科技新闻中国追赶美日最佳时机到了!揭秘全球半导体行业新格局【

科技新闻 2020-01-09170未知admin

  原标题:中国追赶美日最佳时机到了!揭秘全球半导体行业新格局【附下载】 智东西内参

  根据核心驱动力不同, 半导体的发展可以分三个阶段, PC 与互联网时代—互联网时代—5G+AIoT 时代。 随时代的发展,半导体呈现出“两个持续”的发展特点,即分工持续细化,产业链持续转移。从传统的 IDM 到bless+foundry, 演化出今天主流的三个核心环节,未来 IDM 厂商仍在进一步分化, blite 是未来轻资产化的大趋势。 从产业链转移的角度, 前两次发生在日本、 韩国、地区,未来随 5G+AIoT 时代到来, 全球半导体产业向国内转移已是当前发展趋势,未来的核心驱动力主要为: AI 深度学习、 5G SoC、物联网多端互联及异构芯片。

  本期的智能内参,我们推荐世纪证券的研究报告《成长与迁移,全球半导体格局演变》,三大维度全球半导体产业格局的演变,预测以AI芯片、5G SoC和物联网多平台半导体为代表的新兴细分行业对半导体产业的带动。如果想收藏本文的报告(成长与迁移,全球半导体格局演变),可以在智东西(:zhidxcom)回复关键词“nc418”获取。

  本期内参来源:世纪证券

  原标题:

  《成长与迁移,全球半导体格局演变》

  作者:陈建生

  一、三大维度揭秘全球半导体格局 1、费半指数

  半导体指数(SOX) 的发展阶段反应了全球半导体的走势与兴衰更替。费半指数涵盖全球半导体设计、设备、制造、 材料等方向, 其走势可以是衡量全球半导体行业景气程度的主要指标。半导体指数发行于在1993年12月1日, 是衡量半导体景气度的重要指标之一。 从费半指数历史来看,简单的可以将其划分为三个大阶段。

  第一阶段,PC与互联网时代(1994-2009): 指数总体呈现周期大于成长的走势,有明显的上下周期性波动。 指数最高在2000年达到1362的阶段性高点,但随着互联网泡沫的破灭, 随后出现了大幅下滑。 技术进步的驱动力来自笔记本电脑以及宽带网络技术,由于处于互联网初期阶段,尚未有较多的级出现,行业经历了快速的潮起潮落的过程。 与此同时, 培育诞生了诸多半导体龙头,如三星、Intel、仪器等。

  第二阶段, 互联网时代(2009-2018): 经历08年全球经济危机后, 行业回归成长。随着全球半导体产业的充分发展, 以及通信技术的快速迭代,指数在这一阶段走出了近10年的增长,指数涨幅接近10倍。 在这一阶段,主要的驱动力来自互联信技术的升级(4G),叠加智能手机市场的迅速扩大, 全球半导体产值达到3000亿美元以上。 在之前微软与英特尔形成的系统与芯片绑定的模式上, 与高通在端也形成了强大的联盟。芯片产业链中的设计、 晶圆制造、 晶圆代工、设备、材料等均出现了具有垄断性的。

  第三阶段,5G与AIoT时代(2018-): 目前在半导体产业链各环节中,整体竞争格局相对稳定,集中度普遍较偏高,随着摩尔定律的持续生效,龙头技术壁垒愈发难以被打破。在此阶段,费半指数也在持续创出新高,龙头景气度不减。科技新闻目前处于互联网与下一时代的交汇期,当前5G与AI提供的增长动力已经,下游端可穿戴设备与物联网已有一定的增长趋势储备了足够的增长动能, 叠加随数字货币、区块链等新技术对存储器的增量需求加大,全球半导体产值已突破4000亿元。 未来随人工智能、物联网、区块链等技术应用进一步落地,半导体市场份额需求有望进一步增长提升。

  ▲半导体指数至今走势及相关区间核心因素

  费半成分股的选取标准为:1)、 在纳斯达克股票市场、纽约证券交易所、纽约证券交易所或CBOE交易所上市;2)、 主营业务被归类为设计、销售、制造和销售的半导体;3)、仍有至少 1 亿美元的最低市值;4)、 在过去 6 个月中,每股至少可交易 150 万股。

