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      半導體產業鏈的“蝴蝶效應”

      時間:2022-4-15 10:20:00
      摘要: 近兩年,從晶圓廠到封測廠,從零部件到終端,半導體產業鏈在各種因素的綜合影響下極不穩定。上游半導體原材料漲價,沿著產業鏈傳導至芯片制造行業,最終又影響終端用戶。半導體產業鏈的“蝴蝶效應”初現。而如今,隨著終端需求的不斷變化,其上游的半導體產業鏈又將何去何從呢

      近兩年,從晶圓廠到封測廠,從零部件到終端,半導體產業鏈在各種因素的綜合影響下極不穩定。上游半導體原材料漲價,沿著產業鏈傳導至芯片制造行業,最終又影響終端用戶。半導體產業鏈的“蝴蝶效應”初現。而如今,隨著終端需求的不斷變化,其上游的半導體產業鏈又將何去何從呢?

      不再“高端”的手機市場

      整體銷售走勢并不樂觀,芯片需求可能下降

      今年,全球面臨烏克蘭問題、疫情加重的難題,并迎來兩年半導體缺貨漲價的浪潮,種種宏觀因素下,全球終端銷售市場充滿不確定性,2021年二季度,中國市場智能手機銷量環比下降13%至7500萬部,同比下降了6%。此前,還有消息指出,國內各大安卓手機品牌今年以來已削減約1.7億部訂單,占2022年原出貨計劃的20%左右。由于消費者信心不足,未來幾個月內訂單有可能繼續減少。2022年整體銷售能否保持增長,還是個未知的難題。

      智能手機OEM需求疲軟,聯發科已將全年智能手機芯片出貨量預期小幅下修到5.7~6億組,其中天璣9000芯片出貨量可能從原估計的1000萬套,大幅縮減到僅500-600萬套。除了手機SoC芯片受到手機出貨量減少影響,觸控與顯示驅動器集成(TDDI)需求消退,庫存上升,TDDI價格尚未看到止跌跡象。

      中低端機型或將減配,手機CIS前景成謎

      Counterpoint數據顯示,2021年,全球單價超400美元的高端機市場中,蘋果市占率60%,同比提升5個百分點,小米、OPPO、vivo市占率僅5%、4%和3%。600美元以上價位的中國智能手機市場,安卓機型份額同比下降8個百分點,僅36.5%。伴隨一批中端機型即將上市,中低端機型成為市場的主要增長力量。此外,華為作為安卓系品牌硬件創新升級的領軍者,高端機型換新速度降低,影響了整個市場的走向。盡管憑借“堆料”的硬件加持以及性價比優勢,國內安卓廠商或能一定程度上填補華為留下的市場,并從蘋果手中奪回部分份額,但出貨訂單的減少卻仍是不爭的事實。

      中低端機型即將成為各手機廠商的發展重點,手機多鏡頭的趨勢即將告一段落。Android陣營傳出了可能要減少鏡頭的說法。主流產品停留在了三攝、四攝,一些特殊產品也僅僅停留在了五攝。攝像頭數量停滯,甚至有著數量下降的趨勢。而且蘋果的強項也并不在于追求極高CIS像素,從iPhone13Pro系列維持采用1200萬像素的Sony CIS元件,對比Android陣營大膽提升到破億畫素,蘋果用的零部件可能不是最先進的,但通過強大的軟硬件整合,iPhone的相機表現向來不遜于任何競爭對手。這兩年手機CIS市場版圖不會明顯擴大,銷量即將走低。

      成熟制程價格停止上漲

      晶圓代工成熟制程此前受惠于面板驅動IC、電源管理芯片、微控制器(MCU)、車用芯片等需求大增,聯電、世界先進、力積電等從業者價格不停上漲,甚至傳出IC設計廠不惜以競標方式向晶圓廠加價要產能,拉出一波報價連續6個季度的上漲走勢。

      晶圓代工成熟制程報價停止上漲,應與大尺寸面板驅動IC(DDI)、觸控與顯示驅動器集成(TDDI)、非蘋果手機用電源管理IC市場需求轉弱、庫存增多,需要去庫存有關。

