为什么腾讯云布局智能楼宇市场要与半导体巨头英飞凌牵手

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为什么腾讯云布局智能楼宇市场要与半导体巨头英飞凌牵手,第1张

云计算的浪潮让“上云”和“数字化转型”的概念被迅速普及,许多人也认识打到数字化转型需要找合适的云服务提供商购买云的算力、存储等。不过,这只是对数字化转型最为粗浅的理解。想要实现理想的数字化转型,不仅需要云服务提供商对细分产业的深入了解,更需要多方的深度协作,这也是腾讯云与英飞凌合作共同推动智能楼宇发展的一个重要原因。

那么,腾讯云与英飞凌的合作将如何推动智能楼宇的发展?

智能楼宇市场已经爆发

楼宇智能化的概念很早就被提出,被称为世界上第一座智能化楼宇的City Place于1984年在美国诞生,这座经过改造的大楼,所有空调、给排水、供配电设备、防火、保安设备由计算机进行控制。相比之下,我国的楼宇智能化发展相对较晚,真正形成规模的发展是在20世纪90年代。

如今,随着中国城镇化的发展,中国的智能楼宇迅速发展。未来,人口和 社会 结构的变化将进一步增加对智能楼宇的需求。据联合国预测,到2050年,全球城市人口将翻番,70%的人口将居住在城市。到那时,给超大城市提供能源并且降低气候变化的风险都将成为关键问题。另外, 社会 的老龄化问题也需要更加智能的城市提供更加便捷的服务。

显然,我们需要借助AI、云计算、IoT等相关技术来应对即将出现的问题,智慧城市将会成为这些技术应对未来挑战的载体,智能楼宇作为智慧城市中非常关键的组成部分,其智能化也将影响智慧城市的发展进程。

7月4日,在腾讯云与英飞凌的合作签约仪式上,英飞凌 科技 电源管理及多元化市场事业部总裁Andreas Urschitz先生指出,要让楼宇和城市变得更加智慧,有三个关键: 第一是要在楼宇中安装传感器,它们可以监控楼宇的温度、人流分布和其他情况;第二是这些传感器收集的所有数据要实时上传到云;第三是需要在数据收集和云计算之间有一个很好的接口或者连接点,这正是目前智能楼宇缺失的。

图 左:腾讯云副总裁万超,右:英飞凌 科技 电源管理及多元化市场事业部总裁Andreas Urschitz

Andreas进一步指出,智能楼宇收集的大量数据会上传到云端,然后结合AI技术在云上进行数据分析,生成一些洞察或者是结论。这样,可以大大提升楼宇的能效,同时大大减少楼宇的运行成本,还能提高楼宇的安全性和便捷性。

Andreas认为,智能楼宇市场马上要进入一个很好的发展期。腾讯云副总裁万超更加乐观,他认为智能楼宇市场现在已经到了爆发的时间,而且在相当长的时间内也会有一个持续的提升。

巨头携手推动智能楼宇发展

智能楼宇明确的市场需求自然会吸引众众多公司进入这一市场,腾讯云和英飞凌就是其中的两大巨头。雷锋网了解到,去年9月,腾讯云发布了智慧地产解决方案,包括腾讯微瓴、腾讯数字中台、腾讯海纳。发布智慧地产解决方案的同时,腾讯云还与多家房地产领域的企业达成战略合作。

7月4日,英飞凌与腾讯云共同宣布将在智能楼宇领域展开合作,合力打造更加环保、更加安全的未来楼宇。

据了解,在双方的合作中,英飞凌将会提供模拟人类感官的传感器,比如智能麦克风,它就像智能的耳朵;还有气体传感器,它就像智能的鼻子;压力传感器就像智能的触觉;还有雷达或者是3D传感器,就像人类的眼睛。腾讯云将采用包括英飞凌智能筒灯等解决方案,并将英飞凌的传感器(如XENSIV雷达技术)集成至腾讯智能楼宇系统中。智能筒灯系统集成多个传感器,可以对人流量进行监控,且无需改动基础设施或室内设计。它通过使用24GHz XENSIV雷达技术,可对灯头下方的人流量进行计数。

图:智能筒灯Demo

智能筒灯传感器采集到的数据将会通过Welink(微瓴,腾讯自主研发的物联网操作系统)上传到云,再将数据分析的结果传回Welink,然后进一步控制相关的传感器,实现根据人流量调节照明强度,最终提升能效和便捷性,实现楼宇的智能化。

可以预见,腾讯云和英飞凌的合作将会成为智能楼宇的重要推动力。不过Andreas也表示:“未来在智能楼宇的 探索 中有两大挑战,一个是数据安全,这不仅需要英飞凌的端到端的数据安全解决方案,还需要在数据的收集过程中进行加密,云端也需要安全技术保护数据不受攻击。另一个是人机交互,希望未来能够通过语音或者手势进行人机交互,让生活变得更加方便,这也是我们大量投入语音识别和手势控制的研发的重要原因。”

腾讯云和英飞凌为何牵手?

图:智能楼宇指挥中心

万超接受采访时表示:“各行各业的数字化转型都需要不同的行业的解决方案,也需要不同的工具。腾讯云更多的是希望做好连接器,希望能更好地在互联网产业端做好我们的服务,在服务的过程中,我们需要跟大量的企业合作,能够更好地为各行各业服务。”

“作为云服务提供商,不是简单的让客户够买云的算力和存储。我们经常谈到云要深入到产业里面去,所谓的深入到产业里,就是要把云的能力跟各行各业结合。比如我们和英飞凌的合作中,筒灯里面的传感器采集数据,就是通过云的能力和技术深入到了建筑产业,而不是说产业买云就好了。所以我们一直反复讲,拥抱产业互联网,不是简单地让产业把数据交到腾讯云上,还是要更多地为产业做服务,要下沉,所以我们也需要与更多的像英飞凌这样的合作伙伴进行合作。” 万超同时表示。

英飞凌为什么选择直接和云服务提供商合作呢? Andreas表示:“对于英飞凌来说,了解云分析整体能做什么非常重要,因为这样我们才能够生产更好的芯片,为云提供服务。通过我们与腾讯云的合作,以及在这个合作中获取的一些信息,我们可以生产更好的产品,也会有助于我们和系统集成商的合作。”

至于在与不同云服务提供商合作时主要考量的问题,Andreas指出,我们的产品和解决方案有不同的垂直细分领域,我们会仔细观察并且挑选在每一个垂直领域最优的合作伙伴,我们也相信腾讯云是智慧楼宇方面最优的合作伙伴。

雷锋网小结

随着人口和 社会 结构的变化,城市人口的增多让城市的能源提供成为一大挑战,老龄化也需要城市提供更加便捷的服务,因此,智慧城市的发展成为必然,市场需求巨大。楼宇作为城市的重要组成部分,其智能化程度影响着智慧城市建设的进程,我们看到众多的巨头都争相进入这一市场。腾讯云与英飞凌在智能楼宇领域的合作,既是腾讯云拥抱产业互联网,加深对细分市场了解的重要一步,也是英飞凌更好与系统集成商合作推出更好智能楼宇解决方案的基础。

《科创板日报》(编辑 郑远方), 日前,全球半导体厂商相继公布2021年全年业绩的同时,也展开了2022年行业展望。

通过10家公司财报及电话会议内容——包括英飞凌、恩智浦、意法半导体、德州仪器、瑞萨电子5家IDM厂商,台积电、格芯、中芯国际3家晶圆代工厂商,以及ASML、Lam Research 2家设备厂商,《科创板日报》整理出各家对2022年行业走向的大致判断。

总体上,虽说“缺芯渐入尾声”的疑虑已笼罩市场多时,但从多家厂商的表态来看, 目前库存水平仍远不及预期,产业链依旧难以摆脱供应短缺。

针对芯片供应短缺具体结束时间,各家答案不尽相同。乐观者如英飞凌认为,有望在今年告别芯片短缺;而恩智浦却给出完全相反的意见,认为今年难以收尾。

ASML则认为无需担心供需反转,其指出半导体增长前景的确需要大幅扩产;同时,行业自身会设法避开供应过剩,以“维持一个无障碍、高效的创新生态系统。”

另一方面, 此前“需求分化”的消息也得到进一步论证。 台积电等晶圆代工厂作出了“景气分化、不同应用领域需求各异”的判断;中芯国际还提出,地区需求也将分化。

下游需求极为强劲,多家企业手握大额订单,远高于产能规划水平。细分领域中,车用芯片则成为各大厂商一致看好的领域。

整体订单情况

部分厂商已透露目前具体在手订单/预付款金额,从“订单能见度高”、“订单量远超供应”等乐观表述中,不难看出需求高涨的盛况依旧。

英飞凌:

新签订单大幅超过取消的订单量。不过公司也提醒,部分订单或意在防备短缺,因此随着供应改善、重复下单取消,未来几个季度这一订单金额或将大幅下降。

恩智浦:

在手订单已远远超过供应能力,能见度达2023-2024年,目前“没有任何订单取消或改期”。

意法半导体:

订单能见度较高,在手订单超过18个月水平,远高于公司目前及2022年规划产能。

瑞萨电子:

截至2021年底,公司在手订单额超过12万亿日元;2022全年已确认订单也在增长。

台积电:

截至2021年底,已收到67亿美元预付款。总体来说,来自IC设计与IDM委外等订单增加,“晶圆代工今年会是个好年”。

库存

• 恩智浦:

2021年Q4,库存水位进一步降低;渠道库存水位也小幅下降至15个月。恩智浦预计,2022年供需情况将于2021年类似。

• 德州仪器:

2021年Q4,德仪库存水位为116天,较前一季度高出约4天水平,但仍低于公司130-190天的目标。

汽车 芯片

在本次统计的10家企业中,除设备厂商之外,其余所有公司均表现出对 汽车 业务增长的强烈信心。

整体上,2021年半导体厂商 汽车 芯片业务营收已有较大增幅,2022年也已获新订单在手。未来电动化、智能化仍是这一市场的两条增长主线:电动 汽车 方面,驱动因素包括充电基建、动力电池电源管理芯片;智能驾驶方面,则包括L2+/L3级智能驾驶发展、4D成像雷达等。

• 英飞凌:

汽车 芯片需求“远超”公司供给能力,库存水位也严重低于正常水平。值得注意的是,英飞凌指出,除电动/智能 汽车 本身之外,充电基础设施也是需求增长的另一大驱动力。

• 恩智浦:

