半導(dǎo)體，江湖變了

作者：九林

從早期的真空管到如今的集成電路，半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展如同一場沒有終點(diǎn)的賽跑。人們一直在思考：“半導(dǎo)體行業(yè)，會有永遠(yuǎn)的大贏家嗎？”

歷史的車輪滾滾向前，半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷了無數(shù)次的變革與洗牌。曾經(jīng)稱霸一時的巨頭可能在瞬間黯然失色，新興的力量又如同雨后春筍般崛起。這個行業(yè)的競爭之激烈，變化之迅速，讓每一個參與者都如同在波濤洶涌的海洋中前行，稍有不慎便可能被浪潮淹沒。

半導(dǎo)體行業(yè)永遠(yuǎn)有“英雄”，但不是所有“英雄”都能夠穩(wěn)坐王位。

?01、“王者”x86迎來新挑戰(zhàn)

CPU的發(fā)展史簡單來說就是英特爾公司的發(fā)展歷史。x86系列CPU的發(fā)展歷程某種程度上也就是CPU的歷史發(fā)展歷程。

1976 年初開始設(shè)計、1978 年中發(fā)表的英特爾第一款16 位元微處理器8086（iAPX 86）是最成功的處理器系列“x86”開端，這顆微處理器開啟了x86架構(gòu)的輝煌時代。之后1979 年又推出8 位元數(shù)據(jù)匯流排英特爾8088，成為8086 的低成本簡化產(chǎn)品之一，并用在初代IBM PC 處理器，被世人知曉。

1992年，英特爾再次成為世界上最大的半導(dǎo)體公司，于1994年實現(xiàn)百億美元年營收，從此奠定了在芯片業(yè)不可撼動的霸主地位。

在不斷的產(chǎn)品迭代中，英特爾在處理器領(lǐng)域，逐漸完成了一統(tǒng)江湖的偉業(yè)，壟斷了個人電腦和服務(wù)器的處理器市場。

巔峰時期，全球CPU市場的85.2%都?xì)w英特爾所有，市場主流的三大架構(gòu)中，x86是妥妥的王者。

“Arm正在大舉進(jìn)攻。”這句話似乎每一年都會被提出，但PC的市場份額依舊被x86牢牢把控。然而，今年在AI的裹挾下，Arm的攻勢非常猛烈。

Windows on Arm

今年微軟推出了基于Arm架構(gòu)的全新PC品類，Windows Copilot+ PC。據(jù)上手試用新機(jī)的媒體表示，這次發(fā)布的Surface設(shè)備比之前搭載Arm架構(gòu)芯片的Windows筆記本電腦“先進(jìn)幾光年”。

這并不是微軟第一次嘗試和Arm結(jié)合，過去十年來，微軟一直在嘗試推動Windows on Arm，但一直不太成功。

2012年時，微軟第一次推出自己的Arm架構(gòu)產(chǎn)品，基于Windows 8 RT操作系統(tǒng)的Surface RT。而當(dāng)時Surface RT使用的，是Nvidia Tegra 3和Tegra 4這兩款A(yù)rm架構(gòu)的英偉達(dá)SoC。但問題絕大部分Windows軟件是不能運(yùn)行的，微軟經(jīng)典的.exe文件也不能運(yùn)行。

微軟的失敗，是由于Arm生態(tài)系統(tǒng)的匱乏。

吸取了前幾次的經(jīng)驗。2016年，微軟委托高通帶頭將Windows操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到Arm的底層處理器架構(gòu)上。去年，微軟與高通又達(dá)成了一項排他性協(xié)議，稱在2024年底之前開發(fā)基于Arm架構(gòu)的Windows兼容芯片。

近年來重量級軟件如Photoshop等全面支持Arm64指令集，主流瀏覽器內(nèi)核如Chrome、Edge等也都完成了本地Arm端移植，這大大擴(kuò)展了Window on Arm設(shè)備的軟件生態(tài)和使用體驗。

