一、發(fā)展之路愈發(fā)艱難,通信、芯片接連遇挫 去年斷供的系統(tǒng)以及通信技術,華為都有著比較強悍的技術積累,一一打破了阻礙,成功實現(xiàn)了自給自足,從而實現(xiàn)了發(fā)展。今年一開始,華為的5G合作就遭遇了挫折。而到了中旬之后,華為的“臨時許可”也沒有再次延期,同時芯片代工制造方面也被阻斷,臺積電被迫斷供。 隨后聯(lián)發(fā)科、高通等企業(yè)的供貨之路也被限制。要知道在芯片技術方面,美國還是世界上比較強悍的國家,所以一旦美國不提供技術,那么華為的芯片之路就很難發(fā)展。 其實不僅僅是處理器芯片方面遭遇阻礙,連閃存、屏幕方面也存在著極大的隱患。之前美光、海力士等企業(yè)就表示在規(guī)定期限之后停止供貨華為,三星也表示將會斷供屏幕產品。由此可以看出,華為想要繼續(xù)在手機行業(yè)發(fā)展可以說是尤為困難。 二、斷供華為沒有好處,企業(yè)陸續(xù)申請合作 在這種情況之下,這些后續(xù)斷供的企業(yè)也并沒有讓華為失望,都和臺積電當初一樣,繼續(xù)提交對華為的供貨申請,以保證能夠在規(guī)定期限之后繼續(xù)對華為正常供貨??梢钥闯鲞@些企業(yè)對華為這個客戶極為重視。因為這些企業(yè)也知道,斷供華為之后對自身的發(fā)展沒有半點好處。 首先就是芯片行業(yè),華為是手機大廠,雖然華為使用的是自己設計的海思麒麟芯片,但是制造方面卻用的是臺積電技術。而臺積電在制造芯片的時候又需要和上下游供應鏈合作,原材料以及其他供應鏈產品最終都會用于華為等客戶的身上。所以失去了華為,對華為、臺積電以及上下游供應鏈都是一種損失。 與此同時,在手機還會用到閃存等芯片產品,這些產品都和處理器一樣,每臺手機都需要用。以華為每年以億計量的出貨量來說,對這些閃存芯片廠商的重要性也同樣不言而喻。 其次在屏幕方面,盡管目前華為屏幕的主要供應商是京東方,但是華為和三星之間也有著合作關系。因為屏幕當中用到的屏幕驅動芯片其中也包含了美國技術,所以三星也是無法正常供貨。對此,三星也隨之出手,已經遞交了相關申請,試圖挽回合作關系。這些芯片巨頭接連出手,對華為來說也是一個好消息了。 三、市場迎來新“洗牌”,“連鎖反應”隨之出現(xiàn) 不難看出,所謂的“實體清單”打亂的不僅僅只是美國企業(yè)的發(fā)展路線,更是打亂了其他科技企業(yè)的合作營收。不難想象,如果這些企業(yè)徹底失去了華為,整個市場的格局也將會發(fā)生一系列的改變,市場也會迎來一波新的“洗牌”,這也是為何美國半導體協(xié)會一直都在反對禁止華為。 當然,最嚴重的“連鎖反應”其實還是對美國當?shù)匕雽w企業(yè)的影響。 因為一旦國產芯片行業(yè)有所成績并且實現(xiàn)量產之后,企業(yè)勢必會減少對美國芯片的采購量。
據(jù)外媒MacRumors消息,蘋果公司A14X芯片,也就是Apple Silicon Mac和下一代 iPad Pro會搭載的芯片將于今年第四季度開始大規(guī)模量產。 據(jù)業(yè)內消息人士稱,蘋果將從2020年第四季度開始在臺積電為其新型蘋果自研芯片啟動其5nm晶圓,月產量估計為5000-6000晶圓。 基于A14X芯片的Mac 此前有消息稱,蘋果正為即將推出的新一代MacBook和iPad Pro系列作好準備,該系列采用自行設計的基于Arm的芯片,它們將使用臺積電的5nm EUV工藝技術制造。 去年,臺積電宣布對新的5nm節(jié)點技術進行250億美元的投資,以期繼續(xù)保持蘋果處理器的獨家供應商,而且它似乎已經獲得了回報。 有消息稱,首款搭載Apple Silicon的Mac將是12英寸MacBook,續(xù)航在15-20小時之間。A14X 將采用5納米工藝,基于5nm工藝的A14開發(fā),性能上要比后者更強。 蘋果首款自研芯片Mac將采用 12 核設計,8 顆高性能核心,4顆高能效核心,而消息還顯示,蘋果已經開始設計第二代Mac處理器,基于A15芯片。 據(jù)說蘋果接下來要有三場發(fā)布會,9月新iPad、10月iPhone 12,而11月則是上述幾款新品。
未來的智能汽車最核心的器件是車載AI芯片,是智能汽車的數(shù)字發(fā)動機,意味著未來的智能汽車就是一臺四個輪子上的超級計算機。當下,擁有高算力的車載AI芯片已經成為車企們的剛需,將其稱為“通往智能汽車、自動駕駛征途上的最強發(fā)動機”也不為過。 一、“算法、數(shù)據(jù)、算力,三者缺一不可” “一般來說,人工智能技術的發(fā)展需要三個要素:數(shù)據(jù)、算法和算力。”在今年全球人工智能和機器人峰會(CCF-GAIR 2020)上,人工智能學院院長、CCF會士周志華教授表示。 智能汽車是人工智能技術落地集大成者,其發(fā)展更是需要這三要素的支撐。車輛的智能化演進需要源源不斷的數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)又能反哺汽車的升級和迭代。 當然,大數(shù)據(jù)本身并不必然意味著大價值。 “數(shù)據(jù)是資源,要得到資源的價值,就必須進行有效的數(shù)據(jù)分析。今天有效的數(shù)據(jù)分析主要依靠機器學習算法”。周志華教授表示。 當下,不少主機廠、零部件供應商的軟件意識都在覺醒,紛紛建立、或者擴大自身軟件團隊。 奧迪新任 CEO Markus Duesmann 就正在組建新的團隊,希望依托大眾集團的資源,用200名工程師打造全新的計算機驅動車輛系統(tǒng)。 “在數(shù)字化上我們確實落后了?!盌uesmann 在奧迪總部接受采訪時說道。“汽車技術的發(fā)展早已不再以體型論英雄,車輛的電子與電氣化架構才最為重要?!痹谒磥恚廊A車和高端型號現(xiàn)在就應該靠著算力與傳感器級別來建立與其他產品的差異化。 盡管大眾首批ID.3的軟件問題也還有待解決,但大眾和奧迪對特斯拉發(fā)起的追趕意味不言而明。 更早之前,豐田宣布成立新的控股子公司,專注于開發(fā)自動駕駛、新的汽車操作系統(tǒng)以及高清地圖等軟件業(yè)務。 在國內,上汽集團也于7月成立了獨立的軟件團隊公司,并表示在2023年將團隊規(guī)模擴大至2200人。 這種對軟件的加大碼注,無疑會促進汽車智能化更快地到來。 打造一輛智能化汽車需要軟硬件的高度耦合。除了軟件,車輛的底層硬件,是更加不可或缺的一部分。 正如余凱在文章中表示: “制約當前智能汽車發(fā)展的核心瓶頸就是車載AI芯片的算力不足,算力就好比智能汽車的腦容量,自動駕駛每往上走一級,所需要芯片算力就要翻一個數(shù)量級。要實現(xiàn)完全自動駕駛,我們需要在四個輪子上搭載天河二號級別的計算能力?!? 算力是支撐智能化的根基。如果算力跟不上,再好的算法也無法支撐其功能落地。 二、算力即權力時代,千帆競發(fā) 趨勢愈發(fā)明朗,車載AI芯片上的競爭愈發(fā)激烈。 當下勢頭最為強勁的無疑是英偉達和特斯拉,雙方的相愛相殺,也成為業(yè)內關注的大戲。 前腳,英偉達5月在NVIDIA GTC 2020大會上,黃仁勛發(fā)布了面向自動駕駛領域的Orin系統(tǒng)級芯片(SoC),采用的是7nm工藝。 后腳,8月份就有報道表示,特斯拉正與博通合作研發(fā)新款HW 4.0自動駕駛芯片,并于明年第四季度大規(guī)模量產,采用臺積電7nm技術進行生產。 在性能上,英偉達的新一代SOC Orin,可以提供200TOPS的運算能力,是上一代Xavier SOC的7倍,功耗45W,主要面向L2+級自動駕駛場景。 雖然特斯拉HW 4.0自動駕駛芯片的性能暫時還沒公布,但預計會比當下HW 3.0自動駕駛上的FSD芯片性能要高3倍,預計明年第四季度大規(guī)模投產。目前FSD芯片算力72TOPS,功耗36W。 如果特斯拉HW 4.0的算力能提升三倍,則比英偉達的SOC Orin算力更高??梢?,在車載AI芯片這個賽道上,特斯拉與英偉達都對頭把交椅虎視眈眈。 當然,芯片能力的高低不能只看算力的峰值。 因為在實際場景下,解決問題用到的算力可能一半都不到。算力如何跟算法契合,跑得更加快速而精準,才是解決具體問題的關鍵。 地平線也表示:峰值算力只反映AI芯片理論上的最大計算能力,而非在實際AI應用場景中的處理能力,有很大的局限性。因此評估AI芯片的性能,本質上應該關注做AI任務的速度和精度,即“多快”和“多準”。 在這個層面,特斯拉自研的芯片無疑會和內部的AI算法更加契合,而英偉達的通用芯片,無法面向客戶的特定算法進行優(yōu)化。 也就說,軟硬結合才是更硬的道理。 不過無論如何,在這個算力代表著一定權力的時代,特斯拉和英偉達都嘗到了實打實的甜頭。 從特斯拉2020年Q2財報來看,特斯拉軟件(包括 Autopilot FSD完全自動駕駛選裝包、OTA付費升級以及高級車聯(lián)網功能)現(xiàn)金收入累積超 10 億美金。 馬斯克自己也說:“短期而言,全自動駕駛是遠超其他功能的最大商機?!币矡o怪乎其市值于近日超越豐田,成為全球汽車行業(yè)一哥。 英偉達的市值也不賴,跟其算力提升一樣蹭蹭蹭往上漲。 截止9月3日,英偉達市值達到3541億美元,成為全球市值最高的芯片霸主,而昔日的競爭對手英特爾市值為2222億美元。 據(jù)AI財經社報道,一位接近英偉達和英特爾的人士表示:“實際上英偉達的營收比英特爾小很多,只有1/7多一點。但AI、自動駕駛等概念,推動了英偉達的市值高漲?!? 目前,英偉達的Xavier芯片已經搭載在小鵬 P7、以及沃爾沃、奔馳、豐田等車型上。 這里面存在一個邏輯:隨著芯片算力的增強,車企們的數(shù)字化驅動能力更強,車輛的智能化表現(xiàn)也會更加豐富和高級,同時也能為車輛品牌方帶來更高的溢價空間和銷量。由此,芯片玩家的身價自然也水漲船高。 地平線余凱也在文章中指出,預計到2030年,每輛汽車的車載AI芯片平均售價將達1000美元,整個車載AI芯片市場的規(guī)模將達到1000億美元,成為半導體行業(yè)最大的單一市場。 三、國內車載AI芯片的新銳力量 正如中國電動汽車百人會理事長陳清泰所說:在燃油車時代,國內汽車產業(yè)對零部件的關注度和投入度都不夠,國內汽車行業(yè)也一直飽嘗核心零部件空心化的苦果。尤其是在今年新冠疫情爆發(fā)和國際形勢變化的情況下,這種缺點暴露的更加明顯。 但隨著汽車新四化浪潮的到來,汽車零部件的概念和范疇正在被重新定義。