得益于电动 汽车 及L2+/L3级智能驾驶发展, 汽车 领域订单稳定性明显增强,公司2022年已有订单在手。值得注意的是,只要芯片短缺情况仍在持续,整车厂便会将芯片供应及自身产能优先供给高端车型,以获得更高盈利。

• 意法半导体:

今年车用芯片产能已售罄。预计未来85%的 汽车 芯片将落在16nm-19nm制程。

• 德州仪器:

2021年全年,工业、 汽车 两大领域将是德仪未来发展的“战略重点”。

• 瑞萨电子:

汽车 领域业务增长驱动力强劲,包括车规级MCU等相关芯片配备数量增长、产品价格上涨、整车厂生产恢复、确保库存。

• 台积电:

预期2022年, 汽车 业务增长将高于公司整体水平。

• 格芯:

预计今年 汽车 业务会有季度波动,但总体依旧非常看好终端需求的强劲增长潜力;且部分客户将在2023年开始在4D成像雷达及动力电池电源管理方面开始发力,格芯有望受惠。

• 中芯国际:

物联网、电动 汽车 、中高端模拟IC等增量市场需求旺盛,存在结构性产能缺口。

其余业务

除 汽车 芯片之外,被提及的其余增长点则较为分散。其中,工业、物联网领域需求被提及频次相对较多,基建、数据中心、AI、元宇宙、碳化硅也受部分企业看好。不过,多数厂商预计,消费电子需求或将进一步疲软。

• 英飞凌:

今年SiC(碳化硅)业务营收将翻倍增长达3亿欧元,这一领域需求同样明显高于现有产能。

• 瑞萨电子:

工业/基建/物联网需求同样高涨,不过瑞萨预计,今年Q1其营收及客户需求量环比增幅将低于 汽车 芯片。

• 格芯:

智能移动终端市场中,Wi-Fi 6、5G图像传感器、电源应用需求;通信基建、数据中心市场需求;物联网有望成为格芯2022年增长最快业务领域。

• 台积电:

细分应用市场中,某些市场强劲势头可能会放缓或调整。预期2022年,HPC、 汽车 业务增长将高于公司整体水平,物联网增速与公司水平一致,智能手机业务略低于公司水平。

• 中芯国际:

手机和消费电子市场缺乏发展动力,存量市场供需逐步平衡;物联网、电动 汽车 、中高端模拟IC等增量市场需求旺盛,存在结构性产能缺口。

• Lam Research(泛林/科林研发)

AI、物联网、云计算、5G及元宇宙将成为强劲增长驱动力,全年晶圆设备需求有望继续增长。

按总线分有:8位机、16位机、32位机、64位机。

单片机的发展先后经历了4位、8位、16位和32位等阶段。8位单片机由于功能强,被广泛用于工业控制、智能接口、仪器仪表等各个领域,8位单片机在中、小规模应用场合仍占主流地位,代表了单片机的发展方向,在单片机应用领域发挥着越来越大的作用。

80年代初,Intel公司推出了8位的MCS-51系列的单片机。MCS-51单片机的逻辑部件,包括一个8位CPU及片内振荡器、 80514B掩膜ROM、87514KBEPROM、8031无ROM。

特殊功能寄存 器SFR128BRAM、定时器/计数器T0及T1、并行I/O接口:P0、P1、P2、P3;串行接口:TXD、RXD;中断系统:INT0,INT1。

扩展资料

硬件特征

1、单片机的体积比较小, 内部芯片作为计算机系统,其结构简单,但是功能完善,使用起来十分方便,可以模块化应用。

2、单片机有着较高的集成度,可靠性比较强,即使单片机处于长时间的工作也不会存在故障问题。

3、单片机在应用时低电压、低能耗,是人们在日常生活中的首要选择, 为生产与研发提供便利。

4、单片机对数据的处理能力和运算能力较强,可以在各种环境中应用,且有着较强的控制能力。

参考资料来源:百度百科-单片机

中美博弈长期性和复杂性深刻改变了中国半导体行业未来的走向。政府对供应链安全的考虑以及通过国产替代来实现中国制造的技术迭代升级,并进一步推动经济转型,自上而下地引导国内资本对半导体行业的竞争格局进行重塑。

在这个时代背景下,如何选择这个细分领域的优质企业标的?我首先整理了国内外一些主要功率半导体企业的资料,然后通过横向对比观察得到一些定性上的判断。

111 控股股东背景

公司大股东华润集团是多元化央企资管平台,公司前身追溯到1983年,原四机部、七机部、外经贸部和华润集团联合在香港设立的香港华科电子公司,并建立国内首条4英寸晶圆线,而后经过多年的发展及一系列整合,当前已成为中国本土具有重要影响力的综合性IDM半导体企业。

从公司的发展历程看,华润微今天的功率半导体的领先地位是大股东持续投资的资本运作的结果。未来华润微仍将在大股东的支持下实现快速外延扩张。

112 华润微的产品和技术:

1)公司一共拥有5条晶圆片生产线。 在无锡,拥有3条6英寸生产线,年产能约为247万片;一条8英寸生产线,年产能73万片。在重庆,拥有一条8英寸生产线,年产能约为60万片,重庆的8英寸主要服务于公司的自有产品。两条8寸线都是2011年建成,现已折旧完成。

2)公司功率半导体可分为功率器件与功率IC ,其中,功率器件产品主要有MOSFET、IGBT、SBD及FRD;功率IC产品主要为各系列电源管理芯片。其中MOSFET2018年营收规模为16亿,落后于英飞凌的52亿,安森美的31亿,市占率9%。

3)华润微IGBT产品主要应用为感应加热、UPS、逆变器、变频器、电机驱动、工业电源等。 参考英飞凌的标准,公司目前量产的IGBT产品技术类似于英飞凌IGBT第四代产品。公司第五代IGBT产品在研发中,预期2020年下半年会有成果,并在此基础上陆续开发不同应用频率的产品。另外公司的IGBT产品规划路线是:在发展单管系列化产品的同时发展模块产品。

4)第三代半导体材料

公司已储备硅基GaN功率器件设计、加工和封装测试技术、SiC功率器件设计、加工和封装测试技术。目前公司在碳化硅二极管正处于产业化的前夕,目前已经建立一条中试生产线,并完成第一阶段建设目标,1200V、650V碳化硅二极管在考核中,预计在2020有望实现销售收入,目标应用领域为太阳能逆变器、通讯电源、服务器、储能设备等,碳化硅MOSFET在积极研发中。另外,公司氮化镓目前处于研发阶段,600V硅基氮化镓HEMT器件动态、静态参数基本达标。

注1:MOSFET和IGBT是目前最常用的两种功率半导体器件。

为了改善MOSFET的电压耐受性,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在MOSFET的基础上增加一层P+层,与n基极层形成了一个pn二极管。在关断情况下,形成的pn结承受了绝大股份电压,而结构中的MOSFET不需要承受高压,因此提高了元件的耐压性能。因此IGBT一般用在高压功率产品上,电压范围一般600V-6500V;MOSFET应用电压相对较低,从十几伏到1000V。但是IGBT的延迟时间要大于MOSFET,因此IGBT应用在切换频率低于25kHz的场景,而MOSFET可以应用于切换频率大于100kHz的场景。

注2:氮化镓GaN适用高频、高功率且电压小于600V的场景。

由于在高效率及小型化领域的优异性能,氮化镓在射频、充电等多方面的优势明显。GaN市场具有较高增速,在射频、电力电子领域有广泛的潜在需求。从现在5G基站的加速建设角度来看,GaN由于性能的优越,以及5G基站对于频射爆发式增长的需求,GaN有望实现快速渗透,且随着规模化效应,成本有望进一步下降,再次助力全下游领域的渗透率提高。

注3:碳化硅,SiC在电压600V及以上的高功率领域具有优势。目前已被用于新能源 汽车 风力等行业。根据Yole,2018年SiC电力电子器件市场规模约4亿美元,2023年成长至14亿美元。SiC目前在新能源 汽车 主要用于充电桩,预计未来在 汽车 器件上将有更广阔的潜在用途。

113 对标国际头部企业的市占率和技术差距

士兰微前身是由陈向东等七位自然人1997年发起创立 杭州士兰电子有限公司 ,2003年上市,目前已经逐渐发展成为IDM模式综合型半导体产品公司。公司的经营策略是聚焦于特色工艺,进入多媒体产业,并利用自有技术积累进入白电、 汽车 等高门槛行业。

士兰微布局主要是四个领域:

1)LED照明驱动领域: 利用在控制芯片和功率器件的技术和成本上的优势,加快智能照明系统的芯片和应用方案开发。

2)MEMS领域: 目前已经推出三轴加速度计、三轴地磁传感器、六轴惯性单元,未来将陆续推出空气压力传感器、红外接近传感器等MEMS传感器产品,主要应用场景是移动智能终端、智能穿戴和 汽车 。

注2:MEMS即微机电控制系统(Micro-Electro-MechanicalSystems)是集微型结构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。与普通传感器相比,MEMS具有普通传感器无法企及的IC硅片加工批量化生产带来的成本优势,同时又具备普通传感器无法具备的微型化和高集成度等优势。

注3:压力MEMS在 汽车 的应用场景是后装进气歧管压力传感器、 汽车 后装机油压力传感器模块和 汽车 燃油泵传感器模块等 汽车 及工业类压力传感器。

注4:惯性传感器在 汽车 领域的应用场景是帮助GPS系统导航对死角进行测量。在 汽车 领域,惯性传感器的快速反应可以提升 汽车 安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统的安全性能。

3)IGBT领域: 完善高压高功率产品线:在高压BCD工艺、高压半导体功率器件和模块的技术研发上加大投入,拓展和丰富以IGBT为代表的功率器件产品和智能功率模块产品,拓展在新能源、高效电机驱动、工业控制等领域的应用。

4)8英寸芯片项目: 在国家集成电路产业基金和地方政府支持下,8英寸集成电路芯片生产线建成和投产。士兰微拓展产能,在特殊工艺领域坚持走IDM模式。

闻泰 科技 2019年收购从恩智浦标准事业部独立出来的安世集团(Nexperia)。

安世集团是一家专注于分立器件、逻辑器件和MOSFET制造和销售的厂商,拥有超过50年的行业积累以及11000专业员工。安世制造模式是IDM,目前在全球拥有2条制造产线(英国曼彻斯特和德国汉堡)和3条封测产线(东莞、菲律宾和马来西亚),晶圆产能约6万片(折合成8寸),封测1000亿件。公司39%营收来源于双极性晶体管和二极管,全球排名第1;MOSFET占总营收达到25%,在 汽车 级小信号领域分别排第2和第3;剩余为逻辑器件和ESD保护器件。

