2022年的“上半場”已經過去,，連續(xù)兩年高歌猛進的集成電路產業(yè)正在回歸理性,。經歷了年初主力廠商一系列擴產計劃帶動的高增長預期，隨后而來的相關局勢引發(fā)的市場對半導體原材料供應的擔憂,，以及高通脹和消費電子景氣下滑對需求端的影響,，集成電路依然交出了一份平穩(wěn)的答卷。新一輪的周期性波動和庫存調整,，雖然有可能對集成電路產業(yè)的增長速度帶來影響,，但有望推動供需關系的動態(tài)平衡，也讓集成電路企業(yè)再次意識到核心競爭力和差異化創(chuàng)新的重要性,。在波動的行情,、長期的需求與企業(yè)持續(xù)迭代技術等因素的共同作用下，集成電路產業(yè)將走向何方,？

　　上半年表現平穩(wěn),，增長仍是全年主基調

　　雖然面臨疫情防控,、世界經濟復蘇放緩等一系列不確定性因素，集成電路產業(yè)仍在承壓前行,。世界半導體貿易統計協會6月發(fā)布的春季預測顯示,，2022年全球半導體市場規(guī)模將增長16.3%，繼2021年年增26.2%之后繼續(xù)保持兩位數的增長,，達到6460億美元,。集成電路、傳感器,、分立器件等主要半導體品類的市場規(guī)模也將保持兩位數增長,。

　　2022-2023年全球半導體市場規(guī)模預測

　　數據來源：世界半導體貿易統計協會

　　“2022年上半年，全球半導體市場銷售額整體表現平穩(wěn),。在地緣沖突,、新冠肺炎疫情以及全球通脹等因素影響下，疊加2021年市場高基數,，2022年全球半導體銷售額增速或將有所下滑,。從需求端看，2022年上半年消費電子需求較弱,，影響庫存消化,，下半年各品牌重點新品發(fā)布或將在一定程度上提振消費者購機意愿。另一方面,，AR/VR創(chuàng)新層出不窮,，AIOT百花齊放，新能源汽車智能化快速推進,，高端制造信息化趨勢不改,，各類硬件設備‘含硅量’加速提升，這些應用側創(chuàng)新都將成為半導體需求維持高景氣度的重要動能,?！敝袊鴩H金融股份有限公司研究部執(zhí)行總經理彭虎向《中國電子報》記者表示。

　　短期來看,，高性能計算,、汽車電子對芯片的需求量持續(xù)提升，對半導體產業(yè)的帶動能力逐步增強,。

　　“新能源汽車電動化過程中,，功率半導體市場化應用快速普及，帶動寬禁帶半導體行業(yè)步入快車道,。新能源汽車智能化方面,，駕駛體驗更佳、行駛更安全,、人車互動更便捷的用戶需求將持續(xù)推動智能座艙的升級和自動駕駛的成熟,，從而帶動聯屏,、多傳感器,、大算力芯片的協同發(fā)展,，為半導體產業(yè)鏈帶來算力芯片、激光雷達,、域控制器,、自動駕駛SoC芯片等多方面創(chuàng)新機遇?！迸砘⒄f,。

　　長期來看，IT的創(chuàng)新正在驅動數字化轉型和消費升級,，為集成電路產業(yè)注入源頭活水,。

　　“近幾年，很多行業(yè)出現了新的發(fā)展趨勢,，比如5G向企業(yè)網絡擴展,、萬物連接至云端、AI在邊緣側規(guī)?；?、物理和虛擬空間結合、輔助駕駛規(guī)?；鹊?。這些關鍵趨勢的出現離不開5G、AI,、云計算等重要技術的推動,。隨著各行各業(yè)數字化轉型的加速，消費者對于擁有先進連接,、高性能低功耗計算,、感知和智能的網聯終端需求的提升，對于先進技術,、領先半導體產品的需求將進一步擴大,。”高通公司中國區(qū)董事長孟樸向《中國電子報》表示,。

