半导体工业概略

时间: 2023-07-22 06:35:11 |   作者: 行业资讯

  立异迅猛,有望促进半导体职业继续添加。经过2019年的相对疲软之后,咱们猜测半导体职业将在2020年完结复苏。2018年半导体出售总额为4810亿美元。尔后的四年,到2022年,半导体出售额将坚持较慢速但健康的添加,年复合添加率约为4.6%,到2022年末半导体年出售额将到达5750亿美元。

  半导体商场7大类中——内存、逻辑、微组件、模仿光电子、传感器和分立器材——其间内存出售额占比最大。可是,三星在2017年至2018年对半导体部分的巨额本钱投入,使得内存商场产能过剩,导致内存产品(尤其是3D NAND)在2019年销量额下滑,但该商场将会在2020年开端复苏。人工智能等职业的敏捷兴起对该范畴有严重正面奉献。大部分需求来历轿车和工业商场,这两个范畴添加最快。

  由于电动轿车和混合动力轿车的遍及率不断进步,再加上自动驾驶轿车商场的巨大潜力,轿车商场将增幅最大。到2022年,其年复合添加率将到达11.9%。与此一起,商场对传统轿车芯片的需求仍旧微弱。由于遭到人工智能芯片需求扩展以及安全和医疗范畴的推进,工业商场的年复合添加率也将到达10.8%。

  由于智能手机的更新换代、5G技能的引进以及新式商场的添加,通讯商场的年复合添加率将到达2.2%。与此一起,到2022年末,消费类电子产品中约有50%的收入来自电视、视频游戏机、手持设备和数字机顶盒。可穿戴设备的年复合添加率高达21.0%,但仅占通讯商场份额的10%左右。

  数据处理的商场年复合添加率为2.1%,首要来自服务器和存储设备的出售。尽管其2019年的出售额同比将下降2.8%,但咱们估计2020年其出售额将开端上升。尽管个人PC商场到2022年的年复合添加率为-5.2%,但这一降幅将被物联网机器学习以及服务器和数据中心等一些人工智能方法的添加所抵消。

  由表1能够看出,2019年出现负添加,到2020年复苏。其间内存的添加得益于云核算VR的推进。此外,未来DRAM和NAND闪存芯片的均匀价格上涨也会推进整个职业出售额添加。一般说来,预期价格跌落将被新的内存容量产品所抵消,然后到达设备端的供需平衡。三星在2017年、2018年的大本钱投入导致内存产能过剩,而价格下滑。结果在表中也清楚明了。

  逻辑方面,通讯、数据处理和消费电子的需求将很大程度推进这个商场。预期,ASIC和ASSP逻辑芯片将占有主导位置。微组件受电子设备商场行情影响,现在来看台式机、笔记本和平板出货量都处于疲软期,使得微组件的出售额在2019年处于阻滞状况。2020年,其添加得益于轿车职业的带动。此外,物联网的日益遍及也对高功用的电子产品发生需求,一起对高功用处理器发生需求。

  在模仿方面,首要添加动力来自通讯职业和轿车职业。需求用例包含:电源办理信号转化和特定于轿车的模仿使用。OSD(光电子、传感器和分立器材)方面的需求来自包含固态照明、机器视觉、图画辨认、智能电网、物联网和智能便携式体系中的多传感器交融等。光电芯片在CMOS图画传感器、轿车安全、依据视觉智能及其固态照明LED中的使用不断增多,估计将有微弱的添加。此外,咱们还估计传感器商场将得到快速添加。

  由表二能够看出,以轿车和数据处理为首的使用商场将继续扩展。除了轿车商场年复合添加率高达11.9%之外,轿车自动化进步、ADAS、激光雷达、车载文娱、安全等功用不断收到重视,因而每辆轿车对半导体的需求愈加旺盛。据ICinsights核算,全自动轿车的半导体需求量将是部分自动化体系的5倍。不过,传统轿车仍然是半导体销量的催化剂。到2018年,传统轿车销量占有轿车商场总收入的95%。

  通讯商场80%的需求是由手机驱动的。尽管现在手机商场高度饱满,但5G的引进、智能手机的高更新率以及一些新式商场的出现,手机需求其实也在添加,年复合添加率坚持在2.2%左右。尽管高端手机需求会下降,但根底款的手机添加会将抵消其萎靡。

  消费类电子产品方面,得益于智能电视、4K电视、视频指点、对大屏显示器的偏心以及曲面OLED的遍及度增高,电视设备将促进消费类电子产品添加,然后促进半导体营收添加。游戏相关和机顶盒也会成为强力助推器。因而消费类半导体的年复合添加率将到达2.2%。尽管可穿戴设备商场相对较小,但其具有6.0%的年复合添加率,是消费类增速最大的使用。此外,数字播放器芯片的收入年复合添加率为-2.3%,原因是Netflix和Amazon Prime推出了更有吸引力的代替品。更多顾客开端转向手游,导致游戏机商场在2018年也到达了饱满。

  数据处理方面,到2022年该部分的半导体出售额年复合添加率为2.1%。商场添加的一部分原因来自存储设备(年复合添加率为12.3%),得益于终端设备智能功用的开发,需求更多半导体。该类别大部分添加来历一新式固态驱动技能,它客服了传统数据驱动的高功耗、高推迟的缺陷。现在智能手机和其他联网设备出售微弱,这将加快对存储卡和存储设备的需求。

