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2023年未来十个半导体发展趋势预测(二)

发布时间 2023-02-10

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预测六:反全球化持续,中国半导体内循环开启


2022年美国通过《美国芯片与科学法案》,其中针对半导体行业,计划五年内投入527亿美元的政府补贴。此外,加入“中国护栏”条款,禁止获得联邦资金的公司在中国大幅增产先进制程芯片。这标志着半导体行业将由全球化大分工,转向反全球化。


预测七:终端厂商及设计公司向产业链前端渗透


半导体产业链三种权利:设计权(决定创新和供给)+代工权(决定安全和产能)+设备权(决定产业链安全和工艺底层突破)。


芯片产业全球化分工使设计与制造环节分离,存在供应链的地理分割,加剧了受外部因素影响而供需失衡的风险,因此企业向产业链前端渗透、实现自主可控已是大势所趋。


1、对于终端厂商来说,芯片领域将成为新的主战场,着力于掌握芯片设计权甚至代工权是终端企业未来发展方向。目前部分下游软硬件公司逐步开启芯片自研模式。


①智能手机:小米、OPPO、vivo等芯片研发主要聚焦于影像、蓝牙、电池管理等细分领域;


②智能汽车:以特斯拉为先锋,传统车企以及造车新势力如通用、比亚迪、蔚来等也先后进军芯片自研;


③互联网:亚马逊、微软、谷歌、阿里等通过推出定制化的自研芯片,驱动云计算服务的创新迭代。


参考全球智能手机巨头的发展历程,随着产品同质化加剧,芯片区别的重要性日益突显,成功的头部手机厂商均拥有较强的芯片设计研发水平,如苹果的A系列芯片、三星的猎户座芯片以及华为的麒麟系列芯片,验证了掌握核心造芯技术对于终端厂商的重要性。


终端厂商自研芯片主要由于外部缺芯压力和内部自身发展需要。


①把握产能主动权:全球芯片短缺使部分下游企业产能无法释放,布局芯片领域将保障供应链稳定性。


②满足应用领域功能需求:随智能化发展,高通、英特尔等芯片企业供应的通用芯片难以满足终端日益提升的性能需求,自研定制芯片将形成软硬一体化发展,构建芯片、系统软件、终端产品的生态闭环,抢占智能网联高地。


③提升话语权和竞争力:提高对核心技术的把控能力,使自己拥有产品创新节奏的主导权。


2、对于IC设计公司来说,自建晶圆厂、在成熟工艺节点掌握独立代工权、将芯片设计和生产制造环节集于一体,将成为趋势。


当前,缺乏代工权已经成为制约中国半导体设计公司发展的关键因素。


①产能不足:设计公司晶圆制造是芯片产业链的重要环节,在当前全球晶圆产能紧缺、终端消费需求复苏的大背景之下,中国大陆芯片仍有较大供需缺口,晶圆代工厂产能无法匹配设计公司不断提升的技术水平。


②利润承压:晶圆短缺导致代工厂涨价,增加IC设计公司成本。


预测八:智能座舱将成为电车智能化主战场


电车智能化进程可分为智能座舱和智能驾驶两条线。


1、智能座舱:经历三段式发展,未来3-5年将成为电车智能化主战场。


1.0阶段(1980s-2011):以1986年第七代别克Riviera标配9英寸触摸屏为起点,历史上第一辆搭载触屏技术的汽车诞生,开启座舱智能化进程。


2.0阶段(2012-2021):特斯拉Model S创新性地采用大尺寸车载显示屏,取消绝大部分机械按键,标志着智能座舱进入电子化时代。


3.0阶段(2022-2027):理想L9开创智能化交互模式,采用五块大屏,即HUD+安全驾驶交互屏+中控屏+副驾屏+后舱娱乐屏,并且拥有6音区、3D ToF传感器及21个扬声器等,实现三维交互,此后智能座舱发展聚焦于人机交互的智能体验。


2、智能驾驶:目前发展受限,时机尚未成熟,2025后有望突破约束得以发展。短期内,智能驾驶无法成为智能电车发展重点的主要原因:


①缺少芯片代工:虽然我国有先进制程的设计能力和封测能力,但先进制程的生产制造水平落后,缺少掌握先进工艺的芯片代工厂,高性能芯片供给受约束。


②缺少算法算力:尽管以地平线、海思为代表的国产芯片厂商具备大算力优势,但整体来看,仍难以满足由传感器数量提升带来的爆发式增长的算力需求。


③缺少法律法规:当前我国自动驾驶相关法律法规尚不完善,其商业化应用将面临法律挑战。


因此,预计2025年前,智能驾驶方面依然以辅助驾驶为主、智能驾驶创新为辅,长远来看自动驾驶将是电车智能化的终局。


预测九:芯片去库存继续推进,周期拐点已至


在我们的半导体研究框架中,短期看库存周期,中期看创新周期,长期看国产替代。


典型的库存周期可分为四个阶段:


①主动去库存(量价齐跌):晶圆厂产能供过于求,全行业芯片库存达到高点,以手机和家电为代表的下游需求紧缩,于是降价以去库存,消费芯片呈现出量价齐跌状态。


②被动去库存(量跌价平/升):随需求复苏,库存继续减少,价格保持,随后逐步涨至正常利润线水平。


③主动补库存(量价齐升):需求增加的速度高于供给增长,库存持续下行,库存去完后供需平衡,厂商扩大供给,进入补库存阶段,量价齐升,处于盈利最佳状态。


④被动补库存(量升价平/跌):需求相对平稳,而厂商为了应付未来可能的需求,继续增加产量,存在供给惯性,导致供给侧产能过剩。


预测十:国产化5.0推进,建立中国半导体生态系统


通过梳理国内半导体行业国产替代的发展脉络,可以分为五个阶段,2023年国产化将从4.0向5.0推进:

国产化1.0(芯片设计):2019年以信创软件(操作系统)和芯片设计(数字芯片、模拟芯片)几大类为主 2019年5月,限制华为终端的上游芯片供应,目的是卡住芯片下游成品,直接刺激了对国产模拟芯片、国产射频芯片、国产存储芯片、国产CMOS芯片的倾斜采购,这是第一步。


国产化2.0 (晶圆制造):2020年以晶圆代工和周边产业链,主要以中芯国际、封测链、设备链为主 2020年9月,限制海思设计的上游晶圆代工链,目的是卡住芯片中游代工。由于全球晶圆厂都严重依赖美国的半导体设备(PVD、刻蚀机、离子注入机等),海思只能转移到备胎代工链,直接带动了中芯国际等国产晶圆厂和封测厂的加速发展。


国产化3.0(设备材料) :2021年以晶圆厂上游的半导体设备和材料链为主,比如前道核心设备和黄光区芯片材料 2020年12月,中芯国际进入实体名单,限制的是芯片上游半导体供应链,本质是卡住芯片上游设备。想要实现供应链安全,必须做到对半导体设备和半导体材料的逐步突破,由于DUV不受美国管辖,此阶段的关键是针对刻蚀等美系技术的替代。


国产化4.0(设备零部件、EDA/IP、材料上游) :2022年以零部件和EDA为主,进入到国产链条的深水区,最底层的替代 2022年8月,美国发布芯片法案,对国内先进制程的发展进行封锁。想要实现产业自主可控,必须进入国产链条的深水区,实现从根技术到叶技术的全方位覆盖。因此,底层的半导体设备逐渐实现1-10的放量,芯片材料逐渐实现0-1的突破,EDA/IP登陆资本市场,成为全新品类,最底层的设备零部件也将迎来历史性发展。


国产化5.0(中国半导体生态系统):2023年以后,将以建立产业链各环节强供需联系、打通内循环为主要替代目标


我国半导体产业全而不强,半导体产业链的几乎每一个环节都有中国企业,但是整体处于落后位置。由于产业链上下游的中国企业缺乏深度联系,单个企业的进步很容易受美国制裁影响。因此,培育良好的产业生态,实现全自主制造,打通内循环,依托国内的市场优势,实现半导体产业链的不断升级,将成为国内半导体行业国产化5.0的重要目标。