世界半導(dǎo)體市場(chǎng)展望

半導(dǎo)體市場(chǎng)

美國(guó)Microchip Technology曾于10月曾預(yù)測(cè)今年3季度公司營(yíng)收下降的消息，并指出該公司以及Intel和TI的股票都下降了，意味著今年世界半導(dǎo)體業(yè)或?qū)⑾滦校耙皇破鹎永恕保癟rue or False？”引起了debate！未幾日Intel宣布說(shuō)3季度營(yíng)收，達(dá)到147億美元，創(chuàng)歷史新高。同時(shí)，TI也發(fā)表了同期的業(yè)績(jī)超過(guò)預(yù)期，滌蕩了Microchip Technology幾天前所散布的半導(dǎo)體業(yè)容或低迷的陰霾。事實(shí)上，據(jù)10月31日有關(guān)外媒報(bào)導(dǎo)，Microchip公司3季度的營(yíng)收實(shí)際比上季度還增長(zhǎng)了2.8%，達(dá)5.46億美元，未如公司悲觀預(yù)期，市調(diào)公司IC Insights更進(jìn)一步作了針對(duì)性解釋：Microchip的說(shuō)法令人驚奇，但并沒(méi)有改變我們對(duì)2014年世界半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)7%～8%的預(yù)測(cè)。另一老資格市調(diào)公司Gartner也于10月把上季度預(yù)測(cè)世界半導(dǎo)體市場(chǎng)今年將增長(zhǎng)6.7%提高到7.2%，達(dá)到3380億美元，并指出增長(zhǎng)的原因是低端平板電腦到高端超移動(dòng)設(shè)備和智能手機(jī)的紛紛發(fā)售，特別是蘋果iPhone 6 和iPhone 6 Plus的上市和需求殷切。

美國(guó)IC Insights 于9月發(fā)表的秋季預(yù)測(cè)報(bào)告中指出，世界半導(dǎo)體市場(chǎng)2014年后不再可能繼續(xù)強(qiáng)勢(shì)成長(zhǎng)而將緩步前行，報(bào)告作者Bill McClean認(rèn)為，未來(lái)的增長(zhǎng)率約在個(gè)位數(shù)的高端。報(bào)告說(shuō)，2014年世界電子設(shè)備的銷售額將增長(zhǎng)5%，達(dá)1.49萬(wàn)億美元，半導(dǎo)體市場(chǎng)則將增長(zhǎng)7%，達(dá)3485億美元，半導(dǎo)體資本投資在上年下降3%的背景下今年將會(huì)出現(xiàn)有力反彈，增長(zhǎng)12%，達(dá)645億美元（圖1）。公司對(duì)2014年世界半導(dǎo)體市場(chǎng)的增長(zhǎng)預(yù)測(cè)，和Gartner公司的最新預(yù)測(cè)3380億美元大致相同，后者對(duì)半導(dǎo)體資本投資的預(yù)測(cè)也相仿佛，說(shuō)是繼去年微降1.5%后，今年將強(qiáng)勁回升11.4%，達(dá)644億美元。

總結(jié)2014年世界半導(dǎo)體市場(chǎng)的特點(diǎn)有三：

（1）臺(tái)積電的半導(dǎo)體產(chǎn)值超過(guò)Intel。盡管從公司的銷售值看，Intel和三星的差距在縮小，仍雄踞世界半導(dǎo)體公司之首，但從出售給電子設(shè)備業(yè)的“最終”銷售（final sales）值看，從去年2季度開(kāi)始，臺(tái)積電開(kāi)始超越Intel公司（圖2）。

（2）通信系統(tǒng)的半導(dǎo)體應(yīng)用值超過(guò)計(jì)算機(jī)。由于將移動(dòng)電話計(jì)入通信設(shè)備，增大了通信半導(dǎo)體的應(yīng)用份額，跨越了傳統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為首的格局。

