by Alex Ho
目錄
- 半導體 Intro
- 銷售額 (需求來源)
- 產業鏈 (價值供應者)
- 產業鏈上游 (毛利率較高)
- 產業鏈下游 (毛利率較低)
- 半導體的應用領域
- 製程節點
- 以 奈米 大小 區分半導體應用產品領域
- 近年情勢 (2020-2022)
- 2023.06
- Major Players
- 台積電
- 美光 ($MU)
- NVDIA
- AMD
- 待整理資料
參考資料
半導體 Intro
銷售額 (需求來源)
- 銷售額
- 2022-2030 預計 CAGR 7%
- 預計 2030 年 全球半導體市場：1兆
- 需求主要在 亞太地區，佔據全球 62% 銷售額 (as of 2021)
- 中國 是最大 半導體需求市場 (佔據 34.6% 銷售額)
- 日本在亞太地區中是第二名
- 美國是全球第二大需求市場
產業鏈 (價值供應者)
美國 > 韓國
產業鏈上游 (毛利率較高)
- 美國控制 EDA 程式開發軟體、IC 設計、半導體製造設備，毛利率較高，是最大的價值供應者
- 光刻機：荷蘭 ASML
產業鏈下游 (毛利率較低)
- 生產半導體材料：日本佔據大宗
- 晶圓代工、封裝測試：台灣、韓國、中國
- 台灣壟斷 60% 晶圓代工產能
- 東亞地區的人力成本比美國低
半導體的應用領域
- 伺服器、Data Center、Storage
- 智慧型手機
- 電動汽車
- 工業電子
注意：銷售額較高 不一定代表 CAGR 年複合增長率 也會很高
製程節點
市場上常見的28奈米、40奈米甚或是7奈米，其命名主要是依據晶片內「閘極」長度而定
- 通常 7奈米 以下稱為先進製程
- 7奈米以上成熟製程（mature process）
以 奈米 大小 區分半導體應用產品領域
- 28 奈米以下
- 高級智慧型手機 (5Ｇ 手機) 的 AP（應用處理器）/ SoC（系統單晶片）
- 電腦、伺服器 CPU（中央處理器）
- 5G 晶片
- AI 加速器晶片
- 28 奈米以上
- 消費性電子產品：包括中低價手機、平板、穿戴裝置、電視、遊戲主機，網路通訊設備（路由器、基站、Wifi 等）
- 藍芽
- 電動汽車
- IOT 物聯網
參考資料
近年情勢 (2020-2022)
- 背景
- COVID-19 疫情嚴重期間，缺工、貨運塞港，世界各地都缺晶片，需要晶片的終端產品無法出貨
- 通膨持續
- COVID-19 引發的 塞港 與 量化寬鬆 導致通貨膨脹
- 加上俄羅斯發動戰爭入侵烏克蘭，進一步加劇通膨
- 俄羅斯入侵烏克蘭、中國在 Nancy Pelosi 出訪台灣之後密集對台灣發動軍事演習，成為不可被忽視的 地緣政治風險
- 導致各國政府關注 東亞地區大公司壟斷晶圓代工級封測領域 的情況
- 許多國家開始嘗試讓 半導體產業在地化 (e.g. 美國、歐洲)
- 許多國家對相關半導體公司提供補助
- 美國 2022 晶片與科學法案：提供 527 億美元補貼製造、2000 億美元科學研究補助
- 歐盟 2022 晶片法案：投入 430 億歐元
- 中國目標在 2025 達成半導體自給率 70%
- 2021 年底、消費者對電子產品的需求下降
- 半導體公司的業績下降，進入 去庫存 階段
2023.06
Notes
- 2023 Q1 (2023.02-2023.04) : 營收已經開始反彈
- 毛利率回到 良好的水準 64.6%
- 營收成長主要來自強勁的資料中心需求
- 而遊戲顯卡、專業視覺兩個業務已經走出了庫存修正階段
- 三大類客戶
- 大型雲服務業者
- 這些業者正在全力建置NVIDIA 的旗艦 AI 晶片能量，包括了 H100 與 A100
- E.g. 微軟Azure、Google Cloud、Oracle Cloud 都已經發布了 H100 的雲服務產品線，而亞馬遜 AWS 也即將跟進。
- 第二種客戶是面向消費者端的大型網路公司
- 使用 AI 來驅動他們的推薦系統、利用 GAI 的硬硬。
- E.g. Meta H100 打造了他們的超級電腦 Grand Teton AI。
- 第三類客戶是大型企業對於加速運算的需求
