芯片業(yè)的「苦日子」快到頭了

對于全球半導(dǎo)體業(yè)而言，2019 是青黃不接的一年，彼時，智能手機(jī)銷量見頂回落，受下游需求疲軟影響，云計算廠商的 Capex（資本性支出）增速顯著下滑，電動汽車等新興應(yīng)用市場體量尚小，對需求拉動有限。

進(jìn)入 2020 年，在多重因素影響下，半導(dǎo)體上行周期開啟，特別是受疫情影響，居家辦公需求迅速興起，帶動 PC、平板電腦等消費(fèi)終端需求快速上升，線上活動的增加推動著數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模擴(kuò)充。同時，以新能源車為代表的新興應(yīng)用迎來技術(shù)、成本突破，市場需求快速增長。在旺盛需求的帶動下，晶圓廠產(chǎn)能利用率上升，同時，各晶圓代工廠/IDM 都增加了資本開支預(yù)算。

進(jìn)入 2021 年，盡管大多數(shù)半導(dǎo)體產(chǎn)品價格依然維持在高位，但價格增速顯著放緩，部分產(chǎn)品價格開始出現(xiàn)松動。同時，終端客戶和分銷商手中的部分芯片庫存水位較高，隨著對未來半導(dǎo)體產(chǎn)品價格的預(yù)期逐步發(fā)生變化，部分領(lǐng)域的拉貨速度放緩，從 2021 年底開始，芯片行業(yè)進(jìn)入下行周期。

進(jìn)入 2022 年以后，產(chǎn)業(yè)鏈下游的 EMS 企業(yè)拉貨動力減弱，而上游晶圓廠的產(chǎn)能利用率在 2022 年前三個季度依然處于高位，芯片設(shè)計和分銷環(huán)節(jié)庫存壓力較大，據(jù)廣發(fā)證券統(tǒng)計，2022 年第二季度，全球主要 IDM 的庫存周轉(zhuǎn)天數(shù)（DOI）為 117.3 天，環(huán)比增加 0.1 天，芯片設(shè)計公司的 DOI 為 88.7 天，環(huán)比增加 4.6 天，合計 DOI 為 105.7 天，環(huán)比增加 1.5 天。全球主要分銷商的庫存也持續(xù)上升，同一時段 DOI 達(dá)到 59 天，環(huán)比增加 7.1 天。

進(jìn)入 2022 年第四季度，全球芯片需求持續(xù)低迷，設(shè)計廠商承受著越來越大的庫存壓力，而進(jìn)入 2023 年以來，全球半導(dǎo)體業(yè)進(jìn)入全面蕭條期，產(chǎn)能利用率在 2022 下半年依然維持高位的晶圓代工廠，在 2023 年第一季度明顯下滑，各種「打折促銷」手段頻頻見諸報端，典型代表是臺積電，這家晶圓代工領(lǐng)域的「吸金獸」在該季度的業(yè)績表現(xiàn)一般，且第二季度將出現(xiàn)大幅下滑，受到業(yè)界高度關(guān)注。

綜上，從過去 4 年的情況來看，全球半導(dǎo)體業(yè)在產(chǎn)業(yè)周期中上下波動，目前來到了非常困難的時段，而且，在未來半年內(nèi)，這種困難局面依然會延續(xù)，甚至?xí)^續(xù)「惡化」，那么，在未來一年左右的時間內(nèi)，整個半導(dǎo)體業(yè)是否會一直處于「黑暗期」呢？答案是否定的，行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了復(fù)蘇跡象，下面從芯片需求端和供給端來介紹一下。

需求端觸底

在剛剛過去的 2023 年第一季度，終端需求出現(xiàn)觸底復(fù)蘇信號，從智能手機(jī)市場來看，據(jù) CINNO Research 統(tǒng)計，2023 年 1 月，中國大陸市場智能手機(jī)銷量約 2766 萬部，同比下滑 10.4%，同比降幅收窄，環(huán)比上升 44.6%。射頻前端芯片巨頭 Qorvo 預(yù)計中國安卓手機(jī)市場在 2022 年第四季度達(dá)到谷底，向上拐點將出現(xiàn)在 2023 年第二季度，手機(jī)需求將在 2023 下半年明顯改善。高通預(yù)計 2023 上半年客戶將繼續(xù)減少庫存，市場需求將在 2023 下半年明顯改善。

PC 方面，行業(yè)大廠預(yù)計 2023 年呈現(xiàn)弱復(fù)蘇態(tài)勢。AMD 表示，2022 年第四季度持續(xù)去庫存，渠道庫存已縮減，2023 年第一季度繼續(xù)去庫存，AMD 的 PC 業(yè)務(wù)營收在 2023 年第一季度觸底，預(yù)計 2023 下半年 PC 行業(yè)將復(fù)蘇。

