半導體穿越市場新周期：半導體用來干什么的？

2022年，對于很多半導體廠商來說，隨著新年的鐘聲，就是去庫存的一步。據業內人士分析，2023年，半導體行業將結束長達兩年的歷史高點，回歸理性市場。這次理財小編給大家整理了半導體穿越市場新周期，供大家閱讀參考。

芯片制造：庫存修正周期或將持續

過去兩年，在半導體市場需求高景氣度的帶動下，半導體制造廠商的建廠投資額屢創新高。近期，受到消費市場需求量縮減的影響，相關芯片產品需求也大打折扣。聯發科、高通分別下調了5G SoC芯片訂單，出貨預期縮減10%~50%不等;顯示驅動芯片需求量亦大幅下滑，據預測，2022年需求將比2021年同比下降12%，價格也持續走低;CMOS圖像傳感器2022年第三季度全球出貨量同比下滑約10.9%，預計2022年全球出貨量或將下降11%，出現13年來首次下滑;存儲芯片降幅最大，三大DRAM廠商第三季度營收環比分別下滑34%、25.2%、23%，存儲芯片價格跌幅甚至超過50%。WSTS指出，2023年全球半導體市場將縮減4.1%，包括美洲、歐洲、日本、環太平洋地區在內的全球半導體重點地區的市場增速均將放緩。

對于2023年全球半導體市場的預估，全球行業咨詢機構Gartner的預測同樣不樂觀。Gartner研究業務副總裁Richard Gordon表示：“半導體行業的短期收入前景不容樂觀。全球經濟的迅速惡化和消費者需求的減弱將在2023年對半導體市場產生負面影響。”

需求低迷，使得芯片制造企業產能利用率走低。基于對2023年市場需求量的判斷，芯片制造企業紛紛縮減了其投資規模。美光宣布將在2023年裁員10%以減少成本支出，并下調投資計劃;臺積電也縮減了10%的年度投資預算。美國半導體行業協會發布預測報告稱，晶圓廠產能利用率正在下滑，第四季度的產能利用率恐怕將降至85%以下。根據SEMI發布的《世界晶圓廠預測報告》(World Fab Forecast)，預計全球半導體行業將在2023年建設28座晶圓廠，較2022年有小幅回落。

基于此，北京半導體行業協會副秘書長朱晶認為，未來一年，全球集成電路制造企業的戰略重點將從“擴產投資”轉變為“降本增效”。作為芯片需求占市場總量70%左右的產品類型，消費電子的需求量是影響全球半導體產品水位的關鍵。至此，消費電子需求下滑已持續一年有余。近期，蘋果、三星等全球智能手機頭部企業啟動減產，加速去庫存以降低市場風險。創道投資咨詢總經理步日欣在接受《中國電子報》記者采訪時表示，在沒有新需求推動的情況下，手機等消費電子產品的需求短期內難以恢復。集邦咨詢分析師鐘映廷同樣認為，消費市場冷淡、去庫存化速度緩慢，庫存修正周期將至少持續至2023年第一季度。

至于全球半導體市場去庫存周期何時結束、晶圓制造何時能夠走出庫存修正期，產業界有著不同的聲音。從較為樂觀的態度來看，鐘映廷認為，2023年第二季度，預計芯片行業會有旺季來臨。而從悲觀的角度來看，朱晶認為，2023年第三季度之前，芯片市場會長期處于低景氣周期。

汽車芯片：逆勢增長的一股“清流”

系統性的去庫存周期阻擋不了個別領域的需求熱情。汽車半導體成為備受關注的業務板塊。在半導體全行業熱潮退去的情況下，汽車半導體公司像是逆勢增長的一股“清流”。截至2022年11月全球頭部汽車半導體公司發布的財報數據顯示，其營收均取得顯著增長。其中，恩智浦的汽車業務收入增長迅猛，第三季度猛增24%，占總收入的比重超過五成。

