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    Gartner对2021年国内外芯片制造市场的趋势分析    王莹当前困扰业界的芯片缺货何时结束？哪种半导体制程会是主流？哪类芯片产品发展最好？半导体的投资热点有哪些？中国市场的动向如何？“成熟工艺+先进封装”可否达到先进工艺的产品性能？2021年6月底，Gartner研究副总裁盛陵海向电子产品世界等媒体做了详细的分析1 全球芯片制造市场1.1 缺货的原因及何时结束1）缺货的原因最近半导体产业经历了20年以来最为严重的缺货情况造成缺货的原因既包含偶然因素，也有必然因素● 偶然因素由于过去发生的中美贸易摩擦、华为囤货和一些制造工厂的关闭，其中中美贸易纠纷导致一些国内企业进行了备货；市场出现缺货后，很多大型公司也提升了库存需求，这就造成了整个需求量大大超过可以提供的产能● 必然因素半导体业大约每两三年会形成1个周期，而目前正处于供不应求的高峰周期2年前的2019年供过于求，也是整个半导体市场下滑的时间点再往前推2年即2017年是高峰通常半导体公司在高峰时期会进行大量投资，投资产出的2年后则又产生供过于求的情况在“供过于求”的周期间，即2019—2020年上半年，考虑到新冠疫情的影响，很多半导体公司降低甚至延迟了投资。

因此，从整个投资周期来看，2021年当下产能的增加是前2年投资所产生的2）哪类芯片缺货会最严重？目前短缺最严重的是电源、模拟相关的芯片，主要是8英寸（1英寸≈25.4 mm）晶圆紧缺造成的截至2021年6月，行业的缺货情况已经好转，因为需求并没有达到预想值电视机市场的缺货情况也有所改善因为涨价了，消费者就不买了预计整体市场在2021年下半年处于旺季，到2022年上半年，特别是第二季度往往是传统的淡季，到那时今年新的产能也会增加，紧缺的情况是可以缓解的反观电源芯片，货源紧张的情况还会延续一段时间，因为牵涉到8英寸晶圆的投资和12英寸晶圆转移的关系，预计可能会延续到2022年下半年1.2 制程市场及投资热点1）12英寸为主的先进制程产能预测如图1，可见产能增加最大的是5 nm及以下今年5 nm的升级版——4 nm也将会出现，2022年的目标则是3 nm5 nm产能的增加将会推动先进制程市场的成长另外，55/65 nm也将是增长较高的制程，主要原因是目前55 nm的需求量非常大55 nm虽然是较老的制程，但其需求量在未来几年仍然会有较大的增加此外，28 nm、14 nm、16 nm都有较大的增加机会。

2）传统制程传统制程主要集中在8英寸晶圆，现在非常紧缺因为过去很多年8英寸产能过剩，导致价格“跌跌不休”，谷底时期只有约300美元（1美元约为6.5元人民币）很多工厂，尤其是日本的一些半导体企业已经关闭了8英寸产线同时，5G对PMIC、模拟电路需求量有较大的增加尤其是PMIC（电源管理芯片）制程集中在180/150 nm，主要为8英寸和少部分12英寸晶圆，并不会有大幅度的提升需求量的增加导致了目前电源相关芯片严重缺货目前针对8英寸产线没有建新厂的投资，大多数投资为扩产例如中芯国际的财报显示约增加4.5万片晶圆的扩产扩产实际是为了解决燃眉之急，但要彻底解决8英寸制程紧缺的问题，仍需要将8英寸产能转向12英寸因为12英寸产能产出大，同样时间条件下，其产出可达2倍多台积电已在使用12英寸晶圆为联发科生产PMIC方面的产品，虽然目前量级较小，但预计会有更多的转移此外，华虹宏力也在做类似的事情——在12英寸晶圆上做BCD电源相关的工艺1.3 晶圆厂的投资热点全球半导体投资在今年也将有较大的跃升回顾过去几年，2019年呈下滑态势由于缺货，2021年预计有超过20%的大幅度增加這些增长主要体现在先进制程方面，以及目前紧缺的28 nm制程。

