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全球半导体产业发展评析

纵观2004年的全球半导体产业,用“年初心高,年末迷茫“来形容是十分恰当的。只是此次循环的上升周期似乎太短,仅五个季度左右。
发布时间:2005-01-25 11:31        来源:        作者:莫大康
  市场状况:兴奋与迷茫并存

  半导体产业周期性的变化最根本的是受全球终端产品的需求增 长推动,全球半导体产业年平均增长率约为10%左右。

  但是2004年与以往不同。因为2000年全球半导体产业达到了第6 次高峰,而且创造了历史新高。接下来的2001年及2002年,半导体产 业急速下降,全球半导体产业重新进行了洗牌。从以往规律分析,2003 年应该反弹,然而由于年初的SARS及美伊战争,全球半导体产业似 乎再次进入调整期。所以2004年才是人们盼望已久的上升年。

  在2004年年初,各个咨询公司都预测2004年将是一个好年景,甚 至到7月份之前,仍是一片欢呼声。   然而半导体产业的所谓周期性的变化也不完全如人们的预期,在 高兴了三个季度不到,首先是美国知名投资银行雷曼兄弟(Lehman Brothers)于8月13日调低了对半导体产业的未来预期,并以当时 市场环境不稳定为由,调低了英特尔、赛灵思、安森美、飞兆半导体 等一些大型半导体厂商的投资评等。

  雷曼兄弟指出,4月份和6月份半导体产业的销售收入增长率在4 年来首次超过40%,而且最近6个月中有5个月的出货量增长率超过20%。 虽然OEM的库存水平与历史情况相比似乎并不过高,但雷曼兄弟认为, 分销渠道中存在较高的库存水平,以及考虑到库存下降空间不大,预 示半导体单位出货量增长速度可能下降。   同时考虑到设备利用率的增长可能在2004年的第二或者第三季度 可能触顶,元件价格上升乏力,以及缺乏‘杀手应用’来提升需求, 所以半导体产业将面临开始下降。

  至此,业界关于整个半导体产业产生了两种不同的看法。归纳起 来,一方基本上是以投资银行及咨询公司等为代表,认为库存太大。 如摩根士丹利的观点认为,正常情况下,半导体厂商平均库存天数约 在60天~70天,但第二季已经达到74天,高出正常水准。半导体产业 的上升将呈现减缓趋势。另一方以IDM大厂如Intel,TSMC(之 后转变看法)及AppliedMaterails等为代表,认为产业仍处在半导 体循环周期的上升周期。不过业界的主流观点仍可用不确定来描述, 尤其是对于2005年的半导体产业前景而言。

  至2004年年底,前一种观点似乎略占上风。但其所用词汇非常科 学,不称衰退(recession),而称调整(correction)。   纵观2004年的全球半导体产业,用“年初心高,年末迷茫“来形 容是十分恰当的。只是此次循环的上升周期似乎太短,仅五个季度左 右。

  半导体设备厂商定位不明

  从半导体产业链分析,因为设备产业要有6个月的提前交货周期, 所以对于产业起伏的敏感反应在先。毫无疑问,2004年全球半导体设 备产业又取得了丰收。据SEMI最新报道,半导体设备工业销售额353.1 亿美元,与2003年相比上升了59.13%。那为什么讲“半导体设备厂商 定位不明”?可能的原因如下:

  1.全球半导体设备工业发展趋势明显减缓

  如SEMI在12月1日的最新预测,如下表所示。2004年半导体设备 工业取得少有的辉煌成绩,上升达59.13%。据历史经验,凡是前一年 设备工业增长率大于50%,次年一定会下降。所以对2005年及2006年 的预测是,再经过2年的调整,也不能恢复至2004年的水平。

  2.300mm晶圆厂的投资回收期长达30年

  应用材料公司负责企业战略业务的常务董事Iddo Hadar在11 月表示,到目前为止,业界用于部署300毫米硅晶圆技术和设备的费 用已经累积达到200亿美元。

Hadar说,部署300毫米硅晶圆制造技术工艺的投资回报期可能长达 30年。因此,Hadar以玩笑的口气说:“投资这种制造工艺的大部 分企业可能都不会生存很久。”

  应用材料公司同时还预计,半导体厂商有望于2011年~2015年期 间采用450毫米硅晶圆制造工艺。当问及IC厂商能否从投资450毫米制 造工艺中得到回报时,Hadar表示:“取得回报是可能的,但回报 期可能长于企业的寿命。”

