Garnter對(duì)2021年全球及中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)的分析及預(yù)判

芯片的缺貨現(xiàn)象何時(shí)結(jié)束？半導(dǎo)體工藝的走向如何？芯片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有何變遷？投資熱點(diǎn)是什么？展望中國(guó)市場(chǎng)的未來(lái)，代工企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)如何？中美關(guān)系的影響如何？2021年6月底，Gartner研究副總裁盛陵海向電子產(chǎn)品世界等媒體做了詳細(xì)的分析。

Gartner研究副總裁盛陵海

1   全球芯片制造市場(chǎng)態(tài)勢(shì)

1.1 缺貨的原因及何時(shí)結(jié)束

最近整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了20年以來(lái)最為嚴(yán)重的缺貨情況。造成缺貨的原因既包含偶然因素，也有必然因素。

偶然因素是過(guò)去發(fā)生的中美貿(mào)易摩擦、華為囤貨和一些工廠的關(guān)閉。其中f，中美貿(mào)易糾紛導(dǎo)致一些國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了備貨；市場(chǎng)出現(xiàn)缺貨后，很多大型公司也提升了庫(kù)存需求，這就造成了整個(gè)需求量大大超過(guò)可以提供的產(chǎn)能。

必然因素是在整個(gè)半導(dǎo)體的周期中，大約每?jī)扇陼?huì)產(chǎn)生1個(gè)周期，而目前正處于供不應(yīng)求的高峰周期。在2年前的2019年是供過(guò)于求，也是整個(gè)半導(dǎo)體市場(chǎng)下滑的時(shí)間點(diǎn)。再往前推的2年——2017年則是高峰。通常半導(dǎo)體公司在高峰時(shí)期會(huì)進(jìn)行大量投資，投資產(chǎn)出的2年后則又產(chǎn)生供過(guò)于求的情況。

在“供過(guò)于求”的周期間，即2019年—2020年上半年，考慮到新冠疫情的影響，很多半導(dǎo)體公司降低甚至延遲了投資。因此，從整個(gè)投資周期來(lái)看，2021年當(dāng)下產(chǎn)能的增加是前2年投資所產(chǎn)生的。由于產(chǎn)能增加的缺失，當(dāng)下的5G手機(jī)以及如今已逐漸衰退的比特幣在上半年的需求，新冠疫情造成的筆記本、服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心的需求等，均無(wú)法得到滿足。Gartner預(yù)計(jì)這個(gè)時(shí)間周期會(huì)延遲到2022年二季度。

1.2 制程市場(chǎng)及投資熱點(diǎn)

Gartner對(duì)于12英寸為主的先進(jìn)制程的產(chǎn)能進(jìn)行了以下的預(yù)測(cè)。

圖1 先進(jìn)制程產(chǎn)能供應(yīng)緊張

從圖1的預(yù)測(cè)中可以看到，產(chǎn)能增加最大的是5 nm及以下。今年5 nm的升級(jí)版——4nm也將會(huì)出現(xiàn)，2022年的目標(biāo)則是3nm。5nm產(chǎn)能的增加將會(huì)推動(dòng)先進(jìn)制程市場(chǎng)的成長(zhǎng)。圖1也顯示，55/65 nm也會(huì)是增長(zhǎng)較高的制程，主要原因是目前55 nm的需求量非常大。55 nm雖然是較老的制程，但其需求量在未來(lái)幾年仍然會(huì)有較大的增加。此外，28 nm、14 nm、16 nm都有較大的增加機(jī)會(huì)。

1）傳統(tǒng)制程

圖2 傳統(tǒng)制程產(chǎn)能供應(yīng)緊張

傳統(tǒng)制程主要集中在8英寸晶圓上，現(xiàn)在8英寸晶圓非常緊缺。因?yàn)檫^(guò)去很多年8英寸產(chǎn)能過(guò)剩，導(dǎo)致價(jià)格“跌跌不休”，谷底時(shí)期只有約300美元。很多工廠，尤其是日本的一些半導(dǎo)體企業(yè)，已經(jīng)關(guān)閉了8英寸的產(chǎn)線。同時(shí)，5G手機(jī)對(duì)PMIC、模擬電路需求量有較大的增加。尤其是PMIC（電源管理芯片）制程集中在180/150 nm，主要為8英寸和少部分12英寸，并不會(huì)有大幅度的提升。需求量的增加導(dǎo)致了目前電源相關(guān)芯片嚴(yán)重缺貨。