  工业的添加快度仅次于轿车,咱们估计到2020年其年复合添加率将到达10.8%

  亚太区域的继续成为半导体收入的首要来历,到2022年,该区域的年复合添加率为4.8%。此区域仍旧以我国为主导,我国是全球最大的芯片买家和进口国。

  欧洲、中东和非洲的年复合添加率为3.5%%。欧洲在轿车、交通和工程等范畴有许多使用,对半导体需求必不可少。为了保证这些职业处于领先位置,并促进人工智能的使用,欧盟应当促进和推进半导体工业开展——研制、制作以及欧盟打造杰出的创业生态体系。

  美洲区域的半导体出售额年复合添加率为4.3%,首要得益于NAND闪存芯片商场的预期添加。

  人工智能很可能成为半导体职业下一个十年添加周期的催化剂。尽管在人工智能方面,人们更多重视的是依据软件而非芯片的算法层面,但人工智能对即时核算、衔接和传感的需求有望在未来十年极大促进对人工智能定制半导体的需求。

  咱们估计,到2022年,人工智能相关半导体商场的收入将从现在的60亿美元添加至300多亿美元,年复合添加率近50%。半导体推进推理体系商场的生长可能是碎片化的,每个使用事例——如面部辨认、机器人工业自动化、自动驾驶和监测——都需求定制化计划。相比之下,练习体系还是以传统的CPUGPUFPGA以及ASIC为主。

  分使用范畴来看,轿车范畴将具有十分大的潜力。咱们估计在2022年它将到来40亿到47亿美元的收入在ADAS和无人驾驶使用上(见表4)。其间包含用于自动驾驶和安全辅佐的推理体系和用于交通地图映射的边际核算,这两类促进了用于边际核算的GPU、ASIC和用于云核算的CPU和FPGA的开展。

  金融服务类,咱们估计这部分将带来40亿至45亿美元的收入,首要规划金融交易中的身份验证和智能出资中的用例。与轿车相同,金融服务往往也一起需求推理和练习体系。

  在工业范畴,所发生的收入大致为15亿美元到20亿美元之间,首要用于制作业优化和自动毛病检测。由于工业客户的布置和更新周期较长,所以完结人工智能需求比其他职业更长的时刻。

  一些首要半导体厂商都在做人工智能芯片,这表明环绕人工智能的半导体商场出现高预期。最常见使用则是ADAS、无人机、监控和核算机视觉。表6能够看出,从通用的CPU、DSP、GPU、FPGA到定制的ASIC,各厂商在架构上差异还很大。

  此外,IP厂商如ARMCadence供给软CPU和DSP IP内核,他们假定未来人工智能处理器将嵌入ASIC,而不是由专门用于人工智能作业的独立芯片完结。这些公司的模型是答应客户授权人工智能软核来开发针对人工智能使用的芯片。与此一起,财力雄厚的英特尔正在广泛押注不同构架——CPU、FPGA和定制ASIC——来满意各类要求。此外,英伟达也供给了十分多样化的芯片计划。

  在这波立异浪潮下,一些公司在开发定制化芯片,来完结人工智能晋级。这场架构之战是一场继续战,现在断语谁是赢家还为时尚早。定制芯片总体上体现杰出,但它们只局限于一组使用程序和事例,经济性可能会遭到应战。一些非传统半导体芯片制作商参加了这场竞赛,试水定制芯片(见表7),特别是亚马逊、谷歌、微软正在探究定制人工智能芯片来代替GPU和FPGA用在其云产品来进步功用和降低成本。

  包含苹果、三星、特斯拉在内,也在依据需求来定制。比方苹果用在iPhoneXR/XS里的A12仿生处理器,可用于人脸ID和动画表情符号使用程序的神经引擎,以及用于核算拍摄和像素处理功用的图画处理器。

  一些公有云供给商会自己开发定制芯片来优化本身产品,这必然会要挟到传统芯片制作商如英特尔、Nvidia和Xilinx的商场位置。尽管存在不少定制芯片,但咱们估计GPU和FPGA将共存于云中,以加快人工智能作业负载。

  人工智能这波诱人远景,正在引发很多立异。近年来,对人工智能草创企业的风险出资也在大幅添加。2017年到达110亿美元的新高,用于出资人工智能和机器学习公司。如表8所示,排名前19位的人工智能半导体草创公司,有11家来自美国,其间大多数在探究为各种人工智能和深度学习作业负载而定制专用处理器架构。其间有9家正在制作深度学习处理器,3家在开发所谓的神经形状处理器,这些处理器企图模仿人类大脑功用方法。

  人工智能的兴起简直能够肯定为未来10年半导体职业的最强壮的推进力,正如咱们剖析所示,现有企业和草创公司正在尽力开发人工智能硬件产品。但他们能否捉住这个时机的悉数价值?能否充沛开发和出售人工智能芯片一切潜力?来捉住人工智能革命性机会,我深信他们能做到,但要做到这一点,有必要深思熟虑,重估自己人工智能战略和商业形式,来拟定自己的技能和产品战略,并能弄清楚如安在整个人工智能生态体系中发挥自己的效果。

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