  从费半指数成份股看, 全球半导体的核心资产仍集中在美国。为了费半指数能密切半导体市场发展,成份股于每年9月进行评估,通过将符合标准的证券按照市值排名,将市值排列的前30名被成份股。 其中:

  半导体设计厂商 17 家:高通、博通、英伟达、 AMD、赛灵思、迈威科技等;半导体设备厂商 5 家:应用材料、拉姆研究、阿斯麦、 卡伯特微电子、 克里科技;半导体制造厂商 2家:台积电,科天半导体;IDM 厂商 6 家:英特尔、美光、仪器、恩智浦、 Qorvo、 Skyworks。从下游应用分布来看, 以三星和高通为代表的厂商主要集中在手机和消费电子,以英特尔,博通, AMD 为代表的主要集中在 PC 和通信端。

  ▲费半指数成分股产业类型

  ▲费半指数成分股所对应的下游应用

  当前半导体产业链中经营模式主要有三种,bless与foundry是IDM产业细分的演化产物。 当今全球半导体产业有三种商业模式:IDM(IntegratedDevice Manucture,集成器件制造)是传统的半导体模式,即从设计,到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包的企业,称为IDM;Fabless模式专注半导体内部设计,是将制造过程剥离的结果,技术行业壁垒较相对最高,是芯片更新迭代的主要驱动力;Foundry模式专注于芯片的生产和制造,通常由精密制造产线支撑,而这种新模式出现的标志是1987年积体电(TSMC)的成立。

  ▲半导体产业链垂直模式时间节点

  三种者模式各有优势,未来产业链仍将持续细分。 从费半指数成分股的角度来看,目前三种模式下呈现出设计占比高,IDM与foundry占比较少且集中度高的局面。从资本投入的角度看,芯片设计所投入的多为人力成本,固定成本较少,竞争门槛相对较低;而IDM与foundry均涉及芯片制造产线,固定资产投入是巨大的。随着分工进一步细化,近年Fablite也趋于流行。Fablite模式由IDM演变而来,是企业为了减少投资风险,轻资产化的一种策略,IDM企业将部分制造业务转为第三方代工, 自身保留其余制造业务。目前全球半导体业中Fablite模式盛行,大多数的IDM几乎无一例外地执行这个策略。

  ▲半导体三种模式的优缺点

  3、全球产业链三次迁移

  半导体产业起步于上世纪50年代,在80年前后逐步形成市场规模。1947年贝尔实验室采用锗材料研制出了第一只点接触三极管, 奠定了微电子工业的基础, 以晶体管的发明为标志,IC产业诞生。60年代中期, 仙童半导体将硅表面的氧化层做成绝缘薄膜,发展出扩散、 掩膜、和光刻于一体的平面处理技术,并实现了集成电的规模化生产。70年代“摩尔定律” 得到同行业认可, 相关产品性能快速翻倍。

  随着技术迅速提升,资本开支快速增加,垂直化分工是产业链转移的主要原因。 半导体行业因具有下游应用广泛,生产技术工序多、产品种类多、技术更新换代快、投资高风险大等特点,叠加下游应用市场的不断兴起,半导体产业链从集成化到垂直化分工越来越明确,并经历了两次空间上的产业迁移。

  ▲全球半导体的三次迁移

  迁移径由美国至日本再到韩国, 演化模式由垂直整合到系统化集成,再到垂直分工。 起源美国:垂直整合模式1950s, 主要由系统厂商主导。 全球半导体产业的最初形态为垂直整合的运营模式,即企业内设有半导体产业所有的制造部门,仅用于满足企业自身产品的需求。

  转移日本:系统集成IDM模式1970s, 美国将装配产业转移到日本,半导体产业转变为IDM(Integrated Device Manucture,集成器件制造)模式,即负责从设计、制造到封装测试所有的流程。 与垂直整合模式不同,IDM企业的芯片产品是为了满足系统厂商的需求。随着家电产业与半导体产业相互促进发展,日本孵化了索尼、东芝等厂商。我国大部分分立器件生产企业也采用该类模式。