三電技術、自動駕駛芯片、傳感器、控制器等硬件,還有高精度地圖、網聯(lián)通信、云控平臺、AI軟件算法等,都在成為未來智能汽車的核心技術。 更重要的是,這些領域的技術壁壘尚未形成,新進入者還有著巨大的創(chuàng)新空間。以車載AI級芯片為例,即便行業(yè)中有特斯拉和英偉達相愛相殺,但國產新銳獨角獸地平線也逐漸冒出。另一方面瞬息萬變的國際環(huán)境,凸顯了中國缺芯之痛。 去年,地平線推出中國第一款車規(guī)級AI芯片征程2,填補了國內汽車芯片產業(yè)的空白。 如前文所提,車載AI芯片不僅在算力方面有著要求,更要與用戶企業(yè)的算法有極強的適配性。 據(jù)地平線余凱介紹,征程2芯片與當前國際市場主打的專用ADAS芯片不同,有極強的通用性,可以靈活地支持不同軟件來實現(xiàn)差異化功能。 不僅可以應用在車輛的智能駕駛域的ADAS上,還可以應用于車輛的智能座艙域的人機交互應用方面。 目前,征程2芯片已經陸續(xù)簽下了兩位數(shù)的量產定點車型。 在已經量產的長安汽車UNI-T車型上,也可以見到征程2芯片的身影?;谶@款芯片,長安汽車與地平線聯(lián)合開發(fā)了智能座艙NPU計算平臺。 得益于「智能」標簽的加持,長安UNI-T在短短二十天內預售車輛破萬。在7月,長安UNIT的銷量達到10081輛,跑進7月國產SUV銷量榜的前十。這在國內汽車銷量下行的階段,算是一個不錯的成績。 摩根士丹利也在長安汽車二季度的評估報告中表示,長安汽車國產品牌的強勁增長讓人印象深刻,長安CS75 Plus和UNI-T就是典型案例。 這也再次顯示了,智能化功能越來越成為車企車輛銷量提升的關鍵要素,也逐漸成為汽車行業(yè)分析師關注的重點。 地平線表示,今年下半年將針對國內陸續(xù)推出性能更強大的征程3和征程5芯片?!捌渲姓鞒?能夠支持泊車輔助等多攝像頭ADAS應用,而征程5將達到單芯片96TOPS的AI算力,組成的自動駕駛計算平臺具備192-384TOPS算力,可支持L3-L4級自動駕駛。” 當然,地平線的生態(tài)圈朋友并非只有主機廠,其努力和成果正在得到越來越多產業(yè)伙伴的認可。 近日,地平線與低速自動駕駛企業(yè)新石器達成合作,搭載征程2芯片和感知算法的新石器無人車將于今年下半年量產部署。 此前,地平線還和地圖服務提供商凱立德簽署協(xié)議,雙方將共同打造面向后裝市場的主動安全和眾包地圖方案,實現(xiàn)高精度地圖的動態(tài)更新。 地平線和圖商易圖通合作的前裝高精度地圖產品也將于年內面世。地平線正在努力地賦能產業(yè),擺脫算力對智能汽車的掣肘。
美國政府公布了芯片禁令的時間,從9月15日開始,美國便將正式實施這一禁令。禁令表示任何使用了美國技術和設備的外國企業(yè),在未經美國允許的情況下,禁止向華為出口芯片。意味著華為將無法在生產、夠買手機芯片。目前,依靠芯片庫存成為唯一的渠道。 據(jù)爆料,華為海思這幾天會包一臺貨運專機到臺灣,把麒麟與相關芯片在9月14日之前運回所有芯片。 早在8月7日的中國信息化百人會2020峰會上,華為消費者業(yè)務CEO余承東就曾表示,今年秋天上市的Mate 40,將搭載的麒麟9000可能是華為高端芯片的絕版。 余承東表示,華為Mate 40搭載了我們新一代的麒麟9000芯片,將會擁有更強大的5G能力,更強大的AI處理能力,更強大的CPU和GPU。但華為的芯片生產,只接受了5月15號之前的訂單,到9月15號生產就截止了。 有消息稱,麒麟9000備貨量在1000萬片左右,有約1000萬臺華為手機可以用上這一芯片,或許可以支撐半年左右。 不過,當備貨用完后,華為手機業(yè)務,尤其是高端手機業(yè)務很快會遇到巨大挑戰(zhàn)。 在美國新一輪禁令之前,華為還能聯(lián)發(fā)科夠買芯片,但8月17日的新禁令把這一渠道也切斷了。 在8月17日升級禁令到來之前,華為自研的麒麟芯片雖然生產受限,但并不影響華為向第三方IC設計芯片廠商采購,聯(lián)發(fā)科成為華為外購芯片的主要供應商。8月28日,聯(lián)發(fā)科證實,目前已經依照規(guī)定向美方申請,力爭9月15日之后,可以繼續(xù)向華為出貨。但目前來看,幾乎沒有希望會獲得許可。 在芯片遭遇斷貨的情況下,有分析認為華為手機的銷量面臨較大的下滑壓力。 在昨天的華為2020開發(fā)者大會期間,華為消費者業(yè)務軟件總裁王成錄博士表示:首先我不知道明年會不會下滑,至少現(xiàn)在還沒有下滑。現(xiàn)在我們還是在保持著非??斓脑鲩L。華為現(xiàn)在遇到的困難,當然很挑戰(zhàn),但是我相信我們可以找到解決方案的。我覺得至少華為手機到今天仍然還在增長,我相信我們有辦法跟國內的伙伴一起能夠把這個問題更快地解決。
28nm技術,這是當下成熟制程與先進制程的分界點。完全掌握了28nm技術,就意味著市場上絕大部分的芯片需求,目前的芯片種類里,除了對功耗要求比較高的CPU,GPU,AI芯片外,其余的工業(yè)級芯片其實都是用的28nm以上的技術。比如電視、空調、汽車、高鐵、火箭、衛(wèi)星、工業(yè)機器人、電梯、醫(yī)療設備、智能手環(huán)、無人機等等,這些驅動芯片的工藝,都是28nm以上的技術。 目前不僅中芯國際已經掌握了28nm的量產能力,華虹半導體也在2018年實現(xiàn)了28nm芯片的量產,就量產運營能力而言,我國是有足夠儲備的。 從設備和材料兩個環(huán)節(jié),跟大家分析一下我國芯片供應鏈的發(fā)展水平。 一、PART ONE 設備端 1)硅片設備 制作硅片,是芯片生產的第一道環(huán)節(jié),硅單晶爐是制作硅片的主要裝置。 晶盛機電是該領域龍頭,承擔過2項國家科技重大專項,硅單晶爐技術領先,國內高端市場占有率第一。 2019 年公司實現(xiàn)營收 31.09 億元,其中單晶爐實現(xiàn)營收21.73 億元,占比近 70%,毛利 8.29 億元,占比 74.93%。中環(huán)股份、滬硅產業(yè)、有研硅股等硅片企業(yè)都是其客戶。 今年上半年,公司完成了8英寸硬軸直拉硅單晶爐、6 英寸碳化硅單晶爐外延設備的開發(fā)。其中碳化硅單晶爐已經交付客戶使用,外延設備、拋光設備完成技術驗證,12英寸半導體單晶爐已經在國內知名客戶中產業(yè)化應用。 此外,公司增加了半導體拋光液、閥門、磁流體部件、16-32 英寸坩堝等新產品的研發(fā)和市場開拓力度,產業(yè)鏈配套優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)。晶盛機電早年從光伏設備行業(yè)起步,逐步進入半導體設備領域,如今又從單一的硅單晶爐設備,向切片、拋光、外延設備等拓展,甚至研發(fā)出了第三代碳化硅半導體設備。 2)熱處理設備 熱處理設備包括臥式爐、立式爐和快速升溫爐(RTP)等,主要是對硅片進行氧化、擴散、退火等工藝處理。 北方華創(chuàng)是該領域龍頭,在熱處理設備的各個細分領域均有成熟的產品線。 今年上半年,公司在長江存儲獲得 3 臺硅刻蝕、3 臺 PVD、2 臺爐管及 5 臺退火設備訂單,其中硅刻蝕設備市占率達 27%。同時在華虹系獲得 3 臺硅刻蝕、1 臺 PVD 及 2 臺退火設備訂單;在積塔半導體獲得 2 臺刻蝕、4 臺氧化設備及 1 臺退火設備訂單。 北方華創(chuàng)不僅是熱處理設備的龍頭,還是光伏、鋰電、半導體的硅刻蝕、薄膜沉積、清洗設備,甚至第三代碳化硅半導體設備的龍頭之一。今年上半年,公司的碳化硅(SiC)長晶爐、刻蝕機、PVD、PECVD 等第三代半導體設備開始批量供應市場; 12 寸硅刻蝕機、金屬 PVD、立式氧化/退火爐、濕法清洗機等多款高端半導體設備也相繼進入量產階段,研發(fā)成果有種下餃子的感覺。 3)光刻設備 光刻是晶圓生產的核心環(huán)節(jié),包括光刻機和涂膠顯影機。 我國的光刻機技術比較落后,最先進的上海微電子也只能量產90nm的沉浸式光刻機。 據(jù)報道,上海微電子將在2021年完成首臺28nm國產光刻機的交付。為了加快我國光刻機技術的進步,各方群策群力。 據(jù)悉,張江高科參與了上海微電子的A輪融資,投資成本為2.23億元。業(yè)內預測,考慮在不同市值和不同IPO攤薄比例的情景下,張江高科有望獲得26.6億元到54.9億元之間的稅后投資收益(所得稅率按25%)。 對我國光刻機技術形成瓶頸制約的,主要是光學精密元器件的落后。該領域的龍頭是茂萊光學,目前已獲科創(chuàng)板IPO受理,主要產品包括精密光學器件、高端光學鏡頭和先進光學系統(tǒng)三大類業(yè)務,覆蓋深紫外DUV、可見光到遠紅外全譜段。 茂萊光學是上海微電子的核心供應商之一,2017-2019年,茂萊光學實現(xiàn)營業(yè)收入分別為1.52億元、1.84億元及2.22億元,復合增長率達20.82%。根據(jù)招股書,2019年公司實現(xiàn)了大視場大數(shù)值孔徑顯微物鏡系列產品、高精度快速半導體制造工藝缺陷檢測光學系統(tǒng)的量產。 同時,也在不斷突破紫外光學的加工和鍍膜、大口徑高精度透鏡加工等各類技術,推進大口徑干涉系統(tǒng)、光刻機光學系統(tǒng)、車載激光雷達等高端鏡頭和系統(tǒng)的國產化研發(fā)。 除了在半導體業(yè)務的開拓,公司在AR/VR、自動駕駛等領域,也成功進入了微軟、臉譜、谷歌旗下自動駕駛平臺的供應鏈體系。 在涂膠顯影機領域,芯源微是行業(yè)龍頭。 在國內的涂膠顯影設備市場上,日本東京電子壟斷了90%的份額,芯源微的市占率為5%左右,是我國唯一能突破28nm技術的公司。光刻機是主要瓶頸,茂萊光學的深紫外DUV光學技術正在研發(fā)中。 4)刻蝕設備 刻蝕是硅片進行光刻之后最重要的流程,包括硅刻蝕、金屬刻蝕和介質刻蝕設備等。 目前,我國的刻蝕設備是比較先進的,中微公司的第二代電介質刻蝕設備已廣泛應用于28到7nm后段制程以及10nm前段制程,北方華創(chuàng)的硅刻蝕機也在14nm工藝上取得了重大進展。 中微公司是該領域的龍頭,2020 年上半年公司實現(xiàn)營業(yè)收入 9.78 億元,同比增 22.14%,實現(xiàn)歸母凈利潤 1.19 億元,同比增 291.98%。 其中,刻蝕設備營收約 6.13 億元,同比增長約72.53%,在整體營收中占比超過一半。 