上述企業保持較高的增長勢頭，與汽車電動化的趨勢息息相關。與燃油車相比，每輛新能源汽車對汽車電子產品的需求量更大，而國內外新能源汽車需求量的持續增加，一方面帶動了市場對汽車電子需求數量的增長，另一方面也提高了汽車動力系統能耗控制的要求。而這些需求也將持續推動汽車電子，尤其是功率半導體供應商進行技術改進。

士蘭微電子股份有限公司器件成品市場部市場總監伏友文在接受《中國電子報》記者采訪時表示：“消費者對新能源汽車的續航焦慮，以及汽車系統對耐高頻、高溫、小型化的需求，將促使車規級碳化硅產品持續上量。”2022年，英飛凌、意法半導體、羅姆等公司，做出了投資建廠、與上游供應商簽署碳化硅晶圓供應協議以保證碳化硅材料供應等舉措。9月，安森美在捷克投資4.5億擴建碳化硅工廠。碳化硅產能搶奪的勢頭似乎已經出現。芯謀研究企業服務部總監王笑龍在接受《中國電子報》記者采訪時表示，只要產能跟得上，車規級碳化硅將帶來無比火爆的市場。

電氣化與智能化是汽車市場發展的兩駕馬車，也是汽車半導體行業兩個重要的發展方向。英特爾、英偉達、高通等芯片設計頭部企業在傳統優勢業務增長乏力的情況下，不約而同地將視線關注到自動駕駛領域。從2022年第三季度財報來看，英特爾營收下降20%，利潤下跌85%，而旗下自動駕駛部門Mobileye則實現同比38%的增長;英偉達游戲業務、專業視覺業務較2021年均有下滑，其中專業視覺業務營收同比下降高達65%，而汽車業務則實現了同比86%的正向增長;得益于驍龍座艙平臺，高通汽車業務實現了同比增長38%。

相比于服務于汽車低碳化的功率半導體，自動駕駛芯片的市場需求總量將不會太大，而產品性能與性價比將成為芯片供應商搶奪市場的關鍵。對于2023年汽車半導體市場的行業趨勢，英偉達中國區汽車事業部總經理劉通表示：“自動駕駛芯片市場將加快優勝劣汰，主車場會更加注重考慮綜合因素來選擇芯片方案。方案落地能力、生態完善程度、產品成熟度、供貨穩定性、性價比、未來發展路線的清晰程度等將成為客戶對自動駕駛芯片企業的評判標準。”

集邦咨詢分析師曾冠瑋認為，當前頭部半導體設計企業集體入局自動駕駛汽車領域，與數據中心等領域產品競爭力愈加激烈相關。他認為，對廠商而言，自動駕駛芯片是有利可圖的領域，在燃油車向電動車轉型的進程下，集成電路設計企業的發展將長期可期。

寬禁帶：面向低碳將大量釋放產能

當前，“碳達峰”“碳中和”和“東數西算”戰略對半導體的帶動作用正愈加明顯。減碳降耗，不僅成為我國半導體企業競逐的產品目標，也逐漸成為諸多國際大廠的產品努力方向。在王笑龍看來，“雙碳”政策會帶來新能源汽車充電站、換電站等基礎設施的加快布局，從而持續帶動功率半導體產品在半導體全行業的比重提升。與此同時，由于我國的低碳化進程走在全球前列，我國的功率半導體廠商也將隨之受益，在全球市場中的市占率有望提升。

而為了實現更高的能源利用率，相關芯片和器件廠商將紛紛將碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體納入其產品范疇。TrendForce集邦咨詢分析師龔瑞驕在接受《中國電子報》記者采訪時表示，預計2023年將有更多車企將碳化硅技術引入主逆變器，其中高可靠性、高性能、低成本碳化硅MOSFET將成為競逐關鍵點。在消費電子領域，氮化鎵是降低功耗的明星產品。

