預見 2024 半導體產業趨勢

來源/專芯資本?

即將步入尾聲的 2023 年對于很多半導體企業來說,即便不是激流勇退,也可以說得上是在很多層面按下了暫停鍵。這一半導體行業的 “gap year” 沒有太多的休閑與浪漫,伴隨著的是全球宏觀經濟的衰退與地緣政治的持續緊張。這一年,利率飆升、通脹加劇、消費低迷、股市擺爛,使得整個資本市場集體 emo。
這一年,由于營收放緩,庫存水位釋放不明朗但其他成本卻不斷提升,芯片公司紛紛絞盡腦汁縮減團隊,減少對過剩產能的提前投入。2023 年第三季度,除了英偉達一騎絕塵之外,高通手機芯片銷售額同比下降 25%,博通同比小幅增長 5%,三星、英特爾、聯發科等頭部芯片公司都遭遇了不同程度的挑戰。
預見 2024 半導體產業趨勢注:2023?英偉達股市表現接近瘋狂
??但是,硬幣的另一面,我們也嗅到了新的機會。例如,經濟下行與庫存過高,讓企業開始在打價格戰的同時,不得不用力思考真正的破局之術。盲目的擴張團隊、產品線,過早的規劃長遠的 roadmap 這些操作,顯然不是當前局面下的正道。步入四季度,回看 2023,我們總結出半導體行業發生的極大顯著變化,并嘗試預見 2024 行業發展的新趨勢,以饗讀者。
趨勢一:高端制造回流,全球先進制造將迎來新競賽。

在全球化高度發展的今天,即便知道沒有任何一國甚至任何一洲能夠實現芯片的全完自給自足,但是這并不妨礙大家擁抱這樣的理念,并且執行相關戰略。歐盟和美國先后制定的芯片法案,以及對于高端制造企業落地的高度重視,都預示著制造業回歸的浪潮將難以阻擋。
美國計劃將國內生產比重從 2020 年的 11% 提升到 2030 年的 30%;歐盟也計劃在相同時間內從 9% 提升到 20%。歐盟的意大利、德國、荷蘭、西班牙,非歐盟國家中的應英國、烏克蘭、挪威都在不同程度上歡迎并且承接了芯片制造、封裝測試的產能。進入 2024 年,芯片公司需要更加多的考慮產業鏈上下游供給多元分散所帶來的潛在風險。
預見 2024 半導體產業趨勢注:拜登構建的印太經濟框架,聯手日韓及東南亞在半導體領域掣肘中國

美國《芯片和科學法案》頒布后,美國本土掀起了建造半導體工廠的熱潮,當前有超過 10 個新晶圓廠計劃或正在建設中,以實現拜登總統關于“振興國內制造,加強美國供應鏈”的雄心。另一方面,烏克蘭戰爭、中美局勢、巴以沖突,這些關鍵局部地區的動蕩,將給空運、航運等貿易線路帶來持續的不確定性。物流成本的不穩定將對終端產品的價格帶來影響,這樣又將反過來對整個上游提出新的挑戰。

預見 2024 半導體產業趨勢?

注:Intel 位于特拉維夫附近的辦公大樓

貿易戰爭中諸國將不可避免的對知識產權采取 “武器化” 的措施,中國如果無法從美國或者相關歐洲國家獲取 IP,則不得不轉向亞洲其他國家或者強化國產替代。芯片戰爭中,企業之間的互相收購與兼并將持續出現,獨家買斷、JV 等合作形式,也將是各個模塊之間合伙的常規操作。


趨勢二:設備+零部件本土化跟進,相關投資受關注

受益于高端制造回流與本土晶圓制造、封裝測試能力的夯實,特別是為了應對國內國產替代需求與供應鏈管理安全性的考量,半導體設備特別是前道設備與相應零部件的生產、技術引進與投資,將持續成為熱點。根據 SEMI 的報告,從 2020 年起,半導體設備全球銷售額每年都將增加百億美元,其中前道設備的份額占據八成以上。??????????????????
在前道設備中,光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備最為關鍵,半導體設備屬于高新技術領域,相關廠商均在各自專業技術領域耕耘幾十年,并且基本上由美國、日本與荷蘭企業壟斷,即便中國電子裝備頭部企業的營收規模和這些國家企業相比,還相去甚遠。設備整體與相關零部件的國產化替代空間巨大。
預見 2024 半導體產業趨勢注:國內電子裝備龍頭企業 北方華創
????近些年,新能源、物聯網等智能硬件設備的出現,縮短了上游設備更新迭代的周期,各國家理論上存在“彎道超車”的新機遇,同時也要面對極其復雜的供應鏈管理挑戰。前道工藝步驟繁雜,工序繁多,是芯片出產過程中技術難度較大,資金投入最多的環節。在芯片代工廠中的芯片的工藝制備流程如下:氧化、勻膠、曝光、顯影、刻蝕、沉積、研磨、離子注入、退火。離子注入完成之后,繼續沉積二氧化硅層,然后重復涂膠,光刻,顯影,刻蝕等步驟進入另一個循環,用以挖出連接金屬層(導電層)的通孔,從而使互通互聯得以是現在晶圓中。
預見 2024 半導體產業趨勢注:荷蘭 ASML EUV?

