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半导体行业2022年十大看点:除了芯片荒我们还要关心什么?

  • 来源:互联网
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  • 2022-08-20
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  在过去一年,芯片荒是一个令人闻风丧胆的名词。不管是苹果、特斯拉这样的国际巨头,还是国内的一众智能手机、新能源车厂商,都深受其害。而在芯片荒的背后,则是全球半导体企业不断堆积的订单、快速增长的营收以及持续膨胀的市场规模。

  SEMI的最新报告预计,2021半导体制造设备总销售额为1030亿美元,在2020年创纪录的710亿美元基础上增长44.7%,再创新高。此外,SEMI还预计,到今年年底全球半导体设备市场规模将扩大至1140亿美元。

  报告显示,在过去一年,半导体产业晶圆代工和组装/封装/测试都取得获得了飞速增长,前者产值规模增长43.8%达到880亿美元的新纪录,预计今年年底将增长至990亿美元。

  新的一年,半导体行业肯定还会是外界关注的焦点。延续许久的芯片荒有没有希望缓解?一直被卡脖子的本土企业,会不会给我们带来惊喜?今天,价值研究所将从行业大环境、技术端变革和市场竞争格局这三个方向着手,和大家一起展望2022年半导体行业的十大看点:

  首先当然要谈谈行业大环境的变化。在价值研究所看来,承接过去一年的发展趋势,增长仍会是整个芯片半导体行业的主旋律——无论是市场规模还是相关企业的市值、股票,都有望继续给我们带来惊喜。

  根据目前查阅到的信息,价值研究所认为,这个已经困扰大家很久的问题,在2022年恐怕难以彻底解决。

  根据Omdia去年下半年出炉的研报,2021年半导体行业需求增长高于预期,包括MCU、车规级芯片、功率元器件、显示驱动芯片、模拟芯片、CIS和蓝牙芯片等元器件的缺货比想象中更严重,芯片荒可能在2022年年中达到。

  价值研究所梳理的数据显示,芯片产能不足已经先后导致消费电子、新能源车等多个行业的头部企业被动减产:苹果在去年10月份宣布因芯片短缺减产1000万部iPhone 13,任天堂几乎同一时间对外表示将财年总销售量目标下调6%,通用、福特美国工厂一度因为芯片短缺而停产。

  以重要的半导体封测基地——东南亚为例。中银证券统计的数据显示,自2020年初疫情蔓延以来已有超过50家全球半导体巨头的东南亚工厂停工,导致产能急剧下降。

  当地媒体的报道则指出,受疫情之下的封锁政策影响,2021年上半年马来西亚半导体工厂生产线%的低产能运转。要知道,马来西亚可是占据着全球近13%的半导体封测市场份额,地位非同一般。

  不过也有部分企业对芯片荒保持乐观态度。小米总裁王翔就在去年一季度的财报电话会上表示,芯片短缺其实是一个周期性问题,只不过由于疫情的关系,本轮芯片荒显得比以往更严重一些:

  “总的来说,我认为这(芯片短缺)不是一个主要问题。说实话,芯片短缺的问题很难说在2021年得到解决,但可能在2022年下半年有所好转。供应环境会有所改变,因为整个行业都在尝试改进产能。”

  2022年下半年的事情没人说得准,但在种种因素共同作用下,价值研究所认为,半导体产业链下游的一众客户,短时间内难免要承受相应的涨价压力。

  媒体统计数据显示,2022年一季度已有台积电、联华电子、三星等晶圆代工厂,高通、东芝半导体、联发科、瑞萨和西门子等原厂发布涨价通知。其中,涨价较高的三星将代工价格提高15%-20%,自有品牌SSD产品售价也有上涨。甚至过去几年一直没有被涨价潮波及的台积电头号大客户苹果,也不得不接受后者的提价要求。

