负责各种生产线的设备销售和技术支持工作。它们不涉及研发和制造。众所周知,信息和通信技术行业的硕士学位毕业生每年在家领取20万至40万元人民币。在美国等发达国家,这一数字将增至80,000美元至100,000美元,是国内水平的两倍以上。设备巨头asml每年的营收占总收入的10%至15%。近年来,由于进程日益先进,这一数字有所增加。生产中原材料的成本占经营成本的50<垃圾&GT-60<垃圾&GTlt垃圾&GT想到未来在设备更新缓慢,我们在人为研发成本上的绝对成本优势,和原材料价格,当国内半导体设备会发光。

      2。服务优势:国内企业可提供更完善、更方便的现场技术支持,增加客户粘性。

       外资企业的高服务成本已成为国内企业的共识。在这方面,国内企业可以依靠本地优势,提供更及时、更低的售后服务费用,以改善下游客户对公司的粘度和满意度。今后,公司应在不断拓展市场的基础上,努力构建和完善大客户的服务体系。具体措施包括为特定重点客户量身定制服务方案,在国内集成电路产业集中的地区建立综合工艺和技术支持中心,以及人员和技术的快速反应。为客户提供更完善、更方便、更及时的增值服务等。

       在行业竞争需要密集的本地化营销服务或密集的客户交易的市场中,全球公司将难以在综合的全球基础上与本地竞争者竞争。虽然全球公司在分散的单位中为客户提供服务,但在实施过程中,管理任务非常庞大,但本地公司对客户服务请求的响应能力更强。

       3.市场优势:研发人员更贴近国内市场,了解客户需求,提供定制化服务。

       先进的工艺不能由设备制造商单独完成,而是设备和制造商联合研发的结果。国内设备的研发人员在国内,国际制造商不能这样做。除了提供技术支持外,国际制造商的技术支持人员还需要将遇到的问题发送给公司的研发人员进行改进。优化设备.所以我们往往更贴近国内的客户,更了解国内生产线的客户需求。

二、新型合作竞争关系

      值得注意的是,传统的企业竞争模型只提到了企业与五种力量之间的竞争,而没有考虑到企业与五种力量之间的合作。在某些环境中,这些企业既有竞争关系,也有合作关系。如果一种产品或服务能使另一种产品或服务更具吸引力,那么就可以称之为互补产品或服务,两个企业之间的关系已经从竞争转变为合作。如何区分两个企业是否形成了合作与竞争的关系?一般来说,如果顾客同时拥有两家公司的产品比同时拥有一家公司的产品获得更多的价值或更少的成本,那么这两家公司就是互补的。

      成功的例子包括:汽车在上个世纪是一种昂贵的产品,而消费者想要购买汽车时却没有足够的现金。目前,银行信贷机构已成为企业公司的补充,后者向消费者提供贷款,并为他们购买汽车提供资金。但是汽车贷款并不容易获得,因此通用汽车公司在1919年创立了通用汽车公司,福特公司在1959年成立了福特银行,以使消费者更容易获得贷款。这样做的好处是显而易见的:方便的贷款是人们可以购买更多的汽车,而对汽车的需求的增长促进了福特和通用汽车的贷款业务。

       即使处于互补竞争关系的两家公司技术落后,它们也会获得一定的优势。没有合作伙伴的人如果拥有技术优势,就不一定会成功。例如,索尼于1975年推出了Betamax格式录像机。它曾经是电视录制领域的主导者。在美国多久,日本JVC开发了VHS格式录像机。尽管Betamax在技术的某些方面比VHS更强大,但Betamax格式录像机可以租用的电影数量太少,最终丢失,市场份额占JVC的60%。

