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半导体行业综述:开放复苏,2023年市场迎新增

2023-02-06 11:14:20 来源:半导体器件应用网 作者:厉丹 点击:12688

前言

在过去的2022年,半导体行业经历了巨大的压力。各地疫情反复、经济形势的起伏以及国外打压政策的实施等等,无一不给半导体行业的发展增加阻力。但与此同时,由于国家政策扶持、国产替代进程的发展以及当下芯片短缺的现状,半导体行业又迎来了新的增长机遇。

继2020年的涨价、缺货浪潮已得到逐步缓解,砍单、降价、裁员等消息充斥着整个2022年。不少业内人士预测,半导体行业的下行周期已经来临。但不可否认的是,半导体行业的整体发展态势仍然表现强劲。据统计,2022年半导体行业实行的并购案件有增无减,国内成功上市的半导体企业多达40余家,芯片供应商占据大部分。从中国市场看,芯片内需依然保持增长,同时自给率也得到了提升。在市场、资本与政策的综合运作下,半导体行业的资源、应用体系正发生着结构性的变化。

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一、2022年度回首与总结

1.危机并存的大环境与应用市场发展转变

回顾2022年,一系列事件影响着半导体行业的整体发展:俄乌冲突爆发;美国签署《芯片与科学法案》,制约中国半导体行业发展;美国收紧对EDA工具、超宽禁带半导体材料等技术出管制;半导体遭受寒冬,晶圆代工厂格芯、存储芯片巨头美光科技等大厂相继裁员;台积电3nm正式量产……

虽然上半年的芯片供应情况得到缓解,但不断受到新冠疫情、国际环境、美国限制等因素的影响,整个半导体产业链发展遭遇前所未有的挑战,全球市场增速放缓,下半年已呈现明显分化趋势。

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从需求端来看,家电、手机、可穿戴设备等消费类电子市场需求疲软,特别是中低端芯片库存积攒,半导体行业开启主动去库存模式。虽然半导体行业的去库存状态已经持续了较长时间,但预计到明年上半年行业压力依旧存在,甚至出现产品“杀价”的竞争状态。

澎湃微市场总监雷江峰表示:“明年我们会在工业电机控制、健康医疗等方向加大推广力度,会针对不同市场及行业的变化,推出新一代更具有性价比的产品来应对市场的变化,满足客户需求。”

整体来看,2023年的芯片分化发展会加剧。对于一些性能要求不高的芯片,竞争会更加激烈,价格下行趋势会愈加明显,而一些品质要求比较高的车规、工业控制以及家电、储能、电力电子等芯片,无论是在价格保持力还是性能竞争力,都会稳步往上增长。

灵动股份产品市场总监王维就表示,灵动股份在聚焦消费电子领域的同时,将持续深耕大家电、电机控制、工业4.0等市场,向光伏、储能、新能源汽车等高速发展的市场领域进行扩展,并积极参与国际竞争。而且凭借良好的性能和可靠性,灵动股份的产品已经成功应用在工业和汽车领域,并积累了丰富的技术和客户资源。

据相关机构预计,消费类电子占比相对较高的CIS、射频、SoC、模拟等芯片公司收入将迎来修复,而供给端代工成本的陆续下降有利于进一步增强利润复苏弹性。

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更值得关注的是,2022年储能、新能源汽车、光伏等新兴的应用市场迅速发展。以此作为战略市场的半导体企业在这些领域中取得优异的市场表现。

例如在汽车市场,安森美持续优于汽车市场的整体表现,其增速基本上是市场增速的2倍。尤其是电动车的主驱逆变器业务,今年实现了3倍的增长。安森美已与3家领先的新能源汽车新势力签订了长期供应协议,会将这一合约关系延展到更多的汽车合作伙伴。同时,安森美也推动国内首款采用碳化硅的本土品牌电动车落地。在能源基础设施方面,十家中国领先的能源基础设施企业中,有7家是安森美的客户,占全球逆变器市场份额的70%,这7家都采用了安森美的碳化硅和逆变功率集成模块(PIM)。

同时,澎湃微作为国内32位MCU厂商,其产品目前也分别进入了储能、新能源汽车等领域,用量也在不断攀升。同时,澎湃微也在快速产品迭代,争取更多地满足这些市场的资源需求。宝宫电子也在积极布局,在现有的产品中寻求机会,针对新兴的行业新立项目,预计2023年有所斩获。

