集成电路：增长仍是全年主基调

2022年的上半年已经过去，连续两年高歌猛进的IC行业正在回归理性在经历了年初各大厂商一系列扩产计划推动下的高增长预期，随后市场对半导体原材料供应的担忧，以及消费电子行业低迷对需求端的影响后，IC依然交出了一份稳定的答卷虽然新一轮的周期性波动和库存调整可能会影响集成电路产业的增速，但有望促进供需的动态平衡，也使集成电路企业重新认识到核心竞争力和差异化创新的重要性在波动的市场，长期的需求和企业不断迭代的技术的共同作用下，集成电路产业将何去何从

上半年稳增长仍是全年的主基调。

虽然面临疫情防控，世界经济复苏放缓等一系列不确定因素，集成电路产业仍然面临压力根据世界半导体贸易统计协会6月发布的预测，2022年全球半导体市场将增长16.3%，继2021年年增长26.2%后将继续保持两位数增长，达到6460亿美元集成电路，传感器，分立器件等主要半导体产品的市场规模也将保持两位数增长

2022年上半年，全球半导体市场销售整体表现稳定在地缘冲突，新冠肺炎疫情和全球通胀的影响下，加上2021年市场基数较高，2022年全球半导体销量增速可能会下降从需求端来看，2022年上半年消费电子需求疲软，影响库存消化下半年各品牌重点新品的发布将在一定程度上提振消费者的购买意愿另一方面，AR/VR创新层出不穷，AIoT百花齐放，新能源汽车快速智能化，高端制造业信息化趋势不变，各类硬件设备的‘硅含量’加速提升这些应用端的创新将成为维持半导体需求高景气的重要动能中国国际金融有限公司研究部执行总经理彭虎说

短期内，高性能计算和汽车电子对芯片的需求持续增加，半导体产业的驱动能力逐步增强。

在新能源汽车电动化过程中，功率半导体的市场化应用迅速普及，带动宽禁带半导体产业进入快车道在智能新能源汽车方面，用户对驾驶体验更好，驾驶更安全，人车交互更便捷的需求将持续推动智能驾驶舱的升级和自动驾驶的成熟，从而带动多屏，多传感器，大计算力芯片的协同发展，为半导体产业链带来计算力芯片，激光雷达，域控制器，自动驾驶SoC芯片等多方面的创新机遇彭虎说

从长远来看，IT的创新正在推动数字化转型和消费升级，为集成电路产业注入新鲜的水。

最近几年来，许多行业出现了新的发展趋势，如5G向企业网络的扩展，万物连接到云，AI在边缘侧的规模化，物理和虚拟空间的结合，以及辅助驾驶的规模化这些关键趋势的出现，离不开5G，AI，云计算等重要技术的推动伴随着各行各业数字化转型的加快，消费者对具有先进连接，高性能低功耗计算，感知和智能的联网终端的需求将会增加，对先进技术和领先半导体产品的需求将进一步扩大高通中国董事长孟朴告诉《中国电子报》记者

作为全球最大的集成电路市场，中国集成电路产业在市场优势和应用方面仍处于领先地位上半年，国内集成电路进口增长5.5%，出口增长16.4%，为增强全球集成电路供应链的韧性做出了贡献

从全球视角谋划科技开放合作，是集成电路产业发展的主旋律最近几年来，新基础设施等政策为中国产业带来了巨大的增量市场和合作机会中国企业充分利用全球资源，不断推进技术创新现在，中国是世界上最大和增长最快的集成电路市场之一作为全球最大的无晶圆厂半导体公司，高通也是一家跨国半导体公司，中国业务占公司总业务的50%以上它将继续坚持开放创新，合作共赢的原则，与生态系统携手推动全球集成电路产业的发展孟朴说

面向下半年，市场需求和技术创新的双重拉动有望进一步提升国内半导体行业的发展势头。

具体到中国，伴随着疫情逐步得到控制，智能手机，智能家居等电子产品的销售将逐步回升，芯片代工产能的良性释放也将有利于新设计项目的上马同时，伴随着存量项目和量产需求的放缓，企业将更有动力通过技术创新，推出新项目和新产品来扩大收入，这将为下半年的工业发展增添新的增长动力华章科技首席营销战略官谢中会告诉《中国电子报》记者

供需逐渐平衡，产业链各个环节都在精益求精。

近两年IC产业链供不应求，其最明显的动作就是代工厂商的一系列扩产，包括联华电子今年2月宣布新加坡建厂计划，博世宣布德国扩产计划，英特尔3月宣布将在德国建厂，4月赤霞和西部数据宣布将共同投资日本工厂，初步投产将于秋季开始可是，消费市场需求的减弱导致了半导体行业库存水平的上升产业链整体短缺转为结构性短缺，供求关系有望逐步趋于平衡TSMC首席执行官魏哲佳在7月举行的TSMC法律会议上表示，TSMC注意到半导体供应链正在采取行动，预计2022年下半年库存水平将会降低经过两年疫情防控带动的房子经济需求，这种调整是合理的预计TSMC半导体供应链的积压库存将需要几个季度才能重新平衡并发展到更健康的状态