目前針對(duì)8英寸產(chǎn)線沒(méi)有建新廠的投資，大多數(shù)投資為擴(kuò)產(chǎn)。例如中芯國(guó)際的財(cái)報(bào)顯示約會(huì)增加4.5萬(wàn)片晶圓的擴(kuò)產(chǎn)。擴(kuò)產(chǎn)實(shí)際是為了解決燃眉之急，但要徹底解決8英寸制程緊缺的問(wèn)題，仍需要將8英寸的產(chǎn)能轉(zhuǎn)向12英寸。因?yàn)?2英寸產(chǎn)能產(chǎn)出大，同樣時(shí)間條件下，其產(chǎn)出可達(dá)2倍多。

臺(tái)積電已在使用12英寸的制程和晶圓為聯(lián)發(fā)科生產(chǎn)PMIC方面的產(chǎn)品，雖然目前量級(jí)較小，但預(yù)計(jì)會(huì)有更多的轉(zhuǎn)移。此外，華虹宏力也在做類似的事情——在12英寸晶圓上做BCD電源相關(guān)的工藝。

2）晶圓廠的投資熱點(diǎn)

全球半導(dǎo)體的投資在今年也將有較大的躍升。回顧過(guò)去幾年，2019年呈下滑態(tài)勢(shì)。由于缺貨，2021年預(yù)計(jì)有超過(guò)20%的大幅度增加。這些增長(zhǎng)主要體現(xiàn)在先進(jìn)制程方面，以及目前緊缺的28 nm制程上。在產(chǎn)品方面，NAND Flash預(yù)計(jì)會(huì)有較大的增加；DRAM情況稍好，因?yàn)镈RAM廠商為了控制整個(gè)市場(chǎng)的高價(jià)位，投資較為保守。但是NAND Flash的需求一直處于增加狀態(tài)。因此主要的投資應(yīng)該是在先進(jìn)制程以及NAND Flash上。

與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)一些半導(dǎo)體公司在向12英寸轉(zhuǎn)移，即用12英寸工廠生產(chǎn)90 nm以下或者55 nm以下的產(chǎn)品。例如，合肥晶合、廣州粵芯等都在進(jìn)行此類嘗試。

2   中國(guó)芯片市場(chǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)

2.1 對(duì)中國(guó)芯片市場(chǎng)的3個(gè)預(yù)測(cè)

近年來(lái)，全球半導(dǎo)體發(fā)展迅猛。中國(guó)從5年前開(kāi)始就已在半導(dǎo)體方面付諸了很多努力，Gartner對(duì)中國(guó)市場(chǎng)有3個(gè)預(yù)測(cè)。

1）預(yù)計(jì)在2025年，中國(guó)本土半導(dǎo)體公司在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的份額有機(jī)會(huì)從當(dāng)前15%突破到30%。當(dāng)然，也有人認(rèn)為這個(gè)份額可能低于10%。實(shí)際上，“低于10%”也是對(duì)的，因?yàn)椴糠衷趪?guó)內(nèi)生產(chǎn)的為海外代工的產(chǎn)品，基本不會(huì)使用國(guó)內(nèi)芯片，而是選用海外芯片——從這一點(diǎn)來(lái)看，低于10%的預(yù)測(cè)有跡可循。

2）前十大中國(guó)半導(dǎo)體采購(gòu)者主要是電子制造企業(yè)（OEM）或ODM（委托設(shè)計(jì)企業(yè)）。前十大OEM均擁有自主芯片設(shè)計(jì)的能力。例如OPPO、小米、美的，甚至百度、阿里巴巴等企業(yè)也已在建立自己的團(tuán)隊(duì)。這樣做的優(yōu)勢(shì)是：①在形成一定量級(jí)的規(guī)模后，便可降低采購(gòu)成本。②企業(yè)也可以發(fā)展自己獨(dú)立的技術(shù)，做差異化、專有的技術(shù)與產(chǎn)品。

這些企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是：企業(yè)是否能做到一定的量級(jí)，以及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力、性價(jià)比是否能滿足需求。

當(dāng)前，大多數(shù)企業(yè)在起步期均處于“燒錢(qián)”階段，發(fā)展比較困難。但是預(yù)計(jì)大公司的行動(dòng)會(huì)更為積極，因?yàn)樗鼈冊(cè)谪?cái)務(wù)方面的境況較好，而且大公司以及在國(guó)內(nèi)環(huán)境下投資半導(dǎo)體常會(huì)得到政府的補(bǔ)助或其他支持。