另外了解到,Littelfuse通过收购进行的战略布局,为公司发展注入了源源不断的动力,从功率控制、电路保护器件,到传感器产品和开关器件,不遗余力的产品创新,完整的产品系列为客户提供一站式多场景应用服务,助力优化和完善整体解决方案。高功率可再生能源、储能、电动汽车以及工业自动化领域的高景气弥补了消费类市场的低迷,也让Littelfuse整体业绩呈现出逆势增长。

2.半导体技术不断创新

安森美专注于智能电源和智能感知的创新,致力于推动汽车功能电子化、自动驾驶、能源基建、工厂自动化等高速增长的市场和应用的发展。尤其在碳化硅方面,安森美正从6英寸向8英寸布局。2022年第一季度,安森美已经在收购的GT Advanced Technologies (GTAT)工厂里生产出8英寸晶圆衬底的样品,预计在2024年实现尺寸样品的认证,到2025年能够出货。

据了解,2022年澎湃微在研发方面大幅增强了力度,研发资金投入翻倍成长。澎湃微不仅在全新12寸工艺上完成了5颗以上芯片的研发,布局通用和细分市场,而且随着新产品的陆续上市供应,上游供应的瓶颈将得到解决,新产品的性能也得到大幅提升。

在研发创新方面,宝宫电子也投入了大量的时间和金钱,主要在两条主线上大力创新的主线:一条是产品本身的深入和完善,另外一条是开发适应新的市场发展特点的产品。第一条主线表现在高能贴片电阻的全系列产品的开发,特别是低电压的贴片压敏电阻;另外就是开发更高性价比的产品,用于在印度市场和国内市场更有价格竞争力的产品。

宝宫电子技术总监李吉晓表示:“2023年会继续沿着2022年的思路,在产品系列更加齐全上,在适应新的市场经济环境发展上,做出创新,用于解决产品在新领域的拓展,特别是新兴领域,在现有存量市场份额的扩大上,做出努力。”

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众所周知,技术创新是企业发展的生命线。过去一年,半导体企业在各自的应用领域上努力实现创新亮点,结下技术创新的累累硕果。

2022年伊始,针对电机市场,澎湃微基于PT32L031和PT32F030系列产品,推出了电机Thor设计平台。客户可以使用Thor的电机开发板,迅速搭建电机测试开发环境,并在澎湃微自主核心电机算法的基础上,利用上位机软件,调整电机参数以适配不同的电机,较快完成电机方案的开发和测试工作;在便携式医疗领域,针对血糖仪市场,澎湃微基于PT32L033产品,提供了基本的参考方案设计,包括显示、ADC&DAC联动、NTC、RTC等功能,使得客户可以快速评估和量产;在AI+MCU应用方面,澎湃微已经把TinyML的离线语音识别算法成功运行在M0的MCU上,其中PT32Z192系列MCU,已经实现离线语音+电机控制算法的二合一功能,受到客户的喜爱。

2022年底,澎湃微推出具有超强性能的Cortex-M0产品——PT32S038系列。该系列产品最高工作频率可以达到200MHz,大幅超越市场主流的同类型产品,同时PT32S038产品支持CAN总线、集成4路OP、LCD显示等功能。

2022年,富奥星一共有3款雷达“芯”品面世。新一代低功耗10GHz微波雷达芯片具有内置算法、低功耗、低成本、高集成度等特点。既可以在保持优异性能的同时,实现微安级超低功耗,满足电池供电的需求,又同时精减部分外围器件,大幅降低方案开发门槛,缩短开发周期,可广泛应用于智慧照明、智慧家居等智能感知场景。而5.8GHz雷达芯片则主要用于高空远距离大范围的智能感知应用;24GHz雷达则应用于精度要求更高的场景,比如智能家居中的存在感应应用。

在2022年,灵动股份一如既往地对产品可靠性、产品性能、成本及服务上做优化,推出了MM32F5 STAR-MC1“星辰”高性能系列、MM32A01xx首款车规级MCU、全新低功耗系列MM32L0130、更高集成度的电机系列MM32SPIN0280和MM32SPIN580C及多款12寸嵌入式闪存新品;并在开发工具上突破性地发布了MindSDK软件开发平台和新一代的MM32Link Mini仿真调试工具。这些产品和工具有助于客户在项目开发过程中选择合适的芯片,提高开发速度,降低开发难度,加快产品替代或升级,缩短上市时间。

针对电动车,安森美的汽车主驱碳化硅功率模块VE-Trac系列在性能、能效和质量方面达到了新的水平,解决了电动车主驱逆变器的设计挑战,将电池能量转换为大的扭矩和加速,使电动车的续航里程更长、能效更高、加速更快。梅赛德斯-奔驰纯电动汽车VISION EQXX主驱逆变器采用了VE-Trac系列,续航里程增加10%,完成了从德国斯图加特到英国银石的1,202公里(747英里)旅程,保持了单次充电后最远的行驶距离记录。