據龔瑞驕介紹，當前使用氮化鎵的低功率消費電子產品已經進入紅海市場，隨著技術、供應鏈不斷成熟，氮化鎵功率元件正朝著中大功率儲能、數據中心、戶用微型逆變器以及汽車等場景拓展。在歐盟鈦金級能效要求等政策的推動下，數據中心電源和服務器制造商已深切意識到氮化鎵技術重要性，預計2023年氮化鎵功率元件面向該領域釋放大量產能。

中國電子科技集團公司第四十三研究所副所長胡朝春稱，東數西算戰略的實施，將給氮化鎵器件帶來巨量需求。為降低東數西算大數據中心的碳排放，數據中心正在將硅基器件換為氮化鎵器件，這樣一來，預計將降低碳排放1.25億噸。

作為寬禁帶半導體另一大代表材料的碳化硅也是各大芯片廠商的“心頭好”。近年來，大廠擴產碳化硅、著力提升碳化硅生產能力的消息頻頻傳出，碳化硅產品成為國內外廠商爭奪的熱門賽道。2022年12月14日，意法半導體發布了新的碳化硅功率模塊，可提高電動汽車性能和續航里程。安森美亦將碳化硅業務作為企業發展的重點。安森美總裁Hassane EI-Khoury表示，安森美碳化硅業務的增長速度快于企業其他部門。他表示：“2023年安森美最大的增長將來自于碳化硅在電動車市場的增長，在未來3年預計可以實現40億美元的碳化硅收入。”英飛凌科技全球高級副總裁、大中華區總裁、英飛凌科技大中華區電源與傳感系統事業部負責人潘大偉表示，自2018年收購擁有碳化硅冷切割技術的初創公司SILTECTRA以來，通過技術的應用和優化，已經實現材料損耗降低和成本降低。未來，同一碳化硅晶錠產出的晶圓數量將是現在的四倍。

當談及寬禁帶半導體未來的發展情況，第三代半導體技術創新聯盟副理事長兼秘書長楊富華表示：“2050年國家電網能源清潔化率要達到50%，終端電氣化率要求達到50%，都要求碳化硅更好地發展，來支撐這樣一個目標的實現。”楊富華舉例稱，支撐傳統鋼鐵剛性交流電轉向半導體柔性智能電網，采用寬禁帶半導體器件后節點效果非常明顯，可以實現萬億度的電量降低。

異構計算：會有更多廠商設計研發新產品

“我認為，周期性在半導體行業一直存在，關鍵是看行業參與者如何破局。”博通公司亞太區副總裁張衛在接受《中國電子報》記者采訪時這樣表示。在他看來，小到藍牙穿戴設備、手機的觸屏、感應充電，大到運營商的無線基站、核心網、數據中心，無處不在的半導體產品的每一個細分領域都蘊含提升性能、降低能耗等方面的技術潛力和商業機遇。由此，張衛認為，創新仍是2023年半導體行業的主導趨勢。

數字化浪潮推動下，人工智能、元宇宙、數字孿生等新興市場的帶動，將給云端、邊緣端、終端的硬件算力帶來更高的要求。面對這樣的市場趨勢，英特爾研究院副總裁、英特爾中國研究院院長宋繼強在接受《中國電子報》記者采訪時提出了幾大技術創新方向：其一，將系統和工藝聯合起來做優化，在做芯片設計時不僅僅考慮芯片制程、如何與其他芯片互聯等硬件互聯問題，還要從系統如何使用、軟件如何調動功能模塊、不同功能模塊下一步會分成哪些合適的計算單元等角度進行考量。其二，借助先進技術進一步減少晶體管尺寸。宋繼強表示，英特爾正在采用環繞柵極半導體(GAA)和2D結構的半導體薄膜技術，進一步推動半導體晶體管微縮。

“未來并不是單一產品的市場，肯定是多種制程多種節點的架構，這樣才能滿足多種多樣的需求。”宋繼強認為，“未來肯定是XPU的時代，同時也需要可以把多種技術組合起來的異構封裝技術，達到很高的能效比，這樣才能保證未來可持續發展。”基于此，宋繼強認為，2023年將會有很多廠商基于異構計算的設計思路研發新產品。