虽然还有很多不确定因素，但是除了车规，工控，电源芯片等各个细分市场的供求关系，正在走向均衡，因缺芯导致半导体设备交付困难而导致的产能扩张缓慢的‘恶性循环’也有望被打破我们认为，设计，制造，设备，材料等产业链的动态平衡正在逐步恢复彭虎说

得益于近两年全球晶圆产能的扩张以及各国对数字基础设施的投资，半导体设备行业呈现出强劲的增长势头SEMI的最新报告称，原始设备制造商的半导体制造设备全球总销售额预计将在2022年达到创纪录的1175亿美元，首次达到1000亿美元的里程碑国内半导体设备行业也受益于最近几年来高于全球市场增速的半导体销量迎来了更广阔的发展空间和新的机遇，也面临着更大的技术挑战

中电电子设备集团有限公司董事长，党委书记崔静告诉《中国电子报》记者，在数字化转型，新能源汽车和双碳战略的大背景下，十四五期间本土半导体设备产业将呈现整体增长态势，呈现三大趋势。

首先，下游需求的蓬勃发展将继续刺激设备需求下一步，5G，人工智能，物联网，云计算，智能汽车等新兴领域的蓬勃发展将为集成电路的需求带来增量空间，进而为半导体器件带来巨大的市场

二是单位制造所需设备数量增加先进工艺芯片制造对工艺精度提出了更高的要求，需要多道图形工艺同样的芯片产量所需的设备量远大于过去成熟工艺的设备量，对半导体设备的需求将进一步增加

第三，由于技术难度和复杂程度的增加，设备单价进一步提高工艺要求和成品率要求的共同作用，将大大提高新一代半导体设备的技术含量同时，极高的技术壁垒进一步强化了产品垄断，导致新一代半导体设备的单价远高于过去

我们将继续突破离子注入的核心技术，推动高端平坦化设备技术的研发，进一步加强生产技术和设备的集成，使设备适应生产节奏，确保与国内大线需求同步发展同时联合国内外优势资源，建立上游零部件和原材料企业协同发展的产业生态，带动国内零部件企业发展，强化供应链现代化荆玮说

将市场优势转化为发展动力，需要以技术产品的应用为前提深圳市艾欣半导体科技有限公司CEO张告诉《中国电子报》记者，国内企业引进的设备要真正应用，否则无法成熟产品进行迭代升级无论是架构还是技术创新，都要以客户的需求和问题为中心，为客户提供有价值的创新只有在市场竞争中赢得先机，才能行稳致远只有通过创新实现技术差异化优势，解决晶圆制造客户的实际问题，才能持续获得市场机会，不再被半导体的周期性发展所困张对说道

作为芯片产品定义和创新的初始和核心环节，芯片设计行业的定制化和差异化趋势越来越明显谢中会表示，系统+芯片+算法+软件共同开发的定制芯片，决定了最终系统应用的竞争优势因此，客户对半导体产品定制化的需求越来越强烈，系统应用将成为芯片设计创新的核心驱动力

我们可以看到越来越多的系统级公司致力于进入市场，通过自研芯片实现差异化的功能和体验比如特斯拉，Xpeng Motors等自研芯片，苹果，小米，OPPO等手机厂商都开发了自己的芯片，甚至还有DJI，华为等都参与过智能汽车的研发，都体现了系统公司对自研芯片的强烈需求谢中会说

这种对特殊场景追求用户体验和场景适用性的趋势，也对EDA等芯片设计的工具链的技术精度提出了更高的要求。

所有芯片设计公司都希望通过更充分的验证，降低贴膜风险和电影流成本我们希望通过EDA工具和方法论的全面进步，让系统工程师和软件工程师都能参与芯片设计，解决设计难，人才少，设计周期长和设计成本高的问题，利用智能化工具和面向服务的平台，缩短从芯片需求到系统应用创新的周期，降低复杂芯片的设计和验证难度，为电子系统创新赋能谢中会说

和芯片设计一样，导致上下游企业纷纷进入的另一个产业环节是封装TSMC，三星，英特尔都将先进封装作为提升芯片性能，提高芯片能效，增强芯片架构灵活性的重要途径，从而实现更丰富的OEM生态系统和系统级解决方案

今年以来，OEM和IDM的主要企业继续加强在封装领域的布局6月，日本TSMC 3DIC R&D中心举行了开业典礼该研究所致力于下一代3D硅堆栈和先进封装技术的材料领域，旨在支持系统级创新，提高计算效率，集成更多功能三星7月宣布成立半导体封装工作组，加强与大型晶圆代工厂客户在封装领域的合作英特尔还在今年2月的投资者大会上公布了高级封装路线图预计今年将在Sapphire Rapids和Ponte Vecchio上交付领先的封装技术，并在Meteor Lake上进行试生产2021年公布的Foveros Omni和Foveros Direct封装技术预计2023年投产