公司是國內半導體設備研發(fā)投入強度最大的公司之一,最新定增融資約100億元,用于研發(fā)7nm 以下制程的 CCP 刻蝕設備、介質刻蝕設備、高端 MEMS 等離子體刻蝕設備、先進3nm技術的多晶硅刻蝕、3D NAND 多層臺階刻蝕、ALE 原子層刻蝕設備、CVD 設備等。 5)離子注入設備 硅片刻蝕后,需要將一些特殊的雜質離子注入到硅襯底去,這就是離子注入機。 離子注入機是半導體晶圓制造設備中,難度和單價僅次于光刻機的關鍵設備,此前由美國AMAT 和 Axcelis 兩大公司壟斷約 70%份額。 我國該領域的龍頭是萬業(yè)企業(yè)旗下的凱世通,背后大股東是上海浦東科技投資公司,我國頂級的科技創(chuàng)投勢力之一。 凱世通2009年成立,早期主要從事光伏行業(yè)的離子注入設備研發(fā),出貨量排名世界第一。近兩年,公司開始切入半導體領域,全力推進“高能離子注入機關鍵技術研究及樣機驗證”的研發(fā)工作。 2019年,凱世通的晶圓離子注入機已獲得國內12英寸晶圓廠和主流存儲器芯片廠的產線驗證,產品在束流強度指標上表現(xiàn)優(yōu)秀。另外,中國電子科技集團旗下的電科裝備也已經研制出了大束流28nm高能離子注入機,并在中芯國際12英寸生產線現(xiàn)場進行使用。 6)薄膜沉積設備 薄膜沉積工藝,分為物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)和外延三大類。 北方華創(chuàng)的PVD設備已經用于28nm生產線中,14nm工藝設備也已實現(xiàn)重大進展。沈陽拓荊的PECVD設備已在中芯國際40-28nm產線使用,ALD設備也在14nm工藝產線通過驗證。 7)拋光設備 晶圓制造的后期,需要對硅片表面進行平坦化處理,這就用到了拋光機。 該領域的龍頭是華海清科,目前處于科創(chuàng)板上市輔導中。 華海清科成立于2013年,實際控制人為清華大學,核心團隊成員來自清華大學摩擦學國家重點實驗室。 根據(jù)中國國際招標網的信息,今年上半年,華海清科在華虹半導體(無錫)項目獲得3臺CMP,累計獲得5臺CMP訂單,在該產線的CMP 市占率是38%。此外,華海清科還中標上海新昇1臺CMP設備,在長江存儲的CMP設備份額為14.9%。 華海清科還參與了國家02專項項目——“28-14nm拋光設備及工藝、配套材料產業(yè)化”項目,是我國在拋光設備領域的領軍企業(yè)。 8)清洗設備 幾乎所有工藝流程都需要清洗環(huán)節(jié),這就用到了清洗設備。 盛美半導體是該領域的龍頭,目前科創(chuàng)板上市申請已獲受理,并已在2017年美國納斯達克上市。 在國內的國產清洗設備市場中,盛美占據(jù)80%左右的市場份額,其余20%則由北方華創(chuàng)、芯源微和至純科技三家公司瓜分。 除了盛美,北方華創(chuàng)的清洗設備也能滿足28nm技術節(jié)點的需求。 作為行業(yè)龍頭,盛美半導體在2009年就研發(fā)出了第一款兆聲波清洗技術SAPS,并進入到SK海力士的無錫生產線。此后,陸續(xù)研發(fā)出了TEBO、Tahoe等全球領先的半導體清洗技術,技術節(jié)點正向5nm、3nm等先進制程工藝不斷突破。 9)檢測設備 測試設備包括工藝檢測設備、硅片測試設備和晶圓中測設備等,晶圓中測設備又包括探針卡、探針臺和測試機等,種類繁多。 該領域的龍頭是賽騰股份,公司通過收購日本Optima進入半導體檢測設備領域,客戶包括了三星、SK 海力士、臺積電等頂級大廠。 目前世界芯片檢測設備由美國科磊、應用材料、日本日立三家公司壟斷,合計市占率高達75%。我國的國產化率在5%以下,賽騰股份瞅準機會,2019年9月以1.6億元收購了日本Optima株式會社67.53%股份。 Optima的規(guī)模雖然不大,2018年實現(xiàn)收入1.79億元、凈利潤3070.55萬元。 但由于發(fā)展時間較早,在晶圓邊緣檢測、晶圓正面/背面檢測、宏觀檢測、針孔檢測等晶圓缺陷檢測設備上有成熟的產品線,技術儲備對國內來說是稀缺的。通過母公司的穿針引線,目前其設備正陸續(xù)進入到國內的半導體產線中。截至2020年上半年,Optima的主要國內客戶包括上海新昇、中環(huán)半導體、西安奕斯偉硅片等。 二、PART TWO 材料端 1)硅片 硅片是制作芯片的基底,也是占半導體材料市場比重最大的環(huán)節(jié)。 在國際市場上,日本的信越化學、住友勝高、德國的世創(chuàng)、臺灣的環(huán)球晶圓為全球四大龍頭,市場合計占比80%以上。我國的龍頭是滬硅產業(yè)、中環(huán)股份,雖然規(guī)模尚小,但12英寸大硅片已完全能滿足28nm技術需求。 其中以滬硅產業(yè)規(guī)模最大,目前已完成了上海新晟、新傲科技、Okmetic三大子公司布局,產品覆蓋中芯國際、臺積電等知名企業(yè),預計2021-2022年12英寸大硅片產能可達60萬片\月。 在新產品的研發(fā)方面,目前公司已開展“20-14nm”的國家02 專項研發(fā)進度,正在認證或研發(fā)過程中的產品規(guī)格超過 30 種,包括應用于 14nm 邏輯芯片、19nm DRAM 芯片及 128 層 3D NAND 產品等。 2)電子特種氣體 半導體生產中幾乎每個環(huán)節(jié)都要用到電子特氣,因此被稱為半導體制造的“血液”和“糧食”。 電子特氣的純度直接決定了產品的性能、集成度和成品率,這是僅次于硅片的第二大晶圓制造材料。 國際市場上,美國空氣化工、普萊克斯、德國林德、法國液化空氣、日本大陽日酸等五大公司控制著全球90%以上的市場份額,形成寡頭壟斷的局面。 在國內市場,雖然國產化率還不高,但國產替代速度是比較快的,本土具有競爭力的企業(yè)包括華特氣體、南大光電、昊華科技、雅克科技、金宏氣體等。 目前,華特氣體的部分產品已批量供應7nm、14nm等晶圓產線,部分氟碳類產品已被臺積電7nm以下工藝使用。 公司研發(fā)出的20種進口替代產品已實現(xiàn)規(guī)?;a,其中Ar/F/Ne混合氣、Kr/Ne混合氣、Ar/Ne混合氣、Kr/F/Ne混合氣4種光刻氣產品2017年在國內市場占有率位居第一,高達60%。 華特氣體也通過了全球最大光刻機供應商ASML公司的產品認證,并為中芯國際、華虹宏力等一線企業(yè)供貨。相對來說,南大光電的產品以磷烷、砷烷等混合氣體為主,市場集中在LED、面板等行業(yè),半導體特種氣體仍處于開拓階段。 昊華科技的產品以含氟電子氣體(三氟化氮、六氟化硫)為主,市場集中在電力、軍工、光伏領域,半導體特種氣體仍處于開拓階段。雅克科技通過收購成都科美特切入氟碳類氣體行業(yè),市場集中在電力行業(yè),并小規(guī)模為臺積電、美國intel、美國TI等企業(yè)供貨。 3)光刻膠 光刻膠是配套光刻機使用的特殊材料,市場規(guī)模不大,卻是摩爾定律得以不斷推進的關鍵材料之一。 國際市場上,光刻膠由日本的TOK、JSR、富士膠片、信越化學、住友化學,美國的陶氏化學等六大公司壟斷。 國內的光刻膠企業(yè)包括北京科華、上海新陽、晶瑞股份、南大光電、蘇州瑞紅、恒坤股份等,目前技術進步很快,處于你追我趕的階段。 本土龍頭是北京科華,這是國內目前唯一能匹配荷蘭ASML光刻機產線供貨的光刻膠公司,彤程新材通過受讓北京科華 33.70%的股權為其第一大股東。 科華的光刻膠產品涵蓋KrF、I-line、G-line、紫外寬譜等各細分領域,客戶包括中芯國際、華潤上華、杭州士蘭、吉林華微電子、三安光電、華燦光電、德豪光電等。 另外,上海新陽也在 IC 制造用 ArF 干法、KrF 厚膜膠、I 線等高端光刻膠領域取得重大突破,在建的19000噸/年ArF(干法)光刻膠項目預計2022年達產。過1-2年將可實現(xiàn)28nm產線的落地。 4)CMP 拋光材料 拋光液和拋光墊是配合拋光設備使用的,是CMP拋光工藝的關鍵材料。 國際市場上,拋光墊由美國陶氏化學(約80%份額)、美國卡博特、日本東麗等三家公司壟斷,拋光液由美國的卡博特(約36%份額)、陶氏杜邦、VSM、日本日立、富士美等五家公司壟斷。 都是被美國、日本兩國的少數(shù)幾個企業(yè)把持,主要是由于市場規(guī)模不大,技術門檻高,并且晶圓廠為了生產質量的穩(wěn)定,不愿意輕易更換供應商。 結果就是行業(yè)格局的高度集中,新進入者難以找到發(fā)展的機會。拋光液領域的龍頭是安集科技,產品已在14nm技術的芯片產線實現(xiàn)規(guī)?;瘧?,10-7nm技術節(jié)點正在研發(fā)中,中芯國際、長江存儲、臺積電、三安光電均為公司客戶。 公司目前擁有拋光液總產能13314.34噸/年,在建產能16100噸/年,在拋光液中使用的CeO2磨料的專利數(shù)量位居全球第一。 公司 2020 年上半年營業(yè)收入為 1.92 億元,同比增長 48.56%,發(fā)展迅猛。 拋光墊領域的龍頭是鼎龍股份,2020年上半年拋光墊營收 0.21 億元,同比增加 2145.96%,開始進入早期放量階段。 公司上半年在國內多個晶圓廠長江存儲、武漢新芯、中芯國際、合肥長鑫等取得重大進展,拋光墊產品已獲得大客戶的量產驗證。 就技術而言,2020 年上半年推出了DH3110/DH3310 等應用于先進制程的產品,匹配于28nm 技術節(jié)點的拋光墊產品已經成熟,研發(fā)進度已推進到 14nm 階段。 5)高純濕電子化學品 超凈高純試劑是指主體成分純度高于99.99%的化學試劑,主要用于芯片的清洗、蝕刻等制造領域。 這個領域的集中度相對較低,歐美、日韓、臺灣、中國大陸都有企業(yè)能夠生產,我國的主要廠家包括上海新陽、晶瑞股份、江化微、浙江凱圣和江陰潤瑪?shù)?。其中,龍頭是上海新陽,其超純電鍍硫酸銅電鍍液已成功進入中芯國際、海力士的28nm工藝制造過程。 晶瑞股份也是重要的供應商,超純雙氧水、超純氨水及在建的高純硫酸等主導產品已達到G5等級,其它高純化學品均普遍在G3、G4等級。 6)靶材 在晶圓制造和測試封裝兩個環(huán)節(jié)需要使用靶材,目前芯片工藝中,45-28nm主要使用純銅鋁和銅錳合金靶材。 當芯片制程在20nm以下,尤其是小于7nm時,鈷靶材在填滿能力、抗阻力和可靠度三方面優(yōu)勢明顯。 國際市場上,日本的日礦金屬、東曹和美國的霍尼韋爾、普萊克斯四家企業(yè)占據(jù)80%的份額。國內企業(yè)主要有阿石創(chuàng)、隆華科技、有研新材和江豐電子等。 其中,阿石創(chuàng)、隆華科技產品主要用于面板、觸控,江豐電子產品在半導體、太陽能光伏和面板領域均有覆蓋,有研新材主要生產半導體靶材。 龍頭是江豐電子,目前已可量產用于90-7nm半導體芯片的鉭、銅、鈦、鋁靶材,其中鉭靶材在臺積電7nm芯片中已量產,5nm技術節(jié)點產品也已進入驗證階段。 有研新材的靶材營收規(guī)模不及江豐電子,但也能生產8-12英寸的鋁、鈦、銅、鈷、鉭半導體用靶材,客戶覆蓋中芯國際、臺積電、聯(lián)電等芯片企業(yè)。 三、總結 我國的半導體產業(yè)正處于高速發(fā)展階段,每個細分領域都有龍頭企業(yè)在卡位研發(fā),技術的進步日新月異。 許多環(huán)節(jié),雖然媒體上都表示技術難度很大,大部分市場被跨國巨頭壟斷,國產化率很低。 但實際上,就今年的業(yè)界推進情況來看,幾乎所有環(huán)節(jié)(除了光刻機),都已經有28nm技術的國產設備和材料處于生產線驗證階段。目前的瓶頸,主要就在光刻機。