安世在中国的市场份额很小,主要是技术低端。2018年,安世半导体分立器件出货量总计900亿颗。根据营收规模倒推价格显示,安世半导体产品的平均出货单价仅为012元,甚至低于国内同行华润微的015元。

141 英飞凌(Infineon):

英飞凌最初是西门子集团的半导体部门,于1999年4月1日在德国慕尼黑正式成立,2000年上市,2002年后更名为英飞凌 科技 公司。

英飞凌是全球排名前十的半导体解决方案龙头,主要业务有 汽车 、工业电源控制、电源和传感器系统以及数字安全解决方案,主要产品有功率半导体、传感器、射频等。公司的IGBT产品在不同电压电流级别提供了全面的产品组合,包括裸芯片、分立器件和模块等,其中IGBT模块全球市场份额第一。

财务特征:1)营收增长放缓;2)毛利率持续提升(2019接近35%),净利率从2018年持续下滑(不到5%),研发费用/营收(15%)。

2019年6月,收购塞普拉斯(Cypress),金额87亿美元

2020财年第三季度,我们对房地产、厂房和设备、无形资产和资本化开发成本的投资为266亿欧元。相比之下,上一季度为247亿欧元,当然上一季度没有赛普拉斯。折旧和摊销(包括非分部结果影响)共计381亿欧元,其中还包括之前提到的与赛普拉斯PPA中公允价值摊销相关的5200万欧元,以及赛普拉斯公司7800万欧元残留资产的持续折旧。

142 安森美

1999年从摩托罗拉的半导体部门分拆。

在过去的20年当中,该公司大力拓展产品阵容,从传统的标准半导体、分立器件,拓展到模拟半导体和信号产品、传感器,以及完整的系统单芯片(SoC)等。安森美半导体主要聚焦 汽车 、工业以及云电源应用,比如数据中心的服务器,通信基础设施以及物联网。在IGBT领域有着不可比拟的优势,提供同类最佳的IGBT技术和最宽广的IGBT产品阵容。

目前安森美半导体总收入约55亿美元。在功率半导体领域,安森美半导体仅次于英飞凌排名全球第二。

通过并购(从成立至今累计17次),安森美快速成长。尤其在收购Fairchild半导体后,是全球第二大功率分立器件半导体供应商。

2020年,公司将裁员475名员工。该裁员计划预计在上半年内完成,但安森美并未公开被裁员工的补贴方案。

观察上述面对英飞凌和安森美的资料整理,以及对欧美市场半导体产业的发展史,我们可以发现:

1 并购对于半导体企业的成长来说是一个常态。 半导体行业并购动机和传统行业有重大差异。传统行业之间的并购往往发生在存量,并购可以缓解红海市场的价格战压力。而半导体行业的并购是在一个增量市场中进行,并购动机往往是未雨绸缪,提前布局,抢占未来竞争的行业主导权。比如 Intel 2016年收购初创公司Nervana,随后又收购Mobidius,之后英特尔在收购AI芯片公司的路上一发不可收,2017年收购Mobileye,2019年又收购了以色列的新星HabanaLabs。英伟达和Intel对Mellanox的争夺,和最近英伟达收购Arm。这些收购都是着眼于人工智能和边缘计算这些蓝海市场的主导权。

基于以上理解,我们可以发现,伴随着未来本土企业的技术向上迭代进程和国产替代进程,势必伴随着大量的企业并购,因此大股东是否有强大的资本运作实力将会成为这家本土企业能否具备行业领袖潜质的核心基因拼图。

2 国际头部企业在研发费用上的持续提升和高比例投入是一个重要的财务特征,而国内企业费用开支用途上主要是产能扩张。

中国企业作为技术追赶者,技术研发能力是企业具有长期竞争优势,但是我们企业主要的发力点不在技术研发,而在于产能扩张。这意味着:

1)我们的功率半导体行业还是处于一个低水平的原始积累阶段;

2)这个领域研发技术升级迭代速度滞后,同时产能快速扩张,这意味着这个领域过度竞争风险不可忽略。

通常,我们分析一家公司的核心竞争力和长期竞争优势,会结合三张财务报表评估公司价值、评估管理层能力。但是在对功率半导体领域,这个分析模式并不适用。因为从竞争力来看,不论是士兰微还是华润微,乃至国内绝大多数功率半导体企业还处于技术追赶的阶段。市场尾部和重资产特征注定了他们的财务表现不会特别吸引人,那么,投资这些企业的底层逻辑是什么?那就是国产替代背景下的快速成长。国产替代是当前国内大循环对供应链安全需求的需要。

正是基于这个底层逻辑,要构建半导体公司分析框架重点在于:

1)行业景气周期特征;

2)企业是否具有快速成长禀赋 ,主要包括:技术积累(内生成长)、资本整合能力(外延成长)、产能规模(考虑到业绩释放和资本投入和折旧压力)和管理层能力。

资本整合能力主要看大股东背景,而管理层能力则可以通过对管理层履历,和企业的长期绩效来观察。技术积累则要看企业的产线规划和主要客户。

在我看来,最重要的是判定这个行业景气周期。在行业景气上升期间,国内本土企业在政府各种政策倾斜扶持下,是有希望迎来快速成长的阶段,因此,周期判定是投资这种高成长行业最重要的问题,也是在国产替代背景下,投资我国技术落后的高成长 科技 企业是否具有安全边际的基础。

参考以上图1-图3,可以看出以下重要特征观察:

观察1:国内半导体企业的成长景气和全球行业景气基本同步

观察2:在2015-2017年士兰微的成长速度显著弱于世界半导体行业因云计算和 汽车 电子推动的景气周期。

值得讨论的是,是什么原因导致观察2?

我自己的理解是在2015-2018年期间,士兰微的技术升级迭代遇到天花板,使得企业没有像前两次一样跟上全球半导体产业景气,一方面,士兰微因为产品处于低端,毛利率的资产收益率持续走起(参见图4),另一方面,士兰微也在积极地加大技术升级的研发支出和产能扩充。

图4:云计算,大数据推动了半导体的技术升级

研发费用率的观察

资本价格和市场表现相关性的观察

通过对微观层面(士兰微)和宏观层面(申万半导体和费城半导体指数的 历史 估值)的对比,我们有以下两个重要发现:

1)复合增长特征来看(参见下表1),以士兰微为代表的国内半导体IDM企业是一种处于行业中低端的技术追赶者,产品议价能力较差。 结合士兰微的 历史 增长数据来看,因作为技术追随者的价值创造能力将会因为议价能力和折旧压力受到长期限制。

2)在当前国内政策倾斜,国内大循环对供应链安全高度重视背景下,国产功率半导体企业虽然作为追赶者,成长空间巨大,而这个领域的长期投资价值主要是取决于技术升级迭代预期的逐步兑现。 在这个背景下,技术升级迭代的长期性提升往往会滞后于市场的乐观预期。

来源作者 科投苑

日本三大产业:

1、70年代以后,汽车业取代了钢铁业成为日本的支柱产业

2、年产值230万亿日元的日本第二大支柱产业:动漫

3、电子产业日本是世界上数字媒体产业最发达的国家之一,成为日本目前三大经济支柱产业之一

瑞萨电子正式宣布收购IDT。根据协议,瑞萨电子将以每股4900美元的价格,总股权价值约67亿美元全现金交易方式收购IDT。瑞萨方面表示,本次收购是嵌入式处理器和模拟混合信号半导体两大行业领导者的整合,双方通过各自优势产品能够优化高性能计算电子系统的性能和效率。

这是继早两年收购Intersil之后,日本巨头的又一单重磅交易。

但其实回顾过去几年日本芯片企业动态,我们可以看到,日本企业正在通过收购和合作等各种方式,增强芯片产业的实力。在经过一系列的操作之后,他们似乎离其目标也越来越近了。不过在谈这个之前,我们先解一下日本集成电路产业的辉煌史。

曾占全球芯片半壁江山

回顾集成电路产业的发展史,日本是唯一一个曾经有能力与美国分庭抗礼的国家。

1990年到2017年的全球不同地区的IC销售走势

根据ICinsights的数据显示,在1990年,日本IC市场的份额(不包括代工厂)高达49%,远远超过第二的美国的。当时的NEC、东芝、日立、松下等厂商依赖于产品的技术和价格优势,在全球制造了巨大的影响力。

从Gartner的统计中我们可以看到,1990年全球排名前二十的半导体厂商中,有一半厂商是来自日本;如果单统计前十的半导体厂商,更是有六家是来自日本,前两位分别是来自日本的NEC半导体和东芝半导体,与排名第三的摩托罗拉半导体相比,优势明显。

1990年全球排名前二十的半导体厂商

纵观日本半导体的发展,这个成绩主要与他们从八十年代开启一系列推动计划有关。

集成电路是由德州仪器工程师杰克·基尔比在上世纪五五六十年代发明的,并在之后取得了跨越式的发展,而美国也一直处于全球领先的位置。虽然日本也很早就聚焦集成电路产业的研究,但是与美国相比,仍然差距很大。到了上世纪七十年代前期,日本计算机产业还整体落后美国十年以上,为了寻找超越的机会,日本产学研将目光投向了超大规模集成电路(VLSI)。

在20世纪70年代,日本政府与NEC、日立、三菱、富士通和东芝五家日本最大的计算机公司,日本通产省的电气技术实验室,还有CDL(由日立、三菱和富士通联合组建)和NTIS(NEC和东芝联合组建)这两个研究机构联手签订了VLSI研究协会,计划投入306亿美元去钻研VLSI。

经过十年的合作,VLSI研究协会共申请了1000多项专利,其中600多项获得了专利权。这些技术让日本在DRAM产业获得了世界领先的地位。后来日本在八九十年代打败美国,成为全球DRAM老大,就是依赖于此时打下的基础。

从某个角度看,VLSI计划奠定了日本整个微电子产业后来发展的基础。

但日本方面也看到,虽然通过VLSI项目的实施,提升了整体的技术水平,但是日本企业仍然需要面对如何进一步提升公司自身在国际市场的竞争力的问题。于是他们选择了通过进攻半导体掌握核心的方式。以NEC为例,这个日本领头羊在上世纪八十年代初期的营收只有38亿美元,但通过与美国惠普和贝尔等诸多公司合作发展半导体技术(仅仅在1987年合作项目就达到100项),让他们在短短八年内,将销售额提升到219亿美元。

