世界半導(dǎo)體業(yè)未來發(fā)展特征淺釋

Basic features of ww semieonductor development
半導(dǎo)體工業(yè)趨于成熟，從我們獲得最早的數(shù)字，1975年世界半導(dǎo)體市場為70億美元，那么，到2005年的30年間，世界市場發(fā)展到了2270億美元，共增長32倍，年均增長率是兩位數(shù)的12%。今后勢將繼續(xù)發(fā)展，同時卻也出現(xiàn)了不少新的特點(diǎn)，值得引起我們的注意。
速度平緩化
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的趨向成熟，它的發(fā)展速度正逐漸走向平和與緩慢。據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)，世界半導(dǎo)體市場1976~1985年間的年均增長率曾高達(dá)26%，1985~1994年間為18%，而1994~2004年間則降到了8%，已進(jìn)入了個位數(shù)增長的時代。進(jìn)入21世紀(jì)后，WSTS預(yù)計(jì)2001~2007年世界半導(dǎo)體市場將從1390億美元增長到2712億美元，年均增長率仍接近8%。
圖1　世界半導(dǎo)體市場速度趨緩
眾所周知，世界半導(dǎo)體市場的發(fā)展有一個硅周期，即每4年有一個起伏循環(huán)，而近年也發(fā)生了變化。1985~1997年間大致是4年1個周期，但此后周期有縮短之勢（圖2）。此外，硅周期自2001年到達(dá)歷史上最深谷底之后，此后不僅周期縮短，而且曲線的發(fā)展也趨于平緩，沒有了以往曾有的大起大落。
圖2　世界半導(dǎo)體市場的增長率變化
在半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展過程中，還有一個大家所熟悉的Moore（摩爾）定律。從這一定律，我們也看到發(fā)展趨緩的現(xiàn)象。Moore定律是Intel公司創(chuàng)始之一Gordon Moore發(fā)現(xiàn)的，該定律表明：芯片集成度將每年翻一番。事實(shí)上，1965~69年間每一芯片上集成的晶體管數(shù)量達(dá)到了每年翻番的水平。但自1969年到2005年間已降到1.5~2年翻一番。據(jù)ITRS（國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖）的預(yù)測，2005~09年間將是2年翻一番，而2009~2018年將進(jìn)一步下降到3年翻一番。據(jù)美國VLSI Research公司調(diào)研，從1971年到2002年世界生產(chǎn)的晶體管總量以每年54%的速度在發(fā)展，相當(dāng)于16年增加1000倍，2003年的總產(chǎn)量達(dá)到1E（1018）個，大多用于存儲芯片。2005年每一芯片大約集成10億個晶體管，2020年可達(dá)320億個，正好是三年翻一番。
對于2006年世界半導(dǎo)體市場，一些主要預(yù)測機(jī)構(gòu)，諸如WSTS、SIA、Gartner、IC Insight等都認(rèn)為將增長8%，也有如Semico Research 公司堅(jiān)信將增長17%，F(xiàn)uture Horizons甚至認(rèn)為將增長20%。ISuppi公司的增長率于4月的最新調(diào)整為7.4%，并預(yù)測2005~10年間的年均增長率為8.2%（表1）。
表1　世界半導(dǎo)體市場的發(fā)展 
 
注：Gartner公司預(yù)測2006~2010年的增長率分別為8%，6%，13%，2%，4%，起伏要大些。
資料：iSuppli
世界上無論哪一門工業(yè)，隨著時間的前進(jìn)，產(chǎn)品的成熟，其發(fā)展速度都有向GDP靠近的趨勢。2005~10年間，世界GDP的年均增長率值為3%，而世界電子工業(yè)約為4%，而半導(dǎo)體為8%。盡管是個位數(shù)，但還是在上端運(yùn)行，相比前兩者，半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展可算得不錯。
市場個人化
半導(dǎo)體集成電路是電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)和心臟；電子產(chǎn)品也是半導(dǎo)體集成電路最主要應(yīng)用產(chǎn)品?，F(xiàn)如今，電子產(chǎn)品的銷售對象正從企事業(yè)轉(zhuǎn)向個人，而且這一趨勢在今后10年內(nèi)將日益增強(qiáng)。以計(jì)算機(jī)為例，1980年在科技發(fā)達(dá)國家中主要用于研究，1個單位也就1臺。1985~90年間，計(jì)算機(jī)推向商業(yè)應(yīng)用，普及率達(dá)到10人1臺。1995~2000年包括臺式PC和便攜PC，大約已普及到人手1臺。今后，包括PC、手機(jī)等終端1人可以達(dá)到10臺，進(jìn)入所謂"無所不在"的Ubiquitous時代。
預(yù)計(jì)2005~2010年，是將以移動電話、PC和平板電視三大數(shù)字產(chǎn)品為主的大量消費(fèi)時代。2005年世界移動電話的使用者達(dá)20億人，人口普及率為32%，預(yù)計(jì)2008年即可提高到30億人，加速普及到45%，接近2人1臺。