過去十年各種計算工作負載飛速發(fā)展,而摩爾定律卻屢屢被傳將走到盡頭。面對多樣化的計算應用需求,為了將更多功能 " 塞 " 到同一顆芯片里,先進封裝技術成為持續(xù)優(yōu)化芯片性能和成本的關鍵創(chuàng)新路徑。臺積電、英特爾、三星均在加速 3D 封裝技術的部署。 今年 8 月,這三大芯片制造巨頭均亮出,使得這一戰(zhàn)場愈發(fā)硝煙四起。 ▲英特爾封裝技術路線圖 通過三大芯片制造巨頭的先進封裝布局,我們可以看到在接下來的一年,3D 封裝技術將是超越摩爾定律的重要殺手锏。 一、先進封裝:將更多功能塞進一顆芯片 此前芯片多采用 2D 平面封裝技術,但隨著異構計算應用需求的增加,能將不同尺寸、不同制程工藝、不同材料的芯片集成整合的 3D 封裝技術,已成為兼顧更高性能和更高靈活性的必要選擇。 從最新 3D 封裝技術落地進展來看,英特爾 Lakefield 采用 3D 封裝技術 Foveros,臺積電的 3D 封裝技術 SoIC 按原計劃將在 2021 年量產,三星的 3D 封裝技術已應用于 7nm EUV 芯片。 為什么要邁向先進封裝技術?主要原因有二點,一是迄今處理器的大多數(shù)性能限制來自內存帶寬,二是生產率提高。 一方面,存儲帶寬的開發(fā)速度遠遠低于處理器邏輯電路的速度,因此存在 " 內存墻 " 的問題。 在傳統(tǒng) PCB 封裝中,走線密度和信號傳輸速率難以提升,因而內存帶寬緩慢增長。而先進封裝的走線密度短,信號傳輸速率有很大的提升空間,同時能大大提高互連密度,因而先進封裝技術成為解決內存墻問題的主要方法之一。 另一方面,高性能處理器的體系架構越來越復雜,晶體管的數(shù)量也在增加,但先進的半導體工藝仍然很昂貴,并且生產率也不令人滿意。 在半導體制造中,芯片面積越小,往往成品率越高。為了降低使用先進半導體技術的成本并提高良率,一種有效的方法是將大芯片切分成多個小芯片,然后使用先進的封裝技術將它們連接在一起。 在這一背景下,以臺積電、英特爾、三星為代表的三大芯片巨頭正積極探索 3D 封裝技術及其他先進封裝技術。 二、臺積電的3D封裝組合拳 今年 8 月底,臺積電推出 3DFabric 整合技術平臺,旨在加快系統(tǒng)級方案的創(chuàng)新速度,并縮短上市時間。 臺積電 3DFabric 可將各種邏輯、存儲器件或專用芯片與 SoC 集成在一起,為高性能計算機、智能手機、IoT 邊緣設備等應用提供更小尺寸的芯片,并且可通過將高密度互連芯片集成到封裝模塊中,從而提高帶寬、延遲和電源效率。 3DFabric 由臺積電前端和后端封裝技術組成。 前端 3D IC 技術為臺積電 SoIC 技術,于 2018 年首次對外公布,支持 CoW(Chip on Wafer)和 WoW(Wafer on Wafer)兩種鍵合方式。 ▲ a 為芯片分割前的 SoC;b、c、d 為臺積電 SoIC 服務平臺支持的多種分區(qū)小芯片和重新集成方案 通過采用硅穿孔(TSV)技術,臺積電 SoIC 技術可達到無凸起的鍵合結構, 從而可將不同尺寸、制程、材料的小芯片重新集成到一個類似 SoC 的集成芯片中,使最終的集成芯片面積更小,并且系統(tǒng)性能優(yōu)于原來的 SoC。 臺積電后端技術包括 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)和 InFO(Integrated Fan-out)系列封裝技術,已經廣泛落地。例如今年全球 TOP 500 超算榜排名第一的日本超算 " 富岳 " 所搭載的 Fujitsu A64FX 處理器采用了臺積電 CoWoS 封裝技術,蘋果手機芯片采用了臺積電 InFO 封裝技術。 此外,臺積電擁有多個專門的后端晶圓廠,負責組裝和測試包括 3D 堆疊芯片在內的硅芯片,將其加工成封裝后的設備。 這帶來的一大好處是,客戶可以在模擬 IO、射頻等不經常更改、擴展性不大的模塊上采用更成熟、更低成本的半導體技術,在核心邏輯設計上采用最先進的半導體技術,既節(jié)約了成本,又縮短了新產品的上市時間。 臺積電 3DFabric 將先進的邏輯、高速存儲器件集成到封裝模塊中。在給定的帶寬下,高帶寬內存(HBM)較寬的接口使其能以較低的時鐘速度運行,從而減少功耗。 如果以數(shù)據(jù)中心規(guī)模來看,這些邏輯和 HBM 器件節(jié)省的成本十分可觀。 三、英特爾用"分解設計"策略打出差異化優(yōu)勢 和臺積電相似,英特爾也早已在封裝領域布局了多種維度的先進封裝技術。 在 8 月 13 日的 2020 年英特爾架構日上,英特爾發(fā)布一個全新的混合結合(Integrated Fan-out)技術,使用這一技術的測試芯片已在 2020 年第二季度流片。 相比當前大多數(shù)封裝技術所使用的熱壓結合(Thermocompression bonding)技術,混合結合技術可將凸點間距降到 10 微米以下,提供更高互連密度、更高帶寬和更低功率。 ▲英特爾混合結合技術 此前英特爾已推出標準封裝、2.5D 嵌入式多互連橋(EMIB)技術、3D 封裝 Foveros 技術、將 EMIB 與 Foveros 相結合的 Co-EMIB 技術、全方位互連(ODI)技術和多模 I/O(MDIO)技術等,這些封裝互連技術相互疊加后,能帶來更大的可擴展性和靈活性。 據(jù)英特爾研究院院長宋繼強介紹:" 封裝技術的發(fā)展就像我們蓋房子,一開始蓋的是茅廬單間,然后蓋成四合院,最后到高樓大廈。以 Foveros 3D 來說,它所實現(xiàn)的就是在建高樓的時候,能夠讓線路以低功率同時高速率地進行傳輸。" 他認為,英特爾在封裝技術的優(yōu)勢在于,可以更早地知道未來這個房子會怎么搭,也就是說可以更好地對未來芯片進行設計。 面向未來的異構計算趨勢,英特爾推出 " 分解設計(Digression design)" 策略,結合新的設計方法和先進的封裝技術,將關鍵的架構組件拆分為仍在統(tǒng)一封裝中單獨晶片。 也就是說,將原先整個 SoC 芯片 " 化整為零 ",先做成如 CPU、GPU、I/O 等幾個大部分,再將 SoC 的細粒度進一步提升,將以前按照功能性來組合的思路,轉變?yōu)榘淳?IP 來進行組合。 這種思路的好處是,不僅能提升芯片設計效率、減少產品化的時間,而且能有效減少此前復雜設計所帶來的 Bug 數(shù)量。 " 原來一定要放到一個晶片上做的方案,現(xiàn)在可以轉換成多晶片來做。另外,不僅可以利用英特爾的多節(jié)點制程工藝,也可以利用合作伙伴的工藝。" 宋繼強解釋。 這些分解開的小部件整合起來之后,速度快、帶寬足,同時還能實現(xiàn)低功耗,有很大的靈活性,將成為英特爾的一大差異性優(yōu)勢。 四、三星首秀3D封裝技術,可用于7nm工藝 除了臺積電和英特爾外,三星也在加速其 3D 封裝技術的部署。 8 月 13 日,三星也公布了其 3D 封裝技術為 "eXtended-Cube",簡稱 "X-Cube",通過 TSV 進行互連,已能用于 7nm 乃至 5nm 工藝。 據(jù)三星介紹,目前其 X-Cube 測試芯片可以做到將 SRAM 層堆疊在邏輯層上,可將 SRAM 與邏輯部分分離,從而能騰出更多空間來堆棧更多內存。 ▲三星 X-Cube 測試芯片架構 此外,TSV 技術能大幅縮短裸片間的信號距離,提高數(shù)據(jù)傳輸速度和降低功耗。 三星稱,該 3D 封裝技術在速度和功效方面實現(xiàn)了重大飛躍,將幫助滿足5G、AI、AR、VR、HPC、移動和可穿戴設備等前沿應用領域的嚴格性能要求。 五、結語:三大芯片巨頭強攻先進封裝 在 2020 年,圍繞 3D 封裝技術的戰(zhàn)火繼續(xù)升級,臺積電、英特爾、三星這三大先進芯片制造商紛紛加碼,探索更廣闊的芯片創(chuàng)新空間。盡管這些技術方法的核心細節(jié)有所不同,但殊途同歸,都是為了持續(xù)提升芯片密度、實現(xiàn)更為復雜和靈活的系統(tǒng)級芯片,以滿足客戶日益豐富的應用需求。應用需求的持續(xù)多元化,散熱技術以及先進封裝技術的融合都成為未來芯片制造商的重點挑戰(zhàn)。
