2022年的电子产业:五大趋势预测

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2022-01-26 09:55

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走过饱经波折的2021年之后,整个电子产业正式迈进了2022年。

虽然很多分析人士表示,电子产业过去两年正在遭受的芯片缺货在今年上半年还将持续,但在产业链的同心协力下,这个态势会在下半年得到缓解。同时,因为终端和上游正在全力推动科技产业的新变革,这就使得整个电子产业自上而下正在酝酿一波又一波的新机遇。

在笔者看来,这个百花争艳的时代拥有下述几个明显的特点。它们将在2022年持续影响电子产业,并将继续在未来的电子世界中扮演关键角色。

趋势一:第三代半导体持续发力


因为拥有高迁移率、高带隙等优势,以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体在过去几年里迸发出了强大的动能。

据集邦咨询统计,因疫情趋缓所带动5G基站射频前端、手机充电器及车用能源传输等需求逐步提升,预期2021年通讯及功率器件营收分别为6.8亿和6,100万美元,年增30.8%及90.6%。来到SiC器件部分,集邦咨询进一步指出,由于通讯及功率领域皆需使用该衬底,因而6英寸晶圆的供应量显得吃紧,预估2021年SiC器件于功率领域营收可达6.8亿美元,年增32%。

从产业发展的动力看来,这仅仅是第三代半导体的一个开始。以PD快充为例,因为氮化镓的独特优势,从智能手机开始,越来越多的电子设备开始转向氮化镓器件以打造适用的PD快充解决方案。此外。包括5G基站和服务器电源等在内的应用场景为了更节能,也都开始在电源部分选用氮化镓器件。这也是全球电子产业的又一个风口,由此带来的机遇也可想而知。

为此,集邦咨询表示,全球GaN功率市场规模将从2020年的4800万美元增长到2025年的13.2亿美元,年增长率高达94%。除了消费电子外,很大应用的产品主要在新能源汽车、电信以及数据中心。预计近两年GaN将小批量渗透到低功率OBC、DC-DC中。

至于SiC,则机会更是明显。从特斯拉在model 3上采用SiC器件并取得了巨大成功后,几乎整个电动汽车产业都把目光投向了这类新产品。考虑到全球发展电动汽车成为必然趋势,这也让SiC成为了兵家必争之地。

集邦咨询预测,全球SiC功率器件市场规模将从2020年的6.8亿美元增长至2025年的33.9亿美元,年复合增长率将达38%,其中新能源汽车的主逆变器、OBC(车载充电器)、DC-DC(电源模块)将成为主要驱动力。他们甚至指出,2025年全球电动车市场对6英寸SiC晶圆需求可达169万片,其中绝大部分将用于主逆变器。

趋势二:汽车芯片再接再厉


过去一年多里,没有任何一个芯片类型有汽车芯片那么“火”。这一方面与汽车芯片供应链本身的特色有关——突如其来的疫情、汽车芯片的零备货加上车厂的误判,让整个汽车产业度过了“痛苦”的一年;另一方面,现在汽车正在往电动化、网联化和智能化发展,这又带来更多的汽车芯片需求。

在这双重因素影响下,汽车芯片的紧张供应局面显而易见。

但自去年下半年以来,汽车芯片各个环节都在做出了相应改变。尤其是晶圆厂产能的倾斜,就让汽车半导体看到了一缕曙光。为此很多厂商预测,进入2022年下半年,汽车芯片短缺现象会缓解。

然而,在经历了这次可怕的“芯慌”,叠加现在汽车产业正在发生的新趋势,我们认为2020年的汽车电子会发生几点明显的转变:

首先,大算力芯片逐渐成为汽车电子的关注点,其中座舱电子和自动驾驶芯片是典型范例。

在过去的传统汽车里,无论是功能还是性能都是相对保守,这一方面是除了大家保守,为了稳定 不出错;另一方面是过去的汽车系统并不能让这些新功能能够如愿以偿。但随着汽车新势力的杀入,新能源汽车的兴起,娱乐化成为了汽车的一大卖点,自动驾驶也成为全球的目标,于是以这两条赛道为代表的汽车“大芯片”正在迅速崛起。此外,汽车控制架构正在从过往的分布式,到域处理器,再到中央处理的方向演进,这带来的汽车电子机会可想而知。

其次,汽车厂商自研芯片成定局。

为了个性化和差异性目标,自研芯片的这股东风正在由消费电子吹向汽车产业,其中国内的比亚迪以及国外的特斯拉已经在这方面走得比较前,而吉利、东风和广汽等企业也通过投资和合资等方式进入了这个赛道,包括福特、通用和现代等厂商也宣布了相关决定。而这也是一个值得持续关注的点。

第三,功率器件、激光雷达以及各种传感器产品在汽车中的重要性与日俱增。这是新能源汽车和智能化汽车发展的必然结果。

趋势三:SiP等先进封装渐成主流


为了迎接5G、可穿戴等应用带来的挑战,应对摩尔定律放缓和电子设备小型化的趋势,SiP等先进封装正在逐渐成为产业界的主流,这在2022年会继续加速。

据知名分析机构Yole的数据显示,在2020年到2026年年间,基于覆晶(FC)和打线接合(WB)的系统级封装(System-in-Package;SiP)市场将以5%的CAGR成长至170 亿美元的规模。同期,嵌入式芯片(Embedded Die,ED) SiP市场则将以25%的CAGR 增加到1.89亿美元;扇出型(FO) SiP市场价值预计以6%的CAGR20-26成长至16亿美元。