在产品方面，NAND Flash预计会有较大的增加；DRAM情况稍好，因为DRAM厂商为了控制整个市场的高价位，投资较为保守但是NAND Flash的需求一直处于增加状态，因此主要的投资应该是在先进制程及NAND Flash方面与此同时，国内一些半导体公司在向12英寸转移，即用12英寸工厂生产90 nm以下或55 nm以下的产品例如，合肥晶合、广州粤芯等都在进行此类尝试有一个现象是：TI很早就开始用12英寸做模拟芯片，过去几年为何没有其他厂商跟进？首先，因为12英寸做模拟芯片是一个趋势，主要是缺货的原因为什么以前少有企业转呢？①这在技术上是有难度的8英寸有各种工艺，也很成熟，另外硅片厚薄也是很关键的因素，例如做BCD的晶圆都比较厚②IDM厂很难去跟进的原因是12英寸晶圆可以生产更多的模拟电源芯片，如果没有TI那么大的市场需求，未来可能是亏本的Foundry厂考虑到了什么问题呢？他们考虑8英寸的产能如果在没有产能紧缺的情况下做12英寸就没有意义，一定要在有8英寸合适的产品填补了模拟芯片或电源芯片产能空缺的情况下，才有必要去转，因为大家要考虑商业因素TI当年是比较聪明的决断，一下子走进去，一开始投资也是很大。

后来设备价值被逐渐消耗后，就有很大的竞争力了2 中国芯片制造市场2.1 中国芯片市场的3个趋势近年来，全球半导体发展迅猛中国从5年前开始在半导体方面付诸了很多努力，Gartner对中国市场有3个预测1）预计在2025年，中国本土半导体公司在国内市场的份额有机会从当前15%突破到30%当然，也有人认为这个份额可能低于10%其实“低于10%”也是对的，因为部分在国内生产的为海外代工的产品基本不会使用国内芯片，而是选用海外芯片——从这一点来看，低于10%的预测有迹可循2）前十大中国半导体采购者主要是电子制造企业（OEM）或ODM（委托设计企业）前十大OEM均拥有自主芯片设计能力例如OPPO、小米、美的，甚至百度、阿里巴巴等企业也已在建立自己的团队这样做的优势是：①在形成一定量级的规模后，便可降低采购成本②企业也可以发展自己独立的技术，做差异化、专有的技术与产品但是这些企业面临的挑战是：企业是否能做到一定的量级，以及产品的设计能力、性价比是否能满足需求当前，大多数企业在起步期均处于“烧钱”阶段，发展比较困难但是预计大公司会更为积极，因为在财务方面的境况较好，而且大公司以及在国内环境下投资半导体常会得到政府的补助或其他支持。

3）中国半导体市场的投资规模在2023年有望达到一个可观的峰值最近几年半导体产业投资增长迅速，预计到2023年，国内的投资规模较2020年会有80%的增长规模增加的主要诱因是几家大型工厂的投资，诸如中芯国际、长鑫、长江存储等，以及其他一些新兴的中小规模的晶圆工厂投资图3是Gartner从公开渠道收集、Pitchbook整理的中国半导体企业以及相关企业获得的投资规模数据可以分成两部分：非生产型半导体公司和生产型半导体公司①非生产型半导体公司近2年融资已有非常大的提升，例如以往被称作人工智能芯片的公司，主要是GPU公司此外，还有自动驾驶，或是第三代半导体/宽禁带半导体的投资规模也在逐步增加华为、小米以及英特尔、高通、三星等海外企业也在中国积极进行投资②生产型半导体公司规模很大，起伏也同样存在图3中，Gartner只收集了公开的信息，没有收集未公开的信息从“投资案”的角度来看规模情况，这个数量也有很大的增长，过去5年里“投资案”的数量增加了2倍从图3还可以看到一个现象：2020年有很高的增长这归功于科创板的出现科创板带动了整个投资的热潮原来投半导体公司为什么很谨慎？因为整个回收周期很长，难以在投资后马上获利。