（3）模擬集成電路銷售值超越數(shù)字集成電路。這是因?yàn)榘褦?shù)字集成電路統(tǒng)計(jì)加進(jìn)了系統(tǒng)芯片的緣故。

IC Insights給出了世界半導(dǎo)體市場(chǎng)的歷史數(shù)據(jù)如圖3所示，自1993～2013年的20年間，世界半導(dǎo)體市場(chǎng)從830億美元發(fā)展到3250億美元，年均增長(zhǎng)率為7.1%，表現(xiàn)不俗。依公司提供數(shù)據(jù)，1993～2003年10年間的年均增長(zhǎng)率為8%，2003～2013年10年間下降為6.2%，2008～2013年5年表現(xiàn)最差，僅為4.4%，預(yù)計(jì)2013～2018未來(lái)5年有所回升，為5.8%，可望達(dá)到4310億美元。

報(bào)告作者M(jìn)cClean說(shuō)：世界半導(dǎo)體市場(chǎng)“2015年還會(huì)有進(jìn)一步增長(zhǎng)，此后則將繼續(xù)保持6%～7%的穏定成長(zhǎng)，唯2017年因宏觀經(jīng)濟(jì)的走弱而預(yù)期半導(dǎo)體市場(chǎng)將隨之下降?！辈⒕唧w地對(duì)世界半導(dǎo)體市場(chǎng)1998～2013年15年間和2013～2023年10年的出貨量、平均銷售價(jià)、市場(chǎng)銷售值作了對(duì)比，其間銷售量的年均增長(zhǎng)率將從8.5%下降到6%，平均銷售價(jià)和銷售值則都有所上升（表1），IC單價(jià)平均銷售價(jià)上揚(yáng)的原因包括今后新廠難有增加、投資減少和走向450mm晶圓的步伐轉(zhuǎn)緩等。

同時(shí)，我們看到IHS Global公司首席分析師日本南川明在今年所寫的一篇文章中說(shuō)，世界半導(dǎo)體市場(chǎng)在2008年金融危機(jī)以前50年間曾以年率12%的速度快速成長(zhǎng)，但近幾年約在30萬(wàn)億日元左右徘徊，預(yù)計(jì)今后10年間大約只能以3%～4%的年率緩慢前進(jìn)。去年，另一日本資深記者、產(chǎn)業(yè)時(shí)代公司董事長(zhǎng)泉谷涉也作文指出，現(xiàn)今世界半導(dǎo)體市場(chǎng)約為25萬(wàn)億日元，近7～8年間上上下下，幾乎停滯不前。他預(yù)測(cè)，到2030年，世界半導(dǎo)體市場(chǎng)將從25萬(wàn)億日元躍升到40萬(wàn)億日元（估計(jì)年均增長(zhǎng)率僅為2.4%），其中IT領(lǐng)域所占比重將下降至60%～70%，其余為醫(yī)療、環(huán)保、新型綠色汽車等。日本在上世紀(jì)90年代起電子工業(yè)從輝煌一時(shí)演變至無(wú)奈失落的兩重光景下，半導(dǎo)體業(yè)也隨之失色，著名廠商出賣的出賣，合并的合并，對(duì)半導(dǎo)體業(yè)的前景也相應(yīng)作出了悲觀的預(yù)測(cè)。

