一周芯聞(21-06-21)

半導體一周要聞

2021.6.14- 2021.6.18

1. IC Insights上調全年IC市場(chǎng)預測，模擬IC平均售價(jià)17年來(lái)首次上漲

6月16日，市場(chǎng)調研機構IC Insights 發(fā)布最新報告對 2021 年至 2025 年 IC 市場(chǎng)進(jìn)行預測。根據預測報告，該市場(chǎng)按 33 種主要產(chǎn)品類(lèi)型劃分，其中 32 種預計今年將實(shí)現增長(cháng)。包括每個(gè) IC 產(chǎn)品類(lèi)別的市場(chǎng)、單位、平均銷(xiāo)售價(jià)格 (ASP) 和 2020-2025 年復合年增長(cháng)率 (CAGR) 數據。

IC Insights 將2021年全球IC市場(chǎng)同比增長(cháng)從19%上調至24%，主要原因是DRAM和NAND Flash價(jià)格持續走強，以及許多邏輯和模擬IC產(chǎn)品類(lèi)別前景優(yōu)于預期。即使不包括內存，今年整個(gè) IC 市場(chǎng)預計將增長(cháng) 21%，有望首次突破5000億美元。

在單位出貨量增長(cháng) 21% 和 ASP 增長(cháng) 2% 的推動(dòng)下，今年全球 IC 市場(chǎng)預計將增長(cháng) 24%。24% 的增長(cháng)率將是過(guò)去 16 年全球 IC 市場(chǎng)的第三大增長(cháng)率，僅次于 2010 年 33% 的激增和 2017 年 25% 的增長(cháng)。

2. 英特爾：半導體行業(yè)將迎來(lái)10年黃金期

在當前缺芯危機肆虐全球的背景下，當地時(shí)間6月16日，英特爾首席執行官Pat Gelsinger表示，他預計半導體行業(yè)將迎來(lái)10年的良好增長(cháng)前景。

Gelsinger在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，“我們相信市場(chǎng)，世界，正處于一個(gè)非常擴張的時(shí)期。我預測我們面前還有10年的好日子，因為世界正變得越來(lái)越數字化，所有數字化的東西都需要半導體?！边@一態(tài)度變相地解釋了英特爾近期為何在芯片生產(chǎn)方面大舉投資。今年3月，英特爾宣布將斥資200億美元在亞利桑那州新建兩個(gè)芯片工廠(chǎng)，并建立代工業(yè)務(wù)。Gelsinger此次還補充稱(chēng)，英特爾計劃在年底前宣布在美國或歐洲建立新的“巨型晶圓廠(chǎng)”。

3. 中微公司首臺8英寸CCP刻蝕機PrimoAD RIE200順利付運

6月15日，中微公司首臺 8 英寸甚高頻去耦合反應離子（CCP）刻蝕設備 Primo AD-RIE 200 順利付運客戶(hù)生產(chǎn)線(xiàn)。

據悉，Primo AD-RIE 200 是中微公司自主研發(fā)的新一代 8 英寸甚高頻去耦合反應離子（CCP）刻蝕設備?；谝驯粯I(yè)界廣泛認可的 12 英寸 CCP 刻蝕設備的成熟工藝與特性，Primo AD-RIE 200 在技術(shù)創(chuàng )新和生產(chǎn)效率方面都有了進(jìn)一步提升，能夠滿(mǎn)足不同客戶(hù) 8 英寸晶圓的加工需求。

為提高生產(chǎn)效率，Primo AD-RIE 200 刻蝕設備可靈活配置多達三個(gè)雙反應臺反應腔（即六個(gè)反應臺）。此外，Primo AD-RIE 200 提供了可升級至 12 英寸刻蝕設備系統的靈活解決方案，以滿(mǎn)足客戶(hù)生產(chǎn)線(xiàn)未來(lái)可能擴產(chǎn)的需求。

4. 15年內全球晶圓廠(chǎng)格局發(fā)生巨變

5. 華為海思堅持研發(fā)尖端半導體，哪怕無(wú)法生產(chǎn)也不會(huì )裁員

據日經(jīng)亞洲評論，華為董事陳黎芳稱(chēng)說(shuō)，他們內部仍繼續在開(kāi)發(fā)領(lǐng)先世界的半導體組件，海思部門(mén)不會(huì )進(jìn)行任何重組或裁員的決定。她還透露海思 2020 年員工數超過(guò) 7000 人，因此維持這個(gè)部分對華為來(lái)說(shuō)將是一個(gè)嚴重的財務(wù)負擔。但她解釋道：華為是私人控股，不受外部勢力影響，其管理層已明確將保留海思。