據(jù)韓國媒體報道,由于受到美國政府進一步加強對于華為制裁措施的影響,韓國三星電子與SK海力士(下稱“海力士”)將在禁令預定生效的9月15日起,停止對華為提供存儲類芯片。 根據(jù)原有美國方面的制裁措施,韓系兩家企業(yè)曾內部評估使用美國生產的設備不足50%而不受制裁影響,但由于隨后美國商務部加強了制裁措施,將受影響的范圍擴大至使用美國設備、軟件及設計的所有芯片企業(yè),最后決定停止供應。 韓國半導體產業(yè)協(xié)會常務副會長黃喆周向第一財經記者表示,目前的韓國半導體產業(yè)體系為少部分大企業(yè)帶動許許多多中小型供應商的發(fā)展模式,若這些芯片巨頭無法尋找到比華為更加穩(wěn)定的供應商,會使韓國芯片產業(yè)整體遭受危機,成為這些供應鏈體系的生死考驗。 根據(jù)華為方面公布的數(shù)據(jù),2019年華為共從韓國企業(yè)購入了11.85萬億韓元的產品,主要由芯片、半導體制品及顯示器組成,而該金額占據(jù)當年度韓國對華出口的電子裝備總額的近6%。 1、韓企芯片供應或被中斷 8月17日,美國商務部公布針對華為的新一輪制裁措施,一是進一步限制華為獲取美國技術的能力,重點限制美國以外企業(yè)用美國軟件設計的芯片,二是將38家華為下屬企業(yè)加入實體清單,主要涉及華為云,使華為旗下被出口管制的企業(yè)達到152家。 “這一修訂將進一步限制華為獲取外國芯片的能力,只要這些芯片是用美國軟件或技術開發(fā)或制造的,它們將受到與美國芯片一樣的限制?!泵绹虅詹柯暶?。 根據(jù)華為方面公布的數(shù)據(jù),2019年華為共從韓國企業(yè)購入了11.85萬億韓元的產品,主要由芯片、半導體制品及顯示器組成,其中韓國企業(yè)中,三星以及海力士均為華為的重要供應商。 據(jù)記者了解,華為從三星電子、SK海力士兩家韓系企業(yè)購入部分DRAM、閃存等存儲類芯片,并搭載于中檔智能手機,其中三星電子被華為列為“金牌”供應商之一。根據(jù)相關財報,2019年華為系三星電子半導體事業(yè)部(DS事業(yè)部)的五大客戶之一,為華為供應智能手機存儲芯片、顯示器芯片等產品。 而SK海力士的財報顯示,2019年該公司對華銷量,占總銷售額的比重首度接近50%,達到46.6%,這也被視為中韓兩國產業(yè)具有合作前景及互補性的重要印證,華為的訂單額占據(jù)海力士公司年度訂單總額的9.5%。 韓國新韓證券分析師李先燁認為,從短期來看,三星電子、SK海力士、LG顯示器等關聯(lián)公司的業(yè)績不太可能會出現(xiàn)大的變化,但在第四季度的財報上則會有所體現(xiàn),尤其是兩大韓系芯片企業(yè)的對華銷售份額仍處于高位的背景下,若無法尋找到類似于華為的“大客戶”,可能會使這些企業(yè)的業(yè)績及投資者期望出現(xiàn)較大幅度下滑,進而會影響設備的上下游供應商,并直接打擊韓國相關產業(yè)的出口進程。 此外,韓國當?shù)囟辔粯I(yè)界人士也對于目前情況表示了擔憂。 在今年剛剛成立的韓國顯示器產業(yè)協(xié)會韓中產業(yè)合作小組負責人向第一財經記者表示,韓中兩國的各自優(yōu)勢非常明顯,而貿易保護主義措施很容易使兩國產業(yè)及消費者共同受到打擊。 三星電子副會長李在镕在“沒有預告”的背景下,訪問三星電子位于首爾的一家分店 值得注意的是,在三星產業(yè)鏈全系宣布向華為“停止供應”的當天,據(jù)三星方面負責人透露,三星電子副會長李在镕“在沒有提前預告的情況下”訪問三星電子位于首爾的某品牌店,并現(xiàn)場召開員工懇談會,鼓勵公司員工進一步了解消費者需求。 另外,三星中國也在其社交網站上發(fā)布通知,表示將在9日晚間針對中國市場召開其旗艦折疊款智能手機Galaxy Z Fold 2 5G的發(fā)布會,這也是三星電子智能手機中,全球首發(fā)與中國首發(fā)間隔最短的一次。 2、美國“極端”影響全球半導體產業(yè)鏈走勢 “此前,在臺積電確定斷供的背景下,華為與三星等韓系企業(yè)曾探討過供應合作,但后來由于各種原因未能成行?!敝槿耸繉τ浾弑硎?。 除了芯片以外,第一財經記者還了解到,三星集團旗下三星顯示器,以及LG顯示器兩家公司也將停止供應華為的所有顯示屏幕相關部件,其中既包括受到制裁影響的顯示芯片、面板驅動芯片(Drive IC),也包括不受制裁影響的面板本身。 要求匿名的某韓系顯示器企業(yè)負責人對記者表示,一般情況下,對海外生產商出口用于智能手機的顯示面板時,會將面板及驅動芯片同時進行方案綁定,由于韓系企業(yè)采用的驅動芯片由美國ARM主導設計,因而難以在短期內尋找到替代產品。 在分析機構看來,美國選擇采取“最極端”的方式打開了潘多拉盒子,將影響全球半導體產業(yè)鏈的長期走勢。 波士頓咨詢(BCG)在今年3月發(fā)布的一份報告中指出,美國對中美技術貿易的限制可能會終結其在半導體領域的領導地位,如果美國完全禁止半導體公司向中國客戶出售產品,那么其全球市場份額將損失18個百分點,其收入將損失37%,這實際上會導致美國與中國技術脫鉤。 而在當?shù)貢r間9月3號,美國芯片股大跌,英偉達下跌高達9.3%,AMD、博通、高通、賽靈思和英特爾分別下跌8.5%、6.1%、5.5%、5.3%和3.6%。反映全球半導體業(yè)景氣主要指標的費城半導體指數(shù)周下跌5.7%,為6月中旬以來最差的一天。 韓國貿易協(xié)會駐滬首席代表沈準碩也表現(xiàn)出了他的擔憂。他表示,去年韓國對華設備、配件出口額超過了120萬億韓元,若中美貿易摩擦及貿易保護主義浪潮持續(xù),很有可能將導致韓國科技及設備企業(yè)受到的打擊,甚至大于2008年全球次貸危機時期,且考慮到設備企業(yè)多為中小型企業(yè),資本自給能力較差,市場的不穩(wěn)定性會影響這些企業(yè)的研發(fā)進程。 “我們協(xié)會針對在韓國境內的科技企業(yè),召開華為受到制裁的相關線上說明研討會,原本預計只有數(shù)十人參加,但最終參加者超過了百人,這足以說明韓國科技企業(yè)對于美方措施的措手不及和慌張。”沈準碩說。 另外,華為的斷供,或將影響韓國正在推進的5G網絡的鋪設工作。 根據(jù)韓國方面的數(shù)據(jù),目前韓國三大運營商完成了覆蓋韓國全國約七成的5G網絡鋪設,其中韓國運營商LG U+使用了華為設備,并成為華為在海外的第一大5G網絡設備用戶。 不過,對于美國新政的影響,LG U+方面在回應記者時表示,目前由于已經充足的購買了5G基站所使用的設備,進而對于構建網絡影響不大。 3、華為如何繼續(xù)“航行”? “如果有人擰熄了燈塔,我們怎么航行?”近日這句由華為創(chuàng)始人任正非發(fā)出的聲音成為了眼下華為內部思考最多的話題。 在此前舉行的華為年報溝通會上,華為公司輪值董事長徐直軍曾對美國限制芯片制造商對華為供貨做出了回應。徐直軍說,如果美國政府可以任意修改“外國直接產品規(guī)則”,其實是破壞全球技術生態(tài),如果中國政府采取反制,會對產業(yè)造成怎樣的影響,推演下去,這種破壞性的連鎖效應是令人吃驚的。 他認為,潘多拉盒子一旦打開,對于全球化的產業(yè)生態(tài)可能是毀滅性的連鎖破壞,毀掉的可能將不止是華為一家企業(yè)。 不過,隨著美國新政的步步緊逼,記者從華為內部了解到,華為已對外部環(huán)境已經做好了“最壞”打算,放棄“幻想”,按照既定節(jié)奏繼續(xù)加大研發(fā)推進業(yè)務向前。 在內部,華為正在成立各種新公司以發(fā)展新的業(yè)務。以屏幕為例,華為消費者業(yè)務CEO余承東不久前簽發(fā)《關于終端芯片業(yè)務部成立顯示驅動產品領域的通知》文件,內容顯示華為將組建顯示驅動芯片及部件產品領域團隊,包括顯示驅動FAE(現(xiàn)場應用工程師)、顯示驅動產品管理、顯示驅動芯片及部件開發(fā)部等。 TrendForce集邦咨詢分析師范博毓對第一財經記者表示,顯示驅動IC涵蓋大尺寸電視和小尺寸手機手表等,只要是顯示屏幕都需要使用到驅動IC。目前屏幕顯示驅動芯片主流玩家以中國臺灣、韓國廠商為主,包括Novatek、Raydium、Focal、Ilitek、LSI、Siliconwork等,中國大陸有Eswin奕斯偉和Chipone集創(chuàng)北方等。 2019年京東方采購屏幕驅動芯片金額超過60億元,其中國產芯片占比不到5%,外企單單對京東方一家企業(yè)出口屏幕驅動芯片,每年就可以賺走57億元。華為的布局長期來看將會讓其在供應鏈上獲取更加穩(wěn)定的收入以及可控性。 此外,在終端業(yè)務上,華為即將在9月10日舉行的華為開發(fā)者大會上發(fā)布鴻蒙系統(tǒng)的最新進展以及全場景終端軟件等重要產品,而華為鴻蒙手機最快將在明年正式發(fā)布。 “我們一直在思考,華為的生態(tài)、華為的能力在未來的下一步將怎么走,我們不再做得跟別人一樣?!比A為HMSCore平臺內部人士對記者表示,華為手機設備的月活在過去一年增長了32%,從5.3億增長到7億。而HMS生態(tài)注冊開發(fā)者去年91萬,今年到達了160萬,增長了接近70%。經過一年的構建發(fā)布了3.0、4.0、5.0,現(xiàn)在接入HMSCore的超過8萬,用了不到一年時間,幾乎翻番。 未來華為將著力構建兩個生態(tài),一個是硬件生態(tài),另一個則是服務和應用軟件生態(tài),HMS的5.0版本已全面開放華為的芯、端、云能力。從終端業(yè)務延續(xù)來看,華為正在全力加速芯片的補洞以及操作系統(tǒng)、移動應用軟件的迭代,手機業(yè)務外的平板、電腦以及手表等業(yè)務也在逐步展開。
近期,以碳化硅、氮化鎵、金剛石為代表的第三代半導體概念異軍突起。機構人士指出,第三代半導體的火爆,一方面受國家政策面影響:另外有消息稱,中國正在規(guī)劃將大力支持發(fā)展第三代半導體產業(yè)寫入“十四五”規(guī)劃之中;而更重要的是當前國內的人工智能、5G等產業(yè)的技術和應用發(fā)展向好,支撐了板塊內相關細分行業(yè)的業(yè)績。 一、“第三代半導體”是何方神圣? 中芯國際創(chuàng)始人兼原CEO、中國半導體奠基人張汝京曾在8月份舉辦的“中國第三代半導體發(fā)展機遇交流峰會”上這樣闡釋第三代半導體: 第一代半導體材料以和硅為主,因為技術開發(fā)得好,所以現(xiàn)在很少用到鍺,用硅比較多; 第二代半導體材料中,常用的是砷化鎵和磷化銦,但由于砷有毒,所以很多地方不允許使用,所以第二代半導體材料在高速功率放大器中應用得比較多、LED里也會用到; 第三代半導體出現(xiàn)了更好的材料,有碳化硅、氮化鎵、氮化鋁等。碳化硅用在高電壓、大功率等方面有特別優(yōu)勢。而人們最熟悉的應用,則是在新能源汽車里,比如特斯拉的Model 3就有用到。氮化鎵則在高頻的功放器件上用得很多,氮化鋁有特殊用途,民用較少。 有消息稱,中國正在規(guī)劃將大力支持發(fā)展第三代半導體產業(yè)寫入“十四五”規(guī)劃之中,計劃在2021到2025年的五年之內,舉全國之力,在教育、科研、開發(fā)、融資、應用等等各個方面對第三代半導體發(fā)展提供廣泛支持,以期實現(xiàn)產業(yè)獨立自主。 在我國發(fā)力“新基建”的背景下,第三代半導體材料成了非常重要的技術支撐。今年4月,國家發(fā)改委首次官宣“新基建”的范圍,正式定調了5G基建、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網等七大領域的發(fā)展方向。