理论教育 全球半导体产业:发展趋势与特点

全球半导体产业:发展趋势与特点

时间:2023-06-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.半导体行业与全球经济关联度提高根据IC Insights报告显示,从2010—2018年,全球GDP增速与半导体产业发展的相关度持续提升,两者的相关系数为0.86,如果剔除2017年和2018年的内存市场影响,相关系数为0.91。

全球半导体产业:发展趋势与特点

1.半导体行业与全球经济关联度提高

根据IC Insights报告显示,从2010—2018年,全球GDP增速与半导体产业发展的相关度持续提升,两者的相关系数为0.86,如果剔除2017年和2018年的内存市场影响,相关系数为0.91。而在1980—1999年期间,日本、韩国等地区的企业相继进入半导体市场并且大幅扩张产能,这段时期半导体产业主要是由产能供给驱动产业发展,全球GDP增长与半导体市场增长几乎没有关联性。在2000—2009年,全球GDP增长与半导体市场呈现出了相对较弱的关联度,系数为0.63。消费者驱动的半导体市场转型升级,是促使全球GDP增长与半导体市场增长之间的相关性提升的一个重要原因。二十年前,大约60%的半导体市场是商务应用程序推动,40%是由消费者应用程序驱动的,如今,这两者所占百分比已经互换。

图4-4 全球GDP与半导体产业增长的相关系数

资料来源:IC Insights

进入21世纪之后,半导体行业的增速波动周期与全球市场GDP波动的相关性也越来越高,而且波动更为剧烈。随着半导体产品在各行业中的渗透,使其更容易受到全球经济波动的影响,当经济下行时,电子产品消费减少,半导体行业就会呈现衰落的态势。据Gartner数据,2008年经济危机发生后,2009年全球GDP下降2.2%,半导体产业总产值下降10.7%;而随着经济复苏信号的出现,2010年全球GDP增长4%,半导体产业总产值大幅增加31.8%,可见半导体行业受全球经济波动影响较大。

2.行业集中程度加剧

根据IC Insights研究报告指出,过去十年间,全球领先的半导体企业的市场份额显著增加,半导体行业垄断程度加剧。在2018年,Top5半导体供应商占全球半导体市场销售额的47%,比2008年前增加了14个百分点。Top10家半导体供应商占全球半导体市场销售额的60%,比2008年前增加了15个百分点。Top25家半导体厂商销售额占全球半导体市场79%,Top50家半导体占全球半导体市场89%,全球份额与过去10年相比均有所上升。IC Insights预计未来兼并和收购还将继续,可将领先供应商的市场份额提升到更高的水平,行业集中度将进一步加强。

图4-5 2018年全球半导体市场行业集中程度

资料来源:IC Insights

半导体是资本技术密集型产业,长期以来资本投入约占销售收入的20%。受摩尔定律的约束,未来产业的资本支出将保持增长,但小型企业可能因为无力承担巨额资本投入、拖慢了研发而渐渐被淘汰。行业龙头企业会越来越有资本和技术优势,他们通过巨额的资本及研发开支,提高生产效率,实现规模经济,随着时间推移资本和技术壁垒就越来越坚实,在下游市场出现革命性变革之前,新进入者靠自身资源实现赶超的可能性就越来越小,行业集中度会不断提高。半导体目前形成深化的专业分工、细分领域高度集中的特点,大规模兼并收购带来细分领域的龙头效应,在设计、制造、封测、设备和材料领域都呈现出强者愈强的寡头发展格局。例如,台积电、三星和美光占据了全球晶圆产能的70%左右,英特尔、三星和海力士等前20大企业占据了全球半导体芯片收入的70%左右,英特尔、三星和台积电为首的三家企业的资本支出占全球半导体产业资本支出的40%左右,美国、日本等国企业领衔的前10大半导体设备企业占据全球80%左右的市场份额。

3.资本研发支出保持增长

据IC Insights统计显示,在过去40年(1978—2018年)期间,研发支出以14.5%的复合年增长率增长,略高于半导体总收入复合年增长率12.0%。在2013—2018最近的五年间,半导体研发支出每年以3.6%的复合年增长率增长,与2008—2013年的3.3%略有增长。在2015年和2016年仅增长1%之后,2017年全球半导体研发总支出增长了6%,并在2018年增长了7%,达到了创纪录的646亿美元的新高水平。未来五年,随着新技术的出现,应用复杂性的提升,加上其他制造障碍,IC Insights预测,半导体研发支出的年增长率将会提升到5.5%。

