半导体业难现高增长 价格将成竞争利器

　　增长动能尚在积累

　　2013年半导体业向上增长的动能尚在积累之中，估计2014年才会有较为明显的增长。然而在未跨入EUV与450mm硅片时代之前，半导体产业可能很难再有近10%的增长。

　　观察半导体业周期，自2010年市场大涨之后，2011年与2012年有所回落理在其中。因此世界半导体市场统计组织(WSTS)在2012年底曾预测2013年增长4.5%及IHS iSuppli曾预测增长8.2%。但是仅过半年时间，在新形势下各家分析机构都下调了今年的增长预测，如WSTS于2013年6月4日发布了它的春季市场预测，预计2013年全球半导体市场的规模将比上年增长2.1%，达到2978亿美元。WSTS此次下调原因究竟何在?

　　众所周知，推动半导体业增长的驱动力已由传统的PC及相关联产业转向移动产品市场，包括智能手机及平板电脑等。两者之间的差异在于PC业的主要用户是企业，而移动产品市场的主要用户是个人。相对而言，要让个人购买电子产品需要有钱，所以与全球的经济大环境更紧密相连。今年以来受欧债危机等因素的影响，包括中国经济也有减缓迹象等，对于个人消费能力会产生很大的影响。

　　WSTS解释的理由是美国和日本半导体市场今年虽将分别略增3.2%和1.7%，但是欧洲在欧债危机的阴影下表现极差，继去年下降1.7%之后，今年更将滑落3.5%。另外，一贯市场、增速的亚太地区市场在2013年也仅微增0.1%，这起到了决定性作用。WSTS预期明年亚太区才能超过其他各大地区以快的速度增长，这一预测得到了SIA(美国半导体工业协会)的支持。

　　此外，推动市场增长根本的是需求。据市场研究机构Gartner于2013年6月的数据显示，2013年PC出货量预计将达3亿台，平板电脑将达两亿台，智能手机和功能手机出货量达18.2亿台，此类终端电子产品总出货量达23.48亿台，相比2012年的22.17亿台增长5.9%，充分反映市场需求面尚是稳定增长。

　　在代工市场方面，据SEMI全球晶圆厂报告指出，2013年晶圆厂设备支出将达325亿美元，较去年成长2%，优于原预估将微幅衰退0.6%，同时预估2014年将有23%至27%的惊人增长率，可达410亿美元，也将创下空前高点。

　　比较近年晶圆厂设备支出金额：2010年为335亿美元，2011年为397亿美元，2012年为318亿美元，2013年为325亿美元，并预估2014年为419亿美元。综合以上信息表明，2013年半导体业向上增长的动能尚在积累之中，估计2014年才会有较为明显的增长。然而在未跨入EUV与450mm硅片时代之前，半导体产业可能很难再有近10%的增长。

　　代工业增长优于半导体业

　　未来全球代工市场的竞争可能主要体现在两个方面：一是中低端智能手机处理器市场的争夺，二是苹果的应用处理器订单花落谁家。

　　毋容置疑，全球代工业在移动终端产品市场推动下，与fabless一起成为半导体业中的一对明星。

　　据Gartner的数据显示，在全球半导体公司2012年营收排名中，英特尔及三星电子继续蝉联前两名，以供应手机芯片为主要业务的fabless厂商高通，由2011年的第六名跃升到第三名。

　　第二名三星电子年增长率表现较英特尔佳，它的半导体营业额为286.22亿美元，年增9.5%。不过三星电子的高成长原因可能是把发光二极管部门营收并入所致。

　　高通2012年营业额为131.8亿美元，年增31.8%，年增长率傲视群雄。高通的成长主要受惠于智能手机市场的蓬勃发展，它的芯片是许多手机的主要部件,被包括苹果等在内的诸多手机厂商采用。

　　统计英特尔、三星及高通这三家全球半导体公司，2012年营业额合计908.88亿美元，占全球半导体产业营业额的30.2%。三家公司囊括近1/3的市场，可见它们的影响力巨大。