而以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)為首的第三代半導體是支持“新基建”的核心材料。 比如,以氮化鎵(GaN)為核心的射頻半導體,支撐著5G基站及工業(yè)互聯(lián)網系統(tǒng)的建設;以碳化硅(SiC) 以及IGBT為核心的功率半導體,支撐著新能源汽車、充電樁、基站/數(shù)據(jù)中心電源、特高壓以及軌道交通系統(tǒng)的建設。 二、國內外大廠紛紛“卡位” 全球范圍內,半導體大廠紛紛布局,IDM廠商意法半導體購并NorstelAB以及法國Exagan、英飛凌收購Siltectra,以及日商ROHM收購SiCrystal等事件都頗受業(yè)界關注。 國內方面,不少廠商也開始圍繞第三代半導體“排兵布陣”。比如,海特高新(002023,股吧)子公司海威華芯建立了國內第一條6英寸砷化鎵/氮化鎵半導體晶圓生產線。據(jù)稱,其技術指標達到國外同行業(yè)先進水平,部分產品已經實現(xiàn)量產。賽微電子涉及第三代半導體業(yè)務,主要包括GaN(氮化鎵)材料的與器件的設計。 三安光電在長沙設立子公司湖南三安從事碳化硅等化合物第三代半導體的研發(fā)及產業(yè)化項目,目前項目正處于建設階段。聚燦光電(300708,股吧)目前產品涉及氮化鎵的研發(fā)和生產,外延片的技術就是研發(fā)氮化材料的生長技術,芯片的技術就是研發(fā)氮化鎵芯片的制作技術。 露笑科技也在今年8月投資了100億建設第三代功率半導體(碳化硅)產業(yè)園。露笑科技(002617,股吧)與合肥市長豐縣人民政府簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,包括但不限于碳化硅等第三代半導體的研發(fā)及產業(yè)化項目,包括碳化硅晶體生長、襯底制作、外延生長等的研發(fā)生產,項目投資總規(guī)模預計100億元。 華為旗下的哈勃科技投資有限公司早在2019年8月份投資了碳化硅龍頭企業(yè)山東天岳,持股10%;聯(lián)想也斥資近10億元戰(zhàn)略投資安防視頻監(jiān)控領域的芯片企業(yè)富瀚微(300613,股吧)。 據(jù)張汝京介紹,第三代半導體的設備并不是特別貴,投資不需要很大,他估計,一個工廠,不算廠房和土地,設備10億-20億就可以了。在他看來,國內發(fā)展第三代半導體產業(yè)最大的掣肘在于人才,這在國內比較稀缺。 但它的材料不容易做,設計上要有特別的優(yōu)勢。投資方更需要考慮的是市場、投資回報率、政府支持度和好的技術團隊,在他看來,真正有經驗做第三代半導體的人在國內并不多。 三、國產替代空間幾何? 我國是全球最大的半導體消費國,消費量占全球比重超40%,根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2019年中國半導體產業(yè)市場規(guī)模達7562億元,同比增長15.77%。但需要注意的是,我國的半導體產品仍以進口為主。據(jù)CSIA數(shù)據(jù)顯示,2020上半年,我國集成電路銷售額為3539億元;而據(jù)海關總署數(shù)據(jù)顯示,2020上半年我國集成電路產品進口額達1546.1億美元(約合10567.59億人民幣),遠高于本土集成電路銷售額。 為何目前第三代半導體材料的比重仍然較低,業(yè)內人士指出,量產的困難仍是業(yè)界最大的挑戰(zhàn)。架橋資本合伙人童亮亮接受記者采訪時表示,半導體材料的量產低主要原因是:碳化硅的單晶需要在2000度的高溫和350MPa條件下生成,生長速度是硅的1/3甚至1/5。它可能生長成為200多種不同的晶態(tài),一點點溫度、壓力和氣體環(huán)境的偏差都會得到不同的結果。要在這么嚴苛的條件下生長出符合要求的大尺寸無缺陷的材料是非常難的。氮化鎵襯底可以選用硅、碳化硅等,但是晶格失配的問題會嚴重限制長晶的速度和成品率。國外公司也是用了幾十年的時間才部分解決了量產問題?!拔覀儾艅倓偲鸩?,需要做的功課還很多。”童亮亮說。 在市場應用方面,童亮亮表示,因為其良好的熱導率、超高的擊穿電場等特性,以碳化硅和氮化鎵為代表的新型半導體材料在電力電子和通信等領域會占據(jù)越來越多的份額。但是即使在這些領域,因為成本的原因硅也還是會占據(jù)大部分市場份額。在其他領域,硅依然會占據(jù)95%以上的市場?!白钕冗M的數(shù)字芯片制程一定是用硅做的,硅是不可替代的半導體材料,是我們芯片自主可控的主戰(zhàn)場。” 四、半導體板塊火爆,跟還是不跟? 9月4日,有關第三代半導體材料納入國家戰(zhàn)略的消息讓半導體板塊火了一把,板塊整體大漲,其中不乏創(chuàng)業(yè)板中的半導體公司如乾照光電(300102,股吧)、聚燦光電直接被頂上20%的漲停板,賺錢效應明顯。 而在9月7日早盤,第三代半導體繼續(xù)爆發(fā),但在隨后有所回落,但由中證指數(shù)公司編制的中證全指半導體產品與設備指數(shù)已達6476點,較年初時上漲了38%。機構對第三代半導體后市如何展望?哪些細分板塊會受關注? 美港資本創(chuàng)始合伙人張李沖接受記者采訪時表示,當前半導體板塊的上漲,最主要的推動邏輯是來自于政府對于半導體產業(yè)前所未有的扶持力度,近幾年也能看出政府對扶持國內半導體產業(yè)的態(tài)度和決心非常堅決。 目前來看,雖然我國半導體領域仍以進口為主,但中低端的替代趨勢已經非常明顯,高端部分則尚需時日。 從估值來看,張李沖認為,雖然經過一定程度的調整,但目前半導體行業(yè)的個股估值普遍較高,意味著市場給予了較大的預期,從長期看,半導體行業(yè)將是我國未來最重點的發(fā)展領域,從投資角度而言,他認為需要等待國際因素等不確定性風險充分釋放后,選取相對影響小、替代空間較大的個股進行戰(zhàn)略布局。 除了政策和事件的驅動之外,私募排排網未來星基金經理夏風光認為,人工智能、大數(shù)據(jù)等賽道的素質優(yōu)異,也是部分個股增長較快、市場關注度高的原因?!澳壳拔覈鴵碛邪雽w最大的市場和不斷更迭的技術應用,未來國產替代的空間會非常大,加上面臨海外局勢動蕩多變,在此背景下,加快半導體產業(yè)的發(fā)展是必然的趨勢。”夏風光表示。 但是,在他看來,需要注意的是,在板塊平均估值較高、行業(yè)逐漸成熟的過程中,集中度也在不斷提升,最終可能只有少部分企業(yè)成為最終的贏家,所以要注意把握企業(yè)的成長價值,避免跟風炒作概念。 而從科技發(fā)展的層次來看,在中期內可以預期的,應該是新能源車、5G通信等相關行業(yè)。
第三代半導體材料,主要以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶半導體材料,主要應用在電力電子器件、激光器和探測器、半導體照明、功率器及射頻器件等行業(yè)。 據(jù)說我國已經把第三代半導體產業(yè)寫入了正在制定的“十四五”規(guī)劃中。要想徹底了解第三代半導體,首先需要知道什么是第一代、二代半導體。 1、第一、二代半導體 第一代半導體材料主要是指硅、鍺元素半導體材料,目前硅、鍺也是用量最大的半導體材料、價格相對來講比較便宜,制造技術比較成熟,主要應用在微電子產業(yè)中。 其實,早在20世紀50年代,鍺在半導體行業(yè)占主導地位,主要應用在低壓、低頻、中功率晶體管以及光電探測器中,但是它的耐高溫和抗輻射性較差所以后來基本上被硅所代替,也可以說第一代半導體是硅半導體。 第二代半導體材料主要是化合物半導體材料,有砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb);三元化合物半導體,如GaAsAl、GaAsP;還有一些固溶體半導體,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半導體(又稱非晶態(tài)半導體)。主要應用在通訊以及照明產業(yè)中。 2、第三代半導體 第三代半導體主要是碳化硅(SiC) 、氮化鎵( GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN),這幾種材料都具有寬的禁帶寬度,高的擊穿電場、高的熱導率、高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力,適用于高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。 第一二代半導體工藝已經接近物理極限,微電子領域的摩爾定律慢慢開始失效,而第三代半導體則是一種超越摩爾定律的。 應用比較成熟的主要是氮化鎵、碳化硅,前者主要應用在功率器件領域,由于高頻通信需要的功率相對較大,未來的6G使用這種材料的幾率較大;后者主要應用于高溫、高頻、高效能的大功率元件,具備耐高溫、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,但是這種材料比較昂貴,所以說未來市場潛力較大的還是氮化鎵。 其實,某些手機廠商已經開始使用第三代半導體比較熟悉的就是大功率手機充電器,在不久的將來我相信很多領域都會看到它的身影。 總之,第三代半導體從電力電子領域到信息工程領域到國防建設領域到新能源領域都有涉及。我國將它作為列入十四五規(guī)劃帶動了一批科技企業(yè)進行相關研發(fā),比如三安光電、揚杰科技、露笑科技、聚燦光電等。
庫克在今年6月份WWDC演講中喊出了“One more thing”,致敬完喬布斯。庫克宣布,未來蘋果將會自研Mac芯片。芯片作為消費電子產品的核心器件,任何企業(yè)都不想受制于人,蘋果更是尤為重視。 蘋果MacBook 近日,有消息稱,蘋果自研Mac芯片的量產工作將于四季度啟動,由臺積電代工,該芯片基于5nm工藝,晶圓月產能達5000~6000片。此前傳蘋果新款MacBook將自研ARM芯片(Apple Silicon),而且電池續(xù)航可達15~20小時,當時吸引了不少Windows PC用戶。 據(jù)稱,Apple Silicon首發(fā)芯片就是A14X,代號Tonga,將用在iPad Pro和Mac上。目前MacBook系列的銷量還在持續(xù)增長。 數(shù)據(jù)顯示,隨著遠程辦公的趨勢持續(xù)保持,未來MacBook的銷量將大大增加,今年二季度MacBook系列全球出貨320萬-350萬臺;而第三季度MacBook的銷量比去年同期增長了五分之一。 如果蘋果能將自研芯片用在MacBook上,相信銷量還會有巨大增長。