Yole进一步指出,可穿戴设备成为 SiP 的一大推动力。Yole 的报告则指出,头戴式/耳戴式产品是可穿戴设备市场中最大的细分市场,其次是腕戴式产品、身体佩戴式产品和智能服装;扇出SiP的关键应用将仍然是移动和消费类。数据中心,5G和自动驾驶汽车的趋势将推动在电信,基础设施和汽车应用中采用扇出SiP;至于ED技术,正在从单个嵌入式芯片转变为多个嵌入式芯片。IC基板和电路板的复杂性和尺寸将增加,因此某些市场中某些应用的ASP将受到欢迎。

在这个机会面前,除了传统封装厂OSAT持续投资外,包括IDM和晶圆代工厂都加大了在这方面的投入,这一个会给相应厂商带来了巨大的机遇。

趋势四:“5G+”带来的“芯”机会


如果要挑选2021年的电子行业关键字,“5G”必须依然值得拥有一席之地。

根据国际电信联盟(ITU)的定义,5G拥有三大类应用场景,即增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。在早些年,5G已经在增强移动宽带(eMBB)市场展现了其魅力。

但在rel 16定稿了以后,5G将从2020年开始加速从智能设备走向千行百业的新里程,给工业、物联网和汽车带来了无限可能。如过去一年火爆的“元宇宙”,就是5G一展所长的新舞台。

所谓元宇宙,并不是一种技术,而是一个理念和概念,它需要整合不同的新技术,如5G、6G、人工智能、大数据等,强调虚实相融。而从相关分析可以看到,元宇宙的到来,将推动AR/VR、无线和传感的需求,这必然会给相关参与者带来前所未有的新机遇。

除了元宇宙,8K也是5G热潮下的另一个“热点”。因为有了如此高的带宽,才能使得传输这么高比特率的数据成为可能。而作为5G下一阶段的主要内容,海量机器类通信(mMTC)也必将从今年开始发力,随之而来的无线模组,传感器需求也是显而易见。厂商需要为此做好准备。

趋势五:供应链国产化成为必然趋势


站在2022年年初,我们谈供应链国产化,并不仅仅局限于中国大陆。因为这是一个全球正在发生的事情。无论是美国、欧洲、日本还是韩国,都在探索这个可能。但具体到我国来说,则有更重大的意义。因为我们不但拥有全球最大的终端市场,我们还生产了全球大多数的电子产品。这个转变给国内企业带来的机遇是其他地方所不能比拟的。

随着国际上地缘政治的发展和我国的发展需求,这也是今年的又一个关注点。而为了实现这个目标,我们势必会加大在如RISC-V架构、GPU、EDA和高性能芯片甚至制造等多个领域的投入。

首先看RISC-V,作为一个面世超过十年,以开源著称的架构,RISC-V在过去两年里高速发展,尤其是在国内,无论是IP、芯片还是应用,RISC-V在国内都火得一塌糊涂。

从目前来看,MCU等领域已经成为了RISC-V率先的发力点。

以国内通讯接口芯片和全栈MCU芯片公司沁恒微电子为例,据介绍,该公司的RISC-V全系列全栈MCU已经实现了内核和收发器完全自研且内置,无需额外支付第三方内核和USB PHY、以太网PHY等IP授权费,可以给客户带来实质的超高性价比产品。如提供集成USB、以太网、蓝牙接口的全栈MCU+系列产品,在过去的一年中基于沁恒自研RISC-V架构微处理器青稞V4的系列MCU得到了众多客户的大批量应用和好评,如CH32V103、CH32V307等。同时沁恒也持续提供ARM架构系列MCU,如CH32F103、CH32F203/F205/F207/F208等。

除了MCU外,RISC-V正在往更多的领域扩张。据RISC-V International的相关人士表示,全球的RISC-V从业者(尤其是中国大陆)正在推动RISC-V走向包括高性能计算在内的多个领域。这也就是Semico Research预计到2025年,市场将总共消费624亿个RISC-V CPU内核,其中预计工业领域将是最大的细分市场,拥有167亿个内核的原因。Semico Research进一步指出,在包括计算机,消费者,通讯,运输和工业市场在内的细分市场 ,RISC-V CPU内核的复合年增长率(CAGR)在2018年至2025年之间的平均复合年增长率将高达146.2%。

进入2022年,考虑到国内的发展现状,我们认为本土的RISC-V产业会迎来新一轮增长。

其次,再看GPU方面,因为人工智能和元宇宙的火热,这个高性能运算的核心正在全球掀起热潮。其中,GPU龙头英伟达的股价逼近万亿美元,就是其中的一个最好佐证。来到国内,因为其本身的产业供给和需求原因,本土包括璧仭、沐曦、摩尔线程、天数智芯和登临在内的一水GPU厂商正在这个市场发力,从他们多家企业的公布看来,当中不少企业会在今年交出第一份成绩单。

写在最后


对于国内乃至全球的电子产业来说,上述趋势只是面向未来的冰山一角。因为我们正处于一个前所未有的技术大变革风口。然而,对于从业者来说,主要从这些基本面出发,顺势而变,必然能在将来占领一席之地。

让我们从2022年开始,重新憧憬电子产业的新未来。

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