  分工转移韩国、地区,代工模式1990s。 随着PC兴起,存储产业从美国转向日本后又开始转向了韩国,孕育出三星、海力士等厂商。同时,积体电成立后,了晶圆代工(Foundry)模式,解决了要想设计芯片必须巨额投资晶圆制造产线的问题,拉开了垂直代工的序幕, 无产线的设计(Fabless)纷纷成立,传统IDM厂商英特尔、三星等纷纷加入晶圆代工行列,垂直分工模式逐渐成为主流,形成设计(Fabless) 、 制造(Foundry)、 封测(OSAT)三大环节。

  ▲半导体产业转移和分工

  二、国内半导体产业空间巨大 1、自给率仍偏低,中高端核心技术仍有较大差距

  中高端自给率偏低,全球排名中缺乏中国身影。 贸易摩擦核心在于半导体技术,自主可控是唯一可。 半导体市场在庞大产业需求缺口下产业投资和产出均表现快速增长,但核心技术仍需要积累。ICinsights数据显示2019年上半年全球15大半导体全部为欧美、日韩和,中国没有入围。作为全球最大市场却没有巨头,表明半导体产业进口替代空间巨大,同时也面临很大的挑战,行业落后是不争的事实。

  ▲国内半导体自给率

  ▲全球前 15 半导体的各自占比

  从19年排名来看,海思的排名不断提升,从整体水平来看,国内尚未形成竞争力。 从全球领先企业格局来看,从事存储和逻辑电的企业相对靠前,与半导体细分行业市场规模匹配。存储以三星、SK海力士、美光为代表,逻辑电以Intel、博通、高通为代表,晶圆代工以台积电为代表。 在这15家半导体厂商中,包括5家美国,3家欧洲,3家韩国,2家日本,以及两家中国地区的厂商。这些厂商中,有10家是IDM,4家Fabless,1家晶圆代工厂。

  ▲2019 全球前 15 半导体收入预测及国内对标

  总体而言,IC insights预计2019年排名前15位的半导体的销售额将比2018年下降15%,比预期的全球半导体行业总销售额下降13%低2个百分点。 其中营收波动最大的为SK海力士,2018年营收同比增长了41%, 为去年15家中最高,2019年预计同比下降38%。

  2、国内技术逐渐突破,部分细分领域发展进程加快(1)IC设计有望率先突破,未来面临两大制约因素

  IC设计少数企业形成突破, 有望率先一线舞台。IC设计有望率先崭露头角,主要原因有: 1、 IC 设计固定资产投资门槛相对较低,以人力成本降低; 2、 国内工程师红利凸显,设计人才充沛, 人力成本降低; 3、目前已有个别企业一线舞台,龙头标榜效应明显。 根据相关上市财报披露, 按照营收排名, 华为海思目前已在芯片设计领域排名第五, 2018 年营收增速高达 34.2%,在同行中排名第一。但总体来看,设计行业的核心技术仍然在美国, 2018 年美国占了全球 IC 设计份额的 53%,中国占比为 11%。目前 IC 设计已具备赶超国际的能力,未来将涌入更多的。

  ▲国内芯片设计数量及增长

  ▲国内芯片设计销售收入及增长

  “一大多小” 是国内 IC 设计现状, EDA 和底层架构是未来两大制约因素。国内 IC 设计企业从 2015 年起整体数量有了翻倍增长, 呈现快速追赶态势,整体营收规模也有了快速增长。值得注意的是,在大部分芯片细分领域,自给率仍然很低,除去华为海思的营收规模超过 500 亿元外,其余收入最高为 100 亿元,总体概况为一大多小。

  在具体业务进行中,主要涉及两大核心关键技术受到国外的制约。EDA设计软件美国的三家(Synopsys、Cadence、Mentor) 垄断了全球65%和国内96%以上的市场份额, 目前国内仅有10家左右有相关业务,全球份额占比不足1%。 底层架构方面目前主要分为两大阵营: 一个是以intel、AMD为首的基于复杂指令集的架构X86架构, 在个人PC端占绝对主导;另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集ARM/MIPS/Power, 在设备和物联网设备芯片中占绝对主导, 其中在手机、汽车电子及IoT等领域中具备绝对的话语权,ARM架构芯片占手机市场份额约90%。