  正如前文所言,多个行业都受到芯片荒的影响。在价值研究所看来,如果要从中挑一个最受伤的行业,汽车业恐怕当仁不让。

  事实上,早在2020年下半年,汽车行业就出现缺芯迹象,只不过尚未全面爆发。但来到2021年下半年,情况急转直下:2021年11月,全球汽车芯片供应平均交付周期延长至22.3周,2020年同期仅为13周。AFS统计的数据显示,受芯片供应短缺影响,2021年全球共减产1023万辆汽车,中国减产198.2万辆,整个行业损失超2100亿美元。

  我们可以对比一组数据:生产一辆传统燃油车,一般需要使用500-600颗芯片,而一辆新能源车往往需要1000颗以上的芯片,部分智能化程度较高的车型则需要搭载近2000块芯片。极高的技术要求和不断增长的寻求,让新能源车过去一年的芯片紧缺现象变得愈发严重。

  一方面,新能源车市场发展太快,“蔚小理”过去一年纷纷迈过月产过万的门槛,但供应链没有跟上这个发展节奏,仍显得相当脆弱。

  以芯片荒最严重的蔚来为例,在去年8月份其交付量断崖式下降至5880辆,不仅远逊理想、小鹏,甚至被哪吒超越掉到第四。除了蔚来 ES6柱内饰板单一供应商南条全兴因南京疫情停工造成的影响之外,马来西亚疫情导致的意法半导体芯片减产,也给蔚来带来了严重冲击。

  归根结底,蔚来只能怪自己芯片供应链不够稳固——对博世的芯片供应依赖性太大,所以作为博世芯片生产链一员的意法半导体遇到麻烦之后,蔚来马上也遭到牵连。

  另一方面,正如前文所言,由于大多数半导体厂商产能都已经利用到了极限,扩产尚需时日,所以新能源车难免要跟消费电子市场的客户“抢芯”。

  外媒统计的数据显示,最近几年由于台积电、三星不断内卷、往更高精度芯片方向发展,不少6英寸晶圆生产线英寸晶圆生产线的负担。这种现象,对新能源车分立器件、功率器件和模拟芯片的生产供应造成了很大影响。

  如今,不可一世的特斯拉都要以“提前付款”的方式从台积电那里“抢货”,缺乏话语权的国内造车新势力恐怕更加举步维艰。

  不过好在,“蔚小理”都有积极寻找解决办法。蔚来创始人李斌就在近期表示,蔚来会拿出相应的解决方案:

  “和供应链合作伙伴建立长期规划非常重要,蔚来会和它们讨论3年、5年的长期规划,让供应商匹配产能,提高效率。”

  在价值研究所看来,2022年新能源车缺芯困境当然还会延续,但有了去年的教训,相信“蔚小理”们会处理得更加从容。

  以美股为例,根据外媒统计,投资市值超过百亿美元的半导体企业年内回报率大多超过50%,博通、迈威尔科技等处于领跑位置。在彭博社统计的数据中,未来10年全球预计将有7000亿美元资金流向半导体板块。其中,根据美银近期的一项调查,美光科技、英伟达和迈威尔科技是最受投资者和分析师喜爱的三家半导体上市企业。

  即使不说长期目标,单单放眼2022年,股价最值得期待的无疑也是英伟达、AMD和美光科技等巨头。

  以英伟达为例。最近一段时间,英伟达的股价表现没有巅峰时期那么抢眼,去年12月月底更是一度较历史高位回撤20%。但在价值研究所看来,由于云计算、人工智能、高级辅助驾驶等多个领域芯片需求旺盛去,且这些行业都仍有较大的增长潜力,英伟达的长期价值绝对值得期待。

  华尔街也有很多大鳄将英伟达的股价回撤视为入场机会。美银分析师Vivek Arya就在近期的一份研报中将半导体股形容为“全球经济数字化大潮下的‘新石油股’”,且对英伟达给出了375美元的目标价。截止上周五收盘,英伟达股价为269.42美元,和这个目标价相比还有很大的增长空间。

  当然,除英伟达之外,诸如美光科技、安森美、格芯等半导体龙头,也不乏追捧者。价值研究所就认为,随着半导体产业链的不断延伸、完善,上下游相关行业会涌现出更多优质投资标的。投资者在盯紧这些头部企业动态的同时,不妨将目光放得更宽一些,发掘更多潜在机会。

