资料来源:IDC
半导体性能不断提高使存储密度迅速上升。应用范围从用于个人数字处理(PDA)和移动电话等便携式产品的快闪存储器,到用于硬盘驱动、CD和DVD存储装置的读取头。光纤通道、网络附加存储(NAS)和存储区域网(SAN)的发展推动了半导体工业的长期增长。
3.消费类电子产品
消费类半导体范围从微波炉的微控制器,到DVD播放机和游戏机(如微软Xbox)的高端多媒体处理器。
4.汽车
尽管整个汽车市场在下降,但汽车中的半导体含量稳步提高。目前,汽车平均硅含量高于载人登月的宇宙飞船。除了其他用途外,汽车半导体主要用于传动系、发动机控制单元以及气囊和座位传感器。据Infineon预测,汽车平均电子产品含量将从目前的22%提高到2010年的35%。2001年,汽车制造商装上汽车的电子元器件达到1340亿美元。预计到2020年该数字将提高到2890亿美元。2001年的数字包括117亿美元的半导体,预计到2020年达到214亿美元。Telematics Research估计,到2010年,每一辆豪华型汽车将采用50~70个微处理器,计算能力为目前PC的12~15倍。
5.通信和网络
产品应用范围从移动电话、PDA和机顶盒,到光纤传输设备、局用交换机、高速路由器和插分多路转换器(ADM)。
6.工业/医疗/军用
该大类包括过程控制、图像显示以及自动测试设备等工业应用半导体,以及军用和航空航天应用半导体,如用于雷达、声波定位和测距系统的嵌入式计算机。半导体还引领了医疗领域的发展。应用领域包括带嵌入式处理器的起搏器和恢复重度听力障碍的耳蜗植入器。尽管工业/医疗/军用占终端市场应用的比例不足15%,但却比较稳定。有些企业如Maxim Integrated、Analog Devices以及National Semiconductor收入的35%~40%来自工业市场。
(二)行业增长的动力:持续创新
自1978年以来,全球半导体工业的增长速度是电子产品终端市场年增长率的1倍。在整个20世纪90年代,半导体在电子系统中的总含量大约为15%~20%。最近两个周期该比例最高达到21%,最低为3%~4%。25年前,半导体在电子系统中的含量不足10%。IC Insights估计2002年全球电子系统销售额下降6%,降至7900亿美元,这是继2001年下降14%后的连续第二年下降。由于2002年半导体销售额略有增长,估计半导体约占电子产品销售额的18%。
电子工业产值不足万亿美元,在全球经济中的占比不足5%(表4)。
表4 全球电子工业产值和预测
单位:亿美元
资料来源:IC Insights,2002年12月
2002~2006年为估计数
半导体的增长动力取决于半导体终端市场和应用。最近10年推动半导体增长的主要动力是通信和网络应用市场的不断创新。新增用户和新的应用使因特网通信量不断增加,从而引发了加大带宽的需求。通信半导体和光学元件为加大带宽提供了可能。许多新应用成为主流。现在每天穿越全球的电子邮件不计其数,许多都带有多媒体附件,如数字照片、视频和MP3音乐文件。与因特网连接的设备激增,包括具有数据功能的手机和可发送电子邮件的PDA。半导体工业在不断创新中寻求发展。如日本NTT的光电实验室最近开发出一种基于磷化铟的芯片,信号交换速度达到100Gbit/秒,采用0.10微米技术。这种多路转换器可提高光通讯的传输速度。应用的不断发展将推动对更大的带宽、更高的存储和处理能力的需求,所有这些特点都可由半导体提供。通信和网络市场的主要趋势包括:
1.智能联网设备需要更多的半导体
随着对智能联网设备等产品的需求上升,要求用更多的半导体提供数据包分类和功率管理。
2.梅特卡夫定律
梅特卡夫通信定律认为,网络效应等于用户数的平方。即一旦达到网络效应要求的最低用户数量,就会对经济和社会体系产生巨大影响。因特网就是最好的例子。1993年网络上大约有250万台主机,达到最低数量。从此以后计算成本大大下降,因特网呈几何级数迅速增长。随着成本继续下降,预计新应用的发展将推动需求增长。