全球半导体产业的资本支出非常集中,前五大半导体厂商的资本支出几乎占据整个产业的65%左右。2018年全球半导体产业的资本支出突破千亿美元,全球前五大半导体公司2018年的资本支出比2017年增加了16%。全球前3大半导体厂商(三星、英特尔、台积电)中的三星2017年的资本支出达到了250亿美金,2018年也达到了200多亿美金。研发支出方面,2018年全球半导体超过10亿美元的企业有十八家,合计达到503亿美元,较2017年增长8%,其中研发支出排前十的半导体公司合计支出396亿美元,较2017年增长7.6%。美国2018年有八家半导体公司研发费用超过10亿美元,合计314亿美元,其中有五家公司进入全球研发费用排名前十名。英特尔从2012年研发费用突破百亿美元大关后连续七年保持增长,2018年研发支出高达135亿美元,远远超过其他所有半导体公司,占前十大半导体公司研发支出总和的34%。(www.daowen.com)

4.产业并购愈加困难

半导体行业的技术密集型、资本密集型、人才密集型等属性,使其具有投入高、回报周期长、投资风险大、国际化发展突出等特点。半导体技术的快速演进,新模式、新产品的快速迭代,促使并购重组逐步成为产业生态体系建设、海外市场拓展、竞争态势转变、产业转型升级的重要手段。企业通过并购重组可以提升技术水平,扩大业务规模,降低研发成本和投资风险,甚至抢占产业链的控制地位,是实现企业跳跃式发展的一条捷径;此外,通过并购重组可以形成一个完备的生态系统或生态圈。随着全球半导体产业技术创新步伐不断加快,市场竞争更趋激烈,企业竞争逐步迈向更深层次的生态竞争,因此并购重组已成为行业巨头自发的行为,更多的企业通过并购重组打造新的竞争优势。

2015年全球半导体产业经历了一股并购热潮,全年并购金额达1073亿美元,交易规模比前七年的总额还要大,年内最大规模的并购交易是安华高科技斥资370亿美元收购博通。2016年大型半导体厂商并购热潮持续,全球并购规模达到593亿美元,日本软银以234亿英镑(约310亿美元)收购ARM。

在经历了2015—2016年并购重组高峰之后,出于政治考量以及对垄断和国家安全的担忧,不少国家政府纷纷出手直接干预跨国产业并购。如2018年博通以1300亿美元巨额收购高通的邀约被美国政府一纸禁令否决,高通收购恩智浦的440亿大单美元也未获中国政府审批。2018年中美贸易摩擦不断,中企对美投资并购交易多次被美国外资投资委员会(CFIUS)否决,欧洲相关部门也收紧了中国企业赴欧并购的监管审核门槛,尤其是对中企青睐的芯片制造、半导体等高新技术领域加强了干预。全球半导体产业并购市场迅速降温,并购从数量到个案金额都大幅下降,2018年除了博通并购企业软件公司CA以及贝恩并购东芝芯片存储业务案例外,其余并购投资案例鲜少有超过100亿美金。可以看出,在半导体产业的投资和并购上,国际政府监管审查行动越来越严格,使得半导体并购交易规模暂时达到天花板上限。

图4-6 2010—2018年全球半导体并购交易规模

资料来源:IC Insights

5.“摩尔定律”放缓接近物理极限

“摩尔定律”是由英特尔创始人之一戈登·摩尔提出来的,是指当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。随后的40年,“摩尔定律”成了科技进步的核心推动力。晶体管数量的翻倍引起处理器运行速度的翻倍,进而带来硬件设备性能的翻倍和成本的缩减,进而为更加强大的软件、系统以及计算提供了可能。

近年来,由于受到技术工艺,成本以及功耗等因素的制约,CPU制程已达物理极限,“摩尔定律”有明显放缓的趋势,仅有三星、英特尔、台积电等少数巨头能够承担巨额研发维持“摩尔定律”进展。当前半导体制造商台积电、三星最先进的制程已经达到了7纳米,台积电正在强攻5纳米工艺,但是在硅晶体管的尺寸达到接近5纳米的时候,栅氧化层的厚度只相当于几个原子的厚度,这就容易产生量子效应,电子有可能直接穿透二氧化硅绝缘层,导致漏电,此外电路宽度达到几纳米,对光刻技术的精密度越来越高,成本投入非常大。英特尔22纳米、14纳米、10纳米制程的CPU推出时间越来越长,超过了24个月,甚至36个月。目前台积电5纳米工艺虽然会有很大发挥空间,但是其生产难度非常高,除了光刻机和它良率问题,成本控制也是难点,近期台积电甚至出现晶圆污染事件也从侧面印证现有工艺的复杂度。“摩尔定律”的放缓,给半导体产业带来了很多的不确定性,但也为后来者追上国际一流水平提供了有利的契机。

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