  说完了市场角度,我们也有必要把目光放回技术领域——归根结底,芯片半导体还是技术为导向的行业。除了市场规模增长和需求端的新变化之外,新的一年半导体行业在技术上也有很多值得关注的看点。

  众所周知,芯片有四大主流架构:X86、ARM、RISC-V和MIPS,每个领域都有代表性的厂商。而在未来的发展潮流中,本来不显山不漏水的RISC-V架构可能会变得越来越重要。中国工程院院士倪光南就曾在由上海科技大学举办的RISC-V中国峰会上直言:

  RISC-V架构的特点确实很鲜明:极简、模块化、可扩展性强,基于该架构的设计服务器CPU、家用电器CPU、工控CPU和传感器CPU有很大发展空间,可应用在云端、移动端和高性能计算机等多个领域。

  在价值研究所看来,RISC-V的前景之所以值得期待,归根结底还是因为其更符合万物互联的科技发展潮流,更有机会在下一次芯片中拔得头筹。正如前文所说,RISC架构具有精简指令集的优势,如高性能、低功耗,相比Arm架构处理器,功耗低 5-6倍、面积效率提升5倍。

  更重要的是,RISC-V更加开放、灵活和普惠,开源意味着任何企业和学术团队都可基于RISC-V构建自己的处理器设计架构,开发者具有很高自由度,针对碎片化的IoT场景优化,没有专利授权费用,对创业公司、中小企业非常友好。

  根据调查机构Semico Research的报告,到2025年底全球RISC-V核产量累计将超600亿颗,工业应用领域将超167亿颗,未来几年的年复合增长率预计为146%。

  有庞大的市场作为支撑,进入RISC-V领域的半导体厂商也是越来越多。数据显示,截止2021年12月,RISC-V international 基金会集团成员达到24278名,较年初激增130%。该集团的企业成员数量则增加至超2000家,比2015年组织创立时暴涨50倍。

  对于国内半导体企业来说,RISC-V带来的技术,是它们不能错过的突围机会。阿里巴巴旗下的平头哥半导体公司早在2019年7月份就推出了RISC-V处理器玄铁910,这款产品号称是当时业界性能最强的RISC-V处理器。此时,距离平头哥宣告成立过去仅仅一年的时间。

  当然,阿里们还要面对很对国际巨头的竞争:三星、英伟达、西部数据都在RISC-V的研发上处于领先地位,拥有深厚的技术积累。谁能在这场技术中获胜还不好说,唯一可以肯定的是,在这些巨头的共同发力下,RISC-V架构的发展速度会继续加快。

  在物联网不断发展,云端和移动端的接连不断加强的大背景下,市场对AI芯片的需求越来越大,要求也是越来越高。但和巨头扎堆的架构竞争赛道不一样,AI芯片领域涌现了很多极具创造力和创新性的初创企业,它们共同发力掀起了一股AI芯片技术升级潮。

  日前,AI芯片研发公司墨芯人工智能就宣布将在今年推出首颗云端AI芯片英腾处理器ANTOUM,将帮助企业大幅降低向AI转型是的成本,并提高效率。在去年,和阿里平头哥有合作关系的千芯半导体也推出了可重构存算处理器RMPU的架构技术,有望通过针对通用AI计算和业务算法的优化,打破GPU在AI芯片领域的垄断。

  价值研究所就认为,从近期最令人瞩目的AI芯片技术突破来看,存算一体、算力提升/加速都是AI芯片未来主要的发展趋势。

  谷歌在2021年AI技术趋势总结中就提到,国内(指美国)国外都有芯片巨头加速布局存算一体AI芯片研发,三星就在2月份推出了业内首个HBM集成AI处理器芯片。至于在AI算力技术上仍占主导地位的英伟达和英特尔,也不断在研发上加码。

  在国内一众AI芯片企业中,寒武纪、无疑处于领先梯队。但这位头号玩家的经营状况,也给火爆的AI芯片行业提了个醒——控制亏损,是一个重要命题。

  财报显示,寒武纪去年前三季度总营收2.22亿,亏损额达到6.29亿。或许正如谷歌报告中所说,AI芯片将来必然会在自动化设计、医疗健康等领域得到应用、推广,但当前尚处于商业化探索阶段,初创企业的资金压力不容忽视。