中國(guó)為扭轉(zhuǎn)電子工業(yè)“無(wú)芯”之痛，今年國(guó)務(wù)院頒發(fā)了《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，綱要提出，在政策、資金的強(qiáng)力支持下，到2015年，集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入超過(guò)3500億元，2020年與國(guó)際先進(jìn)水平的差距逐步縮小，全行業(yè)銷售收入年均增速超過(guò)20%，2030年產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，一批企業(yè)進(jìn)入國(guó)際第一梯隊(duì)，實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，信心滿滿。市調(diào)公司IC Insights在同一報(bào)告中也認(rèn)為，近幾年來(lái)中國(guó)在PC、移動(dòng)電話、汽車、數(shù)字電視等產(chǎn)品市場(chǎng)均居世界第一，將拉動(dòng)本土半導(dǎo)業(yè)的快速發(fā)展。盡管集成電路與石油為中國(guó)最大宗的兩項(xiàng)產(chǎn)品，但預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)，本土生產(chǎn)集成電路的速度和所占份額都將凌厲加快和提升（圖4）。據(jù)圖所示，從2013～2018年的5年間，中國(guó)IC市場(chǎng)將以每年8.9%的速度增長(zhǎng)，而本土產(chǎn)值則將以15.8%的年率更加快速增長(zhǎng)，大大高于世界半導(dǎo)體市場(chǎng)的5.8%，無(wú)疑增強(qiáng)了我們的信心，同期本土生產(chǎn)所占市場(chǎng)的份額將從11.7%提高到16%，而中國(guó)IC市場(chǎng)所占世界IC生產(chǎn)的比重也將從27%提升到31%，中國(guó)市場(chǎng)在世界半導(dǎo)體業(yè)中的比重仍在增高，說(shuō)明了中國(guó)市場(chǎng)的地位是多么重要！

半導(dǎo)體技術(shù)

摩爾定律是由Intel公司創(chuàng)始人之一戈登？摩爾（Gordon Moore）于1965年提出，其內(nèi)容為：集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月增加一倍，性能也將提升一倍而價(jià)格不變。這一定律迄今已近50年，被以Intel為代表的世界半導(dǎo)體業(yè)界視為金科玉律，作為技術(shù)發(fā)展的前進(jìn)努力方向一直沿用至今。但在近年人們相繼提出了質(zhì)疑：摩爾定律是否已走到了盡頭？ 可意見(jiàn)并沒(méi)有統(tǒng)一，有外媒于近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)POET Technologies公司預(yù)言砷化鎵（GaAs）很快會(huì)取代硅，成為未來(lái)高性能芯片的選用材料，曾任職貝爾研究所的該公司共同創(chuàng)辦人暨首席科學(xué)家Geoff Taylor表示，上述論點(diǎn)自上世紀(jì)80年代就已經(jīng)被提出。砷化鎵能在提升晶體管性能的同時(shí)，整合光學(xué)電路的功能，這些特點(diǎn)將帶來(lái)更高的性能以及創(chuàng)新的芯片架構(gòu)，因此能使摩爾定律壽命無(wú)限延長(zhǎng)。大多數(shù)三五族元素，包括銦（In）、鎵（Ga）、砷（As）及磷（P），都比硅具有更高的電子遷移率，不過(guò)在制造上還存有特殊困難，但POET說(shuō)已經(jīng)研發(fā)出了一種解決方法。與此同時(shí)，多數(shù)有關(guān)單位/人士則持有不同的觀點(diǎn)，10月在美國(guó)硅谷舉辦的IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）研討會(huì)，探索了未來(lái)20年的技術(shù)發(fā)展，曾任Intel處理器架構(gòu)師（architect）顧問(wèn)的Robert Colwell的看法是：摩爾定律已到晚年，至于何時(shí)走向終點(diǎn)，應(yīng)該不會(huì)超過(guò)2035年，而且目前尚未找到可靠的替代方案。這波認(rèn)為是一種代表性的觀點(diǎn)。未來(lái)20年內(nèi)預(yù)期將出現(xiàn)全新的器件和非馮諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，最可期待的便是模仿人腦的神經(jīng)系統(tǒng)（neuromorphic system），該系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)換為模擬運(yùn)算技術(shù)，這種耗電量大的技術(shù)又必需尋求新材料、新器件（所謂后CMOS）的支持，在這方面，碳納米管又重新引起了研究人員的關(guān)注。