  3.全球仅需10%的设备厂商就能满足80%的市场需求

  来自Gartner/Dataquest的分析家DeanFreeman认为, 只需要10%的设备供应商就能满足今后10年IC产业的需求。该分析家 认为,芯片制造设备和材料领域正变得越来越集中,在某个特定领域 将只有3家制造商处于决定性的垄断地位。

  这种趋势以及今后几年预期的IC产业低迷,无疑将加速今后半导 体产业的重组以及并购交易。 Gartner还认为,今天的半导体设备产业已经过度拥挤,为此今后 10年中将可能有40%的半导体设备厂商消失。

  4.追随摩尔定律的疑惑

  全球顶级的半导体设备大厂,一直在摩尔定律的驱使下,努力投 入。至此该问一个为什么―――投资的回报在哪里?

  SEMI的半导体工艺路线图(ITRS)像一个无形的推手,如2004 年实现90纳米量产及2007年将实现65纳米量产。当产业界进入90纳米 量产时,由于设备工业必须走在前列,所以设备大厂的工作都已经进 入65纳米及65纳米以下,并为此投入了大量的人力与财力,否则不可 能占领下一步的市场。

  市场经济,不可能不提回报,否则工业如何能继续进步。然而, 今天的全球半导体设备产业正面临如何跟踪及发展的决断时期。由于 逼近摩尔定律的极限,所需的投入非常巨大,风险也高。关键是能买 得起65纳米设备的厂家,全球加起来,可能只有10家左右。而且在初 期仅为研发阶段,订购量少。由此,更造成半导体设备的售价居高不 下,连Intel也反映设备价格太高。

  此种矛盾会越演越烈。最终仅是各类排在全球第一及第二的厂商 才有可能继续投资跟踪摩尔定律,或者像Intel很有可能自己动手 制造设备。

  130纳米及以下工艺技术受阻

  在摩尔定律推动下,半导体工业不断地用缩小尺寸来满足成本 下降的市场需求。据ITRS报道,器件的特征尺寸缩小进程如下表所 示。

  然而在尺寸缩小的进程中,最常用的方法是采用曝光波长更短的 光刻机。从0.5微米、0.35微米、0.25微米,乃至0.18微米及0.15微 米,一路上没有遇到太大的阻碍。但是当进入0.13微米以及0.11微米 时,半导体工业遇到了"坎",即工艺技术不容易实现,突出的表现 是器件的成品率下降。分析最主要原因,步进光刻机从248纳米向193 纳米更换以及相应的新材料和新结构的导入,造成工艺技术的不适应。

  如台湾地区南亚科发言人白培霖表示,因采用0.11微米工艺技术 出现些许问题,使得南亚科于2004年第四季度的产出增加幅度较原先 预期的50%下滑至仅剩30%左右,而这样的问题2004年11月16日又再度 发生。

  虽然南亚科的0.14微米与0.11微米工艺技术已达量产阶段,不过 由于南亚科采用了193纳米光刻设备及新材料,致使南亚科的产出周 期在原来60天左右的基础上增加了2周~3周的时间。

  台湾地区力晶董事长黄崇仁也表示,目前已可看出采用8英寸厂 投产0.11微米工艺,与采用12英寸厂投产0.11微米工艺的最大不同点, 在于产出合格率会出现相当大的差距。因此到了2005年,就算DRAM报 价走跌,但对于采用8英寸厂投产0.11微米工艺的DRAM厂来说,其制 造成本降低程度将相对有限,甚至到最后可能出现亏损状态。如此一 来,将没有资金再继续投产有助于DRAM报价稳定的12英寸厂。

  美光(Micron)科技11月16日传出旗下8英寸晶圆厂因采用0.11 微米工艺,造成约5000片的8英寸晶圆报废。

  另外,英特尔也暴露了类似问题。如其最新推出的3.6GHz Pentium 4560的芯片产品,原来寄予厚望,但该芯片却带来了意想不到的麻 烦。导致3.6GHz的芯片在市场上曾一度缺货。为此,造成戴尔的 Dimension 8400被迫取消装配有3.6GHz芯片机型的计划。紧接着,在 7月30日,英特尔正式宣布,原计划于2004年第四季度推出的4GHz芯 片,要推迟到2005年初才能出台。据《微处理器报导》主编Kevin Krewell和业界观察家Nathan Brookwood预测,5GHz的微处理 器可能要等到2007年或者更久以后才会出现。