  未来一年,在技术升级之余,价值研究所认为AI芯片企业也应该想办法解决亏损过高的难题,才能保证日后的良性发展。

  正如前文所言,国内企业在技术、产能上一直有被外国巨头卡脖子的困境,尤其是在市场产值最高的晶圆代工领域,中国半导体厂商和国际领先的台积电、三星等巨头相比,差距过于明显。

  在未来一年的技术变革大潮中,很多人希望市场竞争格局能被改写:即便无法取代国际巨头的统治地位,本土半导体企业也至少应该取得一些突破。

  据相关机构预测,2021-2026年全球晶圆代工市场会保持5.24%的复合增长率,到2026年底市场规模将达到887亿美元。IC Insights统计的数据则显示,台积电和三星目前垄断了晶圆代工市场超70%的份额,位列第三的格罗方德占比不足10%,差距巨大。

  翻看台积电和三星的业务版图,价值研究所认为在晶圆代工这场战役中,前者无论市场份额、技术上都尚处于领先,但后者也在某些关键领域取得了突破,后劲不容忽视。

  一方面,台积电业务布局更为完善,且关键技术较三星更为精进。最直接的体现是台积电比三星更早布局EUV光刻系统,且目前在3-5nm芯片生产上也比三星更成熟。

  比如启用三星代工的高通骁龙8Gen1芯片,和由台积电代工的联发科天玑9000芯片在性能上就有明显差别。Semi Analysis测试结果就显示,高通骁龙芯片平台功耗高于联发科的天玑9000,且能耗比也不及后者。

  当然,这两款芯片的性能差异不全是三星和台积电的责任,高通和联发科在设计上也存在优劣之分。但业内公认的是,台积电已经完成了N7、N5和N3工艺迭代,三星则不尽然。

  三星晶圆代工技术还比不上台积电,可是三星半导体在规模、体量上还是有优势。2020财年,三星半导体整体收入是台积电的四倍有余,去年第三季度三星半导体总营收也达到225亿美元,营业利润超85亿美元。相比之下,台积电四季度营收为157.4亿美元,创下历史新高却依然和三星有一定差距。

  要知道,三星集团的消费电子业务就要消耗大量半导体产能,所以不用太担心晶圆代工产能扩张过快的问题。反观台积电,巨额前期投资可能会拉长回报周期,对其抗风险能力来说是一大考验——毕竟半导体一直有周期性特点,就算有疫情这个不确定因素存在,也没人说得准芯片荒什么时候会结束,需求什么时候会回落。

  去年上半年,三星宣布对半导体业务的投资增加至1510亿美元,较此前的计划增长29%,也直接赶超台积电三年投资1000亿美元的计划。在投资额不断加大,且市场规模也持续扩张的背景下,我们可以期待台积电和三星两大巨头在未来一年为大家奉献更精彩的大战。

  说完晶圆代工,把眼光放回上游芯片设计领域。自从华为遭遇制裁、意识到被美国卡脖子的严重后果之后,国内一众科技巨头纷纷下场造芯,进行一场技术攻坚战。

  比如前面提到的阿里巴巴,就在RISC-V架构上取得突破,玄铁系列芯片出货量已超20亿,为超过200家5G硬件、AI行业的客户供货。入局较晚的腾讯也在去年11月介绍了其AI推理芯片紫霄、视频转码芯片沧海和智能网卡芯片玄灵的最新进展。腾讯云与智慧产业群COO邱跃鹏表示,紫霄芯片性能比业界当前水平提升100%,且目前已经流片成功并顺利点亮。

  过去四年,华为营收一路下滑,从2020年巅峰的8913.68亿跌至去年的不足6500亿,但研发投入并没有降低。数据显示,2018-2021年华为研发投入分别为1014.75亿、1314.66亿、1419.51亿和1259.1亿,2021年虽然投入金额有所下滑,但研发费用率达到近四年最高的19.85%。

