世界半导体业未来发展特征浅释

半导体工业趋于成熟，从我们获得最早的数字，1975年世界半导体市场为70亿美元，那么，到2005年的30年间，世界市场发展到了2270亿美元，共增长32倍，年均增长率是两位数的12%。今后势将继续发展，同时却也出现了不少新的特点，值得引起我们的注意。 速度平缓化 随着半导体产业的趋向成熟，它的发展速度正逐渐走向平和与缓慢。据WSTS的数据，世界半导体市场1976~1985年间的年均增长率曾高达26%，1985~1994年间为18%，而1994~2004年间则降到了8%，已进入了个位数增长的时代。进入21世纪后，WSTS预计2001~2007年世界半导体市场将从1390亿美元增长到2712亿美元，年均增长率仍接近8%。 图1　世界半导体市场速度趋缓 众所周知，世界半导体市场的发展有一个硅周期，即每4年有一个起伏循环，而近年也发生了变化。1985~1997年间大致是4年1个周期，但此后周期有缩短之势（图2）。此外，硅周期自2001年到达历史上最深谷底之后，此后不仅周期缩短，而且曲线的发展也趋于平缓，没有了以往曾有的大起大落。 图2　世界半导体市场的增长率变化 在半导体业的发展过程中，还有一个大家所熟悉的Moore（摩尔）定律。从这一定律，我们也看到发展趋缓的现象。Moore定律是Intel公司创始之一Gordon Moore发现的，该定律表明：芯片集成度将每年翻一番。事实上，1965~69年间每一芯片上集成的晶体管数量达到了每年翻番的水平。但自1969年到2005年间已降到1.5~2年翻一番。据ITRS（国际半导体技术发展路线图）的预测，2005~09年间将是2年翻一番，而2009~2018年将进一步下降到3年翻一番。据美国VLSI Research公司调研，从1971年到2002年世界生产的晶体管总量以每年54%的速度在发展，相当于16年增加1000倍，2003年的总产量达到1E（1018）个，大多用于存储芯片。2005年每一芯片大约集成10亿个晶体管，2020年可达320亿个，正好是三年翻一番。 对于2006年世界半导体市场，一些主要预测机构，诸如WSTS、SIA、Gartner、IC Insight等都认为将增长8%，也有如Semico Research 公司坚信将增长17%，Future Horizons甚至认为将增长20%。ISuppi公司的增长率于4月的最新调整为7.4%，并预测2005~10年间的年均增长率为8.2%（表1）。 表1　世界半导体市场的发展 注：Gartner公司预测2006~2010年的增长率分别为8%，6%，13%，2%，4%，起伏要大些。 资料：iSuppli 世界上无论哪一门工业，随着时间的前进，产品的成熟，其发展速度都有向GDP靠近的趋势。2005~10年间，世界GDP的年均增长率值为3%，而世界电子工业约为4%，而半导体为8%。尽管是个位数，但还是在上端运行，相比前两者，半导体工业的发展可算得不错。 市场个人化 半导体集成电路是电子产品的基础和心脏；电子产品也是半导体集成电路最主要应用产品。现如今，电子产品的销售对象正从企事业转向个人，而且这一趋势在今后10年内将日益增强。以计算机为例，1980年在科技发达国家中主要用于研究，1个单位也就1台。1985~90年间，计算机推向商业应用，普及率达到10人1台。1995~2000年包括台式PC和便携PC，大约已普及到人手1台。今后，包括PC、手机等终端1人可以达到10台，进入所谓"无所不在"的Ubiquitous时代。 预计2005~2010年，是将以移动电话、PC和平板电视三大数字产品为主的大量消费时代。2005年世界移动电话的使用者达20亿人，人口普及率为32%，预计2008年即可提高到30亿人，加速普及到45%，接近2人1台。 2005~2010年间，移动电话销售值将从986亿美元增长到1263亿美元，PC从2038亿美元，到2200亿美元，包括平板电视在内的彩电从755亿美元到1368亿美元，3项产品合计将从3779亿美元增长到4831亿美元，分别占世界电子市场的30%和32%，可见其地位的重要。 这三类产品的用户无疑都是个人化的。因此，竞争激烈、价格下降是必然的趋势。同时，主要销售市场将从经济发达国家转向发展中国家，也因为这个缘故，以中国、印度、俄国、巴西为代表的所谓BRICs（4个国家的英语字头）经济群体，它们都是经济发展中的人口大国，市场潜力巨大，从中期发展看主要购买的是低端产品，但也已出现了高端产品的购买层，因而特别受到世界关注。 经济发达国家正加速走向高龄化社会，2006年日本65岁以上的人口已占25%，是世界老龄人口最多的国家。那里的高龄老人则是电子高端产品和保健产品的主要消费者。 应用多样化 自从2000年世界IT泡沫之后，比较僵化的电子产品和电子技术，走向了今天大量消费和技术革新的新时代。 电子产品的普及速度发生了巨大的变化。例如，上世纪70年代到80年代电视、PC和录像机的普及都是有一个顺序的：从经济发达国的高收入/企业层到经济发达国的中等收入层，再到经济发达以外的国家。随着时间的前进，市场逐渐扩大。 但是，移动电话、MP3播放机、DVD播放机、数码相机等电子产品的发展和普及则完全不同。