        国产设备+中鑫国际华润设备与中国合作,为进一步赢得国际市场打下基础

       amat通过与台积电、英特尔和其他晶圆工厂的合作取得了技术突破。国内企业可以与中芯国际紧密合作,共同促进国内设备的发展。例如,中芯国际和北方的中国创都是国内公司。要在国际市场上发挥更大的作用,就必须相互支持、相互帮助。北芳华可以为中心提供低成本的设备和更好的服务。反过来,中芯国际稳定的制造过程可以给Beifanghua带来产品验证支持和广告效果(高品质客户的身份也可能带来广告效果,使公司销售设备,这对半导体设备来说应该是昂贵的。因此,晶圆制造商倾向于选择那些在扩大生产线方面已经得到国际制造商验证的设备公司。

       目前,一些设备制造商与中芯国际的合作并不局限于设备的验证阶段。为了加快半导体生产线的国产化和替代进程,上下游厂商开始在早期研发过程中进行合作。正是在中芯国际等晶圆厂的大力帮助下,国产设备才能在短期内实现多项技术突破,进入国内先进晶圆厂乃至国际制造商的供应链系统。加快设备国产化和更新换代进程。

        三是以历史为镜,把握产业转移的大趋势,规划新的市场。

应用材料(AMAT)

       回顾AMAT增长的历史,从1972年纳斯达克上市开始,收入为630万美元,市值仅为300万美元,而52年后,今天的收入为170亿美元,市值超过410亿。 AMAT在此过程中经历了四个主要阶段:启动期,增长期,并购调整期和研发领导期。其中,确定其生存,生存和大发展的时期是前两个时期。

       (1)在最初阶段,从1967年到1979年,Amat的主要业务是向半导体制造商提供他们所需的原材料。然而,由于产品种类繁多,Amat一度濒临破产。1977年,新上任的首席执行官Morga进行了一系列激烈的改革,精简了生产线,关闭或出售了一些部门,并集中精力生产半导体设备。这些措施效果明显,企业在危机中幸免于难。

       (2)增长时期:1979-1996年,1970年代,全球半导体工业开始向美国以外的市场转移,首先是日本,然后是韩国和台湾。1977年,Morga决定搭乘参加日本半导体设备展览会后返回的飞机进入日本市场。此后,分别于1985年和1989年在韩国和台湾设立了办事处。该公司过去20年的全球布局使其在1996年实现了41.15亿美元的收入。

       泛林集团(Lrcx)也有前瞻性的眼光,全球新兴市场的布局。

       大卫·K·林,一位工程师,成立于1980年,由英特尔的鲍勃·诺伊斯资助。第一台设备于1982年售出,该公司于1984年在纳斯达克首次公开募股(IPO)。目前,总市值接近300亿美元,2018年的收入为48亿美元。

       它没有经历与代工半导体市场相同的竞争。在其创立的第一年,它吸引了80万美元的投资。在第三年,它有稳定的现金流。它诞生于20世纪80年代,正处于将半导体市场从美国转移到海外的阶段。除了LAM当时在半导体设备行业中具有很强的竞争力之外,其成功还归功于20世纪80年代日本半导体行业对设备的巨大需求。当时,除个人电脑外,还使用半导体产品,以及移动电话,立体声系统(功率放大器),汽车和电话。

      事情并不总是顺利的。在80年代中后期,林正处于一个艰难的时期,尽管半导体设备的市场需求持续增长,但日本企业从技术引进、消化吸收等方面逐渐增强。日本从70年代末的零开始,到80年代中期已经占到全球设备销售额的50%。后来,美国半导体设备公司进行了业务重组等改革,提高了生产效率,并更加注重大容量设备的开发,更注重研究专利技术的发展。

       当时,前瞻性的林氏管理层注意到新兴小市场的销售增长。从1980年代末到1990年代初,它开始了更广泛的全球布局。这一时期的重点是环太平洋和欧洲市场。海外收入占50%以上。日本住友金属工业有限公司。。。(smi)联合开发蚀刻机器,建立了一个完整的子公司:lam技术中心;1980年代中期,在台湾和韩国建立了客户支持中心;直到1990年代初,lam在中国、马来西亚和以色列也看到了增长的机会。并考虑建立研发中心。

值得借鉴的经验有:

1。战略遵循产业转移进行全球布局

        巨人的成长离不开两种产业转移。上世纪七、八十年代,日本在工业DRAM产品的高可靠性和美国的技术支持下取得了飞速发展,占DRAM市场的近80%,占半导体市场的近50%。另一次是在上世纪八九十年代,韩国通过引进技术成为个人电脑DRAM的主要供应商,而台湾则在垂直分工领域的晶片合约制造和芯片封闭测试方面处于领先地位。

 2.与新兴市场的当地企业和大学建立合作伙伴关系

        Amat在日本、韩国、台湾、东南亚和欧洲建立了广泛的公司和机构,抢占市场第一。在大学方面,我们与新加坡科技局投资了多个研发实验室,并与亚利桑那州立大学联合开发了用于柔性显示器的薄膜晶体管技术。在企业方面,2001年,我们共同研究了使用黑钻石方案来突出0.1um晶体管,并推动了0.13um芯片的技术节点。2003年,ARM与台积电共同开发了90nm低功耗芯片设计技术,使总功耗降低了40%。

        林书豪与清华大学合作设立了泛森林小组清华大学微电子论文奖,捐赠了实验室设备,并提供了就业机会。

iv。政府、财政支援及税务宽减,三管齐下

       落后是要克服的,现在的理解是,在电子信息技术领域,落后受到技术封锁和国家安全的威胁。如果一个国家想被喉咙挡住,它就必须发展关键技术,而不是被其他国家控制。近年来,我国在应用领域取得了巨大的成就。20多年来,以BAT为代表的企业引领了科学技术的发展趋势,但在基础科学领域,我们还没有实现核心芯片技术的自我完善。包括设计和制造领域,而制造领域的成功取决于设备。

        政策支持反映了该行业的重要性,国家必须以坚定的决心发展半导体产业

       政府对半导体工业的政策支持正在增加。今年3月,在第十三届全国人民代表大会第一次会议上,李总理根据“02专项”、“国家集成电路产业发展促进计划”等重大政策,在讨论实体经济发展问题时,把集成电路产业放在实体经济第一位。在政府工作报告中。3月底,财政部发布了《关于IC厂商企业所得税政策的通知》,给予IC企业税收优惠,表明了政府对半导体产业发展的坚定态度。

图5:政府对半导体行业的支持政策

      二期大型基金即将募集,全国产业基金总额突破万亿元。计划一期,大型基金募集资金1000亿元,实际募集资金1387亿元,实际投资超过1000亿元。此外,这只大型基金还投资了3600亿多家地方工业基金。总计5000亿元的半导体产业基金,以较高的资本投入,为半导体产业的发展提供了有力的支持。目前,第二阶段的大型基金正在设立,并将在年底前完成。预计将筹集1,500亿至2,000亿美元(一些外国媒体也透露,筹资额可能达到3,000亿美元)。按1:3的比例计算,二期大型基金还将举债4500亿至6000亿元地方产业基金,国家半导体产业基金总额突破万亿元。作为中国最有希望承担替代中国制造半导体设备任务的企业,微电子、上海微电子、北方华昌等企业必将充分受益于政府对该行业的支持红利。

      财政部、国家税务总局、科技部联合在财政部网站上出台新政策,扣除研发费用,研发费用税前扣除比例由50%提高到75%。同时,将原科技企业的扣除范围扩大到所有企业。利润增幅最大的企业主要集中在机械、计算机、电子元器件等行业。事实上,在一些行业,特别是集成电路行业,每年的研发成本、研发开支甚至占营运收入的一半以上,而增加研发开支的税前扣减比例,无疑会释放减税的红利。

5.设备行业继续强劲增长,晶圆厂建设高峰期导致设备需求增加。

       设备制造商位于半导体产业链上游,为生产线提供晶圆制造设备。2017年,全球半导体设备市场销售额达到492.4亿美元,年均增长率稳定在10%以上。从2016年到2020年,全球共建成62家晶圆厂。此外,中国正在建设和规划26家12英寸晶圆厂,占世界的42%。因此,近年来,我国工厂建设出现了小高峰,设备需求巨大,国际企业设备产量有限,这是扩大市场份额的好时机。

