(2020.12.7)半导体一周要闻－莫大康

半导体一周要闻

2020.11.30- 2020.12.4

• 总投资76亿美元中芯国际与大基金II亦庄国投共同成立合资企业

12月4日，中芯国际发布公告称，中芯控股、国家集成电路基金II和亦庄国投订立合资合同以共同成立合资企业。合资企业的注册资本为50亿美元，中芯控股、国家集成电路基金II和亦庄国投各自同意出资25.5亿美元、12.245亿美元和12.255亿美元，分别占合资企业注册资本51%、24.49%和24.51%。

据披露，该合资企业由中芯国际负责发展和营运，合资企业的总投资额为76亿美元，注册资本为50亿美元。合资企业的业务范围包括生产12吋集成电路晶圆及集成电路封装系列；技术测试；集成电路相关技术开发、技术服务及设计服务；销售自产产品。

• 获30亿元增资，中芯宁波引入所在地政府资金参与项目二期的扩建

此次注资将导致：

(i)中芯宁波注册资本将由人民币18.2亿元增至约人民币44.3亿元;(ii)公司透过中芯控股于中芯宁波持有的股权将由38.5714%减少至15.8512%;(iii)中芯宁波将分别由中芯控股、宁波开发区产投、联砺、盈富泰克、国家集成电路基金、聚芯、创芯、宁波甬芯、蘅园及德悦高鹏拥有15.8512%、6.5030%、2.2580%、2.2580%、13.5480%、0.3387%、0.3387%、19.6348%、19.6348%及19.6348%权益。

• 铠侠获美许可出货华为，惟限资料中心产品

日本NAND Flash与SSD制造厂铠侠(Kioxia；原东芝存储器)向美国政府申请出货华为的许可，据日经新闻(Nikkei)报导已获得部分通过，不过，是以资料中心所需的泛用型产品。

• 物理化学家和纳米材料专家侯建国院士就任中国科学院院长

中国科学院官网最新信息显示，物理化学家和纳米材料专家侯建国院士接任中国科学院院长、党组书记。

据中科院官网介绍，侯建国，男，汉族，1959年10月生于福建省，研究领域包括纳米材料与结构、单分子物理与化学、扫描隧道显微学。

侯建国2008年任中国科学技术大学校长(副部长级)，2015年任科学技术部副部长、党组成员，2016年任广西壮族自治区党委副书记，2017年任国家质量监督检验检疫总局党组书记、副局长，2018年任中国科学院党组副书记、副院长(正部长级)。第十一届全国人大常委会委员、中国共产党第十九届中央委员会委员。中国科学院院士、发展中国家科学院院士。先后获国家自然科学奖二等奖、中国科学院自然科学奖一等奖、中国科学院杰出科技成就奖、安徽省重大科技成就奖、安徽省科学技术奖一等奖、何梁何利奖、陈嘉庚化学奖、中国分析测试协会CAIA奖特等奖、海外华人物理学会“亚洲成就奖”等多个重要科技奖项。

• 中国半导体设备行业市场现状及投资机会分析

从2020中国半导体设备年会获悉，2020年中国大陆半导体设备市场将超过150亿美元，2020年国产半导体设备销售收入预计约213亿元，市场占有率将达到20%左右。其中，集成电路设备90亿元左右，太阳能电池片设备100亿元左右，LED设备20亿元左右。

注;上图中的预测应该是亿元不是亿美元

• 2021年全球及我国半导体产业发展趋势展望

（一）全球半导体产业预期增长，但新冠疫情和中美关系走向仍使行业增长面临变数

（二）2021年日欧疫情后复苏，美国大概率呈现低速增长（三）我国半导体产业仍然稳步发展，国产替代仍旧是2021年的半导体产业发展主线。（四）全球集成电路产能供给出现全线紧张的局面，部分领域甚至持续全年。

原因一是新冠疫情确实造成欧洲、日本、东南亚部分产线阶段性关停或者延期扩产，全球半导体产能供给和扩张都受限。二是由于华为的因素全球半导体供应链出现一定的混乱，加之市场对美国进一步制裁中国大陆相关代工、封测厂商的传闻预期，很多企业因为供应链的原因普遍上调安全库存水平，行业内产能overbooking的现象也较为明显，造成了阶段性的产品缺货和交期延长。三是部分产品确实在2020年呈现较为快速的需求增长，尤其是面板驱动IC、电源管理IC、MCU、IGBT等功率器件、蓝牙芯片等。

（五）全球设备投资持续加码，OSAT厂商进一步面临跨界竞争压力。（六）汽车，工业领域迎来报复性反弹，5G加速发展，服务器和数据中心市场增速放缓。（七）新技术落地商用进程加快，“苹果系技术”赛道需要持续关注（八）多起重大并购受各国反垄断审批因素影响结果受持续关注，2021年可能是全球半导体并购“小”年。（九）创业板、科创板对半导体板块的热度将有所降温，超过60%的细分领域都会出现至少一家上市公司（十）新政策进入落地阶段，项目暴雷仍有发生但区域性的低水平重复建设有所缓和