　　作為全球規(guī)模最大的集成電路市場,，中國集成電路產業(yè)依然在發(fā)揮市場優(yōu)勢和應用牽引作用。上半年,，國內集成電路進口增長5.5%,，出口增長16.4%，為提升全球集成電路供應鏈產業(yè)鏈的韌性做出貢獻,。

　　“以全球視野謀劃科技開放合作是集成電路行業(yè)發(fā)展的主旋律,。近年來,，新基建等政策為中國產業(yè)帶來了巨大增量市場和合作機遇，中國企業(yè)充分利用全球資源,，持續(xù)推進技術創(chuàng)新,，現在中國已經是全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場之一,。高通公司作為全球最大的無晶圓半導體企業(yè),，同時也是中國業(yè)務占公司總比超過50%的跨國半導體企業(yè)，將持續(xù)秉持開放創(chuàng)新,、合作共贏的原則,，攜手生態(tài)系統共同推動全球集成電路產業(yè)發(fā)展?！?孟樸說,。

　　面向下半年，市場需求和技術創(chuàng)新的雙重拉動,，有望進一步提升國內半導體產業(yè)的發(fā)展動能,。

　　“具體到國內，隨著疫情逐步得到控制,，智能手機,、智能家居等電子產品銷量將逐步回暖，芯片代工產能的良性釋放,，也會有利于新的設計項目的展開,。同時，伴隨存量項目需求及量產的趨緩,，企業(yè)通過技術創(chuàng)新,、上馬新項目和新產品來擴大營收的動力也會更強，也會為下半年產業(yè)發(fā)展增添新的增長動能,?！毙救A章科技首席市場戰(zhàn)略官謝仲輝向《中國電子報》表示。

　　供需漸趨平衡,，產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)穩(wěn)中求精

　　集成電路產業(yè)鏈已然經歷了將近兩年的供不應求,，其最明顯的動作就是代工廠商的一系列擴產，包括今年2月聯華電子（以下簡稱聯電）宣布新加坡建廠計劃,、博世宣布德國擴建計劃,，3月英特爾宣布將在德國建廠，4月鎧俠,、西部數據宣布共同投資日本四日市工廠并將于秋季開始初步生產等,。但消費市場需求轉弱使半導體產業(yè)的庫存水位有所上升，產業(yè)鏈的全面短缺轉為結構性短缺，供需關系有望逐漸走向平衡,。臺積電CEO魏哲家在7月召開的臺積電法說會上表示,，臺積電注意到半導體供應鏈正在采取行動，預計2022年下半年的庫存水位將有所下降,。經歷了兩年疫情防控驅動的“宅經濟”需求,，這種調整是合理的。臺積電預計半導體供應鏈的積壓庫存需要幾個季度的時間重新平衡,，并發(fā)展到更健康的狀態(tài),。

　　“盡管仍存在諸多不確定性因素，但除了車規(guī),、工控、功率等芯片外的各細分市場供需關系正在走向均衡,，而因缺芯導致半導體設備交付困難,，由此造成產能擴張慢的‘惡性循環(huán)’也有望被打破。我們認為,，設計,、制造、設備和材料各產業(yè)鏈環(huán)節(jié)的動態(tài)平衡正在逐漸恢復,?！迸砘⒈硎尽?/p>

　　受益于近兩年全球晶圓產能擴張和各國對數字基礎設施的投資,，半導體設備產業(yè)展現出強勁的增長勢頭,。SEMI最新報告稱，原始設備制造商的半導體制造設備全球總銷售額預計將在2022年達到創(chuàng)紀錄的1175億美元,，首次達到1000 億美元的里程碑,。而國內半導體設備產業(yè)，也受益于國內近年來高于全球市場增速的半導體銷售額,，迎來了更加廣闊的發(fā)展空間和新的發(fā)展契機,，也面臨著更大的技術挑戰(zhàn)。

