资料来源：WSTS，2003～2005年为估计
最近5年，DRAM市场的各个层面动荡不定。主要日本厂商已经撤出或正在撤出商品类存储器产品如DRAM的制造。NEC和日立等公司将其存储器业务合并成合资企业，如Elpida 存储器公司。据Gartner Dataquest估计，2002年，日本DRAM厂家仅把持市场的12%，而1986年曾高达78%。1998年，韩国2号DRAM厂商现代半导体公司（现在的Hynix）收购了韩国3号厂商LG半导体。近年，Hynix债务缠身，缺乏基础设施升级能力。在美国，Micron收购了德州仪器的DRAM业务。预计存储器市场的联合将继续。贸易摩擦继续影响DRAM市场。美国商务部最近对Hynix对美出口征收57%的惩罚性关税。美国国际贸易委员会裁定，韩国对DRAM出口补贴使美国国内厂商如Micro Technology蒙受损失。存储器价格疲软使行业付出沉重代价，2002年只有三星和Nanya Technology两家公司的DRAM业务有利润。2001年行业中没有一家公司盈利。在最近的采访中，Elpida公司的总裁称，DRAM市场进入了新的消耗战。
目前，存储器IC的应用扩大到非PC产品，特别是通信和网络应用。在通信和网络设备中，光靠总线宽度不能解决所有问题。许多功能都要用存储器，包括数据有效载荷存储、地址搜索和排队管理。除了数据包处理外，存储器还用于其他领域，包括系统级存储和传输连接。随着网络速度的极大提高，存储器的存取速度非常重要。因此，内容可访问存储器（CAM）市场成为存储器和网络半导体供应商日益重要的领域。
随着网络速度的提高，要求路径设备每秒进行更多的搜索。以软件为基础的表格查询处理器过于密集，正在被CAM专用储存器件取代。CAM可用于许多领域，包括数据包分类、压缩、编码和图形识别。它可提高整个网络的性能，用于集线器、路由器、桥接器和交换机等网络产品中。
CAM技术的搜索速度高于标准的RAM算法。随着网络速度和通信种类的提高，路径表搜索必须在更多的节点以更高的速度进行。在高速运行中，NPU和数据包处理器跟不上上述要求，因此它们将其中某些功能卸载给CAM存储器子系统。CAM有助于取消地址搜索步骤，根据通信量、线路成本、速度和数据包优先权，对数据包内容进行更彻底的检查。
估计2002年CAM市场约达到1亿美元，与2000和2001年持平。2002年2月，RHK估计CAM市场从2001年的6000万美元增至2002年的7000万美元，2005年达到3.5亿美元。尽管对市场的估计尚不确定，但CAM可望成为未来网络交换机的关键组成部分。
CAM市场由几家中小企业主导，如Cypress Semiconductor、Integrated Device Technology、Micron Technology、Kawasaki LSI、Mosaid、NetLogic和SiberCore。2003年1月，Micron宣布和NetLogic Microsystems合作开发新型三元CAM产品。Mosaid Technologies是惟一设计以DRAM为基础的CAM元件的公司，通过克服SRAM的局限，发展非常密集和宽的CAM。DRAM CAM可降低功率、提高性能、降低成本。CAM领域的企业合并正在开始，其特点是稍大的企业如Micron和Cypress收购规模较小的新企业。据Cypress称，NSE目前是该公司最大的投资领域。
三星和富士通两大存储器厂家未明显涉足三元CAM市场。川崎LSI最近撤出高端三元CAM市场。尽管目前的CAM耗电大、价格高，但大企业的市场介入和数量上升可望促使价格下降。此外，目前大部分CAM采用专用接口，这对于专用集成电路很容易做到，但这些部件常常要求价格较高的逻辑电路与标准NPU连接。随着新的接口标准的通过，整个系统方案的价格会下降。NPU通过专用接口或新型Look－Aside界面（LA－1）与协处理器和CAM进行转换。LA－1界面用于CAM与标准NPU的连接。包括英特尔、AMCC和IBM在内的NPU厂家指定在其网络处理器中使用LA－1。此外，大部分CAM厂家计划为其CAM提供LA－1接口。
七、图形半导体和芯片组