按照NEC的说法,合作的意图不是仅仅为了解决某些具体技术,而是定位于技术的入口,为了获取进人新领域的技术能力而进行合作。

正是在这些方针的领导下,日本打造了一个巨大的集成电路航空母舰。

美国回击

根据国君电子的统计显示,1970年~1985年的15年间,日本电子产业产值增长5倍,内需增长3倍,出口则增长了11倍之多。在DRAM市场中,日本企业从20世纪70年代后半期开始快速成长起来,并凭借兼具高质量和成本优势的产品迅速渗透美国乃至全球市场。从64KB时代到1MB时代,全球最大供应商一直被日本企业牢牢占据。

日本电子产业产值、内需、出口值

1986年,日本企业在世界DRAM市场所占的份额接近80%。前文也提到,在九十年代初期,日本在全球半导体产业的巨大号召力。上文的ICinsights统计数据也展现了日本到1990年,芯片的全球占有率依然高企。

作为集成电路发明者的美国,在日本的步步紧逼之下,他们从上世纪八十年中期就开始了回击。

资料显示,1985年美日就开始就半导体问题进行谈判。当时美国向日本的相关负责人表示,要求他们将美国在日本的市场份额提升到20%~30%,并建立价格监督机制,终止第三国倾销。虽然日本人当时极不情愿,但是他们还是接受了这个苛刻的条款。

但到了1987年,美日的贸易逆差进一步拉大,且其半导体产品在日本的份额并没有提升。为此山姆大叔再次旧事重提,与日本开始了第二次谈判。当时的里根政府要求日本必须改善市场准入和停止在第三国倾销。再加上后面的一系列半导体协议,到了1996年,日本的半导体已经今非昔比。全球半导体龙头的位置,也在1992年被美国Intel反超。

市场需求的转变,也是造成日本集成电路产业现状的其中一个原因。

从九十年代开始,以PC为代表的新型通信设备的兴起,掀起了CPU竞争,日本没有设计,后来的智能手机时代,手机SoC和基带等产品,日本也错失。甚至连最近几年大红大紫的DRAM和NAND Flash,日本也被韩国抢了风头。甚至在后面火遍全球的无晶圆设计领域,日本也没有赶上。

自从张忠谋在上世纪八十年代创立了台积电后,集成电路产业从以往的IDM模式进化成Fab和Fabless分立模式,如Marvell 、英伟达、高通和MTK等一众Fabless兴起,并创造了不菲的市值。但在日本方面,出了一个MegaChip之外,似乎找不到第二个知名的Fabless。

按照ICinsights的统计数据显示,2017年,日本在IC市场上的份额(不含晶圆厂)只有7%,曾经领先全球的NEC、日立、三菱和松下已经不再出现在这个榜单之上。按照ICinsights的说法,这主要是以韩国IC供应商在存储方面的竞争有关。他们认为,由于激烈的竞争,导致日本供应商的数量减少,垂直整合业务的六十,错失了为几个大容量的终端应用提供IC的机会,再加上他们转向Fab-lite的商业模式,降低晶圆厂和设备的投资,进一步削弱了其竞争力。

“2017年日本公司仅占半导体行业总资本支出为5%(比去年的IC市场份额低2个百分点),远远低于1990年代表的51%的支出份额。”ICinsights报告里面说。

在这里,我觉得需要特别强调一下,衰落是指日本在集成电路方面,虽然日本现在依然有几家厂商在全球拥有不错的地位,但与他们的巅峰相比,这种差距是不言而喻的。另外,由于日本多年在材料、被动元件和设备方面等产业的研究和积累,在硅片和半导体设备领域的地位也是名列前茅的,但这不在本文讨论范围内。

合作收购

拥有深厚基础的日本,对集成电路市场的渴求自然不止于此。近年来,总部位于日本的村田、瑞萨和TDK等一系列厂商的动作频频,昭示了日本对复兴本土集成电路产业的决心。

首先看一下村田。

根据村田官方的数据显示,过去几年,他们的营收在波动上升中,尤其是在2018财年,得益于MLCC等被动器件的火热,村田扭转了前一年的颓态,业绩继续上升。

村田过去几年的营收走势(按产品划分)

从上图可以看出,虽然村田近半的营收都是由元器件贡献,他们在通信模组方面的营收,还只能在逐步攀升。除了本身的产品研发投入外,收购在其这个业务的营收增长中,占了很大的一部分动能。

回顾过去十年,村田收购了VTI、C&D Technologies、瑞萨电子PA业务、TOKO、 RF Monolithic、Primatec、Perrgrine和IPDiAS等公司。除了进一步补全其被动元器件生产线,村田正在面向未来,拓宽其在多个领域方面的产品线。

村田在2007年到 2016年的营收

我们知道村田在MLCC方面的影响力是巨大的,近年来他们也将MLCC的影响力拓展到汽车领域。除了这块以外,他们进一步加强其汽车方面的影响力。

2017年3月17日,宣布以6200万美元将美国半导体企业Arctic Sand Technologies纳至麾下。后者是由MIT成立的初创企业,主要产品是高效能功率半导体,主要是依靠高性能电容的搭配来强化电流控制能力。村田作为高性能电容大厂,配合Arctic Sand Technologies的功率半导体,可望制成高效能功率元件,甚至结合双方的特长,研发出比现在性能更好的功率模组,为自动驾驶汽车的爆发做好准备。

来到RF方面,村田在2011年收购了瑞萨电子的功率放大器业务,2014年又收购了美国无线IC厂商Peregrine,结合他们在滤波器和功率放大器方面的实力,加强他们在RF前端设计方面的能力。

至于更早前收购VTI,加码投资,扩展MEMS传感器方面的产品线,也是村田的另一个方向。

另一家公司瑞萨,作为全球汽车电子、产业和通用电子方面等多个应用领域的MCU/SoC的领导者,也在继续补全产业版图。

2016年9月,瑞萨宣布以32亿美元收购了美国芯片大厂Intersil,后者作为电源管理/混合信号IC的领导者,在其所在的领域上有很深的积累。而瑞萨方面则在MCU方面有很大的份额。IC Insights的资深分析师Rob Lineback指出,Renesas能因此取得电源管理技术,并扩展在汽车、甚至航天领域的更多业务,特别是在日本以外市场。

在昨日宣布收购IDT之后,瑞萨方面表示,后者在模拟混合信号产品,包括传感器、高性能互联、射频和光纤以及无线电源,与瑞萨电子MCU(微控制器)、SoC(片上系统)和电源管理IC相结合,为客户提供综合全面的解决方案,满足从物联网到大数据处理日益增长的信息处理需求;IDT的内存互联和专用电源管理产品有利于瑞萨电子在不断发展的数据经济领域实现业务增长,并加强其在产业和汽车市场的影响力。

更早之前,也有传出瑞萨收购Maxim的流言,但这个被双方否认了。从瑞萨电子的频频动作,我们可以看到日本厂商的迫切。

TDK,同样作为日本原器件市场一个举足轻重的企业,他们也在加紧布局。

TDK过去几年的营收数据

一方面,TDK通过收购InvenSense、ICsense 和Chirp Microsystems,壮大传感器阵容。其中是一家在2003年成立的新创公司,是加速度计、陀螺仪、电子罗盘及麦克风等MEMS传感器市场领导企业,具有扩展性非常好的CMOS/MEMS平台,并且曾是苹果(Apple)的主要供应商之一。在被TDK收购后,依赖于其CMOS/MEMS平台技术本身,他们将能合作开拓无人机、VR/AR以及自动驾驶汽车等领域的市场。

专攻ASIC开发与供应,以及客制化IC设计服务ICsense总部则位于比利时鲁汶,公司拥有欧洲规模最大的无晶圆厂(Fab-independent)设计团队,核心专业能力包括传感器与MEMS介接、高压IC设计、电源与电池管理等,为汽车、医疗、工业与消费性市场研发并提供客制化的ASIC解决方案,这会是TDK业务的一个很好的补充;

Chirp Microsystems则是高性能超声波3D传感器解决方案的提供者,他们的产品相比现有技术尺寸更小、功耗更低。能为AR/VR(增强现实、虚拟现实),以及智能手机、汽车、工业机械以及其它ICT(信息和通信技术)等市场提供广泛的应用。

另外,TDK还和高通合作成立RF360,布局RF前端市场。

从上文我们可以看到,以以上厂商为代表的日本厂商正在为汽车电子、物联网、传感器和5G等技术和市场蓄势。而我们知道,在经历了PC时代、智能手机时代之后,以上领域正成为全球半导体厂商关注的重点。其他无论是高通企图收购NXP、NXP收购飞思卡尔,还是英飞凌收购IR,软银收购ARM,都是瞄准这些目标而来。而日本集成电路产业正在为了自己的目标在加倍努力。

“缺芯潮”如何重塑半导体产业

发于2021628总第1001期《中国新闻周刊》

4月中旬,全球最大晶圆代工厂台积电的台湾工厂发生停电事故。有研究机构预测,仅停电半天,报废晶圆损失或超过2000万美元,一大批客户受到影响。6月初,台湾封测厂京元电子暴发外籍员工群体感染,确诊人数超过200人,2000多人停工居家隔离,预计6月产量将减少30%~35%。台湾疫情向半导体产业的蔓延,让全球芯片产能雪上加霜。

此前,同样引发人们忧虑的是台湾遭遇半个世纪以来最严重的干旱,由于需要清洗厂房与硅片,晶圆代工厂耗水量巨大,为保证其用水,约占台湾灌溉面积五分之一的农田停止灌溉。

这足以显示台湾晶圆代工产业的地位,美国半导体行业协会甚至提出极端假说称,如果台湾半导体代工厂停工一年,全球电子产业将面临4900亿美元损失。台积电创始人张忠谋将1987年创办台积电与晶体管、摩尔定律等量齐观,视之为改变半导体产业的创造。台积电与晶圆代工业务的兴起确实深刻改变了半导体产业,使之成为全球化程度最深的产业之一。

但是这一轮“缺芯潮”引发了供应链安全隐忧。欧美对半导体产业过度集中于日韩、中国台湾地区表现出了担忧,提出一系列刺激计划吸引芯片产业回流,中国的芯片产业链国产化进程也在提速。芯片制造的全球“军备竞赛”已经拉响,半导体产业现有格局或将被重塑。