  (2)IC制造市场高度集中,设备与材料被国际先进企业垄断

  晶圆代工环节和所涉及到的设备材料集中度远高于IC设计, 主要原因是制造过程中,涉及到巨大的固定资产投入,若技术无法做到全球领先, 在投资周期内很可能无法盈利。 晶圆代工方面, 整个行业CR3接近80%, 台积电占全球市场份额超50%,其次为三星、 格芯, 国内最大的晶圆代工厂为中芯国际,目前最高技术水平在12-14nm左右,今年随高端光刻机顺利投入产线,未来有望进一步提升技术水平。

  ▲全球晶圆代工各市场份额

  ▲全球芯片制造部分企业资本开支对比

  设备与材料方面, 关键技术被欧美日垄断。 半导体设备主要以欧美日企业为主, 从分布来看, 全球前15的半导体设备企业中, 美国4家, 日本7家,欧洲3家, 韩国1家。从营业收入的角度看,半导体设备的市占率非常小,尚未在国际舞台上看到的身影。美国的应用材料产品几乎包括除光刻机之外的全部半导体前端设备。荷兰的ASML是高端光刻机的全球第一,其研发投入与技术实力国内企业差距甚远。 设备行业的整体集中度基本达到了CR3大于90%。

  ▲全球刻蚀机市场份额

  ▲全球光刻机市场份额

  国内设备企业规模普遍很小, 技术差距较大。 目前国内排名第一为北方华创,科技新闻2018 年营业收入为约 4.75 亿美元,距离应用材料 140 亿美元的营收有30 倍以上的差距, 技术节点多数都还比较落后,大部分设备在 28nm 制程以上,在高端光刻机等核心设备生产仍依赖进口; 国内先进企业中,北方华创的刻蚀机、 PVD 等设备已达到 14nm 级别,氧化炉已经批量应用于中芯国际、华力微电子、 长江存储等厂家; 中微半导体刻蚀机的技术水平已经达到77nm,达到国际先进水平。

  (3)IC封测国内通过并购崛起, 已有三家企业进入世界前十

  IC封测门槛相对较低, 本土厂商逐渐崛起。 目前国内已有三家企业进入世界前十,分别是长电科技、华天科技、通富微电, 按照市场份额来看, 分别排在全球第三、六、七名。 由于封测产业对规模化要求较高, 相对于设计与代工, 国内封测企业目前排名相对靠前, 主要采用的方式是加大研发投入以及并购整合。 整体行业目前集中度略低于设计与代工,随着并购持续进行,未来集中度有望进一步提升。2018年全球OSAT(Outsourced Assembly&Test, 外包封装测试) 前十大厂商市占率超过80%,行业高度集中。因为OSAT与Foundry在产业链上紧密关联,依靠台积电在Foundry市场超过50%份额的垄断地位,地区在OSAT市场也扮演着主导角色。

  行业分工细化,OSAT成为主要生产模式, 未来先进封装技术是提升芯片效能的增量动力。IDM与OSAT是目前半导体封测产业的两种主要模式。IDM企业芯片产业所有环节均自己完成,OSAT企业仅提供中后段的封装测试代工服务。 随着轻资产的设计的不断增长,推动OSAT企业快速发展,OSAT+Foundry的模式成为半导体行业发展的主要模式。 随着IC设计趋于复杂与制程工艺不断提升, 封装环节的技术提升,有望为芯片的性能提供额外的附加值, 提高半导体产品价值的同时降低成本。 目前先进封装演进方向主要分为减小尺寸的方向,主要实现方式是FC、Fan-out、Fan-inWLP和Bumping,和异质结融合的方向,主要实现方式是Sip、3D封装和TSV,通过这两类型技术,实现在更小尺寸里集成更多功能,同时实现更高的封装效率。 而Fan-out和和Sip系统级封装是目前被的在这两个方向上具有最大增长潜力的封装技术。

  ▲先进封装技术发展历程

  ▲先进封装技术占比提升

  3、受益政策支持与资本助力,国内半导体有望取得长足发展(1) 以史为鉴, 国家政策支持是半导体的必要条件

  回顾美日韩成功经验,大力支持与基础技术研发必不可少。 从全球产业发展的角度看,目前中国正处于世界第三次半导体产业转移的浪潮中,回顾历史美日韩发展的成功经历,离不开的统筹规划与资金政策的大力支持,以及对基础技术研发的高度重视。