• 台积电第二代3nm工艺2023年推出，苹果率先采用

据英文媒体报道，在 5nm 工艺大规模量产，为苹果等厂商代工相关的芯片之后，台积电下一阶段芯片制程工艺研发及量产的重点就将是更先进的 3nm 工艺，厂房在上个月已经完工，计划在 2021 年风险试产，2022 年下半年大规模量产。

从英文媒体最新的报道来看，同 2018 年量产的 7nm 和今年量产的 5nm 工艺一样，台积电正在研发的 3nm 工艺，也将会有第二代。

从第一代和第二代 7nm、5nm 工艺量产的时间间隔来看，第二代 3nm 工艺在 2023 年量产，也在意料之中。台积电的第一代 7nm 工艺在 2018 年的 4 月份大规模投产，第二代在 2019 年投产。5nm 工艺在今年一季度量产，第二代计划在明年量产。

• 台积电与三星竞争升级，封装技术领域成新战场

随着封装业务重要性不断增长，相关市场也在上升。市场研究机构YoleDevelopment预测，半导体封装市场将从2019年的290亿美元扩大到2025年的420亿美元。

台积电董事会最近批准了投资151亿美元用于代工前及后工序的计划。据业内人士透露，台积电目前正在测试“3DSoIC”技术，类似于三星电子的X-Cube。据《日本经济新闻》报道，台积电最早于2022年将与主要客户谷歌和AMD一起使用3D技术生产半导体。”

• 新一代EUV光刻机单台售价30亿元，三星盘算抢先台积电获得

三星电子副会长李在镕（Lee Jae-yong）今年10月出访欧洲、拜会艾司摩尔（ASML）执行长Peter Wennink等人后，传出Wennink也礼尚往来，于上周访问三星，希望能促成极紫外光（EUV）光刻机的合作案。

三星希望投资高数值孔径（high-numerical aperture，High-Na）EUV 设备的开发案，这种设备可改善半导体微制程所需的电路解析度，一台设备要价4.5亿美元（接近30亿元人民币），是目前款式的2-3 倍。ASML 计划2023 年年中推出设备原型，三星希望赶在台积电之前取得设备，争取技术领先。

• 苹果英特尔都想入局GPU市场怎么了？

最近，英特尔宣布将在今年年底推出Xe-LP GPU，正式进入独显GPU市场，并将交与台积电进行代工。在不久前举行的2020年WWDC上，苹果也透露有可能弃用AMD的GPU，转而使用自研基于ARM架构的解决方案，将于明年推出自研GPU。GPU市场到底怎么了？为什么巨头们要纷纷入局？

目前在汽车产线、家电产线等很多生产线上都要采用AI视觉进行检测。“实时检测的大量数据不可能都传输到云端，这就要在生产现场安装高性能计算机、台式机，要求计算机必须有很强的GPU处理能力。一条产线至少用一颗GPU，一颗中档的GPU价格是几万元，高端的是一颗十几万元。

富途证券预测，随着AI推理市场需求持续增长， 2020年全球AI推理的市场规模为180亿美元，预计到2025年将达660亿美元。国富证券预测，服务器对GPU的需求呈现快速增长的趋势。2020年全球服务器GPU需求约为970万个，预计到2025年增长到2500万个，平均年复合增长率约为10%。IDC预测，全球数据中心市场对GPU的需求呈现快速增长的趋势。2020年全球数据中心GPU市场规模为1370亿美元，预计到2023年，全球数据中心GPU市场规模将达2290亿美元。

从GPU的供应商来看，英伟达和AMD占领着全球GPU市场第一、第二的位置。在最近的5年里，英伟达股价飙升2268%，在今年7月8日收盘后，英伟达市值首次超过英特尔，一度成为美国市值最高的芯片企业。AMD公司的市值也同样一路飙升，在最近其市值也逼近了千亿美元的大关。

• 三星下一代闪存将采用双层堆叠，可望实现256层

当前三星的第六代V-NAND闪存采用单层堆叠技术，最多可具有128层。引入双层堆叠技术后，使256层NAND闪存成为可能。不过下一代NAND闪存会否配置256层，取决于三星接下来的考量。

去年8月，三星推出了第六代V-NAND闪存。为使V-NAND具有超过100层的可行性，三星采用了新的电路设计技术。当前，三星计划利用双层堆叠技术来开发其下一代V-NAND闪存。