Strategy Analytics 的最新研究報告顯示，2021 年第一季度全球智能手機處理器市場(chǎng)規模同比增長(cháng) 21%，達到了 68 億美元，而其中華為海思的智能手機處理器出貨量相比去年同期下降了 88%。

6. 讓芯片設計和堆積木一樣簡(jiǎn)單，EDA2.0正走在正確的軌道上

集成電路產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一個(gè)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng )新浪潮的復興時(shí)期。人工智能（AI）、5G、自動(dòng)駕駛、大數據（Big Data）等新興領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展給芯片設計帶來(lái)全新的挑戰：算力提升、功耗降低、上市周期加快、成本降低等等。

EDA能幫助客戶(hù)設計達到最優(yōu)化的PPA（Performance性能、Power功耗、Area面積）目標，開(kāi)發(fā)性能更高的終端產(chǎn)品，并進(jìn)一步減少設計迭代，縮短設計周期，加快上市速度。自2012年以來(lái)，人工智能處理能力的需求每3.5個(gè)月增長(cháng)一倍。

從2003年到如今的20年間，芯片的復雜度比前20年提高了數萬(wàn)倍，成本提高了100倍，芯片工藝也已演進(jìn)到納米級別（7/5/3納米）。芯片設計和制造作為數字化時(shí)代的底層支撐，已經(jīng)成為全球很多重要行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節。他同時(shí)也指出，EDA 1.X面臨很多挑戰，包括應用需求分析，驗證工作復雜、IP復用價(jià)值沒(méi)有完全發(fā)揮、人才不足、開(kāi)放性不夠和歷史包袱影響等。以歷史包袱為例，他指出EDA 1.x的工具是在二十多年的時(shí)間里漸進(jìn)式發(fā)展起來(lái)的，這決定了它還背負了過(guò)程中的兼容性要求、歷史代碼、遺留架構等很多歷史包袱，因此迭代發(fā)展的速度很難跟上現在幾十倍增長(cháng)的大型設計，同時(shí)原有軟件架構難以充分利用好目前發(fā)展迅速的互聯(lián)網(wǎng)云平臺、異構化的硬件設備。

2017年，華美半導體協(xié)會(huì )（CASPA）年會(huì )期間，Cadence工程師David White分享了他關(guān)于EDA當前所面臨三大挑戰：一是規模（Scale），隨著(zhù)設計規模的不斷增加，規則/限制的增多，以及模擬仿真、提取、多邊形等帶來(lái)的龐大數據，EDA廠(chǎng)商需要獲得工藝文件；二是復雜性（Complexity），更復雜的FinFET工藝技術(shù)導致復雜的DRC/ERC效應，而芯片和封裝/電路板之間的普遍交互成為常態(tài)，同時(shí)器件和電線(xiàn)之間的熱物理效應也需要注意；三是生產(chǎn)力（Productivity），培訓程度受限的設計人員和物理工程師會(huì )引入不確定性，造成多次設計迭代。

2020年12月2日，新思科技（Synopsys）官微發(fā)布《數字芯片設計EDA工具的2.0時(shí)代》文章。文章從數字前端邏輯綜合、數字后端布局布線(xiàn)和數字電路靜態(tài)時(shí)序分析的演進(jìn)，強調數字芯片設計技術(shù)融合的重要性，并指出融合技術(shù)使EDA工具進(jìn)入2.0時(shí)代。

2021年6月10日，芯華章發(fā)布《EDA 2.0白皮書(shū)》。EDA是芯片之母，支撐芯片的全流程設計。作為芯片設計的最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)，芯華章EDA2.0白皮書(shū)的發(fā)布是業(yè)界首創(chuàng )?！禘DA 2.0白皮書(shū)》明確下一代集成電路智能設計流程（EDA 2.0）目標，基于開(kāi)放的工具和行業(yè)生態(tài)，實(shí)現自動(dòng)化和智能化的芯片設計及驗證流程，并提供專(zhuān)業(yè)的軟硬件平臺和靈活的服務(wù)，以支持任何有新型芯片應用需求的客戶(hù)快速設計、制造和部署自己的芯片產(chǎn)品。