模式之争

从各国家、地区半导体产能占比变迁中可以发现,1990年台湾半导体产能几近于零,此后一路扩张至2020年的22%,这是台积电等晶圆代工厂崛起的结果。

半导体产业有两种模式,一种是IDM模式,即芯片设计、制造等环节集于一家公司,比如英特尔、英飞凌等;另一种则是代工模式,由台积电开创,兴起于上个世纪90年代,核心是芯片设计公司无须涉足制造、测封等环节,相应诞生了一批像高通、英伟达、联发科这样的无晶圆厂商。由于无须同时承担设计环节的高研发投入与制造环节的重资产投入,无晶圆厂商的营收增幅往往快于IDM厂商。

尽管IDM厂商在2019年仍拥有全球半导体近七成产能,但在更多应用先进制程、手机SoC(系统级芯片)所属的逻辑芯片领域,代工模式占据近八成产能,被认为是产业主流。

“IDM模式的弊端之一便是企业倾向于追求利润率高的产品,如果将设计与制造环节分开,代工厂无论生产附加值高或低的产品,同样赚取代工费用,有利于产业生态更为均衡。”复旦大学微电子学院教授、矽典微联合创始人徐鸿涛博士告诉《中国新闻周刊》,这也是在代工模式下半导体产业得以迅速发展的原因。

但是在这一轮“缺芯潮”中,IDM企业显示出供应链更为稳定的优势。中芯国际创始人张汝京就曾表示,在当前阶段,下游制造环节对上游设计环节的支持十分重要。但是在代工模式下,晶圆代工厂扩张产能往往谨慎,这是全球半导体产能始终处于紧平衡的重要原因。

其实去年以来代工厂扩张产能动作频仍。3月底,台积电宣布将在未来3年投资1000亿美元增加产能,并且支持高端制程技术的研发,一改此前“稳健扩产”作风,要以5倍的速度建厂扩产,中芯国际也在一年之内两度宣布扩张28nm及以上成熟制程的产能。

尽管如此,多位业内人士告诉《中国新闻周刊》,从扩张产能的规模看,代工厂仍在谨慎行事。这与代工业务的特点有关,在芯片产业链的全部资本支出中,制造环节占比高达64%,但增值仅占比24%。“晶圆代工的毛利率并不高,一旦产能利用率不高,晶圆厂或许就会陷入亏损。”酷芯微电子董事长姚海平告诉《中国新闻周刊》。

一位晶圆代工厂人士向《中国新闻周刊》解释,“晶圆代工厂在扩产前,都需要已有工厂的产能利用率达到相当水平,如果已有产线产能利用率只有百分之七八十,再扩产往往意味赔钱,伴随设备等大量资本投入的折旧压力就不小。”

相比于晶圆代工厂的谨慎,徐鸿涛注意到,一些无晶圆厂商反而开始参与建厂,“因为他们更加清楚风险与需求”。

2020年下半年,联发科就曾花费162亿元新台币购置半导体再租给力积电生产。但最为典型的案例莫过于联电,联电今年的资本支出仅为15亿美元,尽管如此,相比去年增幅也达50%。其采取与芯片设计公司三星等合作扩张产能的方式,即芯片设计公司出资购买设备,提供给联电,再让后者代工芯片。4月底,联电更是宣布与多家芯片设计公司合作扩充位于台南的12英寸晶圆厂产能,芯片设计公司以议定价格预先支付订金的方式,确保取得未来产能的长期保障。

如此一来,半导体产业长期存在的两种模式似乎伴随“缺芯潮”蔓延而变得模糊,无晶圆厂商为了保证产能开始向IDM模式靠拢,而一些IDM厂商,如英特尔,则在今年宣布启动代工业务。

今年2月,帕特·盖尔辛格出任英特尔首席执行官,在其3月下旬的一次演讲中,除了抛出英特尔将投资200亿美元新建两座晶圆厂,预计在 2024 年量产 7nm 或更先进制程的消息外,还宣布了英特尔将重返晶圆代工业务。

这一消息在当日直接冲击了台积电股价,但在近一个月之后的一次演讲中,台积电创始人张忠谋回应道,“英特尔要做晶圆代工业务相当讽刺。台积电 1986 年成立,在 1985 年筹资期间就找英特尔投资,但是英特尔拒绝,虽然当年度的景气状况没有太好,但仍是有一点看不起的意味。”

“英特尔此前也多次尝试进入代工业务,我也曾参与类似的项目,当时给Altera公司做代工,我们内部半开玩笑地说,英特尔最终收购Altera就是因为代工产品一直做出不来,英特尔就干脆买下这家公司。”一位曾在英特尔参与多个制程研发的工程师告诉《中国新闻周刊》,英特尔做代工的一个重要阻力便是缺少服务意识,“很难想象英特尔愿意低姿态地陪伴小客户成长,像台积电创办初期的一些小客户,如高通,现在也变成了巨头。但英特尔会挑选客户,当年苹果曾找英特尔做代工,就因为订单量有限被拒绝,如今这被英特尔高层认为是个极其愚蠢的决定。”

同时,技术问题也被他认为是英特尔从事晶圆代工的障碍之一,“英特尔工厂的工具相对比较封闭,更多生产高附加值芯片如CPU。但比如同样为28nm制程芯片,不同类别的芯片往往需要不同的工艺,因此英特尔产线能否很好服务于诸如手机芯片、车规芯片等尚存疑问”。

但显然,英特尔重归晶圆代工业务并非仅仅是一家企业看中芯片制造市场,其背后的深意或许可以归结为盖尔辛格的一句话,“美国公司应该将三分之一的半导体生产放在美国本土进行。”目前,这一比例仅为12%。

大力刺激半导体回流

盖尔辛格所言现状源于代工模式的兴起。据波士顿咨询数据,美国半导体制造业所占市场份额从1990年的37%降低至如今的12%,如果按照目前趋势发展下去,可能降低至6%,但是相比之下,美国半导体公司占全球芯片销售额的47%。

研究劳动力市场与经济政策的智库Employ America发文回顾美国半导体产业的 历史 称,从上世纪80年代起,为了与日本、韩国等国家的半导体公司竞争,美国的半导体政策逐渐转向鼓励缩减运营成本、提高公司利润,忽略了对于半导体供应链的构建,使半导体产业围绕巨头形成了一套脆弱的供应链。“在去工厂、轻资产的运营理念下,虽然每家半导体公司的资产负债表看起来更加稳健,美国芯片制造的优势却已经转向中国台湾、韩国等其他地区”。

目前,全球芯片制造75%的产能在东亚地区,而美国正希望芯片制造业回流,但其面临人才与成本的瓶颈。

张忠谋提到,美国晶圆制造的条件与台湾地区相较具有绝对优势,包括水电等资源,但是美国的人才敬业程度和台湾地区不能比,台湾地区有大量优秀的工程师、技师、作业员比较愿意投入制造业。

前述英特尔工程师也向《中国新闻周刊》解释,美国芯片制造业不断流失的一个原因便是美国的文化体系不太容易产生服务意识。芯片属于精密加工制造业,与东亚文化圈更为兼容,需要工人有很强的纪律性、服从性,因此当今世界最重要的代工厂都集中在东亚。“即使是英特尔这样的美国公司,其工厂的管理体系也与其他部门不同,推行军事化管理”。

美国在成本方面的劣势更为明显,在美国建设一个新芯片工厂的10年总拥有成本大约比亚洲地区高25%~50%,假如要满足半导体自给自足,美国需进行3500亿~4200亿美元的前期投资,这一数字也比中国大陆的1750亿~2500亿美元要高出不少。

(工作人员在**光源工作环境中观察光刻胶前烘情况。光刻胶又名光阻,是半导体芯片制造工业的核心材料。图/新华)

美国半导体行业协会今年2月致信美国总统拜登,提到竞争国家均投入巨资吸引半导体制造、研究,美国的缺席导致自身失去竞争力,造成美国在全球半导体制造份额中的降低。美国需要鼓励建设并更新半导体制造设施,并在研究领域投入。

当地时间6月8日,美国国会参议院通过了《美国创新与竞争法》,其中批准拨款520亿美元,在今后5年里大力促进美国半导体芯片的生产和研究。参议院民主党领袖舒默曾称其为“ 历史 性的520亿美元投资,用以确保美国保持芯片生产的领先地位”,并直言,“这项法案将确保美国不再依赖外国芯片加工商。”据路透社报道,其中包括390亿美元的生产和研发激励,以及105亿美元的实施计划,包括国家半导体技术中心、国家先进封装制造计划和其他研发计划,以及 15亿美元的应急资金。

美国商务部长吉娜·雷蒙多在芯片厂商美光 科技 出席活动时称,这520亿美元的资金将为芯片生产和研究产生超过1500亿美元的投资,当中包括州和联邦政府以及私营企业的出资,也就是通过联邦资金释放更多私人资本,“到完成时,在美国可能有七家、八家、九家、十家新工厂。”她预计,各州将为芯片设施争夺联邦资金,而商务部将有透明的资金发放程序。

去年以来,美国国会两党议员不断提出鼓励美国芯片产业发展的法案,如“2020美国晶圆代工法案”(AFA)、“为芯片生产创造有益的激励措施法案”(CHIPS)。CHIPS法案还被纳入拜登提出的23万亿美元基础设施计划,于今年早些时候颁布,批准了半导体制造激励措施和研究计划,但尚未提供资金,拜登也曾呼吁拨款500亿美元,促进半导体生产和研究。

此前,苹果、亚马逊、谷歌、微软等 科技 巨头联手包括英特尔、高通、台积电等在内的芯片产业链企业,组建了一个游说团体——美国半导体联盟(SIAC),目标便是向美国政府施压,要求美国国会为CHIPS法案提供500亿美元资金。

台积电、三星等均已计划在美国扩建芯片厂的情况下,一场对于政府补贴政策的争夺已然展开。早在去年5月,台积电便宣布将在美国亚利桑那州投资120亿美元新建12英寸厂,预计将在2024年建成投产,初期月产能为2万片5nm芯片,而这一计划的投资与产能规模在今年被多次曝出仍在扩大。

在向美国得州政府提交的文件中,三星也披露了其赴美建厂计划的具体细节:计划耗资170亿美元,10年内在当地创造约1800个就业机会,位于奥斯汀,面积700万平方英尺。三星还提醒说,该项目“竞争激烈”,美国亚利桑那州凤凰城、纽约北部的Genesee县及韩国替代地点都是奥斯汀的潜在竞争者。如果落户奥斯汀,将在今年二季度破土动工,预计在2023年第三、第四季度投入运营,传闻将用于生产先进的3nm制程。三星明确要求在20年内,得州特拉维斯县和奥斯汀市对三星芯片厂的税收减免将达约148亿美元,高于先前提到的8055亿美元。