3.语音应用持续增长
尽管语音应用的年增长率仅为4%~5%,但装机基础很大,有线和无线用户超过10亿。由于与网络连接的设备数量和种类激增,因此语音可能成为“杀手级应用”。拥有模拟和RF专有技术的公司在利用这一趋势上得天独厚。
4.存储器和存储需求继续增长
尽管存储器市场是周期性的,但电子设备中的存储器数量始终强劲增长。新的应用如机顶盒、电视节目编制和存储功能将继续推动这一趋势。2003年底或2004年初蓝色激光技术的引入将大大提高存储密度,开创新的应用领域。用于手机等便携式产品的快闪存储器的密度不断提高,可提供更具特色的应用。在企业方面,前沿企业正聚焦经由NAS和SAN的数据存储。
5.技术创新和成本下降将开创新的更大的市场应用
在技术方面,新的创新不断开辟新应用和新市场。半导体和光纤的发明就是这种创新。预计这种创新趋势还将继续,驱动行业增长的创新型产品将不断涌现。与此同时,半导体的成本以年均30%的速度下降。即同样的性能水平每年成本下降30%。这种趋势在数字娱乐电子产品领域尤为明显。
(三)投放市场的时间是关键
进入市场的时间至关重要。尽管近五六年设计时间没有太大变化,但在许多情况下收益时间从18~24个月缩短到9~12个月。产品的生命期缩短,收益高峰期一般从3年缩短到2年。投入市场的时间稍有滞后就会使收入和利润削减一大块。功能最全的产品不一定能赢得市场份额,迅速进入市场的差异化产品往往能够取胜。但在通信网络中,收益高峰可能较迟出现,并且可能形成较长的平稳期,产品生命期可达到7~10年。这与消费导向的产品有很大不同。
(四)产业高度周期化
自1970年以来,半导体工业以15%的复合年增长率发展。事实上,半导体工业从未以接近15%的平均增长水平。半导体工业经历了几个涨落周期,高速增长期后紧接着就是急剧下降。20世纪90年代,半导体销售波动大部分是由于存储器价格涨落失控。尽管半导体工业受到全球宏观经济形势的影响,但结构驱动因素如PC普及率提高和全球通信基础设施建设形成了强大的需求动力。
2001年前,1985年是下降幅度最大的一年,半导体工业收缩了16%。迄今大幅度下降大部分是由新增供应能力跟进造成的能力过剩引起。有领先优势的半导体加工企业一般要20多亿美元的投资和几年的建设周期。增加能力的决策通常在高速增长期作出,一般都有几家公司同时增加设施。几年后一旦这些新能力建成,供应失衡必然导致利用水平降低和价格压力。
但2001年行业收缩37%是由需求下降造成的,由需求疲软、网络泡沫破灭及PC和手机达到饱和点引发。这是紧跟2000年行业增长37%,几乎达到2050亿美元最好年头之后接踵而来的。
本次下降的幅度和时间都很长。2001年的减速使半导体工业回到1995年的收入水平。20%以上的增长时代是否一去不复返?半导体工业仍然由推动价格下降和向新应用渗透的创新驱动。半导体工业仍是一个相对年轻的行业。2002年,全球半导体工业产值为1370亿美元,低于通用汽车、福特或Wal Mart任何一家的销售额。估计2003年半导体工业继2002年下降1.5%之后增长9%。IDC预计,到2007年市场规模将达到2470亿美元,2002~2007年复合年增长率为12.5%。
从地理分布来看,2002年亚太超过北美,成为最大的半导体区域市场,占市场的37%。美国受到通信工业下降以及生产向亚洲转移的影响。日本的传统强项是存储器,20世纪80年代亚洲半导体制造业在存储器市场发动强大攻势,使日本遭受打击,之后日本重新关注单片系统(SOC)技术。中国政府的意图很明确,要在下个10年发展成巨大的IC供应基地。中国有大量受过良好教育的低成本劳动力,所以中国加入WTO动静很大。这将不利于其他国家(地区)如新加坡和中国台湾。表5为按地区划分的半导体销售额。
表5 按地区划分的半导体销售额
单位:亿美元