5G時代,萬物互聯(lián)。8月28日,瓴盛科技在智能物聯(lián)網這一賽道布下關鍵一子——首顆自研芯片智能物聯(lián)網SoC產品JA310。JA310的研發(fā)團隊不僅使用了三星11nm的先進制程,而且只用了一年的時間,就實現(xiàn)了一次流片成功,這表示團隊強大的實力,更是具有劃時代的意義,也為瓴盛科技下一步的產品研發(fā)打下基礎。 JA310是一款AIoT SoC芯片,而天生具備通信血統(tǒng)的瓴盛必然會出5G芯片。移動通信芯片和智慧物聯(lián)網芯片將是全球信息產業(yè)的核心競爭力,5G+AI、5G+AIoT也是瓴盛戰(zhàn)略聚焦的主賽道。但旺盛的市場需求已經吸引到一批頗有實力的企業(yè),瓴盛如何從中突圍? 一、首推11納米AI視覺芯片 有必要先說一說瓴盛的誕生。2017年5月,大唐電信批露旗下大唐聯(lián)芯將與高通成立中外合資公司,股東還包括兩家投資基金:建廣基金和智路基金。2018年5月,瓴盛科技經商務部審批正式成立,2019年3月瓴盛科技總部正式落戶成都雙流區(qū)。 為什么要從AIoT開始?“未來邊緣計算、AIoT重大的方向就是要在無線連接的基礎上實現(xiàn),有線連接的成本比較高、靈活性低,無線替代有線是未來趨勢,而5G+AI、AIoT就是我們的布局方向。”肖小毛說,“縱觀近幾年行業(yè)發(fā)展,云是大趨勢,瓴盛把未來產品局限在手機上,意義并不大,所以我們將把產品聚焦在移動計算上,AIoT將是智慧連接的基礎,與邊緣計算、云技術結合后,就不是一個簡單的AIoT,它的應用將非常廣泛,這也是我們未來的發(fā)展方向?!? JA310是一款AI視覺芯片系列。AI視覺應用前景廣闊,僅用于智能安防就有千億級市場,此外還有機器視覺、車載攝像、人臉識別、智能顯示等應用。瓴盛科技首席營銷官成飛說,瓴盛科技成立伊始就決策做AI視覺芯片。 視覺應用首要的需求是畫質清晰流暢,無論在暗光、高對比度和快速運動等場景畫面都需要有非常好的表現(xiàn)。根據(jù)瓴盛公司披露的信息,JA310采用了雙路通道專業(yè)級監(jiān)控ISP設計,單路支持4K像素、每秒30幀的分辨率,采用H.264/265視頻編碼技術,雙通道ISP設計可以支持雙攝像頭傳感器,能夠有效擴大視野、增強畫面細節(jié),適用于距離測量、監(jiān)控光學變焦、暗光效果增強、紅外夜視、色彩還原,以及人臉識別等; 獨立的AI硬件單元NPU,與CPU、GPU協(xié)同,混合算力達到2TOPS,支持多種流行架構AI模型。與基于28納米的同類產品相比,采用11納米工藝,使功耗可以下降70%。與JA310同時推出的還有一款普惠型芯片JA308,支持2K視頻。 目前深度視覺主要有雙目視覺、結構光和TOF三種方式,三種方案各有優(yōu)勢,可以通過技術協(xié)作實現(xiàn)更好的效果。雙目視覺的應用越來越多,掃地機器人、無人機、汽車上都有比較好的應用前景,需要有像JA310這樣的芯片來實現(xiàn)。 二、控成本搭平臺修練成長期 控制好成本,實現(xiàn)好的性價比,是做好一款電子產品的關鍵因素之一。 “在成本控制上,我們會跟各個供應商緊密合作?!毙ば∶f,“大家最終關注的是整個產品的成本、功能、性能加起來要比較合理?!? 如何實現(xiàn)成本、功能、性能總體的合理性,其實最考驗一個企業(yè)的能力。肖小毛表示,一方面,瓴盛科技結合自身優(yōu)勢做集成。根據(jù)客戶提出的需求,集成下游的供應商,做成一個開放式平臺,目的是幫助客戶縮短研發(fā)時間,盡快進入量產。另一方面,打造自己的生態(tài)和平臺。瓴盛希望通過補齊空缺,打造一個比較完整的生態(tài),例如一些主要零部件的整合是難點,瓴盛作為平臺供應商就要解決這個問題,最終給客戶一個整體性比較好的方案,這也使成本控制在合理范圍。 JA310可以應用場景比較多,包括智慧監(jiān)控、人臉識別、視頻會議、車載終端、運動相機等。它的開發(fā)正是走了肖小毛所說的這段歷程。“從去年12月JA310一次流片成功后,這款芯片在今年3月份就安裝在一款高清攝像機中,到我們正式發(fā)布這款芯片,已經有了一段時間的應用檢驗了。”肖小毛說。 智能安防解決方案提供商安威士(中國)公司市場總監(jiān)陳銘告訴記者,經過前期驗證,搭載JA310芯片的攝像機計劃在今年第四季度正式向客戶供貨。“質量和同類智能攝像機相仿,但價格明顯會更有競爭力?!标愩懻f。 “無論是移動計算、邊緣計算,還是AIoT技術,做得好就會形成一個生態(tài)。在生態(tài)建設上,我們將自己研發(fā)和上下游合作結合起來,根據(jù)上下游合作方的需求,我們會打造一個應用范圍比較廣的應用平臺?!毙ば∶f。 落實到產品上,從JA310來看,這款芯片外圍接口豐富,同時芯片平臺實現(xiàn)了軟硬件解耦設計,做到BSP(板級支持包)與應用開發(fā)分離。應用軟件可以基于軟件模擬器進行開發(fā),確保其生態(tài)內的開發(fā)者和社區(qū)資源能快速實現(xiàn)軟件開發(fā),保證安卓的應用可以快速復用Linux,這對后期APP應用的開發(fā)以及生態(tài)系統(tǒng)建設有幫助。 三、培養(yǎng)大個子企業(yè)有操盤手 做生態(tài),后期的回報是長久和持續(xù)的,但前期投入不菲,比較“燒錢”。作為剛剛成立兩年的公司,瓴盛科技如何去做生態(tài),是一件值得探研的事情 。 JA310的推出揭開了瓴盛致力于泛視覺領域產業(yè)生態(tài)建設的序曲,瓴盛科技未來還將推出更多的芯片以覆蓋更廣泛的領域。瓴盛的移動智能手機芯片項目也已經開始啟動,根據(jù)瓴盛的工程師們在AIoT芯片開發(fā)過程中積累的FinFET工藝制程經驗,下一步將重點推進移動智能手機芯片的研發(fā)。 北京智路資產管理有限公司管理合伙人張元杰對中國電子報記者表示,建廣、智路主要以做成熟型的投資為主,未來還是會以并購為主,主要在產業(yè)鏈上下關鍵節(jié)點進行關注,通過投資會把產業(yè)鏈每個節(jié)點補齊,而不像風險投資,同一個賽道投若干個公司。 物聯(lián)網可能是未來國產芯片最主要的一個突破口。目前國內的芯片設計,芯片制造領域可能稍微還有一些落后,主要是靠幾個大的巨頭在做。但是隨著國內先進人才的儲備越來越多,設計能力不斷提高,包括晶圓制造、封裝、設計快速發(fā)展,全產業(yè)鏈的生態(tài)體系已經逐步成熟。 如果在這個領域精耕細作,從方方面面圍繞整個鏈條進行系統(tǒng)化的打造,還需要通過一段時間的努力,在各方面的支持下,能夠在這個領域有所建樹,也希望將來若干年以后,瓴盛在這個領域至少在國內是一個排頭兵的位置。
中科院帶來了一個重大消息,國內的芯片將會放棄之前使用的美國架構技術,準備轉換成正在全面自主研發(fā)國產的“龍芯”架構,這意味著中國“龍芯”正式開始走向產品。 這次轉折可以說成是國內芯片行業(yè)的背水一戰(zhàn),面對國外種種壓力之下,國內企業(yè)別無他法,只能夠自己尋找機會突破國外的封鎖。 國內的海思在芯片設計領域處在世界上領先的水平,甚至可以設計出5nm的芯片。 但是由于我們將重心放在了芯片的設計上,卻忽略了芯片的生產,只能依賴國外的技術來生產芯片。國內最先進的中芯國際,在不久后也只能生產14nm芯片,而眼下正繼續(xù)的7nm和5nm芯片,真的是心有余而力不足。 MIPS架構技術是美國上世紀的產物,到時我國龍芯一號的性能和良品率都和對手相差很遠,經過不斷的改良使我們的龍芯一號終于開始將兩者的距離不斷拉近。 啟動龍芯,并且決定去除美國的MIPS架構技術,不僅是為了防止美國的制裁,更是為了大力發(fā)展國內的芯片行業(yè),國家對半導體行業(yè)越來越重視,并且在各方面給予半導體公司優(yōu)惠政策,鼓勵國產芯片的大力發(fā)展,逐漸拉近與國外芯片的距離,并超過對方,以期打破國外對中國半導體的限制。
當前先進半導體材料已上升至國家戰(zhàn)略層面,2025年目標滲透率超過50%。底層材料與技術是半導體發(fā)展的基礎科學,《中國制造2025》分別對第三代半導體單晶襯底、光電子器件/模塊、電力電子器件/模塊、射頻器件/模塊等細分領域做出了目標規(guī)劃。 先進半導體成為當今世界發(fā)展的重要基石,也影響著各國半導體行業(yè)的地位。而中國政府正在規(guī)劃將大力支持發(fā)展第三代半導體產業(yè)寫入“十四五”規(guī)劃之中,計劃在2021到2025年的五年之內,舉全國之力,在教育、科研、開發(fā)、融資、應用等等各個方面對第三代半導體發(fā)展提供廣泛支持,以期實現(xiàn)產業(yè)獨立自主。下一個五年的經濟戰(zhàn)略包括向無線網絡到人工智能等技術領域投入約1.4萬億美元。 在任務目標中提到2025實現(xiàn)在5G通信、高效能源管理中的國產化率達到50%;在新能源汽車、消費電子中實現(xiàn)規(guī)模應用,在通用照明市場滲透率達到80%以上。 半導體行業(yè)發(fā)展至今經歷了三個階段,目前已經發(fā)展形成了三代半導體材料。 第一代半導體材料是以主要是指Si、Ge元素半導體,它們是半導體分立器件、集成電路和太陽能電池的基礎材料,但是硅基芯片經過長期發(fā)展,已經正在逐漸接近材料的極限,硅基器件性能提高的潛力也越來越小。 第二代半導體材料主要是指如砷化鎵、銻化銦等化合物半導體材料。其中以砷化鎵(GaAs)為代表,砷化鎵擁有一些較硅要好的電子特性,可以用在高于250GHz的場合,并且砷化鎵比同樣的硅基器件更適合運用在高功率的場合,可以運用在移動電話歷史沿革、衛(wèi)星通訊、雷達系統(tǒng)等地方。 第三代半導體材料是以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)等寬禁帶為代表,跟前兩代相比,第三代半導體具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導率、更高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力,更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。 第三代化合物半導體材料性能優(yōu)異市場廣闊,YOLE預計到2022年,全球GaN功率器件整體市場規(guī)??