EDA2.0的三大特征：開(kāi)放、智能、平臺

《EDA2.0白皮書(shū)》指出，未來(lái)的EDA 2.0應在芯片設計全行業(yè)、全流程、全工具的多個(gè)方面改進(jìn)，EDA 2.0的關(guān)鍵路徑包括開(kāi)放和標準化、自動(dòng)化和智能化、平臺化和服務(wù)化等多個(gè)方面，用智能化的工具和服務(wù)化的平臺來(lái)縮短從芯片需求到應用創(chuàng )新的周期。EDA 2.0的目標是要讓系統工程師和軟件工程師也能參與到芯片設計中來(lái)，解決設計難、人才少、設計周期長(cháng)、設計成本高企的難題。

7. 除了CPU GPU英特爾又整出個(gè)IPU

在今日舉行的Six Five峰會(huì )上，英特爾公布了其對基礎設施處理器 (IPU) 的愿景。IPU是一種可編程網(wǎng)絡(luò )設備，旨在使云和通信服務(wù)提供商減少在中央處理器 (CPU) 方面的開(kāi)銷(xiāo)，并充分釋放性能價(jià)值。利用 IPU，客戶(hù)能夠部署安全穩定且可編程的解決方案，從而更好地利用資源，平衡數據處理與存儲的工作負載。

工作原理：IPU是一個(gè)可編程的網(wǎng)絡(luò )設備，能夠對數據中心內的基礎設施功能進(jìn)行安全加速，從而使系統級資源的管理更加智能。 

通過(guò)IPU，云運營(yíng)商可以轉向完全虛擬化的存儲和網(wǎng)絡(luò )架構，同時(shí)保持超高的性能、以及強大的可預測性與可控性。

8. 谷歌用自研芯片取代數百萬(wàn) Intel CPU，效率更高成本更低

谷歌設計了自己的新處理器Argos視頻（轉）編碼單元（VCU），這種芯片的目的只有一個(gè)：處理視頻。高效率的新芯片使這家科技巨頭得以用自己的芯片取代數千萬(wàn)塊英特爾 CPU。

多年來(lái)，英特爾內置于其CPU中的視頻解碼/編碼引擎一直主導著(zhù)市場(chǎng)，這有兩個(gè)原因：一是提供領(lǐng)先的性能和功能，二是易于使用。但是定制的專(zhuān)用集成電路（ASIC）其性能往往比通用硬件更勝一籌，原因在于它們是針對單單一種工作負載設計的。因此，谷歌轉而開(kāi)發(fā)自己的專(zhuān)用硬件，可為YouTube處理視頻任務(wù)，而且成效顯著(zhù)。

用戶(hù)每分鐘向YouTube上傳超過(guò)500小時(shí)的各種格式的視頻內容。谷歌需要將這些內容迅速轉碼成多種分辨率（包括144p、240p、360p、480p、720p、1080p、1440p、2160p和4320p）以及節省數據的格式（比如H.264、VP9 或AV1），這就需要強大的編碼能力。

谷歌認為，對于新興的YouTube工作負載來(lái)說(shuō)，這兩種選擇都不夠節能——視覺(jué)計算加速器本身就很耗電，而擴增至強CPU的數量實(shí)際上意味著(zhù)增加服務(wù)器的數量，也就意味著(zhù)增加功耗和數據中心占用空間。因此，谷歌決定采用定制的內部硬件。

谷歌的第一代Argos VCU沒(méi)有完全取代英特爾的中央處理器，因為服務(wù)器仍需要運行操作系統，仍需要管理存儲驅動(dòng)器和網(wǎng)絡(luò )連接。谷歌的Argos VCU在很大程度上就像總是需要配套CPU的GPU。

谷歌的VCU集成了十個(gè)H.264/VP9編碼器引擎、數個(gè)****核心、四個(gè)LPDDR4-3200 內存通道（采用4x32 位接口）、一個(gè)PCIe接口、一個(gè)DMA引擎以及一個(gè)用于調度的小型通用核心，不像我們在GPU中看到的流處理器。除了內部設計的編碼器/轉碼器外，大多數知識產(chǎn)權（IP）都向第三方購買(mǎi)許可，以降低開(kāi)發(fā)成本。每個(gè)VCU還配備了8GB的ECC LPDDR4內存。