全球半导体市场销售额

         2017年全球半导体设备市场销售额达到492.4亿美元。2016年至2020年,陆续建成62座晶圆工厂。设备销售年均增长率超过100亿。近年来对设备的需求将达到一个小高峰。

图六:全球半导体市场销售及其增长率

        从国内实际市场看,从2018年到2020年,国产设备企业每年仍有500亿至70亿美元的潜在市场份额。

       从国内市场来看,国内市场销售额从2013年开始持续增长,年增长率保持在20%以上,远远超过国际市场10%以上的增速。 2016年至2020年,中国将有26家晶圆厂,将建成并投入生产,占全球在建晶圆厂数量的42%,成为全球新晶圆厂最活跃的地区。另外,从国内市场的设备销售比例可以看出,这个数字正在缓慢而稳步上升。 2016年,中国半导体设备市场规模为64.6亿美元,2017年销售额为82.3亿美元。据SEMI称,2018年将达到113亿。在过去三年中,每年的增长率接近30%。

       购买新晶圆厂设备的费用将占生产线的70%,其余为基础设施费用。从2016年到2018年,8至12个12英寸晶圆厂正在建设中。根据Semi对2018年100亿美元设备市场的预测,晶圆制造工艺占80%,光刻机占制造工艺的30%。剩余的市场是国内潜在的国产设备总市场,100-80%(1-30%)=56亿。据推测,从2018年到2020年,每年仍有50亿至70亿美元的潜在市场份额。

图七:半导体设备在国内市场的销售和增长情况

       近几年国内装备技术进步与市场对装备的强劲需求

       国内设备凭借深厚的技术积累填补了国内半导体设备领域的一些技术空白,产品已能够满足12英寸、90~28 nm工艺生产线的生产要求,部分设备批量进入中芯国际等国内主流集成电路生产线进行批量生产。展望未来2-3年,设备需求将迎来2019年90/65/55/40 nm工艺生产线设备采购高峰。而国内仓储企业将在2020年前后扩大生产设备采购高峰。

图8:国内建造/正在建造的晶圆生产线

英伟达(Nvidia)如果成功以400亿美元收购Arm,预计将对芯片世界产生重大影响,但要完全理解这一交易的影响还需要很多年。

由于多种因素,预计未来几年会出现更多此类交易,对于拥有创新技术的初创公司的收购兴趣增加,以及从股市筹钱更加容易都是重要原因。 此外,还有许多新兴市场正在逐渐升温,比如5G、边缘计算、AI / ML以及自动驾驶 汽车 的持续发展。

短期内,大多数行业的并购受新冠疫情的影响,但这不会持续下去。 收购是实现规模增长以及完善公司产品的最快方法,也是快速吸纳人才的方法。

Nvidia收购Arm的交易,是全球最大的GPU供应商与第一大移动处理器IP供应商的结合,将帮助Nvidia的业务范围从数据中心扩展到了边缘和终端。这笔交易也有助于两家公司将自己定位在边缘计算的不确定但新兴的世界中,在这个世界中,高度专业化的设备和服务器用于预处理或完成大量数据的处理。此外,Arm拥有广泛的生态系统。

“作为一家合并公司,我们可以做很多事情。增加的投资将使我们能够积极推动数据中心的发展,并将已经在数据中心中大量应用的AI推广到各个角落,并到达边缘。” Arm首席执行官Simon Segars说:“英伟达拥有大量的IP产品组合,可用于构建芯片、产品和系统。我们向全球半导体行业授予IP许可,并围绕此建立了一个生态系统。因此,我们将拥有更多的IP许可给客户。”

并购的成败,时间会给出答案

目前,Nvidia对Arm的收购交易还要通过各国监管机构的审查和批准。据熟悉并购交易的几位业内人士称,德州仪器(Texas Instruments)在2000年以76亿美元的价格收购Burr-Brown,这似乎是一项轰动的交易,但事实证明,这一收购的结果比最初的预期要局限得多。