  IBM在生产新的G5微处理器上同样遇到了麻烦,迫使苹果公司不 得不把它的新iMac产品发布日期从2004年7月推迟到9月,其原因是因 为IBM的合同产品因成品率低而不能如期供货。

  综上所述,反映出2004年,半导体工艺技术在向130纳米及以下 推进时,遇到成品率下降等问题,在一定程度上减缓了产业发展速度。

  DRAM重整旗鼓

  英特尔的困境似乎代表了PC产业的困境,和处理器一样,DRAM 产品同样在2004年面临尴尬。曾经作为半导体产业晴雨表的DRAM,在 2004年仍像从前一样吸引了业界众多的关注,不过这一次似乎并不是 变化无穷、指引市场的DRAM价格,而是一宗官司。

  自2002年以来,涉及Hynix、Infineon、Micron和Samsung 等几乎所有主要DRAM厂商的密谋限定价格案一直是传言不断, 终于在2004年有所进展。Infineon Technologies AG已同意 支付巨额罚款1.6亿美元,同时4名较低职位的员工面临罚款和牢狱之 灾。来自Micron Technology的一位销售经理也可能面临罚款和 被判入狱,另外还牵涉三星电子的一名销售经理。

  无论这宗案件的最终结局如何,DRAM产业的沦落已经是不争的事 实:三星最新的70纳米工艺用于闪存,而不再是用于DRAM;英飞凌加 大闪存和汽车电子投入,而将DRAM生产等更多的外包业务交给中芯国 际等晶圆代工厂商;Micron把注意力更多地放在闪存和手机CMOS传 感器芯片产品方面。

iSuppli预测,2004年全球DRAM市场增长56.2%,达267亿美元,而 2005年将仅有1.3%的增长。或许2004年是DRAM产业最后的辉煌,激情 过后的DRAM厂商将变得更加务实,他们不再只想着提高存储密度和市 场份额,而更加注重丰富的产品组合和灵活的生产转换,以及更加注 重细分市场的需求,更加关注产品的利润,期望有助于全球DRAM价格 的稳定。

  中芯国际跃入IC高端俱乐部

  在全球半导体产业中,中国的半导体产业即便是在2004年发挥 了超常的水准,销售额比2003年的351亿元增加58%,达到557亿元(预 测值),才折合67.5亿美元,仅占2004年全球半导体产业销售额2180亿 美元的3%。中国半导体产业是名副其实的“小字辈”,暂时还不足以 引起全球的关注。

  但是中芯国际(SMIC)却不一样。国外有部分人士称SMIC是 全球代工业中的一匹黑马,2004年的销售收入可近10亿美元,不久即 将成为全球代工业的三驾马车之一。

  2004年,SMIC从各个方面都采取了大的动作,有人称之为“非常 规思维“。尽管SMIC还是个“新手”,但也要挤进全球半导体的“高 端俱乐部”。

  对于一个以中国为基地的半导体代工厂,刚成立4年时间就取得 如此的成绩,足以引起全球业界的强烈关注。

  SMIC在2004年中的下列事件,令全球业界为之一惊。

  1.在美国纽约证交所及香港两地同时上市,融资达18亿美元。
  2.中国第一条建在北京的300毫米芯片生产线于9月试产。
  3.SMIC拥有自主知识产权的90纳米芯片,将于2005年一季度 试投产。
  4.SMIC的产能在2004年年底达到每月生产12万片8英寸硅片。
  SMIC是一个以中国为基地的新芯片厂,受到美国等高技术的封锁, 但是SMIC仍有决心参与全球集成电路“高端俱乐部”的竞争。

  英特尔麻烦不断 三星奋力追赶

  2004年对于英特尔来说,是麻烦不断的一年。1月,英特尔在CES 雄心勃勃宣布通过LCoS芯片进军LCD市场,却在8月黯然宣布搁置这 一计划。由于散热和功耗等问题,英特尔在5月宣布取消下一代台式PC 和服务器芯片Tejas和Jayhawk。6月,英特尔被迫召回10%~15%先前发 布的Grantsdale和Alderwood芯片组,原因是发现了一个可能引起系统 死机或者无法启动的生产缺陷。