　　同样根据IC Insight于2013年发布的终统计结果显示，2012年全球半导体纯代工市场销售额达393.1亿美元，较2011年增长20.0%。

　　台积电因先进制程技术的成功而稳居晶圆代工龙头地位，市场占有率达43.67%。格罗方德(Global foundries)则因德国Dresden晶圆厂32nm晶圆高成品率以及45nm晶圆高产能供应而跻身第二。联电的市场占有率则因晶圆出货量减少而下滑。三星的晶圆代工营收依靠苹果的A6与A6X芯片的晶圆需求上升一位，位列第三，其2012年的增长率达到98%。

　　未来全球代工市场的增长率会明显优于半导体业，CAGR在10%左右，原因是移动市场继续推动智能手机与平板电脑等集成更多的功能，向更小、更薄、更省电方向迈进，促进fabless业的增长，而目前代工市场的主要来源是fabless，相对来自IDM的代工较为平稳。

　　其中高端智能手机处理器市场已被高通垄断。根据Strategy Analytics的报告显示，高通、苹果、三星、联发科和博通占2013年季度智能手机应用处理器市场收入份额的前五名。高通以占49%的市场份额遥遥，苹果和三星分别以占13%和12%的市场份额紧随其后。全球智能手机应用处理器市场同比增长50%，在季度达到36亿美元。

　　而平板电脑处理器市场已被苹果垄断。据Strategy Analytics称，苹果、德州仪器、三星、英伟达和英特尔在平板电脑应用处理器市场分别占2013年季度前五名。苹果以其40%的份额位列，其次是德州仪器占有13%的市场份额，三星以10%的市场份额位列第三。据称，平板电脑应用处理器市场收入同比增长52%，达到7.4亿美元。

　　所以未来全球代工市场的竞争可能主要体现在两个方面：一是中低端智能手机处理器市场的争夺，其中以联发科、展讯为主，近期高通、三星也欲加入。二是苹果的应用处理器订单花落谁家。因为据测算，其订单约1.5亿片，依平均每个芯片25美元计，销售额高达37.5亿美元。

　　工艺向20nm过渡

　　在高端代工市场，三星、格罗方德甚至英特尔的竞争会更加激烈，一定会蚕食台积电的市场占有率，并迫使高端代工硅片的价格下降，这对于市场的影响是十分正面的。

　　近期各种传言迭起，有传言说苹果欲购买芯片制造厂，花70亿美元自行建厂;也有说已与台积电签3年合约，从2014年起台积电为其供货20nm、16nm及10nm芯片;也有传苹果正与英特尔、格罗方德商谈代工事宜等。为惊人的是，据2013年7月15日韩国经济日报报道，苹果和三星正式签署了一份关于未来iOS设备A系列芯片的合作协议，协议中特别指出A9芯片将采用14nm工艺，并于2015年开始生产。可见苹果的大订单牵动各家代工厂的心。

　　苹果去三星化是长远的既定方针，但并非那么简单，因为当初苹果起家时选择三星作为代工，已经考虑到今天的后果。应该看到三星在承诺代工苹果芯片时，视为其逻辑芯片崛起的重要一步，为此三星作了周密的部署，包括开发与建立相应的许多IP产业链。加上三星的优势是全方位的，包括显示器、NAND闪存、电池等，所以苹果也不敢贸然决断。因此分析终的可能结果有三点：一是去三星化方针确立;二是自己建厂的可能性小，但要保证产能供应;三是多渠道供货，避免将鸡蛋放在一个篮子中。

　　目前全球代工的主流技术已达28nm，台积电声言至2012年年底时它的28nm产能将翻三倍，达6.8万片。据设备商透露，台积电将以20nm制程及16nm FinFET为苹果生产A7、A8及A9三代处理器，其中20nm和16nm制程均比预定时间提前一个季度。在南科14厂的20nm已经试产，单月投片量已达6500片;另外竹科12厂的16nm FinFET也准备提前试产，初期投片量为1200片。

　　台积电预估，到今年的第四季度，南科厂20nm单月出货量将跃升逾1万片，明年季度扩增至3万至4万片。同时原打算采用CoWoS封测技术的，也应苹果要求，全部改为堆叠式封装(PoP)，所以从前段芯片设计、制造到后段封测提供“一条龙”服务，证明台积电已具备如同三星一样为苹果代工的所有技术能力。