• 台积电vs三星产能及技术详细对比，张忠谋：三星很厉害我们还没赢！

而截至2019 年为止，台积电也提供最广泛的先进制程、特殊制程及先进封装等272 种制程技术，为499 个客户生产1 万761 种不同产品。

随后7 纳米加强版制程，2018 年8月进入风险生产阶段，2019年第3 季开始量产，是台积电第一个使用极紫外光(EUV) 曝光解决方案的半导体制程技术。另外，为强化7 纳米制程，提升效能与成本优势，且加速产品上市时间，2019 年4 月份台积电推出的6 纳米制程技术，采用EUV 光刻解决方案，2020 年第1 季风险试产，第3 季正式量产。台积电之前曾表示，6 纳米制程比首代7 纳米制程提供高出18% 的逻辑密度，设计规则与首代7 纳米完全兼容，使其全面的设计系统得以重复使用。

在相关制程技术方面，自1999 年台积电发布了世界上第一个0.18 微米低功耗制程技术之后，从那时起台积电就引领产业不断进行制程微缩技术，从0.13微米，到90 纳米、65纳米、40 纳米、28 纳米、20 纳米、16/12 纳米、10 纳米、7 纳米，再到2020 年的5 纳米，以及接下来更先进的3 纳米制程。就7 纳米以下的先进制程来说，7 纳米制程于2017 年4 月开始风险生产，2018 年正式量产，截至2020 年7月份为止，台积电总共生产出了10 亿个7 纳米制程的芯片。

• 台湾环球晶圆拟45亿美元买下Siltronic

北京时间 11 月 30 日消息，德国硅晶圆制造商 Siltronic AG 当地时间周日表示，正与中国台湾环球晶圆展开深入谈判，后者拟以 37.5 亿欧元 (约合 45 亿美元)将其收购。这将为全球半导体行业交易创纪录的一年再添一笔重磅交易。

Siltronic在声明中表示：“合并之后新公司将会成为圆晶行业领先巨头。”它还说在2024年之前德国不会因为合并损失职位。本季度Siltronic股价已经上涨48%。

• 万业企业旗下凯世通取得重大商业化进展

万业企业发布公告，旗下公司凯世通迎来商业客户及批量订单的重大突破。据公告显示，万业企业控股孙公司北京凯世通半导体有限公司与芯成科技（绍兴）有限公司签署销售合同，拟出售3台12英寸集成电路设备，分别为低能大束流重金属离子注入机、低能大束流超低温离子注入机以及高能离子注入机，订单金额超过1亿人民币。这也是凯世通继今年9月首台低能大束流设备送入国内主要芯片制造工厂后的又一大商业化进展。

• 从iPhone12零部件看国家间产业竞争

每年苹果发布新iPhone，拆解机构都免不了把手机大卸八块，挖一挖物料价格，算一算iPhone有多暴利。但很少有人会注意到，iPhone零部件后面，还是国家间IT产业竞争的缩影。日本调查公司Fomalhaut Technology Solutions在近期发布的iPhone 12拆解调查表明，手机的物料成本价为373美元。由于iPhone的供应链遍及全球，因此将供应商按国家划分的话，其比例的上升或下降，会在一定程度上反映出国家之间IT产业竞争的态势。

iPhone 12的零部件采购价占比中，韩国企业的比例为27.3%，排第一位，美国企业的比例为25.6%，排第二，日本为13.2%，排第三。看起来日本企业的成绩还不错，至少打入前三，摘了铜牌。

• 2019 to 2025 MEMS 各类终端市场规模预测

• 研发支出最高前15大芯片制造厂

• TSMC 5nm and 3nm

台积电3纳米2H22量产，单月5.5万片起跳。

不受疫情与华为订单归零干扰，台积电2020年营运持续登峰，先进制程亦按既定蓝图时程推进。继5纳米如期于2020年第2季量产，单月出货片数即达8万片，第4季已达单月9万片。

• 半导体未来？

Semi

1), 定律减缓,但仍在进步,估计快到终点,2nm?,1nm?

EUV/EUV Double P

 High NA .55 Lens from 0.33

DRAM用EUV,进入1anm时代

2),异构集成

封装;2.5D  TSV,

Chiplet

3),第三代半导体

• SiC

• GaN

市场Drivers

• IoT

• Auto

• 计算

HPC

边缘计算

云计算

• AI

机器学习

深度学习

• Data 时代

1),网络;延迟,带宽及容量

2), 计算

HPC

AI; 人工智能,机器学习及深度学习

• Omdia：中国两年内有望实现28nm工艺产业链自给自主

• 2021 全球服务器出货量

• 大陆厂商纷纷涌入显示驱动IC赛道，与韩系台系厂商差距几何？

中商产业研究院的报告显示，2019年全球AMOLED面板营收达到251亿美元，预计今年这一数字为311亿美元，2021年营收将达到334亿美元。

与此同时，AMOLED驱动芯片需求迎来了快速增长，有机构预计2020年AMOLED面板驱动芯片全球市场规模将达60亿元，2021年有望达到80亿元。

有机构预测2020年中国大陆厂商在全球AMOLED面板驱动芯片市场中的占比仅为5%。三星LSI、Magna Chip这两家韩系厂商几乎垄断市场，总市占高达75%。

