2011年世界电子行业发展漫笔
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中心议题
*2011年世界电子行业发展趋势
发展动力
*LED液晶电视、LED照明和iPad平板电脑等便携产品的加速发展和激情上市
*新兴市场对数字电子产品的殷切需求
*工业先进国家对“环保/节电”、“安全”、“健康”等的热心追求
电子消费市场适度增长
当前世界电子市场最俏销的电子产品当属电视、电脑和手机,代表产品就是LCD平板电视、iPad和智能手机。据市场调研公司VLSI最近发表的报告,在它们的带领下,2011年的世界电子市场,将在2010年增长13%的基础上续增7.8%,达1.74万亿美元,且预期2012年将再增8.2%,达到1.89万亿美元。相比同期半导体市场的激烈震荡,更显稳好(表1),前景可待。
记得上世纪80年代即有一种说法:80年代是电子时代,90年代是光时代,21世纪是生物时代。实际预测往往过于乐观,大致方向是对的,但发展 并没有那么快,电子技术还在继续发展。《Science》杂志2010年9月报道由英、日、以、荷大学和研究所共同开发成功光子芯片,可用以制造比传统超 级电脑快得多的量子计算机,预计5年内或可实用。以DNA或蛋白质组成的生物芯片尽管开发多
年,最近展览会上也见到有植入生物芯片的应用,但市场还很小,有报道称2007年不过19亿美元,预期2013年也才能达到38亿美元。由生物芯片组成的生物电脑,记忆能力和运算速度都将比人脑还快,但科学家预测,至少2020年才有可能出现。
因此,从现实出发,电子技术还将继续发展,发展方向可以用“GAMp3C”来表达。
“G”是“Green Energy”,绿色能源。现在自然资源日益减少、供需失衡、天气不断变暖,“绿色革命”是唯一解决方法,势在必行,甚至有人说未来ET(能源技术)将取 代IT(信息技术)成为主导技术。“A”是“Automotive Electronics”,汽车电子已成电子产业中一个重要领域,预计将从2009年的1250亿美元迅速增长到2014年的2100亿美元,年均增长率 达两位数——11%。“M”是“Medical Electronics”,医疗电子包括医用电子设备、保健电子产品等,特别是后者发展更快,据报道,仅日本市场2007~2015年间将猛增5倍多,接 近6000亿日元,引起了许多大公司的关注。又有报道称,医疗电子市场涉及世界每一个人,潜力十分巨大,未来医疗电子用半导体有可能超过PC、通信,成为 最大用户,重要性可见一斑。“3C”即传统的“Computer、Communication、Consumer Electronics”三大类产品,但其前面加了个“p”,即“personal”,意味着三大类产品都要走“个人化”的道路,汇总在一起便 是:GAMp3C。
集成电路回归平淡
2010年世界经济回暖,消费者信心增强,电子产品市场供销两旺。Gartner报告称其将增长15%(VLSI公 司数据为增长13.1%),这些因素促使世界半导体市场在2009年受挫触底后强劲反弹,大幅飇升32%,首次突破3000亿美元,这是半导体历史上增长 率第4次超过30%。由于经济的脆弱和变化不定,几乎每一家调研公司都对预测数据不断进行调整,一贯比较谨慎的WSTS的表现更具代表性,它调高了 2010年的预测,同时调低了2011年后的预测(表2),它去年6月的春季预测,2010~2012年的增长率分别为:28.6%,12.2%和 9.3%。WSTS
为什么2011年回归平淡呢? 宏观上世界经济增长看来将放缓,经合组织报道将略增4.2%,美国增长还略低于2%。有经济界专业人士称,2011年的世界将是“3R”主导年,即美国的 Rebalancing(重新平衡)年,欧洲的Restructure(重组)年,中国的Reflation(再膨胀)年。就半导体业而 言,Gartner公司调查发现,2010年第三季度世界半导体市场环比仅增长5%,大大低于正常的9%,估计四季度环比也仅增4%,消极影响或将延续到 2011年上半年,因此对2011年的增长作了相应下调(表2)。调查结果还显示,引导半导体产业增长的存储器遭遇红灯,在2010年猛窜了49%之 后,2011年却由于需求不振,价格将滑落而变为下跌2.4%,其中DRAM将锐减15.6%,出现冰火两重天的状况,闪存倒可以因在大众消费电子中的扩 大应用而仍可增长24%。但总的来看,随着智能手机、移动PC和平板电脑等的发展,预计到2014年世界半导体市场仍将保持增长的态势。