在顯示面板市場，Omdia 預(yù)計 2023 年第二季度液晶電視面板訂單有望實現(xiàn)同比增長 19% 的反彈，50 英寸及更大尺寸的面板訂單將達(dá)到 1614 億個，同比增長 8%，整體市場有望恢復(fù)到 2020 年的峰值水平。今年 3 月初以來，主流市場的 HD 畫質(zhì) TDDI 芯片報價已上漲一成，該類芯片供不應(yīng)求的局面將延續(xù)至 4 月，到了 5 月，產(chǎn)能恢復(fù)正常后價格會下落，這反映出部分細(xì)分市場的芯片供需關(guān)系開始從供過于求向供需平衡轉(zhuǎn)變，這是個積極信號。

供給端：晶圓廠產(chǎn)能利用率有望恢復(fù)

如前文所述，進(jìn)入 2023 年以來，全球晶圓廠，特別是晶圓代工廠的產(chǎn)能利用率持續(xù)下滑，收入減弱，以聯(lián)電為例，該公司預(yù)計 2023 年第一季度產(chǎn)能利用率進(jìn)一步降至 70% 左右。

晶圓廠產(chǎn)能利用率下降，迫使部分晶圓產(chǎn)線采取以價換量的策略，從而減小了芯片設(shè)計企業(yè)的成本壓力，以改善盈利能力。Sigmaintell 預(yù)計，2023 年，8 英寸晶圓和 12 英寸 55nm 以上制程晶圓代工價格有望同比下降 15%-17%，12 英寸 40nm 及以下制程晶圓代工價格同比有望下降約 5%-12%，晶圓代工行業(yè)整體價格同比下降約 10%-15%。

總體來看，在晶圓產(chǎn)線降價和未來需求復(fù)蘇的驅(qū)動下，從 2023 年第二季度開始，晶圓廠的產(chǎn)能利用率有望逐步修復(fù)，據(jù) Sigmaintell 預(yù)測，全球主要晶圓產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率在 2023 下半年有望溫和恢復(fù)。不過，考慮到 2023 年晶圓制造整體供需關(guān)系，即使 2023 年第二季度客戶下單量有所恢復(fù)，使得晶圓廠產(chǎn)能利用率上升，制造芯片的價格在 2023 年依然處于下行周期，因此，芯片設(shè)計公司的成本壓力雖然有所改善，在 2023 全年依然要過苦日子。

可見，相對于前文介紹的芯片需求端，供給端在 2023 年的日子更難，這主要是因為產(chǎn)業(yè)鏈供需關(guān)系傳導(dǎo)需要時間（3-6 個月），只要市場需求持續(xù)改善，晶圓廠和芯片設(shè)計公司的苦日子將在 2023 年底或 2024 年初結(jié)束，到那時，整個產(chǎn)業(yè)將重新進(jìn)入上行周期。

增長動力

以上，主要是從產(chǎn)業(yè)宏觀層面講。芯片業(yè)要恢復(fù)增長，必須有實實在在的動力源，從目前及可預(yù)見未來的情況來看，芯片業(yè)增長引擎主要靠以下幾類芯片帶動。

高性能計算芯片

AIGC 的發(fā)展正在帶動相關(guān)芯片需求實現(xiàn)指數(shù)級增長，AIGC 大模型的訓(xùn)練和推理需要大量高性能計算（HPC）算力支持，除了算力芯片（GPU、CPU 等），AI 服務(wù)器內(nèi)部的存儲芯片（DRAM、NAND、HBM 等）、NVLink + NVSwitch、光芯片、高速接口芯片、多相電源供電方案等配套產(chǎn)業(yè)鏈都將充分受益于 AI 服務(wù)器的需求擴(kuò)容。

考慮到各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭正在訓(xùn)練的 AI 模型參數(shù)量仍在持續(xù)增加，未來模型訓(xùn)練參數(shù)量可能達(dá)到萬億級別。Trendforce 預(yù)估，2022 年搭載 GPGPU 的 AI 服務(wù)器出貨量占整體服務(wù)器比重近 1%，即約 14 萬臺，預(yù)計 2023 年出貨量同比增長可達(dá) 8%，2022~2026 年 CAGR 達(dá) 10.8%。

AI 服務(wù)器的核心是 GPGPU/ASIC，單價較普通服務(wù)器大幅提升。AI 服務(wù)器與通用服務(wù)器不同，除了兩個 CPU，一般還要配備 4-8 個 GPGPU，以及一系列配套芯片。以英偉達(dá) DGX A100 為例，包含 8 個 A100 GPU，2 個 64 核 AMD Rome CPU，2TB RAM，30 TB Gen4 NVME SSD，6 個 NVSwitch，以及 10 個 Connext-7 200Gb/s 網(wǎng)卡。一臺通用服務(wù)器的價格一般為幾千美金，而一臺主流 AI 服務(wù)器的價格達(dá)到 10-15 萬美金。在 AI 行業(yè)快速發(fā)展的背景下，這樣的需求量以及單價，在帶動整個芯片產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇和發(fā)展方面，將起到關(guān)鍵作用。