9. 68億元投建12英寸CIS項目，格科微科創(chuàng )板IPO在即

近日，證監會(huì )按法定程序同意格科微有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“格科微”）科創(chuàng )板首次公開(kāi)發(fā)行股****注冊。格科微及其承銷(xiāo)商將分別與上海證券交易所協(xié)商確定發(fā)行日程，并陸續刊登招股文件。

格科微本次發(fā)行的募投項目投資總額合計約74.29億元，其中擬使用募集資金69.6億元，主要用于12英寸CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目和CMOS圖像傳感器研發(fā)項目。

其中，12英寸CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目投資總額68.45億元，建設期2年，擬采用募集資金投資63.76億元，將在上海臨港新片區新建12英寸BSI晶圓后道產(chǎn)線(xiàn)。產(chǎn)線(xiàn)主要用于生產(chǎn)制造中高階BSI圖像傳感器所需的12英寸BSI晶圓。項目建成后格科微將擁有月產(chǎn)20,000片BSI晶圓的產(chǎn)能。

資料顯示，格科微是國內領(lǐng)先、國際知名的半導體和集成電路設計企業(yè)之一，主營(yíng)業(yè)務(wù)為CMOS 圖像傳感器和顯示驅動(dòng)芯片的研發(fā)、設計和銷(xiāo)售，其產(chǎn)品主要應用于手機領(lǐng)域，同時(shí)廣泛應用于包括平板電腦、筆記本電腦、可穿戴設備、移動(dòng)支付、汽車(chē)電子等在內的消費電子和工業(yè)應用領(lǐng)域。

10. 中芯國際一季度歐美客戶(hù)收入占比45%，目前產(chǎn)能供不應求

6月17日，中芯國際在投資者互動(dòng)平臺上表示，公司今年一季度營(yíng)收中來(lái)自于歐美客戶(hù)的收入占比近45%，目前公司產(chǎn)能供不應求。

中芯國際還指出，目前全球集成電路制造業(yè)總體供不應求，公司產(chǎn)能利用率達到98.5%。

據了解，中芯國際第一季度營(yíng)收11億美元，高于市場(chǎng)預期的10.47億美元，去年同期為9.05億美元；凈利潤1.589億美元，市場(chǎng)預期1.04億美元，去年同期0.64億美元。

11. 28nm設備傳審批受阻，臺積南京廈門(mén)聯(lián)芯中芯國際的擴產(chǎn)計劃能成功嗎？

全球芯片供應吃緊，引爆各家半導體大廠(chǎng)啟動(dòng)大擴產(chǎn)潮，中國大陸的主戰場(chǎng)是 28nm 制程技術(shù)，包括臺積電南京廠(chǎng)、聯(lián)電的廈門(mén)廠(chǎng)聯(lián)芯、中芯國際都宣布要擴產(chǎn) 28nm 產(chǎn)能。

28nm 制程曾讓臺積電獨占智能手機芯片長(cháng)達 7 年的黃金盛世，更是讓臺積電營(yíng)運脫胎換骨，奠定成為全球半導體龍頭的關(guān)鍵制程技術(shù)。

供應鏈傳出，美國商務(wù)部開(kāi)始緊縮 28nm 制程的設備出口到大陸。更關(guān)鍵的是，根據業(yè)界認知，應該是美國黑名單上的企業(yè)才受此限制，但傳出近期連臺系半導體廠(chǎng)在大陸晶圓廠(chǎng)要擴產(chǎn) 28nm 制程，其機臺設備都一直未能獲得審批。

12. Yole剖析3D傳感市場(chǎng)手機市場(chǎng)停滯中國是激光雷達降價(jià)的關(guān)鍵

根據 Yole Developpement 的數據，2020 年全球 3D 成像和傳感市場(chǎng)價(jià)值約 68 億美元，并將在一兩年內實(shí)現軟增長(cháng)。他們進(jìn)一步指出，隨著(zhù)汽車(chē)和工業(yè)等二級市場(chǎng)的騰飛，它的增長(cháng)將更加強勁，預計到 2026 年將增長(cháng)到 150 億美元，復合年增長(cháng)率 (CAGR) 為 14.5%，報告顯示，該市場(chǎng)主要服務(wù)于移動(dòng)和消費者，預計到 2026 年仍將占整個(gè) 3D 成像和傳感市場(chǎng)的 46%。到 2026 年，汽車(chē)和工業(yè)加起來(lái)將占市場(chǎng)的 22%。