有趣的一点是,IC Insights公司明确提出不同意SIA对2012年半导体市场仅增3.4%的观点,认为这是表示半导体走向“死亡”之见。该公司反驳说,美国的失业率 将下降,就业增加,消费趋殷,2012年又是美国选举年,通常该年经济望好。中、印、拉美等地区对手机、PC、TV、汽车的需求增大,这都将带动半导业的 发展。何况IC近年的出货量一般都年增8%~10%,半导体的资本开支平均每年约增15%~16%,半导体生产也不会出现过剩,故而IC Insights公司提出2012年将增长10%,从表2看也仅此一家,立此为凭,留待观察。
另根据SEMI的年终预测报告,2010年的世界半导体制造设备业是成绩极为辉煌的一年,它从2009年惨跌46%的谷底中激烈迸发,狂升136%达375亿美元,恢复到了2004年的水平。各类设备的增长情况如表3所示,但预计2011~2012年都仅增长4%。
从投资地区分析,2010年韩国对半导体制造设备投资最为积极,翻了两番还多,从26亿美元一举提到86亿美元,我国台湾省翻了一番,但投资额 却是世界最大,达近百亿美元,中国大陆33亿美元,次于美、日居第五位。预测2011年,韩国与我国台湾省均为负增长,不过仍以90和83亿美元居头两 位,其余各地区虽都略有增长,但地位未变,中国大陆以38亿美元仍居第五位。
300mm晶圆生产线的使用至今已有10多年的历史了,2010年在iPad和智能手机热 销的驱动下,已有若干有实力的半导体大公司如Intel、三星和台积电等都扩大了投资,其中大多还是投向300mm生产线,采用2Xnm工艺生产存储器、 MPU,并向模拟器件及MCU等扩展。同时,它们也都在积极鼓吹对450mm晶圆厂的投资建设以提高芯片产量,增加利润。据说原来对此认为投资太高、抱有 疑虑的设备厂商也转变了态度。特别最近证实,Intel公司将在俄勒冈建设一条名为D1x的研发生产线,至少这是一条“准450mm生产线”,只要条件成 熟,完全可以支持450mm晶圆生产。尽管如此,关于450mm晶圆生产还有许多工作要做,有预计要到2018年才能付诸实现。《日经电子学》报 道,300mm晶圆生产始自1995年,450mm的大口径化将从2015年开始。
50年来摩尔定律不停地推动着半导体技术的进步,电子产品的革新,甚至人类生活质量的改善。对于摩尔定律是否继续存活,近年存在不同的意见。最 近见到有些媒体都在强调存活,其理由大致有二:一是扩展了定律的应用范畴,不仅包括芯片的加工尺寸(器件密度),还包括了(同样尺寸内的)性能(存储容 量、运算速度),价格(芯片越小,价格越便宜),最近又提出第四方面,即功效(efficiency,减少功耗,增加效率);二是半导体微细化还在继续进 步。从主要大半导体公司的技术发展计划看,都比ITRS(国际半导体技术路线图)2009年制定的规划还快,2011年即将具体落实lXnm计划。继 45nm和32nm之后,最近Intel公司透露,将坚守摩尔定律,投资60~80亿美元,研发和量产22nm以下的工艺技术。此外,经济危机后多核芯 片、立体组装的快速发展,都表示摩尔定律并未过时,正向深度迈进。《日经电子学》日前发表了一个微细化的具体进度表说:2011~13年为22~20nm 时代,2013~15年为15~14nm时代,2015~17年为11nm时代,2017~19年为7nm时代,可作参考。
总而言之,今日半导体产业的驱动力有:一方面是LED液晶电视、LED照明和iPad平板电脑等便携产品的加速发展和激情上市;另一方面是新兴市场对数字电子产品的殷切需求;再是工业先进国家对“环保/节电”、“安全”、“健康”等的热心追求。这些都是今后世界半导体业的杀手应用和前进引擎。
世界半导体市场回归平淡,更需要技术创新来迎接新的发展。现如今作为半导体技术创新的关键之一是“材料”,材料能从根本上改变器件的性能和功效,要想和竞争对手具有差异化,也必须从改变材料着手。
随着半导体微细化的深入,业界提出了后硅时代,由硅转向化合物半导体包括GaAs、SiC、GaN,以及有机化合物等新材料。市场正在扩大,生 产正在改进,由此可望提高器件性能,开发新的应用,再度推动半导体业走上加速发展的道路。因此,最近业界专业人士曾信心满满地说:我们已进入了“得材料者 得天下”的时代!