存儲芯片

目前，DRAM 和 NAND 現(xiàn)貨及合約價格已接近周期底部位置，存儲芯片庫存情況已達(dá)歷史新高，而美光等廠商預(yù)期公司 DOI 已觸頂，且下游客戶庫存水位預(yù)計在 2023 下半年逐漸恢復(fù)正常。

除了傳統(tǒng) DRAM 和 NAND，新興的存儲芯片正在進(jìn)入主流市場，是未來行業(yè)發(fā)展的新動力，典型代表是 DDR5 DRAM 和 HBM。

來自 AMD 的信息顯示，采用 DDR5 的 CPU Genoa 導(dǎo)入了 140 多個平臺，同比增長超過 40%，該公司計劃在 2023 上半年推出采用 DDR5 的第二代 CPU Bergamo。英特爾于 2023 年 1 月發(fā)布的新一代服務(wù)器 CPU Sapphire Rapids 支持 DDR5，該公司表示，客戶對 Sapphire Rapids 需求強(qiáng)勁，并預(yù)計年中前出貨 100 萬個，此外，英特爾預(yù)計在 2023 下半年發(fā)布支持 DDR5 的第二子代 CPU，即 DDR5-5600 CPU Emerald Rapids。

美光預(yù)計，PC 和服務(wù)器端 DDR5 的滲透率在 2024 年中將達(dá)到 50% 的水平，該公司正在向數(shù)據(jù)中心客戶大量交付 DDR5。隨著英特爾和 AMD 最新一代服務(wù)器處理器 Sapphire Rapids 和 Genoa 對 DDR5 需求的提升，2023 下半年，DDR5 有望正式放量。

目前，HBM 是高端 GPU 實現(xiàn)高帶寬的主流方案，AIGC 熱潮拉動 HBM 需求增加。GPU 主流存儲方案是 GDDR 和 HBM，與 GDDR 相比，HBM 由多個 Die 垂直堆疊而成，每個 Die 上都有多個內(nèi)存通道，可以在很小的物理空間內(nèi)實現(xiàn)高容量和高帶寬，有更多的帶寬和更少的物理接口，而物理接口越少，功耗越低。同時還具有低延遲的特點。HBM 在 2023 年需求明顯增加，價格也隨之上漲。Omdia 預(yù)測，2025 年 HBM 市場規(guī)?？蛇_(dá) 25 億美元。

模擬芯片

相對于數(shù)字芯片，模擬芯片市場發(fā)展較為穩(wěn)定，受市場波動影響相對較小，而且，受益于新能源汽車、工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域的旺盛需求，2022 年全球模擬芯片銷售同比增長 20.8%，明顯高于其它芯片品類。另外，在下行周期，相較于其它類型芯片，模擬芯片會有一定的滯后性，預(yù)計 2023 年模擬芯片市場的供需關(guān)系拐點會滯后整個芯片業(yè)一個季度出現(xiàn)。

作為模擬芯片的重要分支，射頻芯片也將在 2023 下半年恢復(fù)增長態(tài)勢。從庫存水平來看，Skyworks 和 Qorvo 的庫存水位和 DOI 在 2022 年逐季創(chuàng)新高，但庫存增速逐漸放緩，2022 年第四季度，安卓手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈渠道和終端總庫存減少了 20% 以上，行業(yè)去庫存力度較大，傳導(dǎo)到產(chǎn)業(yè)鏈上游，PA 晶圓代工廠大幅降低產(chǎn)能利用率。2023 第一季度，射頻芯片業(yè)繼續(xù)去庫存，但庫存水位增速已連續(xù)兩個季度放緩。據(jù) Skyworks 預(yù)測，2023 下半年，該公司 DOI 將回落至正常水平，Qorvo 也預(yù)計渠道庫存在今年下半年恢復(fù)正常。

結(jié)語

在經(jīng)歷過 2020、2021 年的產(chǎn)業(yè)「高熱期」后，在慣性引導(dǎo)下，全球半導(dǎo)體業(yè)走過 2022 上半年的「虛幻繁榮」后，下半年行情急轉(zhuǎn)直下，全球芯片業(yè)大面積供過于求。

進(jìn)入 2023 年以來，情況越來越糟，終端需求不振，原本是賣方市場的晶圓代工廠也不得不低下原本高昂的頭，為了提升產(chǎn)能利用率，推出各種促銷手段。尷尬的是，眾多芯片設(shè)計公司在 2022 年積壓了大量存貨，即使晶圓代工廠降價或變相降價，也難以提升產(chǎn)能利用率，這下，代工廠要看客戶的「臉色」了。

不過，隨著芯片設(shè)計公司庫存減少，以及全球各種終端對芯片需求量的提升，芯片供需和買賣雙方關(guān)系走向「融洽」，整個半導(dǎo)體業(yè)有望恢復(fù)正增長，不過，在那一天到來之前的 6-12 個月內(nèi)，芯片設(shè)計、制造等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)還是要過一段時間的苦日子。