- e.g. 汽車、金融服務、醫療保健、電訊等產業
Major Players
台積電
- 成長動能主要在高效能運算產品
- 雲端伺服器中的處理器、GPU、AI 加速器
- 需要將記憶體和處理器緊密堆疊、連結，讓巨量資料的傳輸速度提高
美光 ($MU)
- 台灣最大半導體外商公司
- 強項是記憶體
NVDIA
- 特別強項：GPU
AMD
待整理資料
「下一個半導體時代的開始」
不曉得大家有沒有注意到，從iphone在15年前左右發表到現在，手機一直是半導體產業成長的一個最大驅動力。不過，從不管是技術還是市場來看，半導體產業將會迎來一個新的格局。
如果你有注意到一些半導體產業的領先者，如TSMC所提供的營運數據的話，你可能會發現市場的成長主力已經悄悄的轉移了重心。
手機市場已經到了持平期，而接下來在雲端服務 (HPC)、電動車、IoT市場上有較大的成長潛能。而這些系統對晶片都會有不一樣的要求，所以對半導體產業來說，到底HPC、電動車、IoT這些新的終端應用會對半導體的發展造成什麼樣的影響呢？
我想，我們可以從接下來的幾個角度來觀察接下來半導體產業會有怎麼樣的變化：
▌1. 終端應用對IC設計的影響
終端應用的變化，造就了晶片運算架構的演化。對半導體IC設計來說，以前主要是以CPU為主。但是接下來，在不同的終端應用會需要不同的晶片系統設計，如HPC要的是算力強大，但IoT的需求是要有極度低的能耗。
另外，電動車尤其是自駕車的晶片系統設計，要求的會是整體性的系統設計，比如，Tesla自己包辦了從晶片設計到封裝甚至散熱系統的設計，甚至有自己特別的封裝技術。因此，從IC設計來看，運算架構因為終端應用變化的關係，已經從以單一晶片為主提升到了系統性能層級的整體設計。
▌2. 運算架構的變化對半導體製造格局的影響
而運算架構的改變，帶動了對先進製程和先進封裝的需求，因應著運算架構的需求，半導體製造也不只是單看一種晶片，除了先進製程持續推進以外，IC設計公司也希望能將不同種類的晶片封裝在一起，以滿足不同的場景需求。因此，半導體製造的競爭，也開始從製程層級上升到了系統層級。
這個意思是，以前只需要追求先進製程，但現在的半導體製造商，為了能夠最大化的榨取算力，先進製程和先進封裝需要兼顧，而先進封裝因為Chiplet技術的開展，這幾年來的發展速度更是大幅加快，Chiplet變成了降低成本、快速提升產品性能的武器。
▌3. 半導體製程對半導體設備需求佔比的影響
最後，當然就是半導體製程，半導體製程的重點也會開始悄悄的移動，先進製程從FinFET演化到GAA，先進封裝從2.5D演化到3D，這些尺寸的微縮和架構的變化，都會影響對關鍵製程的需求以及不同設備的比重。因此，對於不同製程設備的需求也會產生變化。
▌總結 總體來說，從半導體終端應用到半導體製造端的影響是環環相扣。在市場終端應用產生典範轉移的同時，整個IC設計和半導體製造的供應鏈在未來十年也將迎來一個整體格局上的變化。
如果我們能夠更清楚的理解半導體的市場和終端應用，是怎麼影響其上游技術的發展如半導體製造以及半導體設備的話，當終端市場發生變化的時候，我們就更能去推估這些變化會對半導體產業產生什麼樣的影響，進而抓住未來的機會。
過去的十年半導體市場主要是以手機為主，半導體產業的格局因此較為穩定。但是接下來新的終端應用將會推動一波半導體產業的格局變化，因此，很多新的機會之窗即將打開，目前應該是新一波洗牌時間的初期。
About me
- Linkedin profile: Alex Ho
- Software Product Manager.
- 10 years of experience as software product manager in these areas: #ecommerce #SaaS #SoutheastAsia #delivery #MarTech #SuperApp #OnlineLearning
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- Currently based in Taipei City, Taiwan.