谈及美国积极复兴半导体制造产业,张忠谋认为,美国做事永远是“胡萝卜与棒子”一起,补贴只不过短期几年而已,不能弥补长期的竞争劣势,过了补贴政策的那几年,还是要看实力。

供应链安全被打破

持续增长的旺盛需求正在拉长半导体的景气周期。不只是美国,韩国、日本、欧洲等国家或地区都在吸引半导体制造回流。日本政府已经承诺扩大现有约2000亿日元的基金规模,支持国内的芯片制造行业。韩国政府业宣布为本土芯片产业提供1万亿韩元长期贷款,扩张8英寸晶圆厂产能,并增加材料和封装投资。欧盟提出的“2030数字指南”计划的目标之一便是到2030年,欧洲半导体生产至少占据全球产值的20%。

伴随分工模式兴起,半导体产业曾被视为全球化程度最深的产业之一,基于2019年的数据,在对整个产业附加值的贡献中,有6个国家和地区(美国、韩国、日本、中国大陆、中国台湾和欧洲)的贡献度都至少达到8%。但经历这一轮“缺芯潮”,出于维护供应链安全的考量,半导体产业正在向本地收缩,中国也不例外。

波士顿咨询曾作出预测,假设在每个地区建设完全自给自足的本地供应链,将需要9000亿~1225万亿美元的增量前期投资,并导致半导体价格整体上涨35%~65%,最终导致消费者电子设备成本上升。

“趋势已经很明显,这在日本厂商的产品中得到充分体现,拆开日本的电子产品,会发现其使用的芯片基本上都来自日本,未来各地也会遵循这样的趋势,简单说就是在哪里设计,就要在哪里生产。”上海一家芯片设计公司CEO刘东(化名)告诉《中国新闻周刊》。

中国半导体行业协会副理事长、中国半导体行业协会集成电路分会理事长叶甜春认为,美国、欧盟强化本土产业链,缺芯固然是一项因素,但根本原因是对供应链安全的一种担心。芯片产业链全球化发展的地域分工,导致有些地区的工业空心化,现在各地希望在本地建立一个至少能够维持最小可行制造能力的产业体系。

但在他看来,欧美要建设本土晶圆制造业是很困难的,这是一个成本、供应链体系和产业生态的问题。首先供应链企业要跟过去,把供应链重建起来,经济代价和后续的运维成本会非常高昂;其次,发展制造业需要人才资源作为支撑,欧美高校的人才体量能否支撑制造产业的重建,也值得考量。“继续创新”或许是欧美发展制造业的一条路径,但通常意义上的产业回流是很难操作的。

对于中国当下的芯片产业前景,叶甜春在接受《中国电子报》采访时指出,国内集成电路存在“卡脖子”问题,在部分领域显得被动,但是跟10年前近乎“休克”的状态相比,是完全不一样的。但他担心的是,眼前的问题得到缓解之后,对后续的布局缺乏紧迫感,耽误两年然后发现“卡脖子”这个问题始终存在。

他的建议是,对中国而言,首先是确保供应链的安全,28nm以上的供应链要实现绝对安全,14nm、7nm的技术短板也要尽快补齐。此外还要锻造长板,真正摆脱“受制于人”需要掌握足够的反制手段。要把握好全球化分工与供应链产业链自主可控的“度”。

国产替代如何加速

刘东注意到,其实从去年开始,国内的芯片厂商,包括一些终端产品厂商,已经在将供应链逐步从境外转移至中国大陆,当时主要是受到华为被制裁事件的冲击,随着这一轮“缺芯潮”爆发,这一趋势将更加明显。

深迪半导体今年为国内一家一线手机厂商供应六轴IMU惯性传感器芯片,深迪半导体公共关系负责人黄杜告诉《中国新闻周刊》,从2019年第一次送样,经历两年的测试才最终谈成,“对于手机厂商更换一款芯片的成本并不小,因此一旦习惯于采购外国厂商的芯片就没有动力冒风险更换。”

而多位国内手机厂的供应商向《中国新闻周刊》证实,在消费电子领域,国内终端厂商今年都在转移产业链,“能用国产替代的都尽可能使用国产替代,就算国内供应商无法做主力供应商,也会让其作为辅助供应商。”

徐鸿涛甚至认为,这次“缺芯潮”的一个原因便是国产替代导致代工厂新产品导入规模增长,“比如原来一家代工厂的产能分配中,量产与新产品导入的比例可能是8:2,但随着新产品导入的需求增加,就挤占了量产部分的比例分配,其中部分原因便是国产替代和产能紧张导致开辟新供应商需求的加剧,一款新产品都要经历漫长新产品导入才能量产。”

不仅是终端厂商在更多启用国内芯片厂商的芯片,一些国内的无晶圆厂商也开始将产能向中国大陆转移。

对于刘东的公司而言,与其合作的代工厂遍布中国大陆和台湾,韩国、美国。“只是每家投产多少不一,一方面是要为特定种类的芯片寻找更适合的工艺,另一方面也是为了规避风险。但是一旦产能全球性紧缺,即使产能再分散,风险也难以回避。”刘东反问,“这一轮‘缺芯潮’中,已经可以看到地方保护色彩加重,比如一家韩国代工厂,面对一位韩国客户与中国客户的需求时,他会怎么选择?”

一家三星投资的芯片设计公司负责人告诉《中国新闻周刊》,正是由于三星背书,其产能几乎未受影响,反而扩张产能争抢到产能紧缺的竞争对手的订单。

用刘东的话来说,“大家都变得不那么有操守”。这在一定程度上也源于政府的干预,前述刚刚成立的SIAC便在公开信中称,“当行业努力纠正短缺造成的供需失衡时,政府应该避免干预。”外界认为这暗指美国政府此前施压包括台积电在内的代工厂保证 汽车 芯片产能。

有中芯国际人士告诉《中国新闻周刊》,中芯国际在分配产能时会从终端应用的角度考虑,也就是如果某款芯片缺失,会不会影响普通人生活,甚至国民经济,“会仔细甄别企业的产能需求,依企业真实需求而定,也不会多给企业产能。”

多位业内人士都感慨,在这一轮“缺芯潮”中更能看到中芯国际的意义。“如果产能在国内,遇到疫情这样的极端情况,至少还能见面沟通,但如果投产在韩国、中国台湾的代工厂,连见面协调的可能都没有。”一位芯片厂商负责人透露,从去年开始,公司就在将产能从境外逐步转移至中国大陆,目前已接近一半,甚至直接邀请一家国内代工企业入股,“也是为了未来更顺畅地转移产能”。

这样的产能转移不止发生在某一家公司身上,姚海平也坦言,公司会将中芯国际14nm、12nm制程作为主打的平台,“14nm以下先进制程代工其实可选余地并不多,无非是三星、台积电、中芯国际等几家。现在中芯国际的先进工艺的产能利用率还不高,所以今年其扩张产能集中在28nm等成熟制程,因为其先进制程工艺刚刚开发出来不久,国内的设计公司做出针对的设计需要时间,估计在明年年中中芯国际先进制程产能也会变得非常饱满。”

中国缺少的不仅是先进制程的产能,其实,目前市场上20nm以上工艺节点产能占据了82%,更多的芯片产品依赖成熟制程产能。

“国内除了中芯国际和华虹,形成量产能力的也就是华润上华,但每月8英寸晶圆的产能可能只有两三万片,确实太少,可能都无法支撑大一点的客户。新的代工厂产能完全跟不上,特别是目前一些产品需要特定工艺,比如BCD高压,其实只有中芯国际、华虹、华润上华这三家公司有技术准备,再无其他选择,这就是目前的现状。”前述中芯国际人士告诉《中国新闻周刊》。

黄杜提到,“前一段时间政府征求对行业支持政策的意见建议,我们提出除了鼓励主要以线宽制程为标准的先进标准工艺,也要支持不依赖于线宽的MEMS特色工艺,MEMS惯性传感器芯片在人工智能物联网时代将会获得越来越广泛的应用。”

MEMS工艺是芯片制造的一种特殊工艺,被广泛应用于惯性传感器芯片制造,而惯性传感器芯片已经进入每一部智能手机,手机横屏与竖屏视角的转换便依赖这颗芯片实现。

“如今各地晶圆厂烂尾的情况已经让政府感到担忧,但总体而言,大陆的产能仍然很短缺。”有晶圆厂商负责人告诉《中国新闻周刊》,“几年前公司原本计划投资建设晶圆厂,计划投资50亿元,年产能为1万片8英寸晶圆,但之后项目夭折,原因便是地方政府不再支持。” “当时项目遇到国家收紧半导体投资,地方政府对于项目获得国家资金支持没有信心,就需要地方承担大部分资金压力。”这位负责人说,工厂从开工到“投片”需要3年时间,而根据当时的测算,8年才能回本,这段时间对于地方政府来讲过于漫长。

当下,政府对于晶圆厂的支持无疑举足轻重,中芯国际创始人张汝京在总结项目能够获得成功的条件时就说到,要有政府支持,中央政府通常是在政策和税务上的支持,地方政府通常是给予土地和项目奖励等支持,为了引进一些新项目,需要各级地方政府制定一些准入的指导。

他向《中国新闻周刊》建议说,通过国家发改委窗口指导,一定程度上避免错误的投资导致的国家财产和资金的损失的考量下,可以积极推动国家需要的这类半导体公司。但是如果管控过于严苛,也可能会把这个产业的发展遏制住,减缓国家集成电路与半导体产业的发展。“投资金额小于10亿元以下的,按现有方式进行备案;对于政府投资金额低于某一数位的,如50亿元以下的,由省市相关发改委窗口指导;金额更大的由上一级的发改委管控。至于民企或外资为主的,因为政府担的风险较小,可适度放宽指导窗口。”

在叶甜春看来,此前多地都爆出芯片制造的“烂尾”工程,是因为个别项目在市场定位、技术研发、团队配置等方面没有做好准备,仓促上马。对于做好准备的项目,该上马还是要上马。

他指出,据不完全统计,国内逻辑IC存在40万片12英寸的月产能缺口,存储器至少缺20万~30万片月产能。保守估计,月产能缺口在60万~70万片。整体产能缺口这么大的时候,应该更大规模、更有效率地扩产。“中国貌似缺乏最新的技术和产品,但是全球80%以上的产品用不到最尖端制程,14纳米以上制程能覆盖绝大部分需求——虽然市场份额可能只有百分之六七十,但这上面有大量文章可做。”

