5G、物联网、AI，2019年半导体生态链已现！

数据看过去的2018年
 

截止2018年底费城半导体指数(SOX)近一年跌幅达7.81%，SOX为全球半导体业景气主要指标之一，它的成份股选取了美国19家具代表性半导体公司，涵盖半导体设计、设备、制造、销售与配销等。

从2019年初SOX指数表现来看，依然处于7%-13%的年跌幅情况。

WSTS2018年11月预估,2018与2019年全球半导体销售额分别年增15%与2.6%,达4779.36亿与4901.42亿美元。

全球半导体销售额增速放缓主要是由于下游智能手机、数据中心、汽车等需求疲软。

智能手机下滑

需求端看，2018年全球和中国手机出货量出现下滑。IDC发布数据显示，2018年全球智能机出货量预计将下滑3%，达约14.2亿部。中国信息通信研究院数据显示，2018年全年国内手机市场总出货量达4.14亿部，年减15.6%。但IDC预计全球智能手机出货将在2019年恢复较低个位数百分比增长，并一直延续到2022年。

来源：IDC、中国信通院

汽车销量下降

汽车销量在2018年下半年也出现下降情况。根据汽车工业协会的统计，2018年汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆，产销量比上年同期分别下降4.2%和2.8%。上半年，除2月份外，其余月份销量均高于上年同期。下半年，汽车市场连续出现负增长，全年增速下降至2.8%。累计增长率下半年持续下降，总体压力较大。

来源：中国汽车工业协会
 

闪存、MLCC大跌

再看半导体器件，在2018年下半年诸多元器件的走势呈下降趋势。例如存储芯片、MLCC等此前经过大幅上涨的产品均出现断崖式下跌。其中NANDFlash价格已经跌回两年前，并仍在下滑。2018年第四季度，内存价格开始下跌，结束此前的牛市。DRAMeXchange预计2019年第一季DRAM合约价跌幅将持续扩大。电子发烧友向供应链了解到，MLCC则出现大幅下滑，有的规格产品已跌回涨价前，在第四季度到2019年第一季度，渠道商大量库存需要进行消化。

来源:中国闪存市场

数据显示，全球半导体行业前20公司2018Q3库存周转天数达到97天,超过历史高位。全球模拟半导体行业2018Q3库存周转天数达到106天。预计2019年整个上半年将在去库存和市场放缓中度过。

功率器件有所缓和

不过，像功率器件、MCU等器件供不应求的形势有望得到缓解。一方面需求端的出货量放缓对功率器件需求出现暂时的缓和，另一方面8寸硅晶圆的短缺问题正在舒缓。

和舰芯片副总经理林伟圣早前接受媒体采访时表示，以如今国内建厂和扩厂计划来看，例如广州，青岛，宁波，绍兴都有设8寸厂，产能扩充指日可待。而和舰也采取逐渐适量增加产能的方式进行扩充。部分功率器件由8寸向12寸转移。电源管理芯片原先集中在0.35微米，也往0.18与0.13微米工艺演化，8寸单位晶圆的芯片产出增加，高阶电源产品由八寸转移至12寸的90纳米，甚至55纳米。电容指纹识别芯片，以前芯片尺寸较大，一片8寸晶圆片产出约数百颗，现在指纹识别芯片面积缩小，使得单个晶圆切割芯片数达上千颗，这也减少了芯片消耗量，整体上让8寸产能得到缓解。

另外，LCD驱动芯片，CIS芯片，MCU等高性能产品，如小面板FHD分辨率的LCD驱动芯片已采用12寸工艺。8寸产能紧张，主因是过去几年八寸产能投资停滞，旧型机台停产，八寸机台取得不易，目前业界的做法是二手机台进行复用，或是12寸机台的改装，尽可能使得产能与需求相匹配。种种因素令8寸的紧张在2019年将得到缓解。

2019年半导体产业链为5G、物联网、AI蓄势

既然看智能手机、平板电脑甚至传统汽车已经不能带来强劲的成长动能，例如5G来临之前智能手机的下滑趋势或不可逆转，然后5G、物联网、AI人工智能将带来翻天覆地的变化。对此，我们看到半导体产业链已经提前做出了布局，从晶圆代工到封装测试再到IC设计都在进行相应的调整和准备，将给2019年的市场带来许多变化。