而科创板可谓政府政策给投资人打了一剂强心针或兴奋剂，让很多投资逐渐集中于半导体产业这会带来一定的弊端，例如过度投资或是过高的竞价但整体上，此类投资、特别是市场化投资肯定也带动了一批企业的成长例如原先在互联网产业很有名的高瓴资本、红杉资本这两年也开始涉足半导体企业虽然他们成功提升了价格，但另一方面他们也是投资，投资规模也有助于一些新兴公司能尽快在产品方面进行创新，或是利用最先进的制程打造产品那么，2018年和2019年的落差为何很大，而且2019年的投资额是下降的？主要有3个原因：①一些数据并未公开，因为未列其中，例如长江存储、长鑫等没有公开的报告②2019年科创板推出，让人们有一个等待期，等到2020年有一个跳升③2019年整个半导体市场并不乐观，此时的投资会比较保守纵观半导体全球产业链，中国本土半导体公司在上下游、市场份额、全球的位置仍然处于非常低的水平上游的设备、材料遇到的技术障碍非常高，分别低于5%、3%、15%的份额生产方面，Foundry（代工厂）约占10%，还是非常可观的但是缺少IDM（集成器件制造商）的公司，士兰微是目前IDM的巨头，未来长江存储等新企业有望涌现但是在现阶段，IDM还是很少。

封装测试应该是国内占比最高的，达到20%其挑战是如何向先进的封装进行拓展现在已看到非常多的企业在成长封装测试产业目前偏向于开放的自由竞争EDA份额非常低，半导体IP也是如此2.2 十大半导体公司的特点从全球布局角度看，海思半导体遥遥领先（如表1）但问题在于美国制裁影响下的海思，在2021年可能会遇到雪崩式的滑坡接下来，哪些公司有潜力能够取代海思的位置？如表1，例如韦尔半导体和Nexperia（安世半导体），很难断言是否可以在短时间内迅猛成长另外，中芯微电子去年的营收超过了8亿美元，它的估值其实偏低像Goodix（汇顶科技）和GalaxyCore（格科微电子）这些公司都具有一定潜力总的来说，前10名半导体公司在近年的营收增长都十分迅速，前十大的门槛越来越高——10年前，年营收占到1亿多美元的公司便可进入前10名市场份额；但是现在门槛要超过5亿美元但这并不能体现在全球的市场份额上，目前份额只占据6.7%2.3 各种产品的市场份额1）今年中国的哪些应用市场最好？5G/5G转化、计算机、PC、服务器，今年在国内都会有很大的发展接下来，新能源体系的建设，如“碳中和”、新能源车、电网改造等等，这些也是國内比较看好的一些领域。

2）中国半导体产品的市场份额如表2，中国比较吃力的产品是DRAM、微处理器，然后是FPGA、GPU、NAND Flash，这些产品跟上一个层次之间存在较大的差距，基本上是空白期待2年后有望将中国的这些产品市场份额推升到第二层级当然，要达到第一层级——超过10%份额，还需要更多的努力3 中国半导体的预测3.1 代工企业的成长态势如图4，整个Foundry（代工）在未来几年预计会有较大的成长从地区的角度来看，中国大陆份额的增长比2019年将会有近乎翻倍的增长，但中国台湾地区仍会占据最大的市场份额这也是为什么美国希望把中国台湾一部分的生产能力转移到美国去，以降低风险另外，韩国和其他国家和地区已有一定程度的成长，但是从全球布局角度上，未来预计中国台湾地区将居第一，中国大陆位列第二（如图4）3.2 投资趋势如表3，前10名里有3家中国公司，占到了6～8的位置（中芯国际、长江存储、长鑫）但这三大生产型企业在金额上与前5位相比仍然有很大的差距从投资角度来看，今年会有一个较大的跃升，如表33.3 中国半导体产品的展望从图4可见：中国厂商占10%市场份额那么现在产品是什么，未来会是什么？哪些产品会增加？如图5，绿色代表规模很大、很重要的产品。

比较困难的部分在于市场份额仍处于1%以下的产品，包括：DRAM、服务器、PC、汽车半导体、GPU、MEMS传感器、FPGA3.4 中美关系的影响可以从4个维度来看中美间的竞争：开放的生态、封闭的生态、全球市场和国内市场①在全球市场要利用既。