除了韩系厂商外，联咏、瑞鼎等台系厂商受益于中国大陆AMOLED面板厂商的崛起及LCD领域的积累，占据了全球20%的市场份额。

三星LSI和Magna Chip在2019年智能手机AMOLED驱动芯片市场合计占据86%的份额。

三星LSI和Magna Chip主要向三星Display和LG Display供货，得益于上述两家面板厂商的业绩优势以及自身的供应链垂直整合能力强，从而垄断了市场。

其次是台系厂商瑞鼎和联咏，其中，瑞鼎是和辉光电和维信诺的主要供应商，它在2019年占据了5％的市场份额。联咏在2019年主要供应给京东方、终端华为，它在2019年出货了约2000万片AMOLED驱动芯片，市占为4%。

除了在市场份额上能看出明显差距外，在先进工艺制程上也能看出一二。三星LSI早在2018年就开始量产28nm的AMOLED驱动芯片，MagnaChip也在去年引入了28nm工艺。然而中国大陆的晶圆厂去年才开始启动40nm AMOLED驱动芯片的量产。

• 谁主沉浮国产CPU的三大路线之战

2009年，题目为《龙芯无奈购美公司专利授权，“中国芯”光环褪尽》的文章发布，龙芯花钱买MIPS架构专利的行为被无限放大。一时间，举国哗然，以为是自己研发，没想到居然是买的。

龙芯，因经费捉襟见肘，在一开始连便宜的MIPS架构都无力承受；申威，由无锡历史悠久的56所研发，采用古老的Alpha架构，服务于军队和超算；飞腾，早在1999年研发出第一款CPU，采用SPARC架构。

又是上海兆芯的发起股东，随后，兆芯也以2亿多美金，收购了威盛电子的X86专利。

引进路线看起来立竿见影，但当海光被列入美国实体清单，缓过气的AMD表示最新架构不再对海光授权；而上海兆芯也面临着专利瑕疵时，我们才发现，引进也不是万金油。

从2001年进入中国以来，ARM给人的印象是“中国科技公司的老朋友”：靠谱、好用、能打。更为重要的是，ARM架构授权可以在指令集层面永久买断，一方面可控程度更高，另一方面研发程度更深。因此，国产CPU开始基于ARM架构自主研发，试图做到与x86架构一样的性能，从而实现更深层次的替代。

在经历了2011年秋天的“自主VS引进”路线大争论后，飞腾选择了ARM架构。2015年8月，一个名叫CharlesZhang（张承义）的中国人，在全球芯片界的顶会HotChips上“华山论剑”，用中式英语介绍了飞腾服务器CPU“火星”，世界上第一款基于ARM架构研发的64核CPU。

飞腾的商用服务器和桌面CPU制程分别达到了28nm和16nm，基本符合国内特定场景使用；而且联合了基于开源Linux研发的麒麟操作系统，在台式机上可运行200万安卓应用；同时，也通过资本加速，飞腾整体并入上市公司中国长城，方便配套整机。

2019年初，华为发布了首款ARM架构服务器CPU“鲲鹏”，并与各省市建立了鲲鹏计算产业联盟，向各地输送行业标准和人才，并与各地代表性企业建立硬件生产基地。今年5月，鲲鹏CPU进入中国电信采购名单。

国产CPU放弃Intel、另起ARM炉灶，烧得确实很旺。但ARM也在美国禁令下摇摆不定，甚至有被出售的风险，因此，一些观察者认为，国内基于ARM架构的CPU假国产之名，行ARM之实，为“假洋鬼子”，实际上还是不够自主可控：如果断供了，同样是遭殃，拿着一个过时的永久架构，迟早会被别人击败。

• 中国量子计算机九章问世，速度比谷歌量子计算机快100亿倍

中科大潘建伟、陆朝阳研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，构建出76个光子100个模式的量子计算原型机“九章”。这个消息值得细细品。

“九章”具备量子计算机特有的超快运算速度，1分钟完成的任务，超级计算机需要一亿年，处理高斯玻色取样时，速度比目前最快的超级计算机快100万亿倍（数据没有写错）。

去年10月，谷歌发布了具备53个量子比特的量子计算机原型机“悬铃木”，其等效速度只有“九章”的1/100亿（数据没有写错）。当时，“悬铃木”在短短几分钟内完成了一项高难度计算任务，这项任务即使最先进的超级计算机Summit花1万年也不可能完成。也就是说，量子计算机“悬铃木”的运算速度至少是最快的传统超级计算机的53亿倍。