  目前,华为正不断扩大自己在芯片研发、设计领域的布局,提升自研实力,业务版图从原本的手机芯片、通讯芯片延伸至屏幕驱动芯片、汽车芯片、PC芯片和射频芯片。已经推出市面的麒麟990A汽车芯片,还有预计在今年年中上市的PC芯片盘古M900就让业界人士拉满期待值。

  前段时间,有媒体爆料称华为Mate 50 5G版已经在进行工程机测试,引来不少“花粉”的欢呼,似乎还为在5G射频芯片的研发上终于取得突破。

  要知道,高通、Skyworks和Qorvo几大美国巨头现在垄断了全球77%的5G射频芯片市场,这也是华为5G手机举步维艰的重要原因。

  目前,富满微已经宣布自己具备了量产5G射频芯片的能力,填补了代工环节的缺口。要是华为的设计、研发环节真能摆脱美国封锁,启用国产14nm射频芯片,对于中国半导体行业来说将是一大突破。

  前文提及的墨芯人工智能就刚完成亿元A轮融资,此外还有思必驰旗下的AI芯片设计公司深聪智能、专注研发AI视觉处理器芯片的爱芯原智也都在近期获得了大额融资,地平线更是去年上半年完成了惊人的6轮融资。根据北京商报统计的数据,2021年12月完成融资的4家AI芯片初创企业,融资额全部在亿元以上,资本们显得十分慷慨。

  光是去年下半年,就有旗芯微半导体、云途半导体等多家独角兽斩获大额融资,前者引得上汽、小米共同入局,后者也接到了联新资本、小米长江基金抛来的橄榄枝。

  要知道,车规级MCU控制芯片是国内厂商最薄弱的环节之一,全球前七大供应商瑞萨、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器、Microchip和意法半导体合计占据了98%的市场份额,垄断优势十分明显。也正因如此,本土芯片企业的崛起会让巨头们额外欣喜。

  作为国内最早实现车规级人工智能芯片量产前装的芯片企业,地平线占据了一定的先发优势,且已经积累了不少客户资源。比如理想汽车的2021新款理想ONE就搭载了两颗地平线日,地平线还和上汽通用五菱达成全面战略合作,将为后者提供以全系列征程芯片为核心的智能驾驶解决方案。

  虽有消息称地平线的赴美上市计划因政策环境、国际形势趋紧等因素放缓,但前段时间也有媒体爆料,其今年有可能改变计划赴港IPO。在去年6月份完成大C轮融资之后,地平线亿,IPO前景绝对值得期待。

  根据东兴证券研究所整理的资料,截止2021年一季度,国内半导体行业在刻蚀设备、热处理、清洗设备这几个环节的国产率为20%,PVD、CMP的国产率仅为15%,硅材料、光刻胶和抛光材料的国产供应率均不足10%,光刻机和ALD设备国产化更是几乎为零。

  但正如前文所说,华为、阿里、腾讯为代表的科技巨头,和数不清的初创企业都在共同发力。在他们的努力下,未来一年我国半导体行业能否告别被国际巨头卡脖子的困境、提高自给率,是一个值得关注的看点。

  在这诸多技术环节中,硬件一定是最基础、最重要的:比如制程和光刻机,光刻机国产化实现也是国内半导体厂商需求重点攻克的难关。

  目前,ASML为代表的国际巨头,垄断着全球光刻机市场的绝大部分份额,台积电、三星、中芯国际都被前者吃得死死的。去年年底供应趋紧时,外媒还爆出过三星高层亲赴欧洲和ASML方面进行会谈,希望抢夺光刻机资源的新闻。尤其是ASML最顶尖的EUV光刻机,长期以来都是供不应求,中芯国际就迟迟没法获得供应。

  之所以出现这样的局面,归根结底还是因为ASML先发优势过于明显,且光刻机的生产研发技术壁垒实在太高:ASML的官方数据显示,生产一台EUV光刻机需要用到超过10万个零部件,其背后则是有超过5000家供应商组成的庞大产业链。面对这巨大的差距,起步较慢且上下游产业链尚有许多不完善之处的国内厂商想,难度可见一斑。