作者 | 海怪

来源 | 脑极体(ID:unity007)

意法半导体、英飞凌、恩智浦三家半导体企业先后从其母公司独立或重组之后,直到今天,一直是撑起欧洲半导体产业面子的“三巨头”。

之所以被称为“三巨头”,是因为自1987年以来,三家几乎从未跌出全球半导体企业20强,虽然排名有调换,但都没掉队。当然也再没有新兴的欧洲半导体企业进入这个头部榜单。

如今,在全球半导体市场中,这三巨头主要选择了工业和 汽车 等B端芯片市场,而避开了竞争激烈的移动终端及电脑等消费级芯片市场。

这就让芯片产业之外的人很少有机会听到三巨头的名声,也自然很少了解这三巨头在全球芯片市场所扮演的角色,以及三家当下的竞争格局和未来可能的发展前景。

那么,三巨头之间有哪些纠葛和关联?各自有哪些优势?顺着这些问题我们接着讨论下去。

三巨头的并购“排位赛”

由于三巨头将市场都定位在B端芯片市场,三家各自的技术和产品自然有重叠,因此不可避免会出现激烈的竞争。而在近几年三巨头的发展过程中,大规模并购其他半导体企业和技术公司,成为能够快速赶超对手的“常规”手段。

在2018年,曾传出“英飞凌试图收购意法半导体”的消息,最后可能因为法国政府的阻挠而告吹。甚至早在2007年,还有“意法半导体要收购英飞凌”的传闻。可见三巨头相互之间觊觎对方已久。

而三巨头的关系中,英飞凌和恩智浦的竞争最为激烈,双方都在 汽车 半导体领域深耕多年,且排名接近。2015年,恩智浦以118亿美元的价格,收购了美国的飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor),成为当年的天价收购案。完成此次收购后,恩智浦成功进入全球半导体厂商前十的行列,成为全球最大的车用半导体制造商,并且成为车用半导体解决方案与通用微型控制器(MCU)的市场龙头。

经此一战,英飞凌虽然在 汽车 半导体市场略占下风,但也没有停止并购扩张的脚步。为巩固其在功率半导体的领先地位,英飞凌在2015年率先以30亿美元现金并购美国国际整流器公司;又在去年4月,宣布以100亿美元的价格完成对美国赛普拉斯半导体公司的收购。

赛普拉斯半导体的产品,包括微控制器、连接组件、软件系统以及高性能存储器等,与英飞凌当先的功率半导体、 汽车 微控制器、传感器以及安全解决方案,形成了高度的优势互补,双方将在ADAS/AD、物联网和5G移动基础设施等高增长应用领域,提供更先进的解决方案。

简单来说,英飞凌的目的仍然是要加强 汽车 半导体产品的实力,试图超越恩智浦的 汽车 半导体业务。此外,英飞凌在MCU、电源管理和传感器芯片方面超过或接近意法半导体。

去年几乎同时,恩智浦又以176亿美元收购美国美满电子(Marvell)的无线连接业务,主要产品线是Marvell的Wi-Fi和蓝牙等连接产品。通过这一收购,恩智浦可以更好补强其在工业和 汽车 领域的无线通信实力。

相比之下,过去几年意法半导体在并购市场的动作较少,但也并非没有。2016年8月,意法半导体宣布收购奥地利微电子公司(AMS)的NFC和RFID reader的所有资产,获得相关的所有专利、技术、产品以及业务,以强化其在安全微控制器解决方案的实力,在移动设备、穿戴式、金融、身份认证、工业化、自动化以及物联网等领域的发展提供技术支持。

在2019年的TOP15半导体市场排名中,来自欧洲的三家企业只能排在12-14位。恩智浦收购飞思卡尔的红利已经消失。而英飞凌收购赛普拉斯之后,两家营收加起来,会使得英飞凌大幅提升排名进到前十名当中。

从半导体产品形态来看,英飞凌、意法半导体和恩智浦,都是模拟芯片或模数混合芯片企业。从近几年的产业趋势来看,模拟芯片产业的集中度不断提高,而且模拟芯片企业的并购重组主要发生在美国和欧洲之间。从恩智浦和英飞凌收购的案例中,我们可以看到其对模拟和模数混合芯片厂商的并购,而且标的几乎全部来自美国。

一方面说明美国模拟芯片整体的数量和实力都很强,一方面也能看出全球模拟芯片企业发展进入一个相对稳定发展的阶段,如果想要打破平衡,取得快速发展,并购重组和强强联合就成为一个直接有效的手段。

不过值得注意的是,美国和欧洲直接模拟芯片企业的这种“内部消化”,正在进一步拉大欧美和亚洲之间在模拟芯片产业上的优势差距。

三巨头的守旧与拓新

为什么三巨头想要突破增长瓶颈,就必须依靠巨额收购来实现呢?

这实际上要跟模拟芯片产业的特点有关。与数字芯片要求快速更新迭代(摩尔定律)不同,模拟芯片产品使用周期较长,价格相对较低,其使用时间通常在10年以上,产品价格也较低。寻求高可靠性与低失真低功耗,核心在于电路设计,模拟芯片设计工艺特别依赖人工经验积累、研发周期长。

一旦某家企业在某类模拟芯片上建立其研发优势,那么其他竞争对手就很难在短时间内模仿或者超过,同时也因为下游客户对模拟芯片超高稳定性要求,一旦某些厂商建立其产品优势,其他竞争者也难以撼动其供应市场。所以,模拟芯片的产品与行业特点导致模拟芯片厂商存在寡头竞争特点。

德州仪器、亚德诺、意法半导体、英飞凌、恩智浦都是长期稳居全球TOP10的模拟芯片巨头,并且近几年,集中度还在进一步上升。近日,亚德诺高价完成美信的收购,甚至于有机会挑战第一名德州仪器的位置,而英飞凌对赛普拉斯的收购,也能让其排名大幅上升。

从产品线来看,三巨头都是老牌的IDM制造商,都拥有非常齐全的产品线,并且更加注重产品线工艺的稳步改进。

当然,恩智浦也想过拓展其他业务。2007年,恩智浦曾收购SiliconLabs蜂窝通信业务,发力移动业务市场,以及数字电视、机顶盒等家庭应用半导体市场,但短暂的出圈尝试不够成功。

因此,2007年起恩智浦很快将无线电话SoC业务、无线业务和家庭业务部门予以出售或剥离,并重新集中到飞利浦时代就确立的优势领域—— 汽车 电子和安全识别业务。2009年,恩智浦开始主要发力HPMS(高性能混合信号)产品,到2019年,包括 汽车 电子、安全识别相关业务的HPMS部门的营收占比超过了95%,产品线大幅度集中。

另外,恩智浦一直在大力推广以UWB、NFC等为代表的射频芯片业务。去年收购Marvell的无线连接业务正是致力于这一方向的表现。

英飞凌更重视其王牌业务板块——功率半导体产品。2016年,英飞凌尝试收购从美国Cree手中收购其Wolfspeed Power &RF部门(不过被美国CFIUS否决),其目的也是为了集中资源,加强其功率半导体业务。英飞凌拥有 汽车 电子、工业功率控制、电源管理及多元化市场、智能卡与安全等四大事业部。

(意法半导体2017Q2~2018Q2三大业务线营收及营业利润率)

相对于英飞凌和恩智浦,意法半导体在传感器业务上更加突出,特别是其MEMS技术,竞争力很强,也正是依托该优势技术,使得该公司在消费类电子、 汽车 ,以及工业传感器应用方面都有较强的竞争力。另外,意外半导体在 汽车 和分立器件、模拟器件以及微控制器和数字IC产品都有相当比例的市场表现。

早在十年以前,欧洲半导体产业就做出了自己的选择,那就是不在移动终端及PC市场寻求突破,而是专注于车用半导体和工业半导体两个细分市场。这一选择既有延续传统优势的考虑,又有对电动 汽车 及物联网这些新兴市场趋势的判断。

欧洲国家本身有良好的 汽车 工业和制造业基础,而欧洲半导体三巨头又在车用和工业半导体领域深耕多年,具备完整的设计、制造和封测的IDM体系,使得竞争对手短期内难以超越,这也是三巨头能够“守旧”的底气。

随着PC市场和移动终端市场红利期的结束,紧随5G网络普及而来的正是万物互联的物联网时代,智能电动 汽车 、无人驾驶、车联网、物联网等全新红利市场的到来,让欧洲半导体产业迎来新一轮增长周期。这是三巨头能够“拓新”的机遇。

从“守旧”中“拓新”,正是欧洲半导体产业能够继续赢得未来市场的不二法门。

三巨头的“中国红利”

由于欧洲半导体产业一直以来,无论是排名还是营收,其相对于美国和亚洲厂商来说,波动都非常小,但是未来又有一个稳定的增长预期。因此即便是三巨头如此大的体量,也成为美国半导体巨头试图并购的目标。

(虚线为2016年高通收购恩智浦流产后去除的390亿美元)

2016年,美国高通尝试以380亿美元收购恩智浦,成为当年金额最高的收购计划。当时恩智浦表示出浓厚的兴趣,但大幅提高了报价至440亿美元。高通同意了这一价格,并且收购案先后获得了美国、欧盟、韩国、日本、俄罗斯等全球八个主要监管部门同意。但在中国监管部门的反垄断审核期内,高通在其收购期内宣布放弃这些收购计划,并为此向恩智浦支付了20亿美元的“分手费”。

高通大力收购恩智浦的原因不难理解,那就是在5G发展可能受阻的情况下,获得恩智浦在 汽车 、物联网、网络融合、安全系统等领域的半导体技术优势,从而实现业务的互补和企业规模的飞跃。

不过,这场收购案中,有一个关键环节就是中国的反垄断审查。而事实上,无论恩智浦还是高通,中国都是最大的销售市场。假如两家强行完成并购,在未来仍有可能面临着我国的反垄断调查、限制甚至是处罚。

同样,对于恩智浦、英飞凌和意法半导体来说,中国既是三家最主要的销售市场,同时也是三巨头耕耘多年的新红利市场。

比如,恩智浦的众多业务早已在中国扎根。2019年汇顶 科技 以165亿美元收购NXP的音频应用解决方案业务(VAS),VAS可广泛应用智能手机、智能穿戴、IoT等领域。更早之前的2015年,建广资产与恩智浦宣布成立合资公司瑞能半导体,随后建广资产又以18亿美元巨资收购恩智浦的RF Power部门,成为中国资本首次对具有全球领先地位的国际资产、团队、技术专利和研发能力进行的并购。