  美国半导体产业自上世纪50年代以来,历经行业起步、发展、全球化, 扮演着重要角色。 起步阶段: 半导体技术研发投入大,美国通过直接采购和研发资助的方式助力美国半导体完成初步积累; 发展阶段:70年代后期面临日本的崛起,美国通过一系列特殊的税收政策, 并从国际上对日本进行施压, 通过一系列法案建立与民间的合作关系; 全球化阶段: 采取性贸易政策打击国际对手, 本土半导体企业。

  日本半导体产业成功的核心因素:主导核心企业集体研发+选择正确的发展方向+对基础技术的高度重视。 起步阶段:1963年日本电气获得美国仙童半导体的平面技术授权,日本要求其进行行业内分享,随后诞生了三菱,夏普,京都电气, 半导体产业得到快速发展。

  发展阶段: 八十年代,日本决定体积更小,性能更强的超大规模集成电, 发起全国范围内规模最大的企业间合作, 由日立,三菱,通,东芝,日本电气牵头,将大量的精力投入到基础技术中, 团队协调与技术融合是成功的关键。从1980到1986年间,日本半导体产业全球市场份额从26%上升至45%,美国为42%。 当时在存储芯片领域,日本电气,东芝,日立三家份额超过90%。 全球化阶段:02年日本再次发动技术合作,11家共同研发系统级芯片, 目前日本在部分细分领域已经做到几乎垄断,sony的coms传感器几乎垄断高端市场,信越化学在半导体材料如硅晶圆,光刻胶等领域占据绝对优势。 给我们的: 首先有明确清晰的规划,其次内企业顶尖人才共同研发避免了大量重复投入,不急功近利,重视基础技术的研发。

  (2) 产业链向国内市场转移, “双增” 现象显著

  市场总体呈现产业规模与贸易逆差“双增” 的现状。 我国半导体产业起步时间相比于发达国家落后近30年, 但随着市场化进程加快,目前产业规模增速远高于全球增速, 连续多年保持两位数以上。 可以看出,整体的产业链在向国内转移,同时国内需求也在逐年上升。

  ▲国内集成电销售额及增长速度

  ▲三大细分产业销售额

  在产业规模逐渐扩大的同时,半导体贸易逆差也在同步扩大,主要有量,价,技术三方面原因:1,国内工业制造业需求、居民消费需求快速增长, 国内需求端增速超过海外市场,尤其对于高端产品的需求增速加快;2, 低端产品与中高端价差过大, 从进出口商品总价值上看,半导体贸易逆差仍在扩大;3,反应在量价上背后的核心因素是技术的突破不足,由于集中度过高的行业属性,大部分核心技术仍掌握在国外个别手里。 由于上述原因, 我国半导体产业整体仍处于规模大但技术低的阶段。

  ▲半导体进出口差额及变化情况

  ▲全球半导体销售区域分布

  (3) 政策资本大力支持,未来成长空间巨大

  国内产业政策大力度支持无疑。 自2016年以来,国内开始了大量政策,包括、地方促进第三代半导体产业的发展。 在国家集成电产业投资基金之外,多个省市也相继成立或准备成立集成电产业投资基金,目前包括、上海、广东等在内的十几个省市已成立专门扶植半导体产业发展的地方性基金。

  ▲国家集成电产业发展纲要

  ▲ 2016 年以来及地方对半导体产业支持政策数量

  多方面资本,为产业发展提供支持。 半导体行业的投资周期较长,很难在短时间内完成超越,的资本支持与人才累积是必备条件。我国从2014年起成立国家集成电产业投资基金(也即“大基金”), 基金所有权为国家集成电产业投资基金股份有限,采取制的经营模式,与以往的补贴模式有着本质的不同, 投资方式包括:私募股权、基金投资、夹层投资等一级市场和二级市场投资,但不包括风险投资和投资。 目前大基金已经全部完成投资, 总投资额1387亿元已投资完毕,公开投资为23家,未公开投资为29家,投资范围涵盖设计、制造、封装、设备、材料多个环节,基本完成全产业链覆盖。