　　2022年年中半導體設備預測

　?。▎挝唬菏畠|美元）

　　數據來源：SEMI

　　中電科電子裝備集團有限公司董事長,、黨委書記景璀向《中國電子報》表示，在數字化轉型,、新能源汽車,、“雙碳”戰(zhàn)略等大背景的驅動下，本土半導體設備產業(yè)將在“十四五”時期總體呈增長態(tài)勢,，總體呈現三個趨勢,。

　　一是下游需求蓬勃發(fā)展將持續(xù)拉動設備需求。下一步,，5G,、人工智能,、物聯網、云計算,、智能汽車等新興領域的蓬勃發(fā)展,，為集成電路的需求帶來增量空間，進而為半導體設備帶來巨大的市場,。

　　二是單位制造所需設備數量上漲,。先進制程芯片制造對工藝精度提出了更高的要求，需要采取多重圖形工藝,，同樣的芯片產量所需求的設備量遠遠大于過去的成熟制程,，半導體設備的需求將進一步增加。

　　三是由于技術難度與復雜度增加,，設備的單價進一步升高,。制程要求、良率要求等方面的共同作用,，將促使新一代半導體設備的技術含量大幅提高,，同時，極高的技術壁壘又進一步強化了產品壟斷,，導致新一代半導體設備的單價遠遠高于過去,。

　　“我們將持續(xù)突破離子注入核心技術，推進高端平坦化設備技術研發(fā),，進一步加強生產工藝與設備的融合,，裝備與生產節(jié)奏相適配，確保與國內大線需求同步發(fā)展,。同時,，我們將聯合國內外優(yōu)勢資源，建立上游零部件,、原材料企業(yè)協同發(fā)展的產業(yè)生態(tài),，帶動國內零部件企業(yè)的發(fā)展，強化供應鏈現代化,?！本拌f。

　　要將市場優(yōu)勢轉化為發(fā)展動能,，需要以技術產品的落地應用作為前提條件,。深圳市埃芯半導體科技有限公司CEO張雪娜向《中國電子報》表示，國內企業(yè)推出的設備要真正地應用起來,，否則無法催熟產品進行迭代升級,。無論架構還是技術創(chuàng)新要圍繞客戶的需求和問題，為客戶提供有價值的創(chuàng)新。只有在市場競爭中贏得機會,，才能行穩(wěn)致遠,。“通過創(chuàng)新實現技術差異化優(yōu)勢,，解決晶圓制造客戶的實際問題,，才能持續(xù)獲得市場機會，不再受困于半導體周期性發(fā)展的影響,?！睆堁┠日f。

　　作為芯片產品定義和創(chuàng)新的初始環(huán)節(jié)與核心環(huán)節(jié),，芯片設計產業(yè)的定制化,、差異化趨勢愈加明顯。謝仲輝表示,，“系統+芯片+算法+軟件”協同開發(fā)的定制化芯片,，決定了最終系統應用的競爭優(yōu)勢，因此客戶對半導體產品的定制化需求越來越強烈,，系統應用將成為芯片設計創(chuàng)新的核心驅動力。

　　“我們可以看到越來越多的系統級公司躬身入場,，通過自研芯片實現差異化的功能和體驗,。比如特斯拉、小鵬汽車等發(fā)力自研芯片,；蘋果,、小米、OPPO等手機廠家下場自研芯片,，甚至大疆,、華為等參與智能汽車領域的芯片研發(fā)，都反映出系統公司對自研芯片的強烈需求,?！?謝仲輝說。