對于異構集成產品而言，當前最大的難點，是如何實現集成芯片之間的互聯互通，而互聯互通測試，不僅需要硬件IP廠商、各單片芯片廠商之間的合作，還需要封測廠商的加入，所有廠商之間的互聯互通測試將是一個龐大的系統工程。基于此，軟件的力量將更加凸顯。

中國工程院院士鄔江興提出了軟件定義晶上系統這樣的概念：“CPU的互聯結構是固定的，就像雜技演員一樣，他們的骨頭一點也不軟，他們只是韌帶軟，所以如果我們的柔性系統沒有高度靈活可塑的韌帶的話是玩不了雜技的。”鄔江興院士所說的“骨頭”就像芯片硬件，“韌帶”就是以此為基礎的軟件系統。利用晶上互聯網絡，能夠提高人類到目前為止能夠實現的最高互聯密度的閾值，將比現在的閾值提升2500度，實現網絡極大化、節點極小化的結構智能屬性。借助軟件定義超異構超密度算力支撐機器學習的應用，將大幅提升互聯密度，如果能利用好軟硬件協同計算架構硬件性能將能提升30%左右。

回顧2022年，全球半導體行業遭受了俄烏沖突、原材料價格波動、匯率波動、疫情反復等帶來的影響。在此基礎上，我國半導體行業多次受到因地緣政治帶來的業務緊縮或壓制。在采訪中，記者感受到，我國半導體市場參與者存在一種復雜情緒：一方面對新冠感染防控政策調整后的市場回溫具有信心，另一方面也對來自國際市場的“黑天鵝”“灰犀牛”事件存在隱憂。業界分析師與企業參與者均表示，對于我國半導體行業而言，人才是最為稀缺的資源，希望能夠加大人才引進和培養力度，一方面積極吸收海外優秀人才，另一方面自主培養集成電路相關人才，為我國半導體行業發展儲備關鍵力量。

“行業不是那么景氣的時候，國內芯片制造廠商的產能利用率較低，國內產業鏈反而獲得了密切合作的機會，可以做國產設備材料的驗證工作。”王笑龍表示，“半導體公司要堅定信心、目光長遠、修煉內功，保持研發強度，對未來的中國半導體保持信心。

半導體用來干什么的

1、主要是用來做半導體器件。種類非常多。 應用也極其廣泛。現在的電子電路里面基本上離不開半導體器件， 咱們用的電腦手機，里面的集成電路就是用半導體做的，主要是用 硅做材料。各種電器里面的電路也都要用到半導體器件。在電力系統 (如晶閘管)、光電領域(激光、LED、CCD、照相機的鏡頭)都有廣泛應用。

2、目前廣泛應用的半導體材料有鍺、硅、硒、砷化鎵、磷化鎵、銻化銦等.其中以鍺、硅材料的生產技術較成熟，用的也較多。用半導體材料制成的部件、集成電路等是電子工業的重要基礎產品，在電子技術的各個方面已大量使用。半導體材料、器件、集成電路的生產和科研已成為電子工業的重要組成部分。在新產品研制及新技術發展方面，比較重要的領域有：

3、集成電路 它是半導體技術發展中最活躍的一個領域，已發展到大規模集成的階段。在幾平方毫米的硅片上能制作幾萬只晶體管，可在一片硅片上制成一臺微信息處理器，或完成其它較復雜的電路功能。集成電路的發展方向是實現更高的集成度和微功耗，并使信息處理速度達到微微秒級。

4、微波器件 半導體微波器件包括接收、控制和發射器件等。毫米波段以下的接收器件已廣泛使用。在厘米波段，發射器件的功率已達到數瓦，人們正在通過研制新器件、發展新技術來獲得更大的輸出功率。

5、光電子器件 半導體發光、攝象器件和激光器件的發展使光電子器件成為一個重要的領域。它們的應用范圍主要是：光通信、數碼顯示、圖象接收、光集成等。