车载充电方面,安森美的APM32系列率先把尖端前沿的碳化硅技术和同类最佳的压铸模封装相结合,可提高能效并缩短电动车的充电时间,专用于11 kW到22 kW的大功率车载充电器和高压DC-DC转换。冷却是高功率设计的最大挑战之一,成功解决这个问题对于减小尺寸和重量至关重要,这在现代汽车设计中也是关键的考虑因素,安森美的新型Top Cool 封装的MOSFET不仅表现出卓越的电气效率,而且消除了PCB中的热路径,从而显著简化设计,减小尺寸并降低成本。

针对光伏、储能、不间断电源,全球首款TOLL封装的650V SiC MOSFET NTBL045N065SC1,尺寸仅为9.90mm x11.68mm,满足ErP和80 PLUS Titanium等能效标准,比D2PAK封装的PCB面积节省30%,体积小60%,热性能更好,封装电感更低,其Kelvin源极配置确保更低的门极噪声和损耗,解决高功率密度设计迅速增长的需求。

针对超高密度离线电源,安森美推出了行业首款混合信号图腾柱PFC控制器,让客户能开发高能效、小尺寸的电源,设计周期短,无需再开发软件。

针对机器人等应用中的高压电机控制系统的开发,ecoSpin™系列无刷直流电机控制器将控制和驱动功能整合在一个完整的系统级封装中,在要求扩展无刷直流电机功率等级时简化了方案重用,缩短上市时间。双电感旋转位置传感器NCS32100,使用新的专利方法进行电感式位置感测,提供极高转速与极高精度(在6,000RPM时能提供+/-50角秒的精度),是部署快速移动机器人和工业机器人应用的理想选择。

正当个人、家庭、企业正在加速拥抱AIoT、生物检测与智能识别、机器视觉与自动化生产等领域快速增长,艾迈斯欧司朗的高端传感与成像技术打造了全球一流的医疗成像解决方案,也为智慧工业打造创新的2D/3D系统。艾迈斯欧司朗的全系光感产品和技术助力了包括折叠屏手机在内的各种智能设备的更新迭代;同时,延续“元宇宙“的风潮,AR/VR市场打开了新格局,艾迈斯欧司朗与合作伙伴联合推出了面向消费者的便捷式智能眼镜原型,等等。

3.国产替代迈向高端应用

经过国家政策的支持以及国内半导体行业企业的自主努力,国内诸如低端的消费类电子芯片已基本实现自给自足,但在新能源汽车、工业控制等高端应用领域的替代仍然存在着较大差距。调研机构IBS数据显示,中国半导体公司的市场供应量到2030年将占据中国半导体市场的40%以上。可以预见的是,近两年中国市场的芯片需求与自给率将继续提升,同时随着本土芯片设计能力的不断提升,将为国产替代带来更多的机遇。

一方面,新能源汽车、智能工业等领域的芯片需求仍然不减;另一方面,由于地缘、供应链短缺等因素,在国内广阔的市场空间下,很多本土芯片厂近几年仍有很大机会进入到大厂的供应体系中。

在工业、新能源、汽车电子等高端应用领域国产替代过程中,极海半导体就推出了一系列高性能、高集成、高可靠的APM32工业级/车规级MCU。其中,极海半导体工业级MCU,达到工业增强级国际标准,有助于缓解工业领域关键芯片的“卡脖子”问题;2022年,极海半导体全新推出的9款车规级MCU,符合汽车电子对应芯片高可靠性要求标准,可有效推动国产汽车产业化发展,加速高端应用领域国产替代进程。

澎湃微立足工业控制领域,目前高性能的M0系列MCU已经进入到仪器仪表、工业控制等高端应用领域。同时,澎湃微也已经布局新产品,包括M4、M7高算力的高端MCU,会针对工业4.0,储能、光伏逆变等高端应用领域,明年相关产品会陆续上市。

李吉晓表示:“这两年,宝宫电子主要是打基础的时候,同时也进行了部分台湾和国内产品的替代。真正的替代应该是从2023年开始。我们着意在国外同类供应商方面做出替代。”

倘若工业、汽车等蓝海市场保持高景气,新能源发电(光伏、风电及储能)与用电(电动车)硅含量持续提升、工业领域自动化程度提高打开市场空间,预计国内半导体设计厂商将逐步进入上述赛道高端领域,开启国产替代新周期。