不但普及时间短，而且是在世界各地同时上马，一开始的价格就比较低，也是个很大特点。这导致DRAM、NAND　flash、液晶驱动IC、液晶屏等需求一路上扬，而价格则是不断滑落。 据统计，2005年世界PC、移动电话、彩电、数码相机、MP3播放机等5大类数字产品的出货量合计比上年增长了20.4%，而世界半导体业的出货值不过增长了6.8%。原因就是半导体单价的下落，阻碍了半导体业的增长。 这些半导体的主要应用电子产品今后还将继续发展，预示着半导体业前景可待（表2）。 表2　世界主要电子产品和半导体的发展 资料：三菱证券公司 随着半导体应用的多样化，半导体的提供方式也在发生变化。在大型机时代，半导体具有专用的性质；PC时代DRAM和MPU等都走向了通用化；进入数字家电时代，半导体回归专用化；今后将是专用/通用的兼用化。专用的如SoC/SiP技术，通用的则如微控制器/DSP技术、平台技术、模拟技术等。 半导体应用从其传统的业务协作关系方面来看，似乎缺少新的应用，未来展延的应用只在娱乐业，汽车和机器人等领域。娱乐业的代表是消费电子自不待言，且已成为电子业发展主流，业者无不趋之若鹜。汽车电子和机器人则是半导体高端应用的发展方向。汽车电子从80年代电子立体声，到现在的防爆制动系统、发动机控制、汽车导航、气袋等，10年后到2015年，还将有自动驾驶、预先防撞等汽车本质功能的电子化。电子产品在汽车成本中的比重不断提高，1980年仅占1%，现在大约占20%，10年后将进一步提高到40%，且今天顶级汽车的电子成本即有达到了40%的。 目前的机器人主要还是手势动作、身体动作、位置识别、移动体跟踪、个体识别等单功能机器人。未来5年内可出现自控特定作业的机器人，从事看护、开门、识别物体及屋内环境、进行个别讲话、使用手腕等的各种服务。10年后到2015年可以诞生判断人和周围状况，自律从事多种作业的通用机器人，不仅会自发会话、还能上下台阶、开关门户等多种服务。为支持机器人这样的进步，对半导体性能提出很高的要求，必须比现在提高1000~10000倍。预计下一年代初的机器人所用LSI的逻辑处理功能会达到4GIPS，内存容量8MB。 但是从其他产业的角度来观察，半导体应用的范围会打破原有的框框，将涉及环境、健康，农业等各个领域，并与其他技术相结合，开发出崭新的应用，应用前景无比广阔，发展更趋乐观。 经营集中化 世界半导体业发展到今天，无论是企业经营模式，还是产品生产种类都有了相应很大的变化。企业经营出现了IDM（集成器件制造商）、Foundry（代工企业）、Fabless House（无生产线设计公司）三业为主。半导体部门从公司中分离出来开展独立经营也已是大势所趋。 产品经营集中化，不失为当前公司经营的成功之举，TI公司便是个典型。1997年公司卖掉了依然有利可图的军事部门，同年还把笔记本电脑部门卖给了台湾的Acer公司，随后于1999年又把存储器业务卖给了Micron Technology公司，2005年又将LCD驱动LSI事业卖给了冲电气公司。而把公司的经营集中在自己掌有强势技术的DSP和模拟电路上。公司DSP成长迅速，已占公司半导体营收的35%，引领世界市场，模拟电路约占40%，同样业绩亮丽。为此，公司在世界10大半导体公司中的排名不断提升，1993年曾排名第6，2002年即晋身第4，2004~2005年接着稳居第3。与Intel、三星成为业界3大高收誉公司，共同领导世界半导体业前进的3大顶级公司。 顺便提一句，Apple公司的经营成功模式最近取代了Dell的经营模式，令业界刮目相看。Dell的成功在它的直销经营模式，它适时购入器件，通过供应链的调节而保持最适当的库存。虽然这可导致器件供应过剩，但对买方是很有利的市场，Dell的PC经营就是这样发挥了很好的效率。Apple公司相反，它发挥了器件卖方市场的威力。Apple公司产品需用的NAND　flash存储器近期经常缺货，为此，Apple公司对5家有关公司缔结了预付定金的合同，保证了公司对NAND　flash的需求，从而使公司的主打热销产品iPod源源上市，销量大增，获利亮眼。 NAND flash大跃进 欲争存储器盟主地位 据iSuppli公司报道，2005年世界存储器市场为487亿美元，2006年将增长9%，达531亿美元，其中NAND将激增41%，达153亿美元，占存储器市场29%，2007年还将续增近50%，大有赶上并超过原盟主DRAM之势。2006年NOR flash受NAND影响，仅增长12%，达88亿美元，与NAND相差几一倍。NAND的大发展主要是在移动电话中的应用增多，容量扩大。同时，在热门产品iPod的应用中大有斩获。 图1　世界存储器市场的发展 现在存储器中的老大DRAM，2005年的世界市场为252亿美元，预计2006年将缩减5%，计239亿美元。这样一增一减，自然大有取代之势。 表1　各产品主要生产公司一览 DRAM NAND flash NOR flash 韩国：三星，Hynix 韩国：三星，Hynix 美国：Intel 美国：Micron 美国：IM Hash Technology 欧洲：ST 中国台湾：茂德，南亚，力晶 欧洲：ST SRAM等 日本：Elpida 日本：东芝 韩国