      車用半導體的“芯”動力

      Omdia表示,到2025年,汽車半導體行業將以12.3%的年復合增長率(CAGR)飆升。中國汽車工業協會預計汽車單車所需芯片數量將由傳統燃油車的600-700顆/輛增長至最高3000顆/輛。

      汽車算力逐步提升,SoC芯片市場將穩步攀升

      根據IHS數據,預計2025年全球汽車SoC市場規模將達到82億美元,2025年之后,L3級別以上自動駕駛汽車將大規模進入市場,配套高算力、高性能SoC芯片更有利于提高汽車的附加值,在此背景下,SoC芯片未來發展明朗。

      當下“CPU+GPU+XPU”的多核SoC芯片是目前智能座艙芯片廠商的主流技術路線。預計多核SoC芯片在座艙內的滲透率將從2020年的20%(全球)和24%(中國)提升至2025年的55%(全球)和59%(中國),預計至2030年多核SoC智能座艙方案在全球和國內新車中的滲透率將分別達到87%和90%。

      此外,隨著半導體技術的飛速發展,智能座艙芯片的迭代周期由之前的3-5年,縮短至1-2年。更快的迭代速度意味著更大的市場規模。

      汽車電動化助力功率半導體市場欣欣向榮

      據Strategy Analytics的統計數據,2019年傳統內燃汽車中的半導體成本合計金額為338美元,其中功率半導體價值量為71美元,占比約21%;而純電動汽車中的半導體成本合計金額為704美元,其中功率半導體價值量高達387美元,占比顯著提升至55%,相比傳統內燃汽車,其單車價值量提升了近5.5倍。未來,汽車電動化將會給車用功率半導體的發展注入源源不斷的動力。

      在傳統的車規級功率半導體中,以硅基IGBT占據主導,但由于硅材料物理性能的限制,在高開關頻率及高壓下損耗會大幅提升,無法很好地支撐高壓平臺演進。SiC功率器件耐高壓、耐高溫、高頻,可以提升整個系統的效率。比如在主逆變器上,據悉采用SiC模塊替代IGBT模塊,其系統效率可以提高5%左右。除此之外,SiC還具有體積小、功率密度大等優勢,可以助力電動汽車減小模塊體積重量、提升續航能力。

      但是,SiC產品成本較高,未來SiC產品在高端汽車市場更具優勢,中端與低端車型繼續采用IGBT或MOSFET,預計未來長期將形成Si與SiC方案共存的格局。

      隨著更多綠色能源發電、綠色汽車、充電樁、儲能等需求,功率半導體器件市場將從2020年175億美元增長至2026年的260億美元,年均復合增長率達6.9%。其中汽車將會是功率半導體下游應用中占比最大的領域。

      汽車智能化、電動化趨勢強化,MCU有巨大增量

      新能源汽車以電機替代了傳統燃油車的汽油發動機并增加了動力電池。動力電池作為整車的核心部件之一,其充放電情況、溫度狀態、單體電池間的均衡均需要進行控制,因此電動車需額外配備一個電池管理系統BMS,而每個BMS的主控制器中需要增加一顆MCU芯片,起到處理模擬前端芯片采集的信息并計算荷電狀態的作用。未來隨著新能源汽車滲透率持續提升,電池管理系統和整車控制器應用的增加將驅動MCU市場需求的增長。

      未來隨著汽車電動化、智能化程度的不斷提高,MCU在汽車電子中的應用場景也不斷豐富,車規級MCU市場需求快速增長。

      IC Insights預計2021年汽車MCU銷售額將激增23%達到76億美元,隨后2022年汽車MCU銷售額將增長14%,2023年將增長16%。

      車載CIS發展空間廣闊

      雖然手機用CIS芯片市場低迷,但是車用CIS芯片市場逐漸走高。手機CIS市場版圖不會明顯擴大,車用CIS成為大家看好的藍海市場。雖然整體CIS市場中,車用比重約不到10%,但是汽車所搭載的CIS顆數,從2~3顆將一路暴增到10顆以上,CIS芯片廠商認為,繼手機之后,車用電子絕對是第二大應用市場,成長幅度也最為驚人,預期車用CIS至2025年的復合成長率(CAGR)可望突破20%。