晶圆代工：先进工艺与特色工艺并行

2018年晶圆代工市场最重磅的消息非7nm莫属。台积电率先采用7nmDUV技术，已为50多款芯片流片，高通、华为、赛灵思、AMD、苹果皆为其7nm客户。根据台积电财报，7nm在台积电2018年第四季度营收占比达到23%，全年占比约10%。台积电表示7nmEUV于2019年量产，且Q2试产5nmEUV，后续3nm项目也已规划于2020年开始建厂，预计2022年底到2023年初量产。

三星的7nmEUV预计2019年下半年量产，应该会首先应用在三星自身的高端手机处理器上面。并且三星开放先进工艺代工，譬如在GPU、AI等市场希望获得更大的代工机会。按照计划，2020年三星将来到4nm工艺芯片，2021年计划量产3nmGAA（全栅晶体管）。

7nm的玩家还有英特尔，不过英特尔目前的主要工艺在14nm，预计10nm工艺芯片将于2019年推出。需要指出的是在10nm、7nm的定义上各家有所不同。英特尔10nm工艺芯片的性能媲美其他家的7nm。从时间点来看，2019年对各家的7nmEUV都是关键的一年。

另外，中芯国际在2018年向荷兰ASML公司订购了一台EUV光刻机，预计在2019年交付，将用于7nm研发。有消息称中芯国际在突破14nm研发后，有可能跳过10nm直接研发7nm芯片制造工艺。

除以上几家继续7nm及以下工艺的研发外，也有格芯、联电宣布放弃先进工艺的研发。联电不再投资12nm及以下工艺研发，将集中对12nm及以上成熟工艺市场的开拓，并表示空间较大。但将投资研发14nm及改良版的12nm工艺，同时对7nm及以下不再大规模投资。随后，格芯也宣布放弃7nm先进工艺的研发。继续侧重于FD平台、14/12纳米FinFET制程、领先的射频产品（包括RFSOI和高性能锗硅）和模拟/混合信号，以及满足越来越多低功耗、实时连接、车载设计需求的其他技术。

其他代工厂例如华虹半导体专注在eNVM、功率器件等细分领域具有优势，TowerJazz则在在射频和高性能模拟电路领域的SiGeBiCMOS、RF-SOI和RF-CMOS技术支持用于各种消费类、工业设施级和汽车电子应用的高速、低功耗产品。

显然，只有少数如台积电、三星、英特尔等进行先进工艺研发，而其他晶圆代工厂挖掘特色工艺，在主流的数字工艺上，加点特色的高压，RF，超低功耗性能，与新兴的非易失存储器材料，在5G、物联网、AI、汽车领域找到新的增长点。特色工艺的节点，林伟圣表示，55纳米是一个超级节点，涵盖产品从RF、高压、eNVM,BCD等。下一个超级节点是28纳米。尤其RF的应用，28奈米RF特性可以涵盖4G，拓展到5G、毫米波等。

先进封装延续摩尔定律

摩尔定律越往下越难走，先进封装成为延续摩尔定律的关键。

先进封装包括有Flip-Chip(倒装、Bumping)、晶圆级封装FIN-IN和FINOUT、3D、TSV、SIP等。

例如扇入型封装器件为WiFi/BT（无线局域网、蓝牙）集成组件、收发器、PMIC（电源管理集成电路）和DC/DC转换器（约占总量的50%），以及包括MEMS和图像传感器在内的各种数字、模拟、混合信号器件。它的挑战在于系统级封装的器件功能集成。

据麦姆斯咨询报告，2016~2022年期间先进封装产业总体营收的复合年增长率（CAGR）预计可达7%，超过了总体封装产业（3~4%）、半导体产业（4~5%）、PCB产业（2~3%）、全球电子产业（3~4%）以及全球GDP（2~3%）。Fan-out（扇出型）是增长速度最快的先进封装平台，增长速度达到了36%，紧随其后的是2.5D/3DTSV平台，增长速度为28%。至2022年，扇出型封装的市场规模预计将超过30亿美元，而2.5D/3DTSV封装的市场规模到2021年预计将达到10亿美元。