　　另外2013年7月FPGA大厂Xilinx(赛灵思)已开始在台积电流片业界首款20nm的可编程逻辑元件(PLD)，以及业界首款20nm全编程(All Programmable)器件。业界指出，赛灵思宣布进入20nm世代，代表台积电20nm已提前一季进入投片阶段。

　　台积电董事长张忠谋在此前表示，预计2013年整体半导体产业成长率约3%，而台积电营收成长率可优于整体大环境达15%~20%，2013年营收将超过200亿美元。

　　综上所述，全球代工市场还将在移动市场的推动下继续增大，维持2~3年。而工艺技术已经向20nm过渡，但至少要到2013年年底才能产生销售额。其中台积电一家独大的局面近期无法改变，它的市场占有率达50%左右。但是在未来的代工市场尤其是高端代工市场，包括三星、格罗方德甚至英特尔的竞争会更加激烈，一定会蚕食台积电的市场占有率，并迫使高端代工硅片的价格下降，这对于市场的影响是十分正面的。

　　成本是关键

　　未来芯片的价格将成为杀手，即便在技术可行的情况下，由于成本或者经济的不可行性也会影响到技术的适用性，因此在应用市场主导下半导体产业面临模式的调整。

　　在半导体业中摩尔定律是“圣典”，它总是激励产业义无反顾地不断进步。谷歌CEO埃里克·施密特曾指出，如果反过来看摩尔定律，一个半导体公司如果在今天和18个月前卖掉同样多的、同样的产品，其营业额就要降低一半，因此摩尔定律实际上对于所有的半导体公司来讲都是一种鞭策与激励，必须不断进步，否则花了同样的劳动，却只得到以前一半的收入。因此尽管摩尔定律本身仅是一种猜想，每过18个月的时间工艺尺寸依70%的比例缩小，至此定律的步伐从未失灵，在2013年时应该进入14nm时代。但是业界相信14nm可能是个坎，之后的10nm、7nm或者5nm会越来越艰难，摩尔定律离开寿终正寝的日子已不会太久。而决定定律的命运是芯片的成本。

　　Mentor的CEO黄仁勋已提出在22nm/20nm时芯片的成本不可能比28nm低，反而会上升。所以产业界将面临成本可能上升的压力。

　　由IBS提供的数据显示，比较32nm/28nm与22nm/20nm时各项费用，包括建厂费用、工艺研发费用、产品设计费用及掩模费用以及要达到财务平衡所需的出货量：在32nm/28nm时，建厂费用为30亿美元，工艺研发费用为12亿美元，设计一个产品要5000万-9000万美元，相应的一组掩模费用为200万-300万美元。为实现财务平衡需要出货量达到3000万~4000万片。而在22nm/20nm时各项费用对应分别为40亿~70亿美元、21亿-30亿美元、1.2亿~1.5亿美元及500万-800万美元，同样为了实现财务平衡需要出货量达6000万-10000万片，所以未来市场能接受的产品已不可能太多。

　　由于从22nm/20nm开始光刻技术大多要采用两次图形曝光技术，导致光刻的成本大幅上升及工艺循环周期延长。光刻设备在前道工艺设备中的投资比重由不到10%增加到25%，甚至有可能高达硅片成本的50%。

　　所以未来芯片的价格将成为杀手，即便在技术可行的情况下，由于成本或者经济的不可行性也会影响到技术的适用性，因此在应用市场主导下半导体产业面临模式的调整。

　　硅片成本永远是个祕密，以下是美国IBS公司于2012年6月提供的例子供业界参考：半导体业在成本下降推动下进步，但是工艺制程到达28nm后发现很多公司的步伐开始减缓，因为每个管芯的成本相比上一个节点40nm时会高出许多。28nm时成品率下降的主要原因是漏电流大幅增加，导致器件参数失效。28nm工艺的成品率提升至少要12个月以上，因而对于平面型28nm的工艺未来的DFM(设计的可制造性)是场挑战。每次工艺技术前进一个台阶，该项技术在量产之后的管芯成本必须相比上一代要低，否则会失去产业进步的动力。

　　总体上半导体业仍是围绕着成本、器件架构、光刻、3D封装及450mm五大方向进步。由于产业的推动力已由传统的PC转向移动产品市场，智能手机与平板电脑等产业必然发生重新洗牌。在代工业与fabless业继续占先的情形下，需要寻找新的产业运营模式。