如图1所示，主要PC半导体元器件包括CPU、存储器、图形处理器和芯片组（北桥和南桥）。核心逻辑器件或芯片组控制PC所有元器件之间的数据流。芯片组为附件的连接提供界面，如通用串行总线（USB）连接、AGP卡和硬盘驱动等。芯片组由北桥（NB）和南桥（SB）组成。NB包括CPU接口和存储控制器。在集成芯片组中，图形单元放在NB中。目前，SB至少包括PCI控制器、IDE控制器、串行和并行端口、USB支持和电源管理功能。南桥通常指媒介通信处理器（MCP）。
英特尔由于在微处理器市场的统治地位，可以影响许多PC结构标准。目前，它是该行业的主导核心逻辑芯片组供应商。如图2和图3所示，各种PC结构导致不同的成本和性能。在成本曲线的高端是分立芯片组，其中北桥通过各种总线与主存储器、CPU和图形子系统连接。图形控制器（GPU）由控制器、帧缓冲器以及监督器芯片（DAC）、TV输出、平板芯片以及可能的LVDS（用于笔记本电脑）组成。存储器带宽是图形子系统的主要性能限制因素。采用GPU是为了将图形卸载给独立的芯片，使主处理器解脱出来。采用分立的GPU，每一个处理器可以以其自己的速度发展。结果是整个系统的性能提高，但代价是成本和尺寸加大。
图1 PC结构图（分立结构）
资料来源：Dlouhy research
在共享或一体存储器结构（SMA/UMA）中，核心逻辑和图形加速器组合在北桥芯片中，而主存储器和图形存储器组合成一个存储器。尽管这种方案的成本降低，但其性能也降低，因为存储器总线是共享的。这种结构的下一步是向单片系统（SOC）结构发展，其中CPU、GPU和核心逻辑都结合在北桥中。这将导致最低的成本和功率要求，但性能也是最低的。
在所有结构中，南桥芯片都与各种外设连接，包括调制解调器、USB、声卡、硬盘驱动器等。目前有越来越多的功能集成到南桥中。
图形芯片的发展超越了摩尔定律，其性能每6个月翻番，而不是18～24个月。图形芯片厂家以空前的水平推动性能提高，以较低的价格赋予芯片更多的功能和容量。随着价格的下降和功能的提高，图形芯片进入新的应用领域，如游戏机、机顶盒、移动电话和PDA。这为图形芯片供应商开创了新的增长空间。
目前行业的大部分收入来自成熟的PC工业。2002年，整个PC图形市场估计在35亿～40亿美元。图形半导体发货量增长8%，达到1.88亿个。如果加上整个核心逻辑芯片组市场的收入，目前的市场规模估计为70～80亿美元/年。估计2002年CPU和图形控制器的发货比几乎达到1:1.4。这种“双附加”的发生是因为OEM和ODM将集成图形控制器用于各种主板，并用较高性能的图形插卡应对不同的市场要求。2002年四季度，84%的图形控制器为台式机控制器，16%为移动显示控制器。五大供应商占整个图形市场的97%。
图形半导体工业经历了大合并。20世纪90年代中期，有30几家公司销售台式机市场用的分立图形芯片。1999年，英特尔以低价位集成图形芯片进入市场，使形势迅速发生变化。英特尔利用其芯片组的实力和CPU行业优势赢得很大市场份额，将许多公司排挤出局。到2000年，只留下不到5家台式机用分立图形芯片供应商。
1995年的几家顶级图形IC供应商已经不复存在。“昙花一现”的领先者包括Cirrus Logic、S3和NeoMagic。最近几年，行业领袖转向三大厂商：英特尔、Nvidia和ATI。20世纪90年代末，ATI在台式机上取代了S3、在移动市场取代了Neomagic的领导地位。但后来ATI又将其台式机市场的“皇冠”让给了Nvidia。英特尔依靠强大的集成芯片组实力，上升到集成市场领先地位。Mercury Research的最新数据显示，2002年四季度Nvidia占整个图形芯片市场的31%，ATI占18%，英特尔占29%。剩下的22%由5家公司瓜分。
（一）图型半导体市场趋势
1.竞争压力加大、利润缩减
在图形半导体这条路上登上巅峰，然后由于错过一个周期而一蹶不振的公司不计其数。尽管价格竞争始终很激烈，但供应商通过在图形芯片中增加新功能，如DVD播放和数模转换器（DAC）使平均售价保持相对稳定。2002年二季度的平均售价大约稳定在18美元。但估计产品复杂性的提高、迅速的变化速度和持续的竞争压力有可能使传统图形芯片35%～40%的利润成为过去。
2.设计和产品生命周期非常短
尽管技术越来越复杂，但设计周期和产品生命周期不断缩短。许多企业有几个设计团队同时工作，按计划推出新产品。“错过一代会陷入困境，错过两代必死无疑”。
3.进入壁垒极高