抓住這一時機(jī)，微軟開始選擇Arm。這次微軟對新Surface進(jìn)行了軟硬件同步優(yōu)化。在Windows系統(tǒng)內(nèi)核層面進(jìn)行了深度定制優(yōu)化以充分發(fā)揮Arm架構(gòu)效能。微軟稱，其新設(shè)備在87%的情況下運(yùn)行的都是Arm原生應(yīng)用程序。

摩根士丹利分析師Charlie Chan等在最新報告中指出，看好Windows on Arm (WoA) AI PC的前景。分析師認(rèn)為，基于Arm架構(gòu)的AI個人電腦有望在未來幾年獲得更大市場份額，相關(guān)半導(dǎo)體股票成為潛在受益者。

Arm的高歌不僅是在于微軟的操作融合，谷歌在今年也有所動作。

谷歌已經(jīng)開始收購新公司，力推Arm架構(gòu)。前幾天谷歌宣布收購虛擬軟件公司Cameyo，準(zhǔn)備強(qiáng)化自家ChromeOS與Windows應(yīng)用程式整合度。也就是說，谷歌正在以Arm架構(gòu)打造Chromebook使用的處理器，想打破此前的Windows加上x86架構(gòu)長期壟斷PC市場的情況。

要知道從PC的操作系統(tǒng)看，2023年微軟Windows操作系統(tǒng)在PC市場的市占率高達(dá)79%，其次是蘋果macOS（11%）和谷歌Chrome OS（9%）。蘋果macOS一直搭載的就是Arm架構(gòu)芯片，隨著微軟和谷歌的傾斜，Arm可謂是多點(diǎn)突破。

芯片方面，Arm架構(gòu)處理器也在不斷趕超。目前基于Arm的處理器（來自蘋果和高通）在能源效率（以每瓦特性能衡量）方面已經(jīng)開始趕上x86。高通去年推出了Arm架構(gòu)的CPU驍龍X Elite，通過集成NPU能夠?qū)崿F(xiàn)45 TOPS的算力。

實際上，高通能夠在今年大力推動 Windows on Arm 的發(fā)展，與其在2021年收購芯片初創(chuàng)公司 Nuvia 不無關(guān)系。Nuvia 是由三名前蘋果工程師創(chuàng)立，他們曾參與開發(fā)基于 Arm 的 Apple Silicon 芯片，驍龍 X 系列也正是第一個受益于 Nuvia 人才的產(chǎn)品線。

此外，有消息透露，聯(lián)發(fā)科正在開發(fā)一款基于Arm架構(gòu)的個人電腦（PC）芯片，將用于運(yùn)行微軟的Windows操作系統(tǒng)。其中兩位知情人士表示，聯(lián)發(fā)科的PC芯片將于明年晚些時候推出。該芯片基于Arm的現(xiàn)成設(shè)計，這可以大大加快研發(fā)速度，因為使用現(xiàn)成的、經(jīng)過測試的芯片組件所需的設(shè)計工作更少。

目前，宏碁、華碩、戴爾、惠普、聯(lián)想等PC品牌大廠也都推出了Arm架構(gòu)的筆記本電腦。

也許是多方面的不斷增長，Arm CEO甚至放下了豪言：“我認(rèn)為，在未來五年內(nèi)，Arm 在 Windows 中的市場份額可能會超過 50%?！辈㈩A(yù)測，到2025年底將有1000億臺使用Arm處理器的AI設(shè)備。

?02、被狂追的SK海力士

談到存儲，往往能夠想到的“老大”就是三星，但隨著HBM的出現(xiàn)，SK海力士現(xiàn)在也有了一拼之力。

猶記得在2022年底，存儲正開始新一輪周期谷底，此時Open AI也尚且沒有橫空出世。從存儲的市場占比來看，2022年第三季度，全球DRAM市場中三星業(yè)務(wù)收入為74.0億美元，占比達(dá)到40.7%；SK海力士收入為52.4億美元，占比達(dá)到28.8%。