該公司預計全球 3D 成像和傳感市場(chǎng)將從 2020 年的 68 億美元增長(cháng)到 2026 年的 150 億美元，復合年增長(cháng)率為 14.5%。

13. 英特爾GaN這么強12英寸晶圓3D器件面世

最近，英特爾在官網(wǎng)表示，他們將展示首款氮化鎵 (GaN) 穩壓器，其優(yōu)值是硅器件的10倍，峰值效率超過(guò)94%。這款穩壓器最獨特之處在于，采用了5項技術(shù)，將GaN功率和GaN射頻晶體管，與硅PMOS的整合成一個(gè)片上系統，既可以實(shí)現高頻操作，又可以實(shí)現高功率密度。而且該器件是基于12英寸硅晶圓，這在業(yè)界很少見(jiàn)，成本也非常有優(yōu)勢。

英特爾在全球都有專(zhuān)利布局，其中在美國和中國臺灣分別有17項和20項專(zhuān)利正在申請中。而英特爾專(zhuān)利組合主要涉及用于SoC的III-N晶體管、RF開(kāi)關(guān)、超短溝道長(cháng)度、場(chǎng)板和III-N/ 硅單片集成電路。此外，英特爾很早就看好氮化鎵在功率器件中的應用。2014 年 9 月，GaN功率器件企業(yè)Avogy獲得4000萬(wàn)美元（約2.56億人民幣）B輪融資，該輪投資就是由英特爾領(lǐng)投。

14. 供給端產(chǎn)能為王剖析各制程產(chǎn)能緊缺原因

到2000年12英寸晶圓開(kāi)始成熟應用。12英寸晶圓廠(chǎng)逐漸成為主流，2020年全球總產(chǎn)能占比69%，而8英寸及6英寸占比分別為25%及6.0%。

15. 從IGBT到SiC ，改朝換代中的車(chē)用功率半導體

根據民生證券研究院統計，全球IGBT應用端來(lái)看，頭部的公司主要有英飛凌（市占率32.7%）、三菱電機（市占率9.6%）、富士電機（市占率9.6%）、賽米控（市占率6%）、Vincotech（市占率4.4%）、日立（市占率2.7%）、斯達半導（市占率2.5%）。

我國的汽車(chē)IGBT市場(chǎng)也同樣發(fā)展迅速。2019年新能源汽車(chē)IGBT市場(chǎng)規模達到155億元，隨著(zhù)市場(chǎng)的逐步回調，2020年市場(chǎng)規模已接近200億元。

制造SiC芯片面臨的最大挑戰來(lái)自于成本。由于SiC在磊晶制作上有材料應力上的不一致性，造成晶圓尺寸放大時(shí)，會(huì )有磊晶層接合面應力拉伸極限的問(wèn)題，導致晶格損壞影響良率，故晶圓尺寸主流仍維持4寸或6寸，無(wú)法取得大尺寸晶圓成本優(yōu)勢。據業(yè)內人士介紹，同等級別的SiC MOSFET芯片，其成本是硅基IGBT的8-12倍。

其次，SiC MOSFET缺少長(cháng)期可靠性數據，這一點(diǎn)還需要不斷實(shí)驗與改進(jìn)。

而且，SiC功率模塊面臨的問(wèn)題和IGBT一樣，模塊中不匹配的CTE(熱膨脹系數)容易使各層相互分離,引發(fā)器件失效。SiC的問(wèn)題更為嚴重，主要是材料密度引起的熱耗散，因此需要有合適的封裝和系統集成創(chuàng )新方案。

SiC MOSFET在更高頻率和溫度下運行的特性更勝一籌，是進(jìn)入1200V級別功率器件的理想選擇，但其高于硅的制造成本，加上IGBT技術(shù)已很成熟，讓最新型的IGBT在市場(chǎng)上仍能立于不敗之地，可以在標準化和廣泛采用方面更進(jìn)一步。

總體來(lái)看，硅基IGBT的電氣特性接近SiC MOSFET芯片的90%，而成本則是SiC MOSFET的25%，因此，SiC和Si混合開(kāi)關(guān)模塊會(huì )有很大的市場(chǎng)應用前景，而純SiC芯片及器件要想在汽車(chē)功率系統當中普及，還需要時(shí)間。