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另外,目前芯片紧缺的状态已经得到有效缓解,加之半导体行业下游需求的疲软,全球主要晶圆厂产能利用率发生松动。但近两年来,上游晶圆厂商对行业的整体需求预估偏紧。中芯国际等晶圆厂正加大投资力度,扩充制程产能,以满足下游的终端应用。我们可以看到,国内28nm及以上成熟制程产能仍有较大国产替代空间。

澎湃微针对12寸产能的产品,也已经开始推向市场。雷江峰表示:“由于12寸晶圆产能得到大幅扩充,预计公司未来几年不会面临晶圆产能的瓶颈和压力。未来MCU的产能一定是在12寸上,把更多新产品转移到12寸上,就能在晶圆产能方面获得更多主动权。”

陶瓷类保护器件作为半导体的品类之一,国外的同类产品供货同样紧张,宝宫电子将准备大规模扩产,以满足可能的供货紧张问题和替代问题。

我们预计,未来2-4年,伴随这波晶圆厂扩产浪潮将被规模化掀起,国内的半导体设备需求量景气度将被带动高涨,半导体材料也将开始逐步放量,使得国内半导体行业的供应链安全逐渐加强,为全面实现国产替代形成有利的护城河。

二、2023年展望与规划

近年来,国家和各地方政府密集颁布了一系列重磅政策,积极推动半导体与集成电路产业的发展,比如《国家集成电路产业发展推进纲要》、《深圳市培育发展智能传感器产业集群行动计划(2022-2025年)》等。

极海半导体副总经理曾豪表示,2023年,极海半导体看好工业控制、汽车电子、新能源等领域。他认为,汽车方面,在新能源汽车快速普及以及汽车“新四化”发展的双重驱动下,对芯片需求量将成倍增加,单辆新能源汽车的芯片数量可达两千颗以上;工业方面,在智能制造以及数字化、智能化、低碳化发展趋势的加持下,将带动芯片尤其是MCU的快速增长;新能源方面,“双碳”政策的推行影响着能源产业结构的调整,光伏储能、户外电源、BMS电池管理等领域都将迎来巨大的市场容量空间。

刘洪源则表示:“在国家制定的“双碳”战略目标下,微波雷达芯片的可持续增长空间是很大的,像智慧照明、智慧家居、智慧家电这些领域,都有广泛的应用。”

雷江峰认为,从当前的政策和市场来看,2023年的新兴市场以储能、新能源汽车和光伏逆变为主,这些行业的发展符合国家节能减排的长远规划。同时,这些行业也经历了很长的的时间积累,产品和市场化已经趋于成熟。随着网联化的要求,IoT的市场长远来看,仍会蓬勃发展,终端产品对于低功耗的需求仍会越来越多。

李吉晓仍然看好新能源和汽车电子应用领域。他提到,能源的缺乏不是一天两天能解决的,世界的地缘政治等因素导致这一问题在一定的时间内长期存在,所以继续加大在汽车电子和新能源的投入,是未来几年的趋势。

同时,受可持续发展/“双碳”目标的驱动,电动汽车及电动车充电、先进安全、能源基础设施、工厂自动化等细分市场仍将保持高速增长。安森美总裁兼CEO Hassane El-Khoury认为,零排放法规使动力总成的电气化成为关注点,这会相应带动电动车充电的发展。先进安全将确保更高级别的自动驾驶更安全地落地,日渐严峻的能源危机将促进光伏等可再生能源和储能系统市场的转型,制造和物流的运作在向更高的自动化水平发展。

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在接下来的2023年,半导体企业又会有着怎样的市场目标与规划呢?

凭借自身技术实力,2023年极海半导体将会推出更多品类产品线,除已有的APM32系列32位工业级/车规级MCU、物联网多核异构安全芯片,还将推出高性能数模混合芯片、电机专用芯片、G32A系列车规级芯片等,帮助客户在工业控制、汽车电子、新能源等领域设计出更多创新产品与迭代升级。截至目前,极海半导体的MCU客户主要集中在汽车电子、工业控制、新能源等,同时芯片产品销售额同比实现了大幅增长。这些数据一方面肯定了极海的实力,另一方面也坚定了极海半导体大力发展工业和汽车市场的决心。

另外了解到,在2023年,澎湃微会陆续推出基于12寸晶圆的产品,包括高主频和超低功耗系列,以满足工业电机与IoT行业的需求,继续加强深耕这些行业;同时,也会针对一些细分领域推出新产品,继续坚持澎湃微的通用与细分两个赛道同步进行。李吉晓则希望宝宫电子能继续扩大在市场上的份额,以及在新兴领域对国外同类品牌的替代。