3）中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)的投資規(guī)模在2023年有望達(dá)到一個(gè)可觀的峰值。最近幾年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資增長(zhǎng)迅速（如圖3），預(yù)計(jì)到2023年，國(guó)內(nèi)的投資規(guī)模較2020年會(huì)有80%的較大增長(zhǎng)。規(guī)模增加的主要誘因是幾家大型工廠的投資，諸如中芯國(guó)際、長(zhǎng)鑫、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等，以及其它一些新興的中小規(guī)模的晶圓工廠投資。

圖3 中國(guó)半導(dǎo)體投資趨勢(shì)（2016—2020）

圖3是Garnter從公開(kāi)渠道收集，Pitchbook整理的中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)以及相關(guān)企業(yè)獲得的投資規(guī)模。數(shù)據(jù)可以分成兩部分：非生產(chǎn)型的半導(dǎo)體公司；生產(chǎn)型的半導(dǎo)體公司。

●   非生產(chǎn)型的半導(dǎo)體公司。近2年融資已有非常大的提升，例如以往被稱作人工智能芯片的公司，即GPU公司。此外，還有自動(dòng)駕駛，或是第三代半導(dǎo)體/寬禁帶半導(dǎo)體的投資規(guī)模也在逐步增加。華為、小米以及英特爾、高通、三星等海外企業(yè)也在中國(guó)國(guó)內(nèi)積極地進(jìn)行投資。

●   生產(chǎn)型半導(dǎo)體公司。規(guī)模很大，起伏也同樣存在。圖3中，Gartner只收集了公開(kāi)的信息，沒(méi)有收集未公開(kāi)的信息。從“投資案”的角度來(lái)看規(guī)模情況，這個(gè)數(shù)量也有很大的增長(zhǎng)，過(guò)去5年里“投資案”的數(shù)量增加了2倍。

2020年為什么會(huì)有很大的增長(zhǎng)？這歸功于科創(chuàng)板的出現(xiàn)?？苿?chuàng)板帶動(dòng)了整個(gè)投資的熱潮。原來(lái)投半導(dǎo)體公司為什么很謹(jǐn)慎？因?yàn)檎麄€(gè)回收周期很長(zhǎng)，難以在投資后馬上獲利。而科創(chuàng)板可謂政府政策給投資人打了一劑強(qiáng)心針或興奮劑，讓很多投資逐漸集中于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。這會(huì)帶來(lái)一定的弊端，例如過(guò)度投資或者是過(guò)高的競(jìng)價(jià)。但整體上，此類投資、特別是市場(chǎng)化投資肯定也帶動(dòng)了一批企業(yè)的成長(zhǎng)。例如原先在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)很有名的高瓴資本、紅杉資本公司這兩年也開(kāi)始涉足半導(dǎo)體企業(yè)。雖然他們成功提升了價(jià)格，但另一方面他們也是投資，投資規(guī)模也有助于一些新興公司能盡快在產(chǎn)品方面進(jìn)行創(chuàng)新，或是利用最先進(jìn)的制程打造產(chǎn)品。

縱觀半導(dǎo)體全球產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)本土半導(dǎo)體公司在上下游、市場(chǎng)份額、全球的位置仍然處于非常低的水平。上游的設(shè)備、材料遇到的技術(shù)障礙非常高，分別低于5%、3%、15%的份額。生產(chǎn)方面，F(xiàn)oundry（代工廠）約占10%，還是非?？捎^的。但是缺少IDM（集成器件制造商）的公司，士蘭微是目前IDM的巨頭，未來(lái)長(zhǎng)江存儲(chǔ)等新企業(yè)有望涌現(xiàn)。但是在現(xiàn)階段，IDM還是很少。封裝測(cè)試應(yīng)該是國(guó)內(nèi)占比最高的，達(dá)到20%。其挑戰(zhàn)是如何向先進(jìn)的封裝進(jìn)行拓展?，F(xiàn)在已看到非常多的企業(yè)在成長(zhǎng)。封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)目前偏向于開(kāi)放的自由競(jìng)爭(zhēng)。EDA份額非常低，半導(dǎo)體IP也是如此。

2.2 十大半導(dǎo)體公司的特點(diǎn)