  不过,在ASML的统治铁幕下,我们还是看到了一个小小的缺口:前道光刻机暂时是没法突破垄断,但先进封装光刻机已经看到国产化的曙光。

  去年年底,富士康在青岛新落成的工厂就购入了多台上海微电子先进封装光刻机。此外,台积电也在部分生产线引入本地厂商的先进封装光刻机,促进了相关上下游产业的发展。

  事实上,作为一直被忽视的生产环节,先进封装在半导体产业链中的重要性一点都不低。根据Yole统计的数据,2018-2024年先进封装市场将保持8%的年均复合增长率,到2024年底市场规模预计达到440亿美元,相关的先进封装设备销售额也会保持4.65%的年复合增长率。

  VLSI统计的数据则显示,当前国内先进封装产线%左右,高于传统封装产线,也是光刻机设备这个领域最有机会实现自给自足的细分门类。除了前面提到的上海微电子之外,国内目前还有芯源微、盛美半导体、北方华创等一批高质量半导体企业。当统治的缺口被撕开,我们当然有理由期待更大的突破。

  市场规模扩张、企业发展加速,人才自然成为一笔最宝贵的财富。人社部在去年秋招期间发布的招聘大数据显示,国内人才短缺最严重的100个职业中,集成电路/半导体相关岗位赫然在列。

  数据显示,2020年上述三个半导体行业岗位从业人员数分别为19.96万、18.12万和16.02万。但根据中国电子信息产业发展研究院和半导体行业协会共同发布的调查报告,预计到2022年底国内半导体行业人才需求将达到74.45万,高端技术人才的需求增速最快。按照现在的从业、需求人数计算,国内半导体行业合计人才缺口高达近20万。

  国外的情况也不容乐观——根据《华尔街日报》的报道,美国半导体行业存在约30万人才缺口。在外媒的爆料中,英特尔、英伟达和光刻机巨头ASML都已经明显感受到人才供应紧缺带来的压力。

  一方面,过去两年国内半导体行业平均薪资水平和增速,都在各个行业的横向对比中处于领先,半导体企业都希望借助优厚的薪酬回报留住人才。前程无忧发布的就业大数据显示,2020年集成电路半导体行业毕业生平均薪酬增幅为20%-25%,在55个主要行业中处于第一梯队,硕士毕业生起薪增幅最高。

  2020年10月落户南京的中国首家芯片大学就成为华为海思、中芯国际的重点合作对象,华中科技大学在去年7月份宣布筹办的未来技术学院、集成电路学院背后也有华为的支持。除此之外,清华、北大、中山大学和安徽大学等顶尖学府,也都在过去一年纷纷设立集成电路学院,扩大人才培养规模。

  都说人才是技术进步的基础,那么这一场旷日持久的人才争夺战,或许就是我国加强半导体人才培养、提高整体从业人员素质的好机会。

  去年12月底,有媒体爆料称,台积电全年下来给部分绩效优秀的工程师发放了5次季度奖金,有内部人士表示其收到的季度奖金就超过250万新台币。要是再加上台积电标配的14薪,那么一个工程师一年的收益基本相当于行业平均水平的三倍。

  社交媒体上一年一度的“年终奖攀比大赛”主角,或许要从互联网大厂转到半导体巨头身上。按照半导体行业当前的发展势头,相信未来几年这股趋势还将延续下去。

  多年前,商场上流行着一句话:这年头继续搞电子,不如转行搞互联网。如今,一度被视作“夕阳行业”候选的芯片半导体产业,迎来史无前例的爆发,反倒是早些年风光无限的互联网巨头已集体失速。

  在价值研究所看来,代表着更高技术含量和行业壁垒的半导体产业,无疑更符合科技发展的潮流,未来很长一段时间都将继续引领时代的发展。

  但我们最希望看到的,可能还是重现过去十多年的移动互联大潮里那一幕:厚积薄发的中国企业,能借助行业崛起的东风,完成对国际巨头的追赶,甚至超越。

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