资料来源:SIA,Dlouhy research
半导体工业竞争相当激烈。成功要求极大的经济规模或高度专业化的战略。有些特定市场如模拟/混合信号半导体进入壁垒很高,一般价格比较稳定。半导体市场由六大类元器件组成:分立、光电、模拟、逻辑、微型组件和存储器。无源元器件如电容器和电阻器不包括在半导体内。
1.分立元器件
和集成电路不同,分立半导体一般由1个晶体管组成。这些元器件包括二极管、功率晶体管、整流管、传感器以及某些射频(RF)产品。这些元器件一般都是商品导向的产品,约占整个半导体市场的8%~10%。该领域的主要厂商包括东芝、International Rectifier、Fairchild Semiconductor以及ON Semiconductor。产品售价一般为几美分或以下。市场增长缓慢,1993~2002年分立半导体的复合年增长率大约为4%。
2.光电元器件
包括光电二极管、接收机、低成本激光元器件、CCD和其他图像传感器等。光电元器件是当前通信网络提速的主要受益者。尽管受到通信部门不景气的沉重打击,但据半导体工业协会的预测,2002~2005年光电元器件是增长最快的领域之一,年复合增长率为15%。目前光电元器件约占半导体市场的5%。
3.模拟元器件
也称线性IC。模拟电路用于放大、转换和调节连续信号,如声音、温度、压力和运动,和数字元器件呈共生关系。模拟元器件包括功率管理、信号混合和信号处理元器件,如放大器、接口电路、稳压器、数据转换电路和比较电路。模拟功能有利于便携性,可提高连接性和处理能力。模拟元器件一般分为通用元器件(约55%)和用于消费类、计算机、通信、汽车和工业的专用模拟元器件(约45%)。模拟元器件公司的特点一般表现为高投资收益率、高利润率,客户集中度很低,一般采用较小的晶片,设备要求不高。产品通常都是惟一来源,资本密集度大大低于数字元器件,是典型的“挣钱机器”。由于模拟技术的工程师供不应求,掌握模拟技术需要多年经验,所以进入壁垒非常高。
表8 模拟半导体市场
单位:百万美元
*含Elantec的收入
资料来源:Databeans 公司,2003年2月
如表8所示,主要模拟半导体公司包括德州仪器、Analog Devices、STMicroelectronics、National Semiconductor和Linear Technologies。像Linear Technologies这样的公司,其高端模拟投资控制70%以上的毛利。模拟半导体约占半导体市场的15%~17%。鉴于终端市场应用面非常广(通信、PC、高端消费类产品和工业),所以模拟半导体不像其他半导体(如数字信号处理器DSP)那样受到通信市场减速的影响。据SIA预测,2002~2005年模拟元器件将以15%的复合年增长率增长。
4.逻辑元器件
逻辑元器件是可以完成某些或全部处理器功能的单一芯片。在20世纪90年代的大部分年头,逻辑半导体一般占半导体市场的14%~16%,最近两年上升到23%~24%。逻辑元器件市场包括软件硬化技术,称为专用集成电路(ASIC),还有可编程技术如可编程逻辑器件(PLD)和现场可编程门阵列(FPGA)。尽管ASIC提供更专用和更好的性能,但其条件是更长的设计时间和更高的先期成本。可编程技术如FPGA芯片的逻辑门到最后才连接,大大缩短了设计和加工时间,可使OEM客户更快进入市场。ASIC市场的主要参与者包括LSI Logic、Agere、IBM和许多日本公司,包括NEC、东芝和富士通。可编程逻辑器件厂家的收入2/3来自通信终端市场,主要是有线应用。PLD/FPGA市场由领先企业Xilinx和Altera控制,两者占2002年市场份额的80%。
5.微型组件
微型组件包括微处理器(MPU)、微控制器(MCU)、微型外设(MPR)和数字信号处理器(DSP)。微型组件占半导体市场的最大份额。大约65%的微型组件销售额来自微处理器。微处理器的代表是英特尔,占据市场主导地位(80%以上)。微控制器(MCU)亦称单片计算机,被嵌入大量的产品,从微波炉、工厂自动化设备和汽车发动机控制单元,直至无线基站的线卡。MCU市场领先企业包括摩托罗拉、英特尔、日立和NEC。包括数字信号处理器(DSP)在内的微型组件估计占2002年半导体工业销售额的26%。
微型外设(MPR)是逻辑器件,与微处理器(MPU)或微控制器(MCU)一起使用以提高或增强整个CPU系统性能。在SIA的分类体系中,MPR计入微型组件。MPR包括时钟、PC核心逻辑芯片组、图形控制器、大规模存储器件、输入/输出控制器以及其他系统连接器件。
数字信号处理器(DSP)是可编程处理器,通过分析、增强、过滤和调制对信号进行控制。DSP有时归入微处理器/控制器内。推动DSP增长的主要终端市场包括无线手机、基站和机顶盒等。1993~2002年,DSP是所有半导体大类中复合年增长率最高的,达到24%。据SIA的预测,2002~2005年DPS市场还将继续以24%的复合年增长率增长。德州仪器是该市场的领先者,竞争者包括Agere、摩托罗拉、Analog Devices和英特尔。Analog Devices和TI等公司正在将其高性能模拟半导体与其DSP技术结合。Analog Devices在BlackFin DSP上与英特尔合作。英特尔试图在移动手机市场形成DSP投资组合。
6.存储器
存储器半导体和微处理器共同奠定了近20年半导体工业的增长。和某些产品如模拟半导体不同,存储器价格经过几次周期性的巨幅涨落。几年来惟一不变的是对存储器的应用需求越来越大,从较简单的消费类产品如PC、移动电话和PDA,到较复杂的基础设施设备如路由器、高速交换机和存储设备。
存储器有许多种,但主要有两大类:非永久性和永久性。快闪存储器是最常用的永久性存储器,在消费类产品如数码相机、移动电话、PDA和MP3播放机的推动下,最近5~6年强劲增长。英特尔是快闪存储器的领先厂商,其他包括AMD、富士通和夏普。最常用的非永久性存储器是DRAM。由于PC需求疲软和能力过剩,2001年价格暴跌,DRAM市场下降60%以上。如表9所示,DRAM市场由远东厂商主导。
随着网络速度的提高,对新型存储器的需求上升,其中包括内容可访问的存储器(CAM)。存储器大厂商对CAM的兴趣越来越浓厚。Micron Technology和Cypress Semiconductor 收购了CAM新企业。这一市场缺口可望成为存储器制造商发展的重点领域之一。
表9 DRAM工业市场份额
单位:百万美元