  国家大基金成立, 持续投入力度不减。2019年10月22日,国家大基金注册成立,注册资本2041.5亿元。 大基金(包含子基金)总共撬动了5145亿元资金(含股权、企券、银行、信托及金融机构贷款),资金撬动的比例达到了 1:3.7, 若大基金的 2041.5 亿资金撬动比例按照 1:4 的比例来估算,预计将会撬动 8166 亿的资金,总的投资金额将超万亿。 第大基金将会加强对设备和材料的部署力度,按照加重投资装备行业的投资思, 按照设备投资占比为 15%测算,则设备方面的投资额可达 900 亿元, 将对包括刻蚀机、薄膜设备、测试设备、清洗设备等领域已有布局的企业提供强有力的支持。

  半导体目前是我国首要支持产业, 未来成长空间巨大。 根据我国《中国制造2025》 规划目标, 到2020年,集成电产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%, 企业可持续发展能力大幅增强。智能终端、网络通信、云计算、物联网、大数据等重点领域集成电设计技术达到国际领先水平,产业生态体系初步形成。 16/14nm 制造工艺实现规模量产,封装测试技术达到国际领先水平,关键装备和材料进入国际采购体系,基本建成技术先进、安全可靠的集成电产业体系。 到 2030 年,集成电产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,实现跨越发展。 当前我国半导体产业的自给率才只有不到 15%, 根据《中国制造2025》 的目标,计划 2020 年自给率达 40%, 2050 年达到 50%。

  三、 5G+AIoT 是未来核心赛道 1、深度学习大幅提升AI芯片算力, 是拉动半导体增长的重要引擎

  AI芯片是传统芯片的异构与叠加, 在专项计算中性能远超传统芯片。AI芯片指针对AI算法的ASIC(专用芯片), 传统的CPU都可以拿来利用执行AI算法,但是速度慢,性能低,无法实际商用。 例如自动驾驶需要识别道行人红绿灯等状况,CPU的速度远远无法满足,若用GPU, 在图像识别过程中计算速度会成倍增加。 但单纯的GPU功耗较大,而且处理数据单一,因此AI芯片是在原有CPU的基础上,科技新闻增加了相应的GPU单元, 用来计算神经网络带来的深度学习算法。 在图像识别等领域,常用的是CNN卷积网络、识别、自然语言处理等领域,主要是RNN, 两类算法虽然不同, 但本质上, 都是矩阵或vector的乘法、加法, 然后配合一些除法、指数等算法。

  ▲四种 AI 芯片架构的代表产品及特点

  AI芯片算力大约3个月翻倍, 核心提升在于底层架构。 相比于摩尔定律(每18个月芯片的性能翻倍),AI训练所需的算力大约3个月翻倍, 而提升算力的关键是芯片设计, 特别是底层的架构设计。 目前来看,传统的芯片架构已经难以满足AI应用的需要。

  目前主流的架构分为四种:1、 通用类芯片,如GPU、FPGA等;2、 基于FPGA的半定制化芯片代表如深鉴科技DPU、百度XPU等;3、 全定制化ASIC芯片代表如TPU、寒武纪Cambricon-1A等;4、 类脑计算芯片代表如IBM TrueNorth、westwell、高通Zeroth等。

  ▲GPU 工作原理

  ▲深鉴科技 DPU 基本参数

  ▲TPU 的架构框图

  ▲TrueNorth 芯片结构、功能、物理形态图

  未来深度学习将成为拉动半导体需求的重要引擎,有望实现年化47%的增长。 包括IC厂商和互联网企业在内, 越来越多的厂商开始投入研发或已经推出AI专用芯片。根据Gartner统计,AI芯片在2017年的市场规模约为46亿美元,而到2020年,预计将会达到148亿美元,年均复合增长率为47%。

  2、5G SoC 迎来性能爆发增长,未来存量替换与增量终端并存

  5G网络基建期正值高峰,端芯片组性能爆发增长。 芯片组包括射频集成电(RFIC)、系统芯片(SoC)、专用集成电(ASIC)、蜂窝芯片和毫米波(mmWave)集成电。 通讯巨头许多都在构建调制解调器、RF前端,或两者兼得, 其中设计的是低于6GHz的频谱,并支持100MHz的信封(ET)带宽。5G SoC性能形成突破的主要原因:CPU性能的进一步提升,制造工艺降低至7nm以下;GPU方面,对于图像处理的能力大幅提升;NPU方面采用了新的架构。以华为麒麟990为例,各方面的提升如下:

  ▲华为麒麟 990 5G 参数提升

  5G 终端数量快速增长, SoC 增量与存量并存。 GSMA 预计,到 2025 年 5G连接数量将达到 14 亿,占中国和欧洲连接总量的 30%左右,占美国连接总量的 50%左右。 下业应用将成为 5G SoC 发展的主要驱动力。面对多样化的场景需求, 5G 终端将沿着形态多样化和交互多元化发展。 在 5G 商用元年,终端的类型和数量已远远超过预期, 未来仍会有更多的增量空间及存量替换。 相比于 2014 年的 4G 商用元年,市场上只有 4 款 4G 终端,而截止到今年 9 月 10 日, 5G 终端数量已有 136 款之多, 对于 5G SoC 的需求有极大的促进作用。

  3、 多平台互通成主流趋势, 物联网布局掀开半导体另一增长动力

  物联网是未来半导体产业的最重要增长动力。IOT将接替互联网成为下个时代的主题, 主要原因来自以下几点: 智能手机增量有限,来自于功能接近饱和; 随通信技术迭代,5G商用互联从技术上已经可以实现;以华为鸿蒙系统为代表,操作系统已经转向多平台化;AI技术爆发式发展, 相关技术已经在逐步适配IOT。

  全球范围内,物联网终端数量高速增长。 截止2019年,全球物联网设备连接数量达到110亿个,其中,消费物联网终端数量达到60亿,工业物联网终端数量达到50亿。 根据GSMA预测,2025全球物联网终端连接数量将达到250亿, 其中消费物联网终端数量达到100亿,工业物联网终端数量达到140亿,占全球连接数的一半以上。 物联网未来主要实现两类功能: 对真实物体信息的采集、识别和控制;通过终端通信,将采集到的数据信息传输至决策服务端,并进行决策。主要模块分别为,硬件模块, 固件系统模块,应用模块,数据模块,通信接入模块。随着模块数量的爆发式增长, 将直线拉动相关半导体需求。

  ▲物联网终端及增长预测

  ▲物联网终端架构

  未来应用于物联网的半导体芯片将以针对性与安全性为核心。 对于PC和手机SoC, 一系列产品通常可以大量出货上亿片, 而物联网意味着要面临各种各样的产品提出很多种解决方案, 面临着严重的细分化问题,虽然部分芯片的需求量很大,但总体来说种类散乱,虽然整体规模很大, 单一产品或者系列产品的需求量可能并不大, 定制化是亟待解决的问题。 其次, 物联网时代面临的安全问题, 源于多终端越和链接通, 因此物联网芯片就有了更多要求, 安全性是首要。 在多样化的背景下,安全问题不同以前可以解决。

  ▲物联网安全技术思

  巨头提前布局, 从流量争夺到构建生态体系。 互联网的增速放缓, 发展到一定程度,to B业务才是增长的主要驱动力。从目前来看,美国的to B市场非常成熟,而国内做to C业务的不到to B的十分之一,这也给巨头们留下了很大的增长空间。 发展径为从无线网络基础设施和基站到智能手机再到物联网设备应用,5G有望提供一个完全互联的世界,其市场范围从联网汽车、智能城市、智能手机到物联网(IoT)设备,无处不在,从流量端的争夺,到构建生态体系,科技巨头以在物联网重点布局。

  ▲全球科技巨头提前布局 IOT 产业

  智东西认为,从上世纪50年代集成电技术发明开始,集成电的发展大致经历了三次产业转移,分别是美国起源、日本加速、韩国成熟分化发展,而第三次半导体产业的转移有望在中国落地。现在,产业链转移趋势明显, 产业规模国内增速超过全球平均;产业规模扩大的同时,贸易逆差也在同步扩大; 但是, 我国中高端自给率仍偏低,全球龙头中缺乏中国身影。随着5G的全面落地,新一轮半导体产业将爆发,以AI 深度学习、 5G SoC、物联网多端互联及异构芯片为代表的半导体新方向值得重点关注。

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