两家公司的合并增强了TI在模拟技术领域的能力,并加强了公司的业务重点,但对整个行业的影响却不那么明显。TI 2011年以65亿美元收购美国国家半导体(National Semiconductor)的情况也是如此。

相比之下,ADI公司在2017年以148亿美元的价格收购了Linear Technology,并以210亿美元的价格收购了Maxim Integrated,使其成为TI强大的竞争对手,TI数十年来一直主导着模拟领域。ADI的收购让这个利润丰厚的市场,迎来了更多的价格和性能竞争,也为初创公司带来了机会。

“英特尔对Mobileye的收购可能具有重大意义。” Segars说:“ Broadcom(博通)被Avago(安高华)收购也是一笔重要的交易。人们谈论半导体整合已经很长时间了,这也确实正在发生。如果绘制这些公司市值的图表,就会发现长尾巴,这确实很有趣。ADI收购Maxim是另一回事。由于COVID-19,收购的进度要慢一些。对于从未有过交集的公司而言,很难融合在一起。Maxim和ADI有长期的合作关系。Arm、Nvidia和Softbank也彼此熟知。”

EDA和IP领域的并购超过芯片行业其他领域

EDA的收购交易数超过了芯片行业的任何其他领域,不过EDA行业的大多数收购规模都相对较小。 然而,三大EDA公司如果没有收购推动其增长,就永远不会成为三大巨头,而且芯片业不太可能会像以前那样发展。 仅Synopsys就完成了100多次收购。Mentor已经完成了70多次并购,而Cadence已经完成了50多次。(这个数字并不精确,因为有些是资产的分拆和收购,而不是整个公司。)

“许多产品属于增量产品,从技术上和经济上都有所提升。我们非常大的收购的交易之一是Avant,Synopsys在那时建立了所谓的设计前端、综合、仿真、时序、功耗等。那时的后端是物理设计,它是布局布线和一些验证,是由不同公司完成的。”Synopsys董事长兼联合首席执行官Aart de Geus表示,

“在90年代后期,我越来越担心,从技术角度来看,设计和后端设计之间的相互依赖性将变得越来越强。这种情况发生在2000年左右,当时人们担心经济低迷带来的影响。事实证明,在2001年经济大萧条时,许多消费者打算减少开支。只有一家公司——Mentor介于这两者之间,因此我们认为有必要提升我们的能力参与这场竞争。”

正是Cadence开启了EDA行业的并购。“在EDA中引人注目的两个收购是Cadence-Gateway和Cadence-Tangent。”西门子Mentor的名誉首席执行官Wally Rhines说,“随着世界正从原理图转向RTL,Gateway使Cadence进入了网关开发的Verilog业务,这推动了Verilog成为标准。虽然行业协会是VHDL,但Verilog处于领先地位。”

“同样重要的是Cadence对Tangent的收购。Tangent是一家门阵列路由器公司(最好的门阵列路由器公司),他们也开发了面向标准单元迁移的能力。更早之前,Mentor IC Station和Cadence从Solomon Design Automation出来的Virtuoso的前身,都提供相似的产品。今天的IC Station可能就是Virtuoso,只不过SCS(硅编译器系统)和Mentor的IC Station之间的内部争使他们陷入了完全停滞,为Cadence提供了机会。”

可以说,EDA行业中最重大的收购涉及2016年西门子(Siemens AG)对Mentor的收购。 西门子是一家大型企业集团,也是欧洲最大的工业制造公司,这笔45亿美元的交易使西门子可以提供了从设计软件到完整的半导体流程的完整服务。

同时,也让Mentor成为了一家实力雄厚的公司,其资金规模远大于所有EDA公司的总和。从这个角度来看,2019年,西门子的收入超过1000亿美元。所有EDA公司的市值之和只是其中的一小部分。

IP公司也积极购买其他IP公司,Arm的增长至少部分也是来源于多年来的收购。一些EDA公司,特别是Cadence和Synopsys,也收购了许多小型的IP公司。

Arteris IP董事长兼首席执行官K. Charles Janac表示:“迄今为止,在IP领域,最重要的收购是Synopsys进行了一项将近10亿美元的业务,主要集中在外围I/O IP和PHY技术。 英伟达对Arm的收购对于IP行业和半导体行业都是极为重要的。Nvidia试图成为下一代计算平台,与Intel和AMD直接竞争。因此,在Nvidia的支持下,也许Arm架构将成为SoC的下一个核心。”