　　這種面向專用場景追求用戶體驗和場景適用性的趨勢,，也對EDA等芯片設計的工具鏈的技術精度提出了更高的要求,。

　　“所有芯片設計公司都希望通過更充分的驗證，降低投片風險與流片成本,。我們希望通過EDA工具和方法學的全面進階,，讓系統工程師和軟件工程師都參與到芯片設計中來，解決設計難,、人才少,、設計周期長、設計成本高企的問題，用智能化的工具和服務化的平臺縮短從芯片需求到系統應用創(chuàng)新的周期,，降低復雜芯片的設計和驗證難度,，賦能電子系統創(chuàng)新?！敝x仲輝表示,。

　　與芯片設計一樣引起上下游企業(yè)紛紛入局的另一個產業(yè)環(huán)節(jié)是封裝。臺積電,、三星,、英特爾都將先進封裝作為提升芯片性能、改善芯片能效,、增強芯片架構靈活性的重要途徑,，以實現更加豐富的代工生態(tài)和系統級的解決方案。

　　今年以來,，代工和IDM主力企業(yè)繼續(xù)強化在封裝領域的布局,。臺積電日本3DIC研發(fā)中心于6月舉行開幕儀式，該研究所致力于下一代三維硅堆棧和先進封裝技術的材料領域,，旨在支持系統級創(chuàng)新,，提高運算效能并整合更多功能。三星于7月宣布成立了半導體封裝工作組,，以加強與大型晶圓代工廠客戶在封裝領域的合作,。英特爾也在今年2月的投資者大會上公布了先進封裝路線圖，預計今年將在Sapphire Rapids和Ponte Vecchio上交付領先的封裝技術,，并在Meteor Lake上試產,。其2021年公布的Foveros Omni和Foveros Direct封裝技術預計2023年投產。

　　同樣需要注意的是,，產業(yè)鏈的供需健康,，以及各環(huán)節(jié)供應水平和技術能力的提升，都離不開全球暢通的分工合作模式,。

　　“集成電路產業(yè)本質上是全球化的產業(yè),，以全球協作為基礎，包括材料,、設計,、制造、裝備,、封測等多個環(huán)節(jié),。在過去一段時間，高通公司堅持多供應商策略,，并聯合供應商在建設新設備,、擴大產能方面做了大量工作,，這些策略都有助于持續(xù)改善供應?！泵蠘阏f,。

　　技術創(chuàng)新多點開花，推動產業(yè)螺旋上升

　　以需求帶動技術創(chuàng)新,，再以技術創(chuàng)新拓寬使用場景,，形成技術、應用與需求的良性循環(huán)和螺旋上升,，是一個產業(yè)健康發(fā)展的邏輯所在,。面對半導體產業(yè)的周期性波動和疫情等“黑天鵝”事件，頭部半導體企業(yè)依然沒有放緩創(chuàng)新的腳步,，而技術的獨特性也是引領半導體企業(yè)穿越產業(yè)周期變化的不二法門,。

　　制程節(jié)點是集成電路制造工藝水平的直觀體現，其演進路線如同摩爾定律的心電圖,，反映著集成電路產業(yè)乃至全球信息化進程的發(fā)展節(jié)拍,。

　　隨著三星在6月30日宣布基于GAA(全環(huán)繞柵極）架構的3nm制程芯片啟動初步生產，先進制程正式駛入3nm,，晶體管技術也逐漸成為頭部芯片制造企業(yè)的比拼焦點,。三星表示，其3nm制程采用了MBCFET（多橋通道晶體管）技術,，突破了FinFET性能限制,，相比其5nm工藝實現了23%的性能提升，降低了45%的功耗并減少了16%的芯片面積,。臺積電將在2nm節(jié)點采用GAA架構及納米片晶體管架構，實現在相同功耗下速度增快10%～15%,，或在相同速度下功耗降低25%～30%,，預計2025年開始生產。作為摩爾定律的提出者和捍衛(wèi)者,，英特爾計劃通過全新晶體管架構RibbonFET架構將制程帶入埃米（納米的十分之一）時代,。據悉，RibbonFET是英特爾研發(fā)的GAA晶體管,，也是其繼2011年率先推出FINFET以來首個全新晶體管架構,，預計在2024年推出。