安森美总裁兼CEO Hassane El-Khoury表示,安森美将顺应市场趋势,以高度差异化的智能电源和智能感知方案/技术赋能上述高速增长应用的颠覆创新,推动两倍的市场增长,尤其是充分发挥在汽车和工业细分领域的碳化硅领先优势,构建一个强大的可持续生态系统,同时结合端到端的供货能力和可扩展的产能等优势,以及与客户建立联合实验室、签订长期供应协议等战略举措,以从技术、品质、供货等方面全方位解决客户需求。

站在光学技术创新的潮头,手执创新星火,激流勇进,艾迈斯欧司朗致力在这个时代发挥关键作用。其高级副总裁陈平路就表示,历经一年多的整合,艾迈斯欧司朗将更加聚焦战略核心业务,深耕汽车、消费、工业与医疗等终端市场,推动半导体业务多元化的营收增长,这是公司实现未来目标的有力支柱。

低碳化和数字化是助推产业发展的“两翼”。英飞凌将立足于半导体这一根本,向“具有全球服务能力、增加客户价值的本土生态圈”这一目标奋进,并坚持全方位持续创新,为“两翼”提供科技动能。

各企业对半导体行业的新年寄语:

安森美总裁兼CEO Hassane El-Khoury:新的一年,新的征程,新的期待!创新、可持续发展仍会是半导体行业的关键词。安森美将把握市场机遇,关注发展关键市场,与时俱进,携手广大客户和合作伙伴实现共赢,并赋能更美好的明天!

Littelfuse中国区电子部销售副总裁查勇:金虎辞旧岁,玉兔迎双春!我谨代表Littelfuse公司中国区全体同仁,向我们的用户和《半导体器件应用》杂志的读者致以最诚挚的祝福。祝大家新春吉祥、平安喜乐、诸事顺遂!

极海半导体副总经理曾豪:回望2022年,国内半导体产业面临诸多内外挑战与变动,但行业同仁们依旧不畏艰难、凝心聚力,共同助力国产芯片产业化的崛起与发展。2023年的新征程已开启,半导体行业也迎来了新的机遇与挑战。新的一年,极海半导体持续加大对研发的投入,通过技术与服务全面提升自身综合实力与市场竞争力,助力国产芯片高质量发展,为广大用户提供更加优质的产品与服务。

时值新春将近,极海半导体在此恭祝大家兔年大吉、平安喜乐、万事顺意,也祝愿《半导体器件应用》杂志越办越红火,持续为中国半导体行业输出更多优质内容。

澎湃微市场总监雷江峰:在新的一年,希望大家不忘初心,砥砺前行,为国产半导体行业发展贡献自己的力量。澎湃微预祝大家身体健康,心想事成!

富奥星市场策略总监刘洪源:新的一年,富奥星将继续携手模组方案商伙伴,创新协作,持续发力,不断促进技术创新、推动产品升级、完善市场布局,力争为客户提供更多、更优质、更具市场竞争优势的雷达芯片和解决方案。在此,也祝愿大家在新的一年里健康快乐,阖家幸福!

宝宫电子技术总监李吉晓:半导体是为了发展的方向。虽然我们在产能供给方面暂时受到打击,市场的订单也不景气,但是这是黎明前的黑暗。只要度过这段黑暗时期,我们就一定能迎来我们国家半导体的光明明天。所以从事半导体行业的朋友们,困难的时候坚持住,胜利就一定属于我们。加油!

结语

展望2023年,随着半导体行业供需的进一步修复,整个芯片市场挑战与机遇并存,芯片发展分化持续加剧,芯片供需持续不平衡。中长期来看,在电动化和智能化带动下,新一代汽车电子架构需要越来越多的芯片满足复杂功能。半导体需求成长动力由手机、PC为代表的消费电子转向新能源汽车、工业控制、光伏、储能、物联网设备等领域,并将保持稳步增长,新一轮芯片设计创新周期与国产替代周期有望开启。

我们可以看到,“开放”、“复苏”、“加速”,将成为2023年半导体行业发展的主旋律。一系列复苏和发展经济的有力举措的出台,实体经济与科技创新将会得到大力的支持。创新和可持续发展将推动半导体行业生生不息,人类的美好生活因此被不断创造。

着眼当下,美好未来的实现,立足于我们走好当前脚下的每一步。道阻且长,行则将至。在2023年之初,我们感受到半导体行业已卯足劲头,正迎接新一轮的市场增长。

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