蛇_到11億美元,SiC市場規(guī)模預計達到4.5億美元。 圖表來源:MoneyDJ 氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)為最成熟的第三代半導體材料又稱寬禁帶半導體材料(禁帶寬度大于2.2ev),其余包括氧化鋅、金剛石、氮化鋁的研究還處于起步階段。 GaN、SiC能過夠大幅提升電子器件的高壓、高頻、高功率的工作特性,在軍事、新能源、電動汽車等領域具有非常大的應用前景。 和傳統(tǒng)半導體材料相比,禁帶寬度越大允許材料在更高的溫度、更強的電壓與更快的開關頻率下運行。SiC可以制造高耐壓、大功率電力電子器件如MOSFET、IGBT、SBD等,用于智能電網、新能源汽車等行業(yè)。 由于其優(yōu)異的性能,SiC功率半導體市場正在快速成長,2018年SiC功率半導體市場規(guī)模不到5億美元,預計到2024年市場規(guī)模將增長至20億美元,CAGR約30%,其中汽車市場將成為最重要的驅動因素,預計到2024年其在占SiC功率半導體市場占比將達50%。 氮化鎵(GaN)是氮和鎵的化合物,與硅元器件相比,GaN具有高臨界磁場、高電子飽和速度與極高的電子遷移率的特點,是超高頻器件的極佳選擇,目前氮化鎵的應用主要集中在功率、發(fā)光材料、5G通信射頻領域等。 在GaN方面,預計消費類電子將是前期主要的應用領域,激光雷達、數(shù)據(jù)存儲及新能源汽車等新興市場將成為后期主要驅動力。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),到2020年,全球GaN功率器件整體市場規(guī)??蛇_到3億美元以上,2016年至2020年復合增長率高達80%。 5G基站GaN射頻功率放大器將成為主流技術,逐漸侵占LDMOS的市場,GaN能較好的適用于大規(guī)模MIMO。GaN的優(yōu)點是禁帶寬度大,熱導率高,因此工作溫度高,擊穿電壓高,抗輻射能力強。未來,SiC襯底的GaN功率元件,在5G基站預計將得到更多的應用。 隨著第三代半導體材料的成本因生產技術的不斷提升而下降,其應用市場也將迎來爆發(fā)式增長,給半導體行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。 SiC產業(yè)鏈分為四個產業(yè)環(huán)節(jié):上游襯底、中游外延片(EPI硅片)、下游器件、模組制造。 高技術門檻導致第三代半導體材料市場以日美歐寡頭壟斷,全球SiC制造廠商主要是英飛凌、Cree和Rohm,三家企業(yè)占據(jù)90%的碳化硅市場份額。 龍頭企業(yè)Cree擴大規(guī)模和鎖定貨源,與意法半導體、英飛凌等中游廠商達成多項戰(zhàn)略協(xié)議,在價值1億美元的長期供應協(xié)議中,Cree為英飛凌的光伏逆變器、機器人、充電基礎設施、工業(yè)電源、牽引和變速驅動器等產品提供SiC晶圓。 另一項為期多年的2.5億美元規(guī)模的協(xié)議中,Cree的Wolfspeed部門將會向ST供應150mmSiC晶圓。 國際先進技術已將SiC單晶襯底從4英寸推廣到8英寸,預期未來碳化硅成本每年下降10-15%。 根據(jù)IHS數(shù)據(jù),預計未來兩三年內MOSFET(SiC)單位成本降至IGBT2-3倍水平,即6000元左右,產業(yè)化值得期待。短期內,MOSFET(SiC)路線具備相對的經濟性和可操作性,有望成為未來三年內的新需求。 目前國內已經形成相對完整的產業(yè)鏈體系,SiC襯底以4英寸為主,襯底材料方面有山東天岳、天科合達,EPI硅片有東莞天域半導體、廈門瀚天天成,其他器件和模組公司比如斯達半導、中車時代電氣、泰科天潤等,國內廠商與海外巨頭差距較小,根據(jù)中研網,本土企業(yè)已在SiC-SBD形成銷售收入,開發(fā)出1700V/1200A的混合模塊、4500V/50A等大容量全SiC功率模塊。 國內目前已實現(xiàn)4英寸襯底的量產;同時山東天岳、天科合達、河北同光、中科節(jié)能均已完成6英寸襯底的研發(fā);中電科裝備已成功研制出6英寸半絕緣襯底。 在GaN襯底方面,國內企業(yè)已經可以小批量生產2英寸襯底,具備4英寸襯底生產能力,并開發(fā)出6英寸襯底樣品。 目前已實現(xiàn)產業(yè)化的企業(yè)包括蘇州納米所的蘇州納維科技公司和北京大學的東莞市中鎵半導體科技公司,其中蘇州納維目前已推出4英寸襯底產品,并且正在開展6英寸襯底片研發(fā)。 同時,隨著化合物半導體重要性日漸提升,第三代半導體(以GaN、SiC為代表)材料和芯片生產線不斷涌現(xiàn),并快速成長。 硅材料在未來十年的技術革新下,將維持主流半導體材料的地位,朝向硅自主材料和硅襯底化合物兩條路徑發(fā)展。 即使在5G/IoT/AI等技術導入下,硅襯底的化合物材料也能滿足射頻芯片、功率器件對高頻、高壓、高功率的的需求,而且更具有經濟效益。 在目前的電子產品應用中,僅有軍工、安防、航天等少部分需要超高規(guī)格的應用領域,才需采用化合物單晶材料。 隨著物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)和人工智能驅動的新計算時代的發(fā)展,對半導體器件的需求日益增長,對器件可靠性與性能指標的要求也更加嚴苛。 以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導體開始逐漸受到市場的重視,國際上已形成完整的覆蓋材料,器件,模塊和應用等環(huán)節(jié)的產業(yè)鏈,全球新一輪的產業(yè)升級已經開始。
據(jù)國外網絡媒體報道,5nm工藝在今年一季度投產使用之后,臺積電下一代技術工藝設計研發(fā)的重點發(fā)展已轉移到了3nm,目前我國正在按計劃全面推進,計劃在2021年風險試產,2022年下半年開始大規(guī)模投產。 三星將從5nm節(jié)點跳到3nm節(jié)點,但臺積電似乎已經找到了一條提升OEM競爭對手的途徑。臺積電的3nm技術預計在2022年完成。 1、臺積電和Craphcore為3nm AI加速做準備 臺積電在最近的技術研討會上的一個附帶聲明是,公司已經在為未來發(fā)展3nm制程節(jié)點技術做準備。臺積電正在研發(fā)其3nm芯片,用于明年的風險生產,并將于2022年下半年進行量產。因此,目前臺積電的主要合作伙伴已經在其最初的3nm版本上開發(fā)了其未來的硅片。 臺積電重點提到的公司是GraphCore。Graphcore是一家讓IPU(一種“智能處理單元”)加速“機器智能”的AI硅公司。它最近公布了第二代巨像Mk2 IPU,基于臺積電N7制造工藝,擁有592億個晶體管。Mk2的有效核數(shù)為1,472個,它可以運行9,000個線程,用于250Teraflop的FP16 AI訓練工作負載。該公司將其中四個芯片集成到一個1U中,以支持1Petaflop以及450 GB內存和IPU之間的自定義低延遲光纖網絡設計。 據(jù)臺積電介紹,GraphCore的下一代產品將考慮臺積電的3nm制程開發(fā),跳過臺積電的5nm制程。巨像IPU生產線涉及晶體管數(shù)量高的大芯片,使用更密集的工藝節(jié)點提供的額外晶體管預算。 2、臺積電目前擁有超過50%的市場份額 最新報道指出,臺積電已確定新竹寶山將成為2nm技術開發(fā)的中心。雖然還沒有證實是哪些客戶設法從臺積電獲得了他們2nm節(jié)點的訂單,但報道中確實提到了可能是蘋果。據(jù)悉,蘋果已經多次向臺積電提供其5nm訂單,而一旦蘋果準備定制3nmSoC,也會尋找臺積電。 另一方面,三星似乎也在稍微放慢腳步。這家韓國廠商顯然把高通的5nm訂單輸給了臺積電。直到現(xiàn)在,一直有傳聞稱三星將擴大生產以贏得Snapdragon 875和Snapdragon X60的訂單。不過,由于臺積電的技術實力,優(yōu)勢以及廠商的可靠性,他們很可能會在適當?shù)臅r候大量交付芯片,而高通會將大部分訂單分配給臺積電,而不是三星。 根據(jù)最新報道,如果臺積電繼續(xù)勝出,如果三星在高良率和改進節(jié)點方面得不到回應,那么到2030年,這家韓國巨頭可能無法擊敗臺積電。有傳聞稱臺積電將向蘋果交付8000萬顆在5nm節(jié)點上制造的A14芯片,這表明該公司在代工方面與最大競爭對手相比已經取得了長足進步。
我們都知道降價會直接導致手機不能保值,但是也會產生降價后的刺激銷售。前段時間,在5G技術的影響下,蘋果4G手機大幅降價,銷量也有一定程度的增長。近日,國產手機Vivo NEX3S從4998元跌至3858元,手機跳水1140元,直逼5G中端手機水平,以期銷量上漲。 vivo是現(xiàn)在市場上有影響力的廠商,所以vivo NEX3S的降價也影響了不少朋友。華為,小米,OPPO的5G旗艦也在vivo NEX3s的影響下出現(xiàn)了一定程度的降價。此次vivo NEX3S的降價也為其他多方帶來了勝利,畢竟不到4000元就能買到一款5G旗艦,還是很超值的。 為了看起來與眾不同,vivoNEX3S設計了一塊6.89英寸的無界瀑布屏,屏占比高達99.6%,分辨率為2256*1080,采用三星AMOLED打造。 攝像頭方面,vivo NEX3S配備了高像素三攝像頭,6400萬像素主攝像頭+1300萬像素廣角微距+1300萬像素長焦,其中主攝像頭功能最為強大,支持EIS視頻防抖,還可以在動態(tài)條件下拍攝4K高清視頻。Vivo NEX3S的前置攝像頭比較特別。它是一款1600萬像素的升降攝像頭。擅長短視頻,夜景,動態(tài)照片。 vivoNEX3S的性能由驍龍865提供。它由7納米工藝和8核CPU制造而成。在性能上絕對強悍。VivoNEX3S在電池和充電方面也有新的改進。內置4500毫安大容量電池,支持44W有線超級快充,短時間內即可將電池充滿電。 存儲空間部分,vivo NEX3S準備了256GB版本的大內存,下載更大的應用也不用擔心。 這款vivoNEX3S是一款用心頗多的5G旗艦。在屏幕上配備瀑布屏,性能上有驍龍865的輔助,拍照上配備高像素三攝像頭。 僅憑三大能力,絕對是5G高端手機市場的領頭羊。此外,這款vivo NEX3S還可以運行高耗能游戲。采用均熱板散熱,X軸電機為游戲提供便利。