2017年,由中资收购恩智浦标准产品业务而组建的安世半导体,已经在半导体细分市场上,取得二极管和晶体管排名第一, ESD保护器件排名第二,小信号MOSFET排名第二,逻辑器件仅次于德州仪器, 汽车 功率MOSFET仅次于英飞凌的名次。

意法半导体也早已在中国耕耘多年,特别是其STM32系列MCU,在中国有巨大的市场影响力。而英飞凌在与1998年已入华的赛普拉斯的整合之后,将获得更大的中国市场,并且英飞凌本身的功率器件在中国的销售也有巨大的增长空间。

在当下华为遭受美国在半导体方面的阻击之时,华为与英飞凌、意法半导体的合作,对于双方来说,都显得非常重要。

在我们完整地回顾完欧洲半导体产业的前世今生之后,如果用一个字来形容,那就是“稳”。

从欧洲半导体产业初兴之时,在各国政府主导下,几乎所有半导体产业都聚集在各国原本的工业巨头之下,享受产业政策的呵护。即使在世纪之交,半导体产业从体量臃肿的母公司独立出来,也仍然只诞生出三家身世优渥的半导体巨头。

而三巨头在发展过程中,其实又一次经历了从臃肿到精简,不断剥离非核心业务的过程。而此后的并购也主要集中在三家重点发展的产业方向,或者优势互补的产业方向上面。

这一切既源于欧洲大陆的传统工业基础优势的延续,又源于欧美亚洲在半导体产业格局上面的复杂博弈。欧洲半导体产业在利用自身传统产业优势的同时,也其实限制了突破传统桎梏的机会。不会像日韩、台湾地区和中国这样,利用人口红利和后发优势,最早从零开始,建立其各自的半导体特色优势。

这也是《圣经》里说的“当上帝关了这扇门,一定会为你打开另一扇门“的现实意义吧。下一篇,我们继续欧洲半导体的回顾,探寻从荷兰飞利浦诞生的一个制造业的奇迹——荷兰光刻机公司ASML。

在6月12日在日本京都召开的2019年度"VLSI和电路技术专题研讨会上,瑞萨展示了业界首款基于65nm SOTB技术的嵌入式2T-MONOS(双晶体管-金属氧化氮氧化硅)闪存的相关测试结果。基于SOTB的新技术已在瑞萨R7F0E嵌入式控制器中所采用,该控制器专门用于能量采集应用。

2003年由日立和三菱电机合并成立了瑞萨电子。

2010年4月1日,NEC电子和瑞萨电子合并,成为了全球第一的MCU供应商,也是SoC系统晶片与各式类比及电源装置等先进半导体解决方案的领导品牌之一。在成立之时一跃成为全球第三大半导体公司,仅次于英特尔和三星。

然而瑞萨电子合并后的几年路走的并不顺,从成立时的全球半导体老三的位置一路挣扎,在2014年跌出了全球前十。

2016年,瑞萨开始下注 汽车 行业,并以32亿美元收购Intersil,引入了模拟与混合信号芯片产品线,盈利才逐渐上来。2017年,瑞萨占据了全球20%的MCU市占率。

去年9月11日,瑞萨宣布以约67亿美元收购美国模拟芯片大厂IDT,这个收购被认为是为了应对 汽车 领域的老对手NXP的威胁。在智能手机市场增长下滑的今天,预计 汽车 市场将是未来半导体厂商最大的细分市场。然而在2018年,意法半导体(STMicroelectronics)、英飞凌(Infineon)和NXP的 汽车 业务收入均出现增长,而瑞萨(Renesas)的 汽车 业务收入却较2017年有所下降。

与最接近的竞争对手相比,瑞萨是唯一一家在2018年 汽车 业务营收出现下滑的供应商,这不仅让人感觉到一丝意外

瑞萨电子中国董事长真冈朋光认为,瑞萨在2018年已经预计到了市场需求疲软的现状,同时也根据需求下滑进行了相对应的措施,如调整工厂产能。此外这不仅仅是瑞萨电子一家企业的事情,还需要跟代理商和销售渠道不断的加强沟通。"我们的客户对市场的未来也比较谨慎。因为不由厂商控制的情况太多了,比如现在的中美贸易摩擦的问题,没有人能预计到,但就是发生了。"真冈朋光认为,中美贸易摩擦这种不可控的事情发生,对瑞萨的客户影响是很明显的,因此瑞萨需要不断调整自己去适应市场的变化。

目前对于瑞萨来说,最重要的事情是尽快适应与IDT的并购,以及实现"1+1大于2"的效果。

据IDT的财报,近些年其毛利率在60%以上,2014—2018年复合增长率更是高达148%,而且其技术和产品恰好符合瑞萨电子下注的 汽车 业务,其数据中心与通信基础设施也会为瑞萨开辟更大的市场。2019年瑞萨与IDT的收购案终于达成,瑞萨也一跃成为日本最大的半导体公司。

目前瑞萨全球销售额7600亿日元,全球19000员工。从财报来看,瑞萨电子收入7570亿日元。

"面向 汽车 电子的半导体产品是瑞萨的代表业务。从应用领域来看, 汽车 领域销售额约占总销售额的一半,很难找到一辆完全不使用瑞萨电子产品的 汽车 。"——这是瑞萨电子中国董事长真冈朋光在今年举行的CITE中国信息博览会上的发言。

汽车 市场当然是瑞萨最重要的市场之一。根据srategy Analytics2018提供的数据,瑞萨电子在2017年的 汽车 MCU/SOC市场份额众,包括动力总成、xEV、车身、底盘与安全、信息 娱乐 &仪表相关的车用芯片均排名第一。

此外,2017年瑞萨发布了一个ADAS及自动驾驶平台Renesas Autonomy,同时发布的还有R-CarV3M SoC,该芯片配有2颗ARM CortexA53、双CortexR7锁步内核和1个集成ISP,可满足符合ASIL-C级别功能安全的硬件要求,能够在智能摄像头、全景环视系统和雷达等多项ADAS应用中进行扩展。除了R-Car系列产品外,瑞萨也有针对雷达传感器的专业处理器芯片如RH850/V1R-M系列。

应该说R-Car系列是瑞萨进军自动驾驶的切入点。此前推出的第三代产品R-CarH3/M3已经具有L2等级的自动驾驶需求。只不过作为一家日系公司,瑞萨在自动驾驶领域的布局显得异常低调。

作为日本最大的半导体厂商,瑞萨的目标绝不仅仅是 汽车 市场,物联网市场也是瑞萨的布局重点。

5月28日,瑞萨电子2019产品及系统方案研讨会——厦门站正式召开。在此次活动上,瑞萨不仅展示了自己的多款嵌入式解决方案,还首次展示了IDT的多款物联网解决方案,以及融合了瑞萨与IDT双方技术的系统级解决方案。

瑞萨切入物联网领域,在今年重点推广的主要有两大技术:DRP技术和低功耗的SOTB技术。

提到瑞萨在物联网领域的布局,不得不提到瑞萨在今年重点推广的DRP技术和低功耗的SOTB技术。

DRP技术,简单来说就是本地的嵌入式AI解决方案,可以取代以往的云端AI计算能力。

在商汤、旷视等各大AI芯片厂商以及Nvidia、Intel、高通等传统半导体厂商纷纷布局嵌入式AI的今天,瑞萨的DRP有什么亮点呢?

据了解,瑞萨独有的DRP技术,是一种动态可编程的处理器,可以按照不同的时间把动态逻辑编程,这特别适合应用在图像处理等应用上。DRP中有AI -MAC,有大量的计算单元,可以来实现卷积运算。

此外,相比目前市场上的通用的嵌入式AI芯片,如MCU、DSP、FPGA,瑞萨DRP可以做到10~100倍的强大处理能力,而功耗则降低很多。据了解,这个DRP的主频只有60Mhz,而处理能力则比A9 MCU要快13倍。

SOTB技术,则是一种极低功耗技术,可以让MCU的电流消耗降低到传统电流的十分之一。简单来说,这种技术让不需要电池的模式成为可能。

由于采用了无掺杂的晶体管,对比传统的平面式晶体管的淤积特性变化,可以在超低电压下进行稳定的操作,比如05伏左右。如果传统的MCU采用3V的纽扣电池供电,可能一个月后就没电了。

如果采用STB技术到MCU,由于本身需要的电流非常低,可能3μA就够了,这个功耗几乎可以忽略不计,可以实现无间断的工作。再配合低功耗的DRP嵌入式AI方案,整个系统就可以做到低时延、安全、低功耗。瑞萨电子也强调,其超低功耗的产品可保证设备10年左右不换电池,这是其技术优势所在。

陈建明部表示,SOTB技术的推广将分三步走,第一步主要是替换需要更换电池的各类MCU应用;第二步预计到2021年在蓝牙BLE中增加带SOTB功能的MCU。比如智能家电、智能楼宇等。第三步则将SOTB和E-AI技术共同加入进来,做成完整的解决方案,在农业、智能交通等领域都可以用到。

在6月12日在日本京都召开的2019年度"VLSI和电路技术专题研讨会上,瑞萨展示了业界首款基于65nm SOTB技术的嵌入式2T-MONOS(双晶体管-金属氧化氮氧化硅)闪存的相关测试结果。基于SOTB的新技术已在瑞萨R7F0E嵌入式控制器中所采用,该控制器专门用于能量采集应用。与非SOTB 2T-MONOS闪存(约需50μA/MHz读取电流)相比,新技术实现的读取电流仅6μA/MHz左右,等效于022 pJ/bit的读取能耗,达到MCU嵌入式闪存最低能耗级别。这项新技术还有助于在R7F0E上实现20μA/MHz的低有效读取电流,达到业界最佳。

值得一提的是,能量收集技术的迅猛发展,使智能穿戴设备的自我供能有望成为现实。比如手环、耳机等可穿戴设备目前受限最大的就是功耗问题,而瑞萨下一步将在蓝牙BLE中增加带SOTB功能的MCU,很明显穿戴产品将大大受益。

我们有理由展望不久的未来,采用瑞萨的SOTB技术的能量采集系统将在智能手表等穿戴类设备中大显神威。

以上就是关于为什么腾讯云布局智能楼宇市场要与半导体巨头英飞凌牵手全部的内容,包括:为什么腾讯云布局智能楼宇市场要与半导体巨头英飞凌牵手、2022年半导体行业走向如何一文纵览海内外龙头答案、单片机类型有哪些等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!