关键是协同作用。“我曾经为Joe Costello工作,那时他担任Cadence首席执行官,他有几个有趣的想法。”Janac说,“这笔交易是很好的财务交易,但也必须能够有一些协同作用。如果将2两家公合并放在一起,它们的总和不应等于2或者2.5,应该为3或4。两家公司还需要在文化上兼容并积极地合作。Costello说的另一件事是,最好的交易是双方都对交易有些不满。如果有人真的很高兴,那可能就不算什么了。”

处理器和内存领域的重大并购

在处理器方面, Nvidia收Arm的意义不仅仅局限于某个方面。Arm的生态系统是如此广泛,以至于Arm处理器内核主导着从智能手机中的应用处理器到各种各样的便携式设备,当然,这不是收购唯一重要的意义。

AMD在2006年以54亿美元收购了GPU制造商ATI,从而使AMD在数据中心市场成为英特尔重要的竞争对手。 “ AMD收购了ATI的图形业务,这使他们能够在与Intel兼容的CPU的基础上进一步发展CPU业务。” 西门子Mentor的名誉首席执行官Wally Rhines说。“ ATI是一家非常独特的公司。如果回顾 历史 ,你会发现随着图形标准的改变,大约每10年就会出现一家新的图形公司。ATI是唯一延续了几代,并幸存下来的公司。”

在存储领域,一系列收购促成了美光的复兴。 他说:“日立和NEC合并成为Elpida(尔必达),被美光(Micron)收购。这的确使美光 科技 保留了DRAM业务,今天全球有三大DRAM供应商,虽然美光公司是最小的,但那笔交易使他们拥有了足够的技术和竞争力,以及日本公司的影响力。”

IDC研究副总裁Shane Rau表示同意。他说:“美光收购尔必达使他们迈过了门槛。现在有三大内存公司,这对于它们在DRAM中具有足够的供需是必要的。我们预计NAND市场也将出现整合。”

政府对收购的干预和影响

不过,并非所有宣布的收购都能实现。审查过程可能会产生令人意外的结果,而且政府可能认为国家受到威胁。 过去,主要是美国政府负责终止或推迟重大交易,但中国等其他国家开始发挥其市场力量 ,中国否决了高通公司的440亿美元收购NXP的计划。

“由于富士通收购交易的失败,美国国家半导体收购了仙童半导体。”Rhines说,“这笔交易意义重大,因为美国国家半导体数十年来一直将其研发投资降至最低,而Don Brooks(当时的总裁兼首席执行官)领导下的仙童半导体开发了出色的新技术。它使美国国家半导体焕发出了新的生命,因为一家将研发投入最小化和运营卓越最大化的公司收购了一家研发投入最大化的公司。”

美国政府在另外两项间接影响芯片产业的交易中也发挥了重要作用。第一项涉及1956年IBM签署的同意法令,当时该法令旨在限制IBM捆绑服务、软件和大型计算机的,被称为“市场篮子”的垄断定价。

IBM是当时唯一提供这三个功能的公司,而且由于当时的平台也是行业的标准,所有软件都必须与IBM的设备兼容。因此,IBM利用其市场影响力使用低价策略与这三个细分市场中的任何一个竞争对手竞争。

到1980年代初期开始PC时代时,IBM仍主要通过大型机和微型计算机来赚取收入,其高管的观点是,PC只是一种玩具。因此,IBM的想法是,与其再次扼杀市场竞争者使自己面临政府的更多干预,不如与英特尔和微软签署交易,而不是试图拥有所有技术。