目前图形处理器有1亿多个晶体管。除了硬件的复杂性和成本提高外，新厂家还必须与市场领先者在制造和软件驱动器方面的经济规模抗争。进入成本非常高。
4.集成图形和核心逻辑芯片组的兴起
集成核心逻辑芯片组开始对分立图形芯片市场的增长构成严重威胁。包括英特尔、ATI、Nvidia、SiS和Via在内的所有主要图形硬件供应商都提供新的集成核心逻辑和图形芯片组。分立图形芯片将继续用于高性能PC和工作站。英特尔是集成芯片组市场的领先者，并力争使其集成产品转入主流PC市场。
图形厂家的影响将扩大到新的相关领域，如核心逻辑、音频处理、网络和无线。有些PC图形芯片的晶体管数量大大超过CPU。随着图形芯片的发展，常规CPU失去了在PC多媒体处理中的优势。英特尔下一代移动CPU（过去称为Banias）将结合WLAN功能，作为英特尔迅驰（Centrino）新品牌的一部分。
5.新市场如移动和手持市场的发展
随着台式机市场趋于成熟，笔记本市场强劲增长。移动图形芯片市场从1998年占整个图形芯片市场的13.7%上升到2002年四季度的15.7%。2002年移动GPU发货量增长17.7%，大大高于台式机GPU 6.3%的增长率。下一代移动电话和PDA也为图形芯片提供了机遇。
6.英特尔的因素
在过去的一年，英特尔的图形芯片市场份额翻了一番以上，Nvidia和ATI为此付出了代价。由于英特尔不销售分立图形芯片，所以上述份额的赢得可以归功于集成芯片组的强劲增长，这是英特尔控制的市场。尽管大部分集成芯片组用于台式PC，但集成笔记本芯片组市场方兴未艾。预计英特尔还是该市场的领先厂商，对笔记本图形领先厂商如ATI和Nvidia的压力越来越大。英特尔影响未来PC相关标准的能力、其资金实力及其强大的渠道关系，对现有图形半导体供应商构成极大威胁。
（二）图形半导体的应用市场
目前图形半导体市场大部分针对台式机市场。鉴于PC市场的成熟度，半导体厂家更多关注以下新兴市场。
1.笔记本
笔记本市场的增长远高于台式机市场。移动市场的关键包括功耗、发热和外观。过去标准CPU占膝上型PC功耗的80%，图形控制器约占12%。随着移动应用的新型低功率CPU的发展，目前图形控制器大约消耗全部功率的40%。这种趋势增加了对可靠、低功率图形芯片的需求。笔记本图形芯片功耗技术的发展可以用于其他市场如PDA和移动电话。由于笔记本的设计周期较长，因此该市场的成功可延长收益期。
2.工作站
这是一个为CAD/CAM专业人员和数字内容制作行业的专业人员服务的成熟市场，但平均售价和利润率更高。竞争也不如传统图形市场那样激烈。工作站OEM将专用集成电路的生命期保持在1或2年，为图形供应商提供了较长的收益期。主要工作站图形供应商包括Nvidia、ATI、Matrox和3Dlabs。2001年，新增工作站的发货量大约为120万台。ATI估计，中等水平的平台占市场的60%，高端和初级水平的工作站分别占25%和15%。Nvidia是整个工作站市场的领先者，其目前工作站的收入在1亿美元以上，利润估计为50%～60%。
3.游戏机
由于2001年微软和Nitendo推出新的游戏机，加上索尼的稳固地位，游戏机市场的竞争加剧。
据IDC的数据，2001年视频游戏机半导体市场估计为41亿美元，估计2002年增至45亿美元。半导体在游戏机中的应用包括微处理器、图形和音频处理器、控制器和控制器专用集成电路、视频调制器、调制解调器、无线IC、快闪存储器和DRAM。微处理器约占该市场的1/3，3家微处理器供应商是IBM、东芝和英特尔。
图形半导体供应商Nvidia和ATI的强劲增长都将依赖于游戏机市场。过去两年，Nividia的Xbox处理器发货额大约为6亿美元。ATI通过收购ArtX提供图形技术支持Nintendo GameCube。
下一代游戏机预计于2005年面市。由于IBM和日立等其他厂商试图介入，下一代游戏机的竞争将加剧。索尼目前与IMB和东芝合作开发IBM的CELL结构，这是一种单片系统结构，将CPU、GPU和存储器等功能集成在一块芯片上。该技术对现有半导体供应商如ATI和Nvidia可能构成威胁。IBM似乎正在游戏机供应商中下赌注，目前正提供Nintendo GameCube的微处理器。估计ATI也在和微软探讨为下一代Xbox提供图形芯片。表19为主要游戏机半导体供应商。
表19 主要游戏机半导体供应商
