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全球半導體業自2010年增長32.5%之后一直小幅徘徊業界較為一致的觀點是半導體產業已趨成熟很難再有兩位數以上的增長然而據WSTS公布的數據2014年全球半導體業增長達9.9%達到3358億美元連續兩年刷新歷史最高紀錄讓業界始料未及2014年增幅最大的是美洲增長12.7%;其次是亞太地區增長11.4%;第三是歐洲增長7.4%
存儲器是半導體產業的風向標從SIA公布的2014年銷售額可觀的產品看存儲器產品的銷售額2014年總計增長18.2%達到792億美元其中增長率最高的產品是DRAM較上年增長34.7%另外功率晶體管增長16.1%達到119億美元;分立器件增長10.8%達到202億美元;模擬器件增長10.6%達到444億美元
定律還能走多遠?
主流觀點是產業呈現轉折點時每個晶體管的成本不下降反而上升
英特爾對于產業的貢獻主要有3個方面一是90納米制程時的SiGe形變硅技術二是45納米制程的高k金屬柵HKMG技術三是22納米制程時的3DfinFET技術
眾所周知推動尺寸縮小的根本原因是進到下一代工藝制程節點時它們的晶體管制造成本能持續減少近50%在功耗幾乎不變的條件下但是當尺寸縮小到28納米時出現了不同聲音業界的主流觀點認為產業開始呈現轉折點由此每個晶體管的成本沒有下降反而上升由于工藝制程及芯片制造商的不同對于28納米時晶體管成本上升的看法并非一致如英特爾就認為晶體管成本仍能持續地下降
物聯網推動全球半導體業持續強勁增長
但是定律還能走多遠的問題已經提上議程到目前為止由于EUV光刻設備的一再推遲業界盡可能地把193納米浸液式光刻技術發揮至極限至20納米制程時傳統的光學光刻已達極限必須采用兩次圖形曝光技術的輔助導致光刻制造成本急速上升原本以為至14納米制程節點時光學方法的尺寸縮小將達盡頭但是業界沒有喪失信心而越過了它如今來看產業界越過10納米已無大的障礙至多增至3次甚至4次圖形曝光技術
英特爾的YanBorodovsky提出報告認為采用圖形間距的分隔技術多次圖形曝光技術可能延伸摩爾定律至5納米并認為英特爾在圖形尺寸縮小方面已能彌補光刻成本的增加另外在2015年SPIE先進光刻技術年會上ASML稱臺積電已在它的NXE3300BEUV光刻設備上單天曝光超過1000個硅片這預示著EUV光刻機有可能很快步入量產應用即光源功率超過90瓦在24小時內曝光超過1022硅片雖然EUV光刻技術在不斷進步但是仍有光源光刻膠及掩膜等問題
三大巨頭工藝制程競賽升級
英特爾三星及臺積電在工藝制程競賽中呈現勢均力敵狀態
縱觀全球三大巨頭英特爾三星及臺積電在尺寸縮小競賽中不干示弱應該承認英特爾自22納米finFET開始暫時領先目前它已是14納米的第二代finFET技術
臺積電則是走了一步獨特的險棋它由20納米制程先過渡到16納米制程然后一步躍至10納米目前關鍵在于它的16納米finFET制程成本能否具有優勢根據業界消息臺積電的中科晶圓廠在2018年年底月產能將達到9萬片采用10納米節點或更先進工藝技術
三星讓業界刮目相看出人意料地提前過了14納米finFET關在今年ISSCC會上三星已搶在英特爾之前展示了全球首次的10納米finFET制程三星今年還推出了14納米的Exynos7420處理器蘋果計劃在它的Mac筆電上用自己設計的A10x處理器A10x將采用10納米finFET制程預期能在2016年量產可能由三星100%接收訂單
未來的10納米工藝也會運用到DRAM和3DV-NAND芯片上三星不會放棄任何在移動領域做存儲霸主的機會三星表示在2016或2017年之前暫時可能不會量產10nm工藝也就是說首款采用14nm芯片Exynos的智能手機GalaxyS6在先進工藝方面的優勢可能會維持兩年為此三星投資136億美元的Line17將于今年6月開工
另外三星在今年ISSCC會上還曝出驚人消息它確認開始3.2nmFinFET工藝的研發通過所謂的EUV遠紫外光刻技術四次圖形曝光技術和獨家途徑實現工藝更細微化三星高調指出它將繼續推進至5nm工藝制程因為他們認為根本沒有困難而且進一步微細化也有可能很快實現
不管如何英特爾三星及臺積電在工藝制程競賽中是一浪高過一浪目前的態勢是勢均力敵都聲稱在2017年時能進入10納米制程的量產而對于7納米制程目前具體的工藝技術路線每家企業尚不好回答
未來增長持續強勁
未來全球半導體市場的主要推手將轉向物聯網移動裝置及無線連接
盡管摩爾定律逼近極限近年來產業增長的主要推手如智能手機及平板電腦的市場需求也顯乏力但全球半導體業增長態勢仍是持續強勁未來市場的主要推手將轉向物聯網移動裝置及無線連接
從投資角度來看據VLSI的最新預測全球半導體固定資產投資2015年預計達737億美元同比增長3.7%而且投資的集中度再次提高排在前7位的占比達71%相比2010年僅56%研調機構ICInsights預估在2009年~2019年間受益于物聯網移動裝置及無線裝置分享數據全球IC的年均復合增長率可達4.1%并預測2015年全球半導體市場將增長3.4%
數字革命才剛剛開始未來5年要比過去的這40年還要多7~8倍未來5年到底會有什么巨大的革命發生?一是云和大數據數據的儲存跟它所帶來的數據挖掘和理解將帶來一個巨大的革命二是物聯網萬物互聯未來5年PC手機平板可穿戴設備以及聯網的電視汽車等整個加起來將有400億臺設備
半導體教父張忠謀認為半導體業如能掌握以下3個關鍵技術將可以抓住物聯網市場首先是先進系統級封裝技術由于物聯網比手機更強調輕薄短小因此需要將不同制程和功能的晶片利用堆疊的方式全部封裝在一起縮小體積因此能提供完整系統封裝和系統模組整合能力的封測廠商可望大大受惠其次穿戴式裝置等物聯網產品需要更低的耗電量功耗必須是智能手機的1/10且最好一周只要充一次電所以超低功耗技術要努力開發
|再次搭配健康管理居家照護安全監控汽車聯網等情境各式各樣感測器應用普遍用來測量人體溫度血壓脈搏感測環境溫濕度或車輛間安全距離等促進感測器相關的技術以及制程開發
另外在物聯網的產業鏈中最賺錢的不一定是半導體公司而可能是能管理整個生態系的公司包括GoogleAmazonApple騰訊阿里巴巴華為思科等或者是創新商業模式的產業紅人
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