还要看到，产业链的健康供需，以及各个环节供给水平和技术能力的提升，都离不开顺畅的全球分工与合作模式。

集成电路产业本质上是一个全球产业，基于全球协作，包括材料，设计，制造，设备，封装和测试等过去，高通一直坚持多供应商战略，联合供应商在建设新设备和扩大产能方面做了大量工作，这些都有助于持续改善供应孟朴说

技术创新越来越多，推动行业螺旋上升。

需求驱动技术创新，再由技术创新拓宽使用场景，形成技术，应用，需求的良性循环和螺旋，是一个行业健康发展的逻辑面对半导体行业周期性波动，疫情等黑天鹅事件，头部半导体企业依然没有放慢创新的步伐，技术的独特性也是引领半导体企业度过产业周期变革的必由之路

工艺节点是集成电路制造技术水平的直观体现，其演进路线如同摩尔定律的心电图，反映了集成电路产业乃至全球信息化进程的发展节奏。

日前，三星宣布基于GAA架构的3nm工艺芯片初步量产，先进工艺正式进入3nm晶体管技术逐渐成为头部芯片厂商的竞争焦点三星表示，其3nm工艺采用了MBCFET技术，突破了FinFET的性能限制相比其5nm工艺，实现了23%的性能提升，45%的功耗降低，16%的芯片面积减少TSMC在2nm节点将采用GAA架构和纳米片晶体管架构，在相同功耗下可以提升10%~15%的速度，或者在相同速度下降低25%~30%的功耗预计2025年投产作为摩尔定律的提出者和捍卫者，英特尔计划通过全新的晶体管架构RibbonFET架构，将制造工艺带入艾米时代根据消息显示，RibbonFET是英特尔开发的GAA晶体管，也是自2011年FINFET首次推出以来的第一个全新的晶体管架构预计2024年发射

虽然先进的工艺节点仍在向更小的数量推进，但芯片性能水平的提升不再单纯依赖于工艺的进步，设计厂商的竞争焦点越来越倾向于系统级创新谢中会指出，高科技系统公司，如服务器，人工智能，汽车，手机等，通过SoC芯片和ASIC芯片的创新实现系统创新同时，新兴技术的发展反过来又促进了芯片设计和EDA的发展人工智能，机器学习，云计算等技术对芯片设计和EDA工具的影响越来越大小芯片，异构计算等能够提高芯片集成规模和效率的技术引起了广泛关注

Chiplet包含了很多EDA相关的技术，包括功耗分析和封装中的散热分析等小芯片芯片的设计验证也对传统EDA提出了新的要求这种异构和系统集成的方式也从系统设计的角度体现了我们的想法半导体设计行业不仅是通过工艺改进开始的，也是通过考虑更多的系统，架构，软硬件协调等开始的，并以应用导向驱动芯片设计，让用户获得更好的体验谢中会说

架构也成为芯片设计的另一个发力点精简，灵活，可扩展的RISC—V，以及异构集成等不依赖制造工艺提升芯片性能的技术，将在后摩尔时代发挥更重要的作用

RISC—V将成为x86和ARM之外的另一个重要架构伴随着人工智能技术的发展，异构架构得到了广泛的应用Compute—in—One将计算机存储和运算两个基本功能单元合二为一，理论上可以与AI算法形成良好的耦合彭虎说

在最上游的材料环节，具有更好的流动性和带隙宽度的新材料正在进入业界的视野宽带隙半导体的产业化进程正在加快全球首条8英寸碳化硅晶圆生产线Wolfspeed于4月开始试生产，将进一步提高碳化硅产量，降低成本

可以看出，业界广泛讨论的第二代，第三代，第四代半导体，即GaAs，GaN，SiC，Ga2O3等材料，具有宽带隙，高热导率，高抗辐射的优点与硅相比，它们在高速，高频，大功率应用方面优势明显，并在5G和新能源市场逐步普及石墨烯和碳纳米管等碳基器件理论上可以很好地适应柔性电子应用彭虎说

一机难求的装备行业也在伴随着工艺的进步提升系统性能今年6月，TSMC R&D高级副总经理米玉杰在TSMC硅谷技术研讨会上表示，公司将于2024年推出ASML高数值孔径极紫外光刻机更高的数值孔径意味着更小的光入射角，可以用来制造更小更快的芯片

崔静表示，未来半导体设备技术的发展将围绕三个主要趋势:一是功能模块和工艺的集成，设备各模块功能的标准化，工艺输出尽可能的稳定和一致，尽可能将相关或相似的工艺集成在同一系统中，有效提高整个系统的输出效率，二是控制精细化，先进工艺节点越低，对关键参数的控制要求越精细，第三，系统智能化，设备系统集成智能算法，关键参数可根据工艺输出自动修正调整。

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