      預計2025年全球車載CIS市場規模將達到480億元,2020-2025年CAGR達21%,2030年有望達到856億元,車載CIS市場空間廣闊。

      IDM產能有限,汽車芯片外包給晶圓代工廠

      IDM加大將汽車MCU等其他芯片外包給晶圓代工廠的力度。消息人士稱,臺積電已經獲得了 IDM 下達的汽車芯片總訂單的約 70%。包括英飛凌、恩智浦、意法半導體、德州儀器(TI) 和瑞薩在內的IDM已將15%的汽車芯片生產(主要用于汽車MCU的生產)外包給臺積電和其他純代工廠。在這些IDM產能增長空間有限的情況下,這一比例有望增長。

      臺積電此前也披露了擴大晶圓廠產能以滿足汽車IC 不斷增長的需求的計劃。

      封測廠持續擴充車用半導體封測產能

      汽車電子化和電動汽車應用帶動半導體芯片需求,處于供應鏈后段的中國臺灣封測廠商也積極擴展車用半導體封測產能,包括日月光投控、同欣電子、矽格、南電、界霖等,也將繼續擴充電動汽車半導體封測產能。車用芯片缺貨狀況將持續到明年,部分車廠甚至認為延續到2024年。

      AIoT時代開啟,行業步入高景氣周期

      AIoT融合AI和IoT技術,通過物聯網產生、收集來自不同維度海量數據,存儲于云端、邊緣端,再通過大數據分析及人工智能,實現萬物數據化、萬物智聯化。整體看,一個方向是傳統產業智能化升級,如家電等行業,另一個方向是新品出現和滲透,如各式可穿戴、AR/VR等。

      智能家居市場發展駛入快車道

      預計2022年中國智能家居設備市場出貨量將突破2.6億臺,同比增長17.1%。在互聯網、物聯網、AI、云計算、大數據等技術的快速發展驅動下,智能家居市場近幾年也迎來了一股新興的浪潮。在智能家居設備中,SoC是數據運算處理中心,是實現智能化的關鍵。MCU是數據收集與控制執行的中心,輔助SoC實現智能化。WiFi/藍牙芯片是數據傳輸的中心,也是遠程交互的關鍵。傳感器是數據獲取的中心,也感知外界信號的關鍵。AIoT發展的讓SoC、MCU、通信芯片、傳感器四大核心芯片受益。

      VR/AR行業迅速發展

      2020年虛擬增強現實(VR/AR)終端出貨量約為630萬臺,預計到2024年將達到7500萬臺,年復合增長率達到86%。5G、AI、云計算、邊緣計算等技術助力攻克 VR/AR 行業痛點,助推處理器走向云端,增強算力水平,簡化設備,降低成本。受益于5G在全球開展部署及 2020年新冠疫情帶來的室內娛樂需求機遇,VR/AR 作為 5G 核心的商業場景重新被認識和重視。

      VR頭顯的核心零部件包括處理器、存儲、屏幕、光學器件、通信模塊等。顯示方面,VR設備采用的屏幕主要包括Fast LCD、OLED最為常用,但Micro OLED/Micro LED 將成為未來 VR 頭顯的主要發展趨勢。

      結語

      終端需求的變化,傳導至半導體供應鏈引起各類需求上下波動。當手機需求疲軟,相關部分半導體需求變少。但是隨著智能汽車、AIoT的需求逐漸增長,部分下游應用也百花齊放,半導體持續創新,新應用、新技術也驅動著半導體產業快速成長。

      任何行業及事物的發展過程都是波浪式前進或螺旋式上升的,供應鏈各個位置上的企業,順風就要抓住風口快速發展,逆風也要洞察形勢及時止損,對市場進行迅速的判斷與反應,才是明智的生存之道。
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