剖析苹果iPhone7手机显示其一半芯片封装来自晶圆级封装，另一半则是SIP封装。台积电因祭出先进封装INFO独占苹果A10处理器订单。

台积电先进封装技术WLSI平台包括了CoWoS,INFO，FIN-IN，和WOW、SoIC等封装技术。台积电的整合型扇出型封装(integratedfan-out,InFO)技术，这是一种比CoWoS更省成本的方式，去掉硅中介层让芯片与芯片连接，减少厚度，正好为手机设计腾出空间。

CoWoS可让处理器减掉多达70%厚度，提升处理器的性能，但成本较高。随着AI的兴起，Nvidia绘图芯片GP100、GoogleTPU2.0、英特尔的Nervana等均采用了这一封装技术。

在5G时代，先进封装更是台积电等晶圆代工厂与封装巨头们极力抓住的机会。

5G的到来，我们看到高速通讯、边缘计算以及人工智能做封装技术的要求更高。长电科技高管表示，这里面区分来看，在手机、汽车等端侧的高性能运算，主要为系统集封装，包括2.5D、3D封装带来挑战和机会。云端运算则需要晶圆级封装。

5G通讯的高传输数据、高频率，天线更复杂，需要更多集成化设计，目前的一种方式叫做AIP，将天线与芯片做在一起，受到的电磁波干扰最小。目前这个封装技术的方案没有定论，各家的机会很大。台积电的晶圆级扇出式封装天线(InFO-AiP)技术，据称外观尺寸可缩小10%，天线增益可提高40%。5G的另一个问题是MIMO多个发射天线和接收天线如何屏蔽干扰。

这不仅给封装带来了巨大的机会，换句话说先进封装正在为5G通讯的顺畅实施铺平道路。

庞大的中小设计企业有望崛起

根据中国半导体行业协会的最新数据，2018年中国IC设计企业的数量已经达到1698家之多。比2017年1380多家又多出300多家。这些企业的大多数营收规模在一亿元人民币以下。

我们知道国内IC设计企业存在数量多，多以中低端替代和性价比切入市场。那么这么多公司在未来的竞争中会被整合或者淘汰呢，还是拥有分散化碎片化市场的机会呢。这个答案，除了企业本身的战略之外，其实也应该看到IC设计的未来是更加智能化、更有效率的，而物联网、AI这类市场应用足以支撑IC设计公司走得更远。

MentorCEODr.WaldenC.Rhines指出，过去几年设计重新再利用，新技术的出现促进设计加速且设计成本降低。新的人工智能以及机器学习也在不断地加速芯片业的发展，互联网巨头，如谷歌、Facebook涉足芯片设计，人工智能的应用可以降低设计模拟和验证的时间。一些资金比较少的小公司有了这些技术的加持，有机会在2019年脱颖而出。或者大公司给他们提供资金，让更多小公司的创新成为现实。

IC设计周期在物联网时代会更快。锐成芯微CEO向建军的观点是，过去，一个芯片从定义到真正走向市场至少需要18个月，但是在物联网时代，芯片设计周期被要求缩短。因此，IP公司提供完整平台很重要，客户只需要在IP套件上做简单的修改，或者功能筛选，就可以直接进入量产，将18个月缩短到6个月，未来甚至可能到3个月，将整个设计周期压缩到极致。

物联网发展以后，所有操作系统都会智能化，这类芯片规模比较小，资金投入比较少，我们可以多鼓励国内的这种企业往轻量级的智能化发展。真正大系统或者跑算力的人工智能，现阶段体量已经很大的公司胜出的机会更大，轻量级智能化可能是本土绝大多数企业的机会。

5G、物联网、AI已经成为IC设计创新活跃的领地，也是未来应用想象空间最大的领域。我们看到在2019年无论是晶圆代工还是封装或是EDA、IP企业都在为此做好更进一步的准备。

今年以来中国5G测试与商用的动作频繁，2019年将是5G承前启后的一年，将为半导体产业链新的增长送来东风。我们相信在下半年新的动能将更加明显。