　　雖然先進制程節(jié)點還在向更加微小的數字挺進,，但芯片性能水平的提升,，已不再單純依賴工藝的進步，設計廠商的比拼重點也越來越傾向于系統級別的創(chuàng)新,。謝仲輝指出,，服務器,、AI、汽車,、手機等高科技系統公司,，通過SoC芯片和ASIC芯片的創(chuàng)新來實現系統創(chuàng)新。同時新興技術的發(fā)展也反過來促進芯片設計和EDA的發(fā)展,，人工智能,、機器學習、云計算等技術對芯片設計和 EDA 工具本身的影響越來越大,。因而Chiplet,、異構計算等能夠提升芯片集成規(guī)模和效率的技術受到廣泛關注。

　　“Chiplet包含了許多EDA相關技術,，包括封裝內功耗分析,、散熱分析等，Chiplet芯片的設計驗證也對傳統EDA提出了新的要求,。這種通過異構,、系統集成的方式，也體現了我們從系統設計角度去出發(fā)的理念,。半導體設計產業(yè)開始不僅是通過工藝的提升,，而是更多考慮系統、架構,、軟硬件協同等,，以應用導向驅動芯片設計，讓用戶得到更好的體驗,?！敝x仲輝表示。

　　架構創(chuàng)新也成為芯片設計的另一個發(fā)力點,。精簡,、靈活、可拓展的RISC-V,，以及異構集成等不依賴制程工藝提升芯片性能的技術,，將在后摩爾時代發(fā)揮更加重要的作用。

　　“RISC-V或將成為x86,、ARM之外的又一重要架構,。隨著AI技術的發(fā)展，異構架構目前已經得到了較為廣泛的應用,。存算一體（阻變存儲器等）將目前計算機存儲和運算兩大基本功能單元合二為一,，理論上能夠和AI算法（神經網絡）形成較好耦合?！迸砘⒄f,。

　　在最上游的材料環(huán)節(jié),，在遷移率、帶隙寬度等方面具有更優(yōu)能力的新材料正在進入產業(yè)界的視野,。寬禁帶半導體產業(yè)化進程提速,，Wolfspeed全球首條8英寸碳化硅晶圓生產線于4月啟動試產，將進一步提升碳化硅的產量并降低成本,。

　　“可以看到,，業(yè)界廣泛討論的第二、三,、四代半導體,，也就是GaAs、GaN,、SiC,、Ga2O3等材料具有寬禁帶、高導熱率,、高抗輻射等優(yōu)勢,，在高速、高頻,、大功率等應用場景相較硅具有顯著優(yōu)勢,，在5G、新能源市場逐步普及,。石墨烯,、碳納米管等碳基器件理論上可以較好適配柔性電子領域應用?！迸砘⒄f,。

　　而“一機難求”的設備產業(yè)，也在隨著工藝制程的進步提升系統性能,。今年6月,，臺積電研發(fā)資深副總經理米玉杰在臺積電硅谷技術研討會上表示，公司將在2024年引進ASML高數值孔徑極紫外光光刻機,，更高數值的孔徑意味著更小的光線入射角度，能夠用來制造尺寸更小,、速度更快的芯片,。

　　景璀表示，未來半導體設備技術發(fā)展將聚焦于三個主要趨勢：一是功能模塊和工藝集成化,，設備各模組功能進行模塊標準化,，盡可能實現工藝輸出的穩(wěn)定性和一致性，相關聯或相近工藝盡量整合在同一系統,，有效提高整個系統的輸出效率,；二是控制精細化,，先進工藝節(jié)點越低對關鍵參數的控制要求越精細；三是系統智能化,，設備系統集成智能算法,，根據工藝輸出可自動對關鍵參數進行修正調節(jié)。

　　更多信息可以來這里獲取==>>電子技術應用-AET<<