半導體圈的“8”字訣|半導體行業觀察

來源：內容由 公眾號 半導體行業觀察 （ID：icbank）張健 原創 ，謝謝！

對於中國人來說，“8”是個吉祥、喜慶的數字，特別是有“發財”之意。而這也不禁讓筆者聯想起了半導體，在這個技術密集型產業裡，缺了錢是萬萬不能的，無論是半導體企業，或是從業者，無不對資金有著強烈的渴望，公司啟動需要錢，研發需要錢，招攬人才需要錢，購置裝置需要錢，等等。這樣看來，“恭喜發財”似乎成為了對半導體業最為實在的祝福。

與此同時，不僅是資金和資本，“8”與半導體行業還有著各種千絲萬縷的聯絡，下面就舉幾個例子。

2018

對於半導體行業來說，2018可以說是過去幾年發展到頂峰的收尾之年。這一年裡，無論是全行業的總體營收，還是各個企業的財務狀況，都實現了同比的大幅增長。Gartner的資料顯示，全球半導體廠商2018年營收達到4767億美元，與2017年同比增長13.4%，2017年全球半導體收入總計4197億美元，較2016年增長22.2%（不同機構的統計數字不同，如WSTS統計，2017年，全球半導體市場同比增長了21.6％），而2016年全球半導體收入同比增長只有2.6%。可見，全球半導體年收入在過去的兩年裡出現了爆發式增長，2018年僅次於2017年的增長率。而根據各大行業統計機構預測，2019年全球半導體行業增長將明顯放緩，降到與2016年相當的水平，比2018年增長可能只有3~5%.

下圖所示為WSTS在2018年Q2對全年，以及2019年全行業增長情況的預測。

可見，WSTS的統計/預測與Gartner的資料相差不大，相比於2017和2018，全球半導體行業的年增長率在2019將出現大幅下降。

今年，在IT圈裡流行著這樣一句話：2019是過去幾年當中最差的一年，卻是未來幾年當中最好的一年。這句話似乎也符合半導體產業的狀況。

自從2008年經濟危機之後，半導體行業進入了低迷期，直到2012年前後才復甦，回覆到了正增長狀態。在之後的幾年裡，每年都會上一個臺階，特別是2015、2016這兩年在全球半導體業掀起的併購整合狂潮，極大地刺激了產業發展（起碼在財務數字上是這樣的），到2018達到了頂峰，2019則呈現垂直下降的態勢，下面以晶圓代工為例進行一下比較。

由於晶圓代工是典型的技術、資金密集型，且是重資產，其與產業鏈上下游（EDA、IP、IC設計、封測、IDM等）都有著緊密的聯絡，可以說是產業起伏的晴雨表。

下圖所示為拓墣產業研究院於2018年5月給出的2018上半年全球前十大晶圓代工廠的營收及同比增長情況。

圖源：拓墣產業研究院

下圖則為拓墣產業研究院今年3月公佈的全球前十大晶圓代工廠在2019年第一季度營收和同比增長情況。

圖源：拓墣產業研究院

通過對比可以看出，廠商的排名、市場率以及整體格局等沒有大的變化，而變化最大的就是營收的同比增長情況了。2018上半年主流都是正增長，只有兩家是負增長，而2019年第一季度則截然不同，前七家廠商全是負增長，且大都是兩位數，即使是正增長的後三名，與2018上半年相比也有很大的落差。

可見，2018年真的是全球半導體業在過去幾年最後的輝煌了，2019之後的幾年很可能要過一段苦日子了。

8英寸晶圓

過去的幾年裡，當業界都在如火如荼地興建12英寸產線的時候，大家突然發現，8英寸晶圓的產能居然不夠用了，在2017和2018年，出現了供不應求的局面，這個以往被很多半導體人認為是落後產能，甚至被無視的部分反倒成為了香餑餑。

然而，相較於12英寸產品，8英寸晶圓有諸多優勢，其中，最主要的是以下兩個：

首先，8英寸晶圓已具備了成熟的特種工藝，而特種工藝技術能夠使尺寸較小的晶粒包含較多的模擬內容，或支援較高電壓。特種工藝技術包括高精度模擬CMOS、射頻CMOS、嵌入式儲存器CMOS、CIS、高壓CMOS、 BiCMOS和BCDMOS。這些特種技術對晶圓代工廠的工藝引數有較為嚴格的容差限制，常用的DC-DC轉換器、馬達驅動器、電池充電器IC一般都使用8英寸晶圓生產。

其次，大部分8英寸晶圓廠裝置已折舊完畢，固定成本較低。8英寸晶圓廠的產能在上世紀90年代末期開始提升，大部分晶圓廠現已完全折舊完畢，因此，8英寸晶圓產品在經營成本上極具競爭力。雖然當前裝置供應商不再製造8英寸晶圓廠所用的新裝置，但他們通常會與8英寸晶圓廠進一步合作，以極具成本效益的方式，使舊裝置壽命延長10~15年。