??針對不同類型的零部件,技術難點各不相同,國產化率差異大。機械類零部件應用最廣,市場份額最大,目前主要產品技術已經實現突破和國產替代,先進制程相關難突破。機電一體類和氣液傳輸/真空系統零部件同樣品類繁多,國內部分產品已實現技術突破,但產品穩定性和一致性與國外有差距。
技術難度相對比較高的為電氣類、儀器儀表類、光學類零部件,國內企業的電氣類核心模塊(射頻電源等)少量應用于國內半導體設備廠商,主要應用于光伏、LED等泛半導體設備,國產化率低,高端產品尚未國產化;儀器儀表類對測量精度要求高,國內企業通過收購進入國際半導體設備廠商,自研產品少量用于國內設備廠商,國產化率低,高端產品尚未國產化;光學類零部件對光學性能要求極高,由于光刻設備國際市場高度壟斷,高端產品一家獨大,國內光刻設備尚在發展,相應配套光學零部件國產化率低。



趨勢三:數字化轉型進行時,布局現在,贏得未來。

2023 年,全球半導體產業預計將產生一萬億美元的營收。支持這一增長的高端晶圓制造、設備、后道的封裝測試服務等等,都必須面對全方位的升級賦能。目前全球超過九成的封裝測試都是在亞洲完成,歐洲、北美、東南亞等地區還在繼續強化分裝測試能力。這將使得封裝制造的產能變得相對不可預測,因此數據分析平臺、新的 ERP 產品、供應鏈管理系統將應運而生,促使封裝測試的外包工作變得更可視化、更可預見同時也更精準。從某種程度上來說,芯片的競爭早已超脫了性能,更關乎市場觸達、智能營銷等。
預見 2024 半導體產業趨勢注:博世在德國德雷斯頓工廠的工人在作業

除了封裝測試外包,內嵌入系統內的各類數據分析工具也能夠幫助預見氣候變化、物流運輸等情況,并分析對于公司運營帶來的影響。智能數倉能夠促進產業鏈上下游進行更下透明流暢的信息共享。芯片公司能夠更加從容地管理 BOM 表,不必為個別供應商的個別零部件變動而頭疼皺眉。工業 4.0 時代的到來,數字孿生在工廠的應用,物聯網各類設備對于產線的動態記錄與數據傳輸,使得晶圓廠能夠更加敏捷地生產芯片。數據科學的應用,也能夠反哺供應鏈與采購管理。
AI 對于包括 EDA 在內的芯片設計軟件的補充與提升,將極大地提升芯片設計的效率。谷歌團隊表示,使用 AI 能夠使得傳統上需要人工數月完成的工作量,在幾個小時內就可以完工。谷歌的 TPU 芯片已經使用的更加先進的算法進行自我優化。美國國防部旗下的先進研究計劃署(DARPA)已經設定了“芯片設計全自動化”的終極目標,正在布局繞線(P&R)與模擬(simulation)階段取到階段性進展。
預見 2024 半導體產業趨勢注:Google TPU

2024年,芯片公司需要思考的是:如何在經濟下行周期內,有效的進行數字化轉型的投入。在業務流程中,那些關鍵指標的設定和改善,能夠真正對于企業的降本增效產生效益。公司的 IT 投入又該怎樣面相下一個十年的數字化新局面。


趨勢四:人才儲備與培訓,贏得芯片戰爭的關鍵。

foundry 回歸本土的趨勢下,各國對于半導體人才的爭奪將進入白熱化。對于人才的培養、培訓與可持續成長,將是下一個十年各國都必須認真面對的問題。據統計,當前全球從事半導體行業的人數大概在 230 萬人,而這一數字有望在 2030 年達到 300 萬。其中,高級電工、管道工、焊接工、設備維護維修技師、智能工廠自動化管理運營專家,以及大量電氣工程及其自動化畢業生將會備受追捧。?
預見 2024 半導體產業趨勢注:臺積電為新入職員工進行培訓

??隨著自動化、數字化以及配套技術的發展,人才培養以及人才能力的定義也不得不持續演進。半導體產業將不得不選擇和高校、技術學校、職業學校進行深度融合,形成良性循環。傳統的以硬件見長的半導體行業,將并行并且不得不更多地關注軟件的作用。無論是 AI 工具對于 layout、電路設計的加持,還是營銷自動化軟件對于商業化的輔助,亦或是開源社區的搭建孵化,未來半導體產業考驗的是綜合實力,只有“軟硬兼施”,才有可能在競爭之中勝出。
什么樣的組織框架設計能夠最大程度上可持續地激發半導體公司的人效,是通過人工智能、自動化工具、機器人還是另有其他妙招?什么樣的組織框架能夠確保團隊最高效解決當下的問題,同時能夠使得企業在長遠競爭中保持創新與活力?這些恐怕都是每一個半導體公司甚至政府、協會、高校等等都要一起思考的關鍵命題。


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2023 已經過去了四分之三,第四季度對于硬件出貨的數量在歷史上非常關鍵。今年,不同芯片公司在不同程度上完成了庫存水位的“去水”,更有個別 GPU 廠家一片難求。但是在下行周期中,沒人能夠預見拐點的出現時間與新經濟周期的始末。不過,可以預見的是,整個產業如何在逆境中,通過多種渠道提升競爭力、見本增效的命題,將持續被探討、被實踐、被檢驗。??

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