2005~2010年間，移動電話銷售值將從986億美元增長到1263億美元，PC從2038億美元，到2200億美元，包括平板電視在內(nèi)的彩電從755億美元到1368億美元，3項(xiàng)產(chǎn)品合計(jì)將從3779億美元增長到4831億美元，分別占世界電子市場的30%和32%，可見其地位的重要。
這三類產(chǎn)品的用戶無疑都是個人化的。因此，競爭激烈、價格下降是必然的趨勢。同時，主要銷售市場將從經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)向發(fā)展中國家，也因?yàn)檫@個緣故，以中國、印度、俄國、巴西為代表的所謂BRICs（4個國家的英語字頭）經(jīng)濟(jì)群體，它們都是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的人口大國，市場潛力巨大，從中期發(fā)展看主要購買的是低端產(chǎn)品，但也已出現(xiàn)了高端產(chǎn)品的購買層，因而特別受到世界關(guān)注。
經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家正加速走向高齡化社會，2006年日本65歲以上的人口已占25%，是世界老齡人口最多的國家。那里的高齡老人則是電子高端產(chǎn)品和保健產(chǎn)品的主要消費(fèi)者。
應(yīng)用多樣化
自從2000年世界IT泡沫之后，比較僵化的電子產(chǎn)品和電子技術(shù)，走向了今天大量消費(fèi)和技術(shù)革新的新時代。
電子產(chǎn)品的普及速度發(fā)生了巨大的變化。例如，上世紀(jì)70年代到80年代電視、PC和錄像機(jī)的普及都是有一個順序的：從經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國的高收入/企業(yè)層到經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國的中等收入層，再到經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)以外的國家。隨著時間的前進(jìn)，市場逐漸擴(kuò)大。
但是，移動電話、MP3播放機(jī)、DVD播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品的發(fā)展和普及則完全不同。不但普及時間短，而且是在世界各地同時上馬，一開始的價格就比較低，也是個很大特點(diǎn)。這導(dǎo)致DRAM、NAND　flash、液晶驅(qū)動IC、液晶屏等需求一路上揚(yáng)，而價格則是不斷滑落。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年世界PC、移動電話、彩電、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)等5大類數(shù)字產(chǎn)品的出貨量合計(jì)比上年增長了20.4%，而世界半導(dǎo)體業(yè)的出貨值不過增長了6.8%。原因就是半導(dǎo)體單價的下落，阻礙了半導(dǎo)體業(yè)的增長。
這些半導(dǎo)體的主要應(yīng)用電子產(chǎn)品今后還將繼續(xù)發(fā)展，預(yù)示著半導(dǎo)體業(yè)前景可待（表2）。
表2　世界主要電子產(chǎn)品和半導(dǎo)體的發(fā)展

資料：三菱證券公司
隨著半導(dǎo)體應(yīng)用的多樣化，半導(dǎo)體的提供方式也在發(fā)生變化。在大型機(jī)時代，半導(dǎo)體具有專用的性質(zhì)；PC時代DRAM和MPU等都走向了通用化；進(jìn)入數(shù)字家電時代，半導(dǎo)體回歸專用化；今后將是專用/通用的兼用化。專用的如SoC/SiP技術(shù)，通用的則如微控制器/DSP技術(shù)、平臺技術(shù)、模擬技術(shù)等。
半導(dǎo)體應(yīng)用從其傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)協(xié)作關(guān)系方面來看，似乎缺少新的應(yīng)用，未來展延的應(yīng)用只在娛樂業(yè)，汽車和機(jī)器人等領(lǐng)域。娛樂業(yè)的代表是消費(fèi)電子自不待言，且已成為電子業(yè)發(fā)展主流，業(yè)者無不趨之若鶩。汽車電子和機(jī)器人則是半導(dǎo)體高端應(yīng)用的發(fā)展方向。汽車電子從80年代電子立體聲，到現(xiàn)在的防爆制動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)控制、汽車導(dǎo)航、氣袋等，10年后到2015年，還將有自動駕駛、預(yù)先防撞等汽車本質(zhì)功能的電子化。電子產(chǎn)品在汽車成本中的比重不斷提高，1980年僅占1%，現(xiàn)在大約占20%，10年后將進(jìn)一步提高到40%，且今天頂級汽車的電子成本即有達(dá)到了40%的。
目前的機(jī)器人主要還是手勢動作、身體動作、位置識別、移動體跟蹤、個體識別等單功能機(jī)器人。未來5年內(nèi)可出現(xiàn)自控特定作業(yè)的機(jī)器人，從事看護(hù)、開門、識別物體及屋內(nèi)環(huán)境、進(jìn)行個別講話、使用手腕等的各種服務(wù)。10年后到2015年可以誕生判斷人和周圍狀況，自律從事多種作業(yè)的通用機(jī)器人，不僅會自發(fā)會話、還能上下臺階、開關(guān)門戶等多種服務(wù)。為支持機(jī)器人這樣的進(jìn)步，對半導(dǎo)體性能提出很高的要求，必須比現(xiàn)在提高1000~10000倍。預(yù)計(jì)下一年代初的機(jī)器人所用LSI的邏輯處理功能會達(dá)到4GIPS，內(nèi)存容量8MB。