從全球布局角度看，海思半導(dǎo)體遙遙領(lǐng)先（如表1）。但問(wèn)題在于美國(guó)制裁影響下的海思，在2021年可能會(huì)遇到雪崩式的滑坡。接下來(lái)，哪些公司有潛力能夠取代海思的位置？

表1 中國(guó)十大半導(dǎo)體公司排名

如表1，像韋爾半導(dǎo)體和Nexperia（安世半導(dǎo)體），很難斷言是否可以在短時(shí)間內(nèi)迅猛成長(zhǎng)。另外，中芯微電子去年的營(yíng)收超過(guò)了8億美元，它的估值其實(shí)偏低。像Goodix（匯頂科技）和GalaxyCore（格科微電子）這些公司都具有一定潛力?？偟膩?lái)說(shuō)，前10名半導(dǎo)體公司在近年的營(yíng)收增長(zhǎng)都十分迅速，前十大的門(mén)檻越來(lái)越高——10年前，年?duì)I收占到1億多美元的公司便可進(jìn)入前10名市場(chǎng)份額；但是現(xiàn)在門(mén)檻要超過(guò)5億美元。但這并不能體現(xiàn)在全球的市場(chǎng)份額上，目前份額只占據(jù)6.7%。

2.3  各種產(chǎn)品的市場(chǎng)份額

中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)品的市場(chǎng)份額如表2所示。

表2 中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)品的市場(chǎng)份額

中國(guó)比較吃力的產(chǎn)品是DRAM、微處理器，然后是FPGA、GPU、NAND Flash，這些產(chǎn)品跟上一個(gè)層次之間存在較大的差距，基本上是空白。期待2年后有望將中國(guó)的這些產(chǎn)品市場(chǎng)份額推升到第二層級(jí)。當(dāng)然，要達(dá)到第一層級(jí)——超過(guò)10%份額，還需要更多的努力。

3   中國(guó)半導(dǎo)體的預(yù)測(cè)

3.1 代工企業(yè)的成長(zhǎng)態(tài)勢(shì)

如圖4，整個(gè)Foundry（代工）在未來(lái)幾年預(yù)計(jì)會(huì)有較大的成長(zhǎng)。從地區(qū)的角度來(lái)看，中國(guó)大陸份額的增長(zhǎng)比2019年將會(huì)有近乎翻倍的增長(zhǎng)，但中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)仍會(huì)占據(jù)最大的市場(chǎng)份額。這也是為什么美國(guó)希望把中國(guó)臺(tái)灣一部分的生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)移到美國(guó)去，以降低風(fēng)險(xiǎn)。另外，韓國(guó)和其他國(guó)家和地區(qū)已有一定程度的成長(zhǎng)，但是從全球布局角度上，未來(lái)預(yù)計(jì)中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)將占據(jù)第一，中國(guó)大陸位列第二。

圖4 中國(guó)半導(dǎo)體代工廠產(chǎn)能

3.2  投資趨勢(shì)

如表3，前10名里有中國(guó)3家公司，占到了6~8的位置（中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、長(zhǎng)鑫）。但這三大生產(chǎn)型企業(yè)在金額上與前5位相比，仍然有很大的差距。從投資角度來(lái)看，今年會(huì)有一個(gè)較大的投資躍升，如表3。

表3 前20大資本性支出（CAPEX）企業(yè)

3.3  中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)品的展望

從圖4可見(jiàn)：中國(guó)廠商占10%市場(chǎng)份額的。那么現(xiàn)在產(chǎn)品是什么，未來(lái)會(huì)是什么？哪些產(chǎn)品會(huì)增加？如圖5，綠色即是代表規(guī)模很大、很重要的產(chǎn)品。比較困難的部分在于市場(chǎng)份額仍處于1%以下的產(chǎn)品，包括：DRAM、服務(wù)器、PC、汽車半導(dǎo)體、GPU、MEMS傳感器、FPGA。

圖5 中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的未來(lái)展望

3.4 中美關(guān)系的影響

產(chǎn)業(yè)整體來(lái)看，半導(dǎo)體生產(chǎn)和供應(yīng)的比例，東亞超過(guò)70%，美國(guó)只有11%。而從封裝的角度上來(lái)說(shuō)，美國(guó)低于10%，東亞的集聚度更高，包括東南亞也是聚集度非常高的產(chǎn)業(yè)。另外70%的電子產(chǎn)品是中國(guó)制造的。在新冠肺炎疫情的影響下，中國(guó)制造出口的量在近2年保持增長(zhǎng)，原因是其它的國(guó)家，如馬來(lái)西亞、印度、越南/東南亞等，因疫情生產(chǎn)無(wú)法保障，有一些又轉(zhuǎn)回到中國(guó)。