當(dāng)時，SK 海力士困于周期業(yè)績持續(xù)虧損。從公司發(fā)布的財報來看，2022年第四季度營業(yè)虧損1.7萬億韓元（約合人民幣93.6億元），營業(yè)虧損率22%。銷售額為7.699萬億韓元，凈虧損為3.52萬億韓元（約合人民幣193億元）。這是SK海力士單季業(yè)績自2012年第三季以后，時隔10年首次出現(xiàn)季度虧損。

伴隨著Open AI帶來的Chat GPT大模型爆發(fā)，隨之帶來對于存儲需求的增加。SK海力士優(yōu)先下注的HBM為其帶來了新的逆襲。

因為在HBM3上搶得先手，去年SK海力士幾乎壟斷了英偉達(dá)HBM3訂單。

TrendForce的數(shù)據(jù)顯示，SK海力士2024年在這一領(lǐng)域的市占率已超過52％，處于領(lǐng)先地位。三星電子緊隨其后，市占率為42.4％，美光的份額預(yù)計超過5％。

我們來看一看截至6月SK 海力士和三星在HBM上的進(jìn)展。

SK海力士在3月份宣布了HBM3E開始量產(chǎn)，將與臺積電合作開發(fā)HBM4產(chǎn)品。SK海力士表示，應(yīng)大客戶要求，HBM開發(fā)進(jìn)度將提前一年，預(yù)計于2025年完成HBM4的開發(fā)；HBM4E最早于2026年推出，內(nèi)存帶寬將是HBM4的1.4倍。

三星的8層垂直堆疊的HBM3E已經(jīng)在4月量產(chǎn)，并計劃在第二季度內(nèi)量產(chǎn)12層垂直堆疊的HBM3E，比原計劃里的下半年提前了。在ISSCC2024上，三星公布了其HBM4的研究成果，最高帶寬達(dá)2TB/s，并通過16層堆疊實現(xiàn)48GB容量，計劃于2025年推出。

業(yè)內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為，SK海力士與三星之間的技術(shù)水平仍存在差距，三星要填補(bǔ)這一差距可能還需要一段時間?；葑u(yù)評等（Fitch Ratings）的高管Shelley Jang表示：“三星仍需要時間來追趕。在生產(chǎn)HBM上存在技術(shù)差異。短期內(nèi)，SK海力士可能會在市場上保持優(yōu)勢?！?/p>

三星開始對于HBM市場焦慮。

市場一直有消息暗示，三星自去年起一直想通過英偉達(dá)（Nvidia）對其HBM3、HBM3E的測試，但最近因發(fā)熱和功耗問題尚未能通過，仍需進(jìn)一步驗證。

盡管三星回應(yīng)：“正與合作伙伴就供應(yīng)HBM芯片順利進(jìn)行測試?！钡?月三星撤換芯片部門主管慶桂顯（Kyung Kye-hyun）的消息，還是透露出一絲耐人尋味，因為三星通常在年底調(diào)整管理層。

其實長期以來，三星一直認(rèn)為自己理所當(dāng)然地優(yōu)于業(yè)務(wù)規(guī)模較小的SK海力士，目前的狀況是三星無法接受的。與管理層對立的三星工會批評高管沒辦法讀懂市場趨勢，指出：“說HBM不會帶來利潤并拒絕開發(fā)的高管怎么樣了？他們拿了大筆離職費(fèi)后辭職了?！?/p>

AI時代，三星正在狂追SK 海力士。

?03、代工業(yè)，中國臺灣地位被削弱

目前，中國臺灣生產(chǎn)了全球60%以上的半導(dǎo)體和90%以上的最先進(jìn)芯片。

中國臺灣的主導(dǎo)地位很大程度上歸功于臺積電，臺積電占據(jù)近乎一半的晶圓代工市場份額。但隨著臺積電去各國建廠，來自中國臺灣本地的產(chǎn)能將會是肉眼可見的減少。IDC預(yù)計，到2027年，中國臺灣芯片制造商在代工業(yè)務(wù)中的份額將從2022年的46%降至43%。