半導(dǎo)體工藝的微細(xì)化是摩爾定律發(fā)展的標(biāo)志，它從1970年的10mm（微米）邁進(jìn)到1980年的3mm，1990年的0.5mm，2000年的0.13mm，2005年開(kāi)始跨入nm（納米）時(shí)代，達(dá)到90nm，2010年躍進(jìn)到32nm～45nm。世界純代工企業(yè)走在微細(xì)化工藝的最前頭，據(jù)IC Insights公司的最新報(bào)告，世界首位代工公司臺(tái)積電2014年的銷售中，釆用了≤45nm工藝的占60%，第二大代工公司GlobalFoundries也占到了57%，比重相近，2014年，≤28nm工藝將成為主流，代工業(yè)中使用這類技術(shù)的器件銷售額比2013年可大幅上揚(yáng)72%，達(dá)到51億美元，占代工銷售總值的29%，而采用 >28nm工藝的器件所占比重雖仍占71%，但其銷售額僅略增4%（表2）。據(jù)報(bào)道，我國(guó)中芯國(guó)際公司于2012年初開(kāi)始采用45nm工藝，比臺(tái)積電晚了3年，2014年采用≤45nm工藝生產(chǎn)的器件僅占公司銷售額的15%。另?yè)?jù)中芯國(guó)際CEO邱慈云透露，目前公司正在做北京12英寸新廠的設(shè)備移入工作，預(yù)計(jì)明年第4季度將有1萬(wàn)片28nm的晶圓產(chǎn)能，上海也有部分28nm的試驗(yàn)線產(chǎn)能。同時(shí)，中芯國(guó)際還在進(jìn)行14nm工藝的研發(fā)，預(yù)計(jì)在2016年到2017年間可實(shí)現(xiàn)工藝的開(kāi)發(fā)。

《日經(jīng)電子》曾預(yù)測(cè)，半導(dǎo)體微細(xì)化在 2015～2020年間將從22nm發(fā)展到16nm。從現(xiàn)有信息看，微細(xì)化將繼續(xù)前進(jìn)，有報(bào)道說(shuō)，F(xiàn)inFET（鰭式場(chǎng)效晶體管）的生產(chǎn)工藝可以邁進(jìn)到7nm，甚至5nm，當(dāng)然要采用新的材料。再看各公司的實(shí)際情況，2013年Intel公司投入130億美元，堅(jiān)持按摩爾定律前進(jìn)，已開(kāi)發(fā)出14nm 技術(shù)，領(lǐng)先其他公司3年，還正著手轉(zhuǎn)向450 mm晶圓生產(chǎn)，2014年推出全球首款14nm處理器Core M，并宣布不采用EUV（遠(yuǎn)紫外）光刻技術(shù)走向7nm芯片之道。IBM半導(dǎo)體部門已出售給了GlobalFoundries公司，但也有報(bào)道曾說(shuō)該公司今后5年內(nèi)對(duì)半導(dǎo)體將投資30億美元，研發(fā)7nm以下的新工藝和取代硅的新材料。臺(tái)積電2015年投資將擴(kuò)大到100億美元以上，準(zhǔn)備量產(chǎn)16nm FinFET，并計(jì)劃2016年使10nm工藝實(shí)用化。聯(lián)華電子將在2014年底試產(chǎn)14nm工藝產(chǎn)品。

三星公司投資103億美元，重點(diǎn)將放在DRAM尤其是NAND閃存的開(kāi)發(fā)上，2014年已展示了14nm的FinFET處理器。一般說(shuō)，NAND閃存的微細(xì)化快于DRAM，今天前者已跨入10nm時(shí)代（10～12nm）而后者還停留在20nm工藝上，兩者今后還都將向3D發(fā)展，三星已于去年發(fā)表了3D結(jié)構(gòu)的NAND閃存――3位/單元的128G產(chǎn)品“V-NAND”。IC Insights公司給出了一個(gè)大致的發(fā)展藍(lán)圖（表3），更值的一提的是，美國(guó)斯坦福大學(xué)生物系的技術(shù)人員已試制出模擬人腦的芯片――“Neurogrid”，據(jù)介紹，其運(yùn)行速度比普通PC高出9000倍，而耗電量卻遠(yuǎn)低于PC，可用于人型機(jī)器人及假肢控制等。