在過(guò)去4年里，很多企業(yè)嘗試往外走。一些企業(yè)在放眼印度、越南/東南亞。但是問(wèn)題是很多公司出去后發(fā)現(xiàn)，投資環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施以及工作效率等與中國(guó)國(guó)內(nèi)存在一些差別。因此產(chǎn)能不能迅速且徹底地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，大頭仍然會(huì)放在中國(guó)，那邊做一些后援。換言之，無(wú)論是產(chǎn)能，還是電子產(chǎn)品的制造，均是中國(guó)與美國(guó)博弈較為關(guān)鍵的地方。實(shí)際上，美國(guó)也清楚不可能完全脫鉤。

中國(guó)和美國(guó)之間的摩擦是怎么樣的呢？

美國(guó)進(jìn)行加稅，開(kāi)出實(shí)體清單禁止部分企業(yè)進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)，技術(shù)壁壘，包括：標(biāo)準(zhǔn)壁壘、禁止中國(guó)廠商去投資美國(guó)企業(yè)，以及當(dāng)下正在進(jìn)行的“新基建”——美國(guó)為“新基建”準(zhǔn)備投資幾百億美元在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上。而中國(guó)的應(yīng)對(duì)相對(duì)來(lái)說(shuō)是“打內(nèi)功”，在內(nèi)部整合各種資源。包括：保持開(kāi)放的政策，雙循環(huán)的策略、新基建、5G、新能源體系、碳排放，現(xiàn)在都在角力中。但最為核心的部分在于半導(dǎo)體這些高科技是否能不被美國(guó)完全制裁或是斷貨。

中國(guó)也是一樣的情形，中美之間勝負(fù)的關(guān)鍵并不是其它方面（注：其它方面中國(guó)做了很多準(zhǔn)備，包括像金融、能源方面等），而在于半導(dǎo)體的準(zhǔn)備比較欠缺。半導(dǎo)體芯片具有較長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，且美國(guó)或是美國(guó)可以控制的國(guó)家和地區(qū)掌握了絕大部分。當(dāng)下中國(guó)已出臺(tái)了很多政策，科創(chuàng)板、鼓勵(lì)民間投資、國(guó)家投資等等，都在推動(dòng)國(guó)內(nèi)企業(yè)多用本土半導(dǎo)體產(chǎn)品。

華為在這其中起到很大作用，因?yàn)槿A為不能用美國(guó)公司的芯片，所以它就多找一些國(guó)內(nèi)的“替代者”。這些“替代者”華為一旦認(rèn)證了，其它公司也可以用?？梢钥吹揭恍﹪?guó)內(nèi)企業(yè)得益于華為所列的替代的企業(yè)。

國(guó)內(nèi)企業(yè)也在投資自己芯片設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)，本土供應(yīng)鏈在不斷的成長(zhǎng)中。例如從一些手機(jī)廠商料單中發(fā)現(xiàn)，中國(guó)本土芯片廠商的份額/數(shù)量的比例在提升。

可以從4個(gè)維度來(lái)看中美間的競(jìng)爭(zhēng)：開(kāi)放的生態(tài)、封閉的生態(tài)、全球市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。①在全球市場(chǎng)要利用既有的開(kāi)放生態(tài)，使用谷歌或其他企業(yè)的都沒(méi)有問(wèn)題，同時(shí)也要盡量打造“Made in China”品牌并提升產(chǎn)品質(zhì)量，以期占領(lǐng)更多的市場(chǎng)。②從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看：一方面，要利用開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)去梳理中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，也要進(jìn)入全球生態(tài)中。另一方面，在國(guó)內(nèi)先興建，然后向外走，通過(guò)“一帶一路”的策略往外輸出標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)。在國(guó)內(nèi)可能是考慮到自己專有的一些系統(tǒng)，去做創(chuàng)新或是其它為保證即使美國(guó)要和中國(guó)脫鉤情況下也不會(huì)受很大的影響。因此，中美貿(mào)易摩擦影響雖肯定會(huì)有，但是不會(huì)致命，這個(gè)底線是一定要準(zhǔn)備好的。