  2004年,英特尔曾计划推出4GHz奔4处理器,然而在7月末,英特 尔承认不能按原计划于2004年第四季度交货。到10月,英特尔又悄悄 给客户发信告知4GHz奔4计划要推迟到2005年第一季度。

  不可否认,英特尔目前还是世界上赢利最多的公司之一,市场研 究机构IC Insights日前发布的2004年度全球10大芯片厂商最新 排名预测显示,英特尔继续保持第一,其市场份额领先排第2位的三 星有一倍之多。但这丝毫无法掩盖英特尔目前的困境。

  事实上,英特尔宣布用“Intel Anywhere”(英特尔无处不 在)战略来替代“Intel Inside”战略,已经意味着英特尔意 识到自身正在进入“战略转折期”,并面对新的产业环境开始了主动 调整。而英特尔能否转型成功,在3C融合之后的信息产业内继续维持 霸主地位,依然充满不确定性。

  和多灾多难的英特尔相比,2004年对于三星来说,是一个丰收年。 手机和消费电子产品对闪存的巨大需求,以及DRAM市场价格的稳定, 使三星这个闪存和DRAM市场的双料霸主实现了接近50%的增长,收入 达151亿美元。虽然2004年英特尔305亿美元的收入仍然是三星的2倍, 但值得注意的是,2003年英特尔的收入(270亿美元)几乎是三星(96亿 美元)的3倍。

  IBM标新立异

  “蓝色巨人”IBM总是以创新的思维来代表典型的美国文化理念。 今年以来,IBM首先将硬盘业务出售给Hitachi,接着又将PC业务出售 给中国的联想。其中一个可以解释的原因是,这些都是非核心业务, 即已从高科技产业沦落为传统产业。

  IBM的逻辑非常明确,抛弃传统产业,而走向产业链的更高端, 如服务及知识产权贸易。难怪IBM曾有过开发出新的IC品种之后,不 急于量产,而是等待时机出售IP知识产权。

  美国的文化是用知识及服务获取更丰厚的利润,所以IBM在全球 的形象总是标新立异。最近又传出在不久的将来IBM将出售其芯片制 造部分,而成为名副其实的fabless公司。

  半导体材料历经艰难

  值得深思的问题是,2004年全球半导体产业跟随循环周期的高 峰,取得了历史上再一次好的业绩。然而相应的半导体材料产业,包 括掩摸、硅片、化学试剂、光刻胶、CMP的磨料及特殊气体等,都不被 看好,用业界的话说,均是“投资大,利润低”的业务。

  2004年半导体材料与化学试剂市场的总增长达22%,销售额从2003 年的106亿美元,上升到2004年的130亿美元。但据InformationNetwork 预测,2005年将面临刹车,增长率为7.7%。

  近年来,非常奇怪的是,即便在IC的上升周期,掩模及硅片两 大类企业几乎都没有利润。所以当工业进入下降周期时,企业均十分 困难,以至于在工业再次跃起时,企业无能力回弹。

  2004年10月在掩模工业中发生了日本Toppan Printing用6.5 亿美元兼并了美国DuPont的大事。由此,Toppan-DuPont成 为全球最大的掩模制造商。而在此之前,全球掩模供应主要由四家厂 商瓜分:DaiNippon Printing(DNP)、Toppan、DuPont 和Photronics。

  至于硅片产业,业界一致认为传统的硅片发展模式已成为过去, 必须要建立新的模式。纽约的莱曼兄弟咨询公司表示,唯一的方法是 必须加速企业的重组及兼并。

  比较稳定的市场,有太多的供货商,造成市场竞争剧烈。如2004 年年初,全球第3大硅片制造商德国的Siltronic,计划于3月份上 市,融资7.5亿美元,后因种种困难,被迫放弃上市。

  按市场调查预测,全球硅片市场将从2004年的63.13亿平方英寸, 增加到2005年的65.96亿平方英寸,2006年将为67.84亿平方英寸, 2007年将为72.01亿平方英寸。

  终端产品市场仍被看好

  无论如何,终端产品市场需求是推动半导体产业成长的根本, 所以对全球终端产品市场的预测十分重要。

  下表是由日本JEITA等所做的市场预测,如果预测基本正确, 今后数年全球半导体产业的发展趋势不会太差。

(T113)
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