但是從其他產(chǎn)業(yè)的角度來觀察，半導(dǎo)體應(yīng)用的范圍會打破原有的框框，將涉及環(huán)境、健康，農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域，并與其他技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出嶄新的應(yīng)用，應(yīng)用前景無比廣闊，發(fā)展更趨樂觀。
經(jīng)營集中化
世界半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展到今天，無論是企業(yè)經(jīng)營模式，還是產(chǎn)品生產(chǎn)種類都有了相應(yīng)很大的變化。企業(yè)經(jīng)營出現(xiàn)了IDM（集成器件制造商）、Foundry（代工企業(yè)）、Fabless House（無生產(chǎn)線設(shè)計(jì)公司）三業(yè)為主。半導(dǎo)體部門從公司中分離出來開展獨(dú)立經(jīng)營也已是大勢所趨。
產(chǎn)品經(jīng)營集中化，不失為當(dāng)前公司經(jīng)營的成功之舉，TI公司便是個典型。1997年公司賣掉了依然有利可圖的軍事部門，同年還把筆記本電腦部門賣給了臺灣的Acer公司，隨后于1999年又把存儲器業(yè)務(wù)賣給了Micron Technology公司，2005年又將LCD驅(qū)動LSI事業(yè)賣給了沖電氣公司。而把公司的經(jīng)營集中在自己掌有強(qiáng)勢技術(shù)的DSP和模擬電路上。公司DSP成長迅速，已占公司半導(dǎo)體營收的35%，引領(lǐng)世界市場，模擬電路約占40%，同樣業(yè)績亮麗。為此，公司在世界10大半導(dǎo)體公司中的排名不斷提升，1993年曾排名第6，2002年即晉身第4，2004~2005年接著穩(wěn)居第3。與Intel、三星成為業(yè)界3大高收譽(yù)公司，共同領(lǐng)導(dǎo)世界半導(dǎo)體業(yè)前進(jìn)的3大頂級公司。
順便提一句，Apple公司的經(jīng)營成功模式最近取代了Dell的經(jīng)營模式，令業(yè)界刮目相看。Dell的成功在它的直銷經(jīng)營模式，它適時購入器件，通過供應(yīng)鏈的調(diào)節(jié)而保持最適當(dāng)?shù)膸齑?。雖然這可導(dǎo)致器件供應(yīng)過剩，但對買方是很有利的市場，Dell的PC經(jīng)營就是這樣發(fā)揮了很好的效率。Apple公司相反，它發(fā)揮了器件賣方市場的威力。Apple公司產(chǎn)品需用的NAND　flash存儲器近期經(jīng)常缺貨，為此，Apple公司對5家有關(guān)公司締結(jié)了預(yù)付定金的合同，保證了公司對NAND　flash的需求，從而使公司的主打熱銷產(chǎn)品iPod源源上市，銷量大增，獲利亮眼。
NAND flash大躍進(jìn)
欲爭存儲器盟主地位
據(jù)iSuppli公司報道，2005年世界存儲器市場為487億美元，2006年將增長9%，達(dá)531億美元，其中NAND將激增41%，達(dá)153億美元，占存儲器市場29%，2007年還將續(xù)增近50%，大有趕上并超過原盟主DRAM之勢。2006年NOR flash受NAND影響，僅增長12%，達(dá)88億美元，與NAND相差幾一倍。NAND的大發(fā)展主要是在移動電話中的應(yīng)用增多，容量擴(kuò)大。同時，在熱門產(chǎn)品iPod的應(yīng)用中大有斬獲。
圖1　世界存儲器市場的發(fā)展
現(xiàn)在存儲器中的老大DRAM，2005年的世界市場為252億美元，預(yù)計(jì)2006年將縮減5%，計(jì)239億美元。這樣一增一減，自然大有取代之勢。
表1　各產(chǎn)品主要生產(chǎn)公司一覽
DRAM                            NAND flash               NOR flash
韓國：三星，Hynix                 韓國：三星，Hynix       美國：Intel
美國：Micron                      美國：IM Hash Technology 歐洲：ST
中國臺灣：茂德，南亞，力晶        歐洲：ST                SRAM等
日本：Elpida                       日本：東芝              韓國：三星
                                                          美國：Cypress
   三星公司32GB　SSD率先供貨
三星半導(dǎo)體部門CEO黃昌圭透露，公司32GB的SSD開始出貨。SSD（Solid state Disk-固態(tài)磁盤）是一種外形頗似磁盤的NAND flash半導(dǎo)體存儲器，可用于筆記本電腦上取代磁盤（HDD）。目前，30GB　HDD的讀取/寫入速度為每秒15M，而三星SSD的讀取速度每秒57M，寫入速度每秒32M，重僅15g，是同類HDD的四分之一，在線時的功耗僅及三分之一。價格目前還不清楚，可能會高出好幾倍。
預(yù)計(jì)今后5年內(nèi)SSD將以每年70%的速度快速增長，2009年SSD在筆記本電腦上的普及率可望提高到30%，2010年市場可達(dá)45億美元。