带你一览半导体产业发展现状

2022已然过半，受疫情持续影响，全球半导体产业在过去的半年中发生了细微的变化，在这半年中起起伏伏，而需求和供应相较于往年有了不同的转变，与此同时，产业也如预测如出一辙出现了新的工艺与技术。

需求疲软与代工涨价双重压力

去年年底，由于需求火热且产能紧张，晶圆代工厂赚的盆满钵满。台积电的市值甚至达到6000亿美元，成为亚洲市值最高的公司。与此同时，三星、英特尔也纷纷宣布扩产、建厂。

短短半年时间，半导体市场发生了变化。在新冠疫情持续三年后，电脑、平板、手机等电子产品的需求逐渐下滑。2022 年第一季度全球智能手机出货量为3.112 亿部，同比下降 11%。预计到今年年底全球PC出货量将下降9.5%。

半导体产业在经历了2021年的供应不足之后，许多企业此前积累的库存开始释放，半导体行业正从全面缺芯转变为结构性缺货。模拟芯片、面板驱动IC、MCU、GPU、DRAM、NAND Flash、NOR Flash等芯片价格持续下跌，甚至MLCC、电阻等被动元件价格也持续承压。与此同时，半导体材料价格不断上调。上游厂商的高成本将通过晶圆代工厂转嫁到IC设计公司。台积电表示将从2023年1月起，将大多数制程的代工价格上涨约6%，三星计划今年把半导体生产费率提高多达20％，以此以应对材料和物流成本上升压力。在此种状态下，设计厂的盈利将同时都受到下游客户与上游代工的双重挤压。

3nm揭开面纱、Chiplet成为热点

2022年的上半年半导体技术的不断进步和发展也将先进制造推向一个新高峰。例如在如今讨论火热的3nm制程上，台积电进一步拓展了3nm，除了基础的N3工艺外，还衍生出了N3E、N3P、N3S和N3X的四种制造工艺。同时N3工艺也有望在今年下半年开始大规模生产，实际芯片将于2023年初交付给客户。三星同时宣布，已经开始在其位于韩国华城的工厂大规模生产3nm芯片，历经艰险的三星3nm终于尘埃落定了。芯片被誉为“工业粮食”，在很多重要领域的关键设备都需要用到它，如金融、计算机、科研、医学等等领域。如今的经济之争倒不如说是芯片制程之争，毕竟，芯片性能越高，所能提供的运行速度、精密度、准确率也就越高。

对先进制程的探索仍在继续，一直在传言中的2nm展现的更加清晰。台积电在今年上半年的技术研讨会上，首次清晰的披露其2nm的计划。目前来看，尽管对于2nm的架构选择一直有很多争议，但台积电、三星、英特尔都选择了GAA开发2nm。工艺方面除去制程的进步，封装方面的探索让“Chiplet”成为2022年上半年的热门词汇。在今年3月，英特尔联合AMD、Arm、高通、台积电、三星、日月光、谷歌云、Meta、微软等行业巨头成立Chiplet标准联盟，制定了通用Chiplet的高速互联标准UCIe，使得Chiplet不再成为少数人的游戏。同时，针对未来的数据中心市场，英特尔、AMD、英伟达都先后推出了CPU+GPU类型的混合芯片。可以预见，下一顶级芯片也将会是多芯片设计。

新技术、新材料崛起

摩尔定律的极限，在2022上半年仍旧是人们讨论的重点。半导体也通过对新技术、新材料的探索向继续延续摩尔定律。而这其中，硅光芯片是今年的火爆词汇。光芯片曾经在与电子芯片的竞争中落后，但由于光子芯片采用频率更高的光波作为信息载体，较于电子芯片有独特优势。也因此，将光子芯片与成熟电子芯片技术相融合的硅光技术成为探索的未来主流形态。在2022年上半年，英特尔和英伟达投资Ayar Labs，华为入股微源光子及长光华芯，格芯推出新硅光子技术，新思科技成立OpenLight公司，种种举动都反映着半导体产业对于硅光技术的态度。在晶体管方面，忆阻器成为重点。由于忆阻器的可以突破晶体管无法小于原子间距的问题，学术界提出忆阻器将成为新的开关技术标准。中国国内的忆阻器成果颇多，清华大学、中科院微电子所等都在忆阻器方面取得新进展。

而在新型材料方面，第三代半导体不再只是纸上谈兵。搭载意法半导体碳化硅器件的特斯拉Model3的问世，将特斯拉的逆变器效率从Model S的82%提升至Model3的90%，并降低了传导和开关损耗。由此也正式拉开了碳化硅“上车”的序幕。

兴起中国半导体实力不断增长

在2022年上半年，中国半导体出现了很多惊喜。从政策来看，上半年中各地方政府开始推出重磅政策。其中深圳大手笔的规划了对半导体与集成电路产业的布局。提出到2025年，产业营收突破2500亿元，形成3家以上营收超过100亿元和一批营收超过10亿元的设计企业，引进和培育3家营收超20亿元的制造企业。这些举措，透露出了深圳进一步发展半导体的决心。全力提升核心技术攻关能力、着力构建安全稳定产业链条、聚力增强产业协作优势、构建高质量人才保障体系、打造高水平特色产业园区等。而深圳对集成电路领域的政策推行只是中国发展半导体的一个缩影。中国的半导体发展势头凶猛。数据显示，在过去四个季度中，全球20家增长最快的芯片行业公司中，有19 家来中国大陆。集成电路产业作为国民经济中基础性、关键性和战略性的产业。十四五”规划强调了发展集成电路产业对强化国家战略科技力量的意义。半导体设备行业作为整个半导体产业的重要支撑，是半导体产业化过程中的核心环节。目前国外龙头企业的产品仍占据全球半导体设备市场的大部分份额，但在部分细分领域本土企业已实现突破，未来国产化空间巨大。凭借巨大的市场容量以及多年的发展，中国已成为全球最大的半导体消费国和生产国。广阔的下游市场和不断完善的上下游产业链带动全球产能中心逐步向中国大陆转移。半导体产业规模的不断扩大将为国内设备厂商带来巨大发展机遇，国产设备将加速导入大陆晶圆厂，因此国产半导体设备将迎来快速发展期。