有缺口就有供給，這是市場的不變規律，8英寸晶圓雖然緊俏，但隨著時間的推移，這一狀況正在緩解，一方面是廠商面對12英寸產線的投資更加理性，不再像前些年那麼的瘋狂，另外就是市場看到了8英寸所具有的巨大應用空間，使得一些舊產能又恢復了生產，而全球多條新的8英寸產線也在建設或已投入生產。這樣來看，今後幾年，12英寸和8英寸將呈現更加均衡的市況。

28nm製程

隨著研發難度和生產工序的增加，IC製程演進的價效比提升趨於停滯，造成了“28nm長製程”的現象。20nm和16/14nm製程的成本一度高於28nm，這是摩爾定律執行60多年來首次遇到製程縮小但成本不降反升的問題。

由於價效比提升一直以來都被視為摩爾定律的核心意義，所以20nm以下製程的成本上升問題一度被認為是摩爾定律開始失效的標誌，而28nm作為最具價效比的製程工藝則被認為將長期活躍於市場。

在設計成本不斷上升的情況下，只有少數客戶能負擔得起轉向高階節點的費用。據Gartner統計，16nm /14nm晶片的平均IC設計成本約為8000萬美元，而28nm體矽製程器件約為3000萬美元，設計7nm晶片則需要2.71億美元。IBS的資料顯示：28nm體矽器件的設計成本大致在5130萬美元左右，而7nm晶片需要2.98億美元。對於多數客戶而言，轉向16nm/14nm的FinFET製程太昂貴了。

就單位晶片成本而言，28nm優勢明顯，將保持較長生命週期。一方面，相較於40nm及更落後製程，28nm工藝在頻率調節、功耗控制、散熱管理和尺寸壓縮方面具有顯著的優勢。另一方面，由於20nm及更先進製程採用FinFET技術，維持高參數良率以及低缺陷密度難度加大，每個邏輯閘的成本都要高於28nm製程。

28nm工藝處於32nm和22nm之間，業界在更早的45nm階段引入了high-k值絕緣層/金屬柵極（HKMG）工藝，在32nm處引入了第二代 high-k 絕緣層/金屬柵工藝，這些為28nm的逐步成熟打下了基礎。而在之後的先進工藝方面，從22nm開始採用FinFET（鰭式場效應電晶體）等。可見，28nm正好處於製程過渡的關鍵點上，這也是其價效比高的一個重要原因所在。

雖然高階市場會被 7nm、10nm以及14nm/16nm工藝佔據，但40nm、28nm等並不會退出。如28nm~16nm工藝現在仍然是臺積電的營收主力，中芯國際則在持續提高28nm良率，華虹巨集力也於2018年加入了該戰團。

2015~2016年，28nm工藝主要用於手機應用處理器和基帶，同時，機頂盒和數字電視等市場需求不斷提升，預計2019~2020年，28nm工藝將滲透到混合訊號產品和ISP晶片領域， 不斷湧現的新應用將促使28nm製程保持較長的時間視窗。據IBS估算，2014年全球28nm晶圓需求量為291萬片，2018年將增至430萬片，預計2024年將緩減至351萬片。

8位MCU的第二春

3月初，在北京舉辦的2019年意法半導體（ST）MCU產品釋出會上，唱主角的並不是當下如日中天的32位MCU，而是淡出人們視線多時的8位產品——STM8。

在32位MCU大行其道的今天，讓8位MCU重灌上陣，還有多位ST公司重量級的嘉賓站臺，這樣的豪華配置用在STM8身上，確實讓人有些意外。之所以要加速STM8發展，主要原因自然是市場需求在那裡，儘管32位MCU已成嵌入式應用開發的主流，但目前8位產品依然有相當廣泛的應用場景。

對於這種現象，ST公司表示，我們必須考慮客戶的使用習慣，當然也有成本的考量，此外，與STM32相比，其核心和指令集更簡單，更容易進行設計，同時，STM8具有非常出色的穩定性和可靠性，如它的自我校驗功能，即使是10年前設計的產品，今天看來依然不過時，依然非常可靠。

有市場研究資料顯示，2018年8位MCU的市場規模約為78億美元，在中國的市場份額佔到41%左右，並且每年還以近10%的速度增長。再看一下ST的銷售業績，截止2018年底，STM8在全球出貨量已經超過40億片，這個數字與STM32旗鼓相當。

ST是全球排名前4位的MCU供應商，其一舉一動可以在很大程度上體現MCU市場的現狀及走勢。2019新年伊始，ST就攜新8位MCU強勢迴歸，這絕不是一時心血來潮的逆勢操作，而是一次建立在市場洞悉、充分準備基礎上的順勢而為。因此，未來8位MCU市場格局將更有看頭。

結語

以上列舉出了幾個半導體行業中與“8”緊密相關的領域，有喜有優，有變化，也有持久與穩定，更有老品煥發第二春。當然，半導體業博大精深，與“8”息息相關的肯定不止以上這些，這裡只是拋磚引玉。

最後，祝願半導體人在2019及未來幾年都能發財！