實際上，中國臺灣代工產(chǎn)能的減少背后是中國大陸和美國的代工力量發(fā)展。

美國一直在押注本土半導(dǎo)體制造業(yè)。撥出將近527億美元用于“美國半導(dǎo)體研究、開發(fā)、制造和勞動力發(fā)展”，具體包括：390億美元對美國本土芯片制造的補(bǔ)貼，制造設(shè)備成本25%的投資稅收抵免，還有130億美元用于半導(dǎo)體研究和勞動力培訓(xùn)。

這也帶來了美國代工份額的增加。Trend Force預(yù)測，隨著臺積電美國晶圓廠的量產(chǎn)，以及英特爾在美國晶圓代工產(chǎn)能的擴(kuò)大，預(yù)計到2027年，美國在全球先進(jìn)制程產(chǎn)能當(dāng)中的占比將猛增至12%。

中國大陸更不必多說。今年前5個月，中國集成電路出口額約為626.13億美元，同比增長21.2%。5月單月出口額約為126.34億美元，同比增長28.47%。前5個月，集成電路進(jìn)口額同比增長13.1%。

據(jù)國聯(lián)證券研報，中國半導(dǎo)體市場約占全球半導(dǎo)體市場的三成。中國企業(yè)大規(guī)模投入傳統(tǒng)芯片制造，正處于全球芯片產(chǎn)業(yè)即將迎來復(fù)蘇的時點(diǎn)（28nm等成熟制程）。

中國大陸半導(dǎo)體廠商2023年產(chǎn)能同比增長12%，達(dá)到每月760萬片晶圓。預(yù)計中國大陸芯片制造商將在2024年開始運(yùn)營18個項目，2024年產(chǎn)能同比增加13%，達(dá)到每月860萬片晶圓。

由于美國等對先進(jìn)設(shè)備出口管制，這導(dǎo)致中國大陸轉(zhuǎn)而擴(kuò)大投入成熟制程（28nm及更成熟的制程），預(yù)計2027年中國大陸成熟制程產(chǎn)能占比可達(dá)39%。

此外，在封裝測試方面東南亞也開始崛起，搶占中國臺灣份額，尤其是馬來西亞和越南。據(jù)IDC預(yù)測，東南亞在全球半導(dǎo)體封裝測試中的份額將在2027年達(dá)到10%，而中國臺灣的份額將從2022年的51%下降至同年的47%。

越南方面封測企業(yè)的數(shù)量在不斷增長。去年封測大廠艾克爾（Amkor）在越南北寧?。═inh Bac Ninh）設(shè)立的封測廠Amkor Technology Vietnam正式稼動。同時，英特爾宣布擴(kuò)大投資胡志明市的封測組裝廠Intel Products Vietnam；荷芯片封裝設(shè)備制造商貝思半導(dǎo)體（BE Semiconductor Industries）在胡志明市設(shè)廠。

馬來西亞在最近發(fā)布了《國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略（NSS）》，計劃直接向馬來西亞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供至少250億令吉（約合人民幣385.3億元）的補(bǔ)貼，并吸引至少5000億令吉（約合人民幣7705億元）的本土及外國的企業(yè)投資，主要投向芯片設(shè)計、先進(jìn)封裝和半導(dǎo)體制造設(shè)備等關(guān)鍵領(lǐng)域。希望通過提供53億美元的半導(dǎo)體補(bǔ)貼，來撬動約1062億美元的半導(dǎo)體投資。

這么來看，在未來的一段時間里，中國臺灣的代工和封測都會逐步減少。

?04、結(jié)語

諸如“王者”x86遇上不斷崛起的Arm，存儲巨頭三星也需要追趕曾經(jīng)的老二SK海力士，中國臺灣的代工份額在逐年下降。半導(dǎo)體行業(yè)沒有永遠(yuǎn)的“英雄”，但永遠(yuǎn)會有“英雄”。

市場的風(fēng)云變幻、技術(shù)的迭代更新，都讓一切充滿了變數(shù)。然而，有一點(diǎn)卻是明確的，那就是誰能緊緊抓住技術(shù)和創(chuàng)新這兩把關(guān)鍵鑰匙，誰就更有可能在激烈的競爭中脫穎而出，成為階段性的贏家。