美国政府还于1982年中断了贝尔系统的交易,让另一项交易达成。AT&T放弃了对贝尔运营公司的控制,而贝尔运营公司又被拆分为地区运营公司。贝尔实验室(Bell Labs)与联邦政府合作开展了大量工作,当时贝尔实验室是全球主要的研发部门之一,与IBM不相上下。 贝尔实验室在1947年发明了第一个晶体管,这是成为Linux基础的Unix *** 作系统,也是第一个光路由器。

贝尔实验室于2006年作为朗讯(Lucent)的一部分出售给了阿尔卡特(Alcatel),这是分拆的一部分,在2016年又被诺基亚收购。同时,GlobalFoundries在2015年收购了IBM的微电子业务。这两项收购终结了两个最大的半导体研究业务。

尽管IBM仍在为AI系统进行芯片研究,但在美国,公司以及公司/政府资助的半导体研究,尤其是通信和计算研究的全盛时期已经结束。

各国政府也阻止了芯片行业的其他交易。美国外资投资委员会(CFIUS)阻止了清华紫光集团在2018年以230亿美元的价格收购美光的交易。美国司法部还阻止了Applied Materials(应用材料公司)和TEL(东京威力科创)在2015年的93亿美元合并。

400亿美元的并购规模上限

Nvidia并购Arm的交易仍然是半导体行业规模最大的交易,尽管数量不多。Avago以370亿美元的现金和股票收购了Broadcom。不过,值得注意的是,似乎有一个可接受的上限。

IC Insights的高级市场研究分析师Rob Lineback表示:“几年前,我们确定半导体并购协议(不包括与系统级和软件业务相关的交易)已达到约400亿美元的上限。 高通公司未能以440亿美元收购恩智浦的交易在2018年7月被取消,因为中国在贸易战中一直推迟批准该交易。美国博通以1210亿美元的对高通的恶意收购报价(后来降至1170亿美元)被阻止,是因为担心该国在蜂窝通信技术领域的领导地位的丧失。”

尽管有足够的资金和公司参与的意愿,但规模仍然很重要。“由于大型交易的高价值,更多国家之间的贸易保护主义抬头以及贸易摩擦的加剧,大约400亿美元似乎已成为半导体行业可行的收购规模限制。” Lineback说,

“地缘政治环境和贸易战可能会继续限制半导体并购的规模。但是,Nvidia的400亿美元协议违反了这一假设上限。Nvidia与Arm的交易不仅影响了IC行业许多领域的主要参与者,而且似乎也是对当今地缘政治下芯片并购限制的考验。”

在中国,也有对收购交易的股份限制。非本土公司要建立合资公司,需要由中国合作伙伴公司拥有股份子公司51%或更多股份。IDC的Rau说:“这笔交易使Arm剥离了Arm China 51%的股份,意义重大。这是将知识产权带到中国的几笔交易之一。MIPS向中国开放,RISC-V也向中国开放。”

半导体行业正在进入新的阶段

新收购将如何改变芯片行业还有待观察,但是摩尔定律的放缓,以及芯片设计向更异构的方向发展以及对处理和智能需求的推动力,正在改变着芯片行业的动态。

“我们似乎正在进入半导体行业的新阶段,在1970年代和1980年代,通常与大型半导体公司进行纵向集成,这些大型半导体公司开发自己的处理器内核、EDA工具、有时甚至还包括处理设备。” Codasip的高级市场总监Roddy Urquhart说。

“到1990年代,这种情况已经被诸如德州仪器和西门子半导体(于1998年分拆)之类的公司所打破,放弃了内部EDA工具,转而采用商业工具。在同一时间范围内,包括Arm、MIPS、ARC和Tensilica在内的IP公司应运而生,以提供内部内核的替代方案。到2000年,世界上大多数公司都依靠三大EDA公司和Arm来满足大多数设计工具和IP需求。在同一时间范围内,我们看到了纯晶圆代工厂的出现和无晶圆厂半导体公司的增长。凭借稳定的商业环境,全球IC设计在许多地区得到了发展,特别是在中国和印度。”

更多的并购让市场在不同的地区进行重组,采用新技术以及需要在更多地方处理更多数据的需求,将会有更多的收购,但是速度如何尚不清楚。 雷锋网

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