半導體，江湖變了

作者：九林

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

歷史的車輪滾滾向前，半導體行業(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。

半導體行業(yè)永遠有“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器的處理器市場。

巔峰時期，全球CPU市場的85.2%都歸英特爾所有，市場主流的三大架構中，x86是妥妥的王者。

“Arm正在大舉進攻?！边@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架構的全新PC品類，Windows Copilot+ PC。據(jù)上手試用新機的媒體表示，這次發(fā)布的Surface設備比之前搭載Arm架構芯片的Windows筆記本電腦“先進幾光年”。

這并不是微軟第一次嘗試和Arm結合，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架構產(chǎn)品，基于Windows 8 RT操作系統(tǒng)的Surface RT。而當時Surface RT使用的，是Nvidia Tegra 3和Tegra 4這兩款Arm架構的英偉達SoC。但問題絕大部分Windows軟件是不能運行的，微軟經(jīng)典的.exe文件也不能運行。

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)轉移到Arm的底層處理器架構上。去年，微軟與高通又達成了一項排他性協(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，主流瀏覽器內核如Chrome、Edge等也都完成了本地Arm端移植，這大大擴展了Window on Arm設備的軟件生態(tài)和使用體驗。

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

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。分析師認為，基于Arm架構的AI個人電腦有望在未來幾年獲得更大市場份額，相關半導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。前幾天谷歌宣布收購虛擬軟件公司Cameyo，準備強化自家ChromeOS與Windows應用程式整合度。也就是說，谷歌正在以Arm架構打造Chromebook使用的處理器，想打破此前的Windows加上x86架構長期壟斷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架構芯片，隨著微軟和谷歌的傾斜，Arm可謂是多點突破。

芯片方面，Arm架構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架構的CPU驍龍X Elite，通過集成NPU能夠實現(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架構的個人電腦（PC）芯片，將用于運行微軟的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：“我認為，在未來五年內，Arm 在 Windows 中的市場份額可能會超過 50%?！辈㈩A測，到2025年底將有1000億臺使用Arm處理器的AI設備。

?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)務收入為74.0億美元，占比達到40.7%；SK海力士收入為52.4億美元，占比達到28.8%。

當時，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HBM3訂單。

TrendForce的數(shù)據(jù)顯示，SK海力士2024年在這一領域的市占率已超過52％，處于領先地位。三星電子緊隨其后，市占率為42.4％，美光的份額預計超過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，應大客戶要求，HBM開發(fā)進度將提前一年，預計于2025年完成HBM4的開發(fā)；HBM4E最早于2026年推出，內存帶寬將是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)內有觀點認為，SK海力士與三星之間的技術水平仍存在差距，三星要填補這一差距可能還需要一段時間。惠譽評等（Fitch Ratings）的高管Shelley Jang表示：“三星仍需要時間來追趕。在生產(chǎn)HBM上存在技術差異。短期內，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（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，仍需進一步驗證。

盡管三星回應：“正與合作伙伴就供應HBM芯片順利進行測試?！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整管理層。

其實長期以來，三星一直認為自己理所當然地優(yōu)于業(yè)務規(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后辭職了。”

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%以上的半導體和90%以上的最先進芯片。

中國臺灣的主導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預計，到2027年，中國臺灣芯片制造商在代工業(yè)務中的份額將從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體制造業(yè)。撥出將近527億美元用于“美國半導體研究、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貼，制造設備成本25%的投資稅收抵免，還有130億美元用于半導體研究和勞動力培訓。

這也帶來了美國代工份額的增加。Trend Force預測，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)能的擴大，預計到2027年，美國在全球先進制程產(chǎn)能當中的占比將猛增至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，集成電路進口額同比增長13.1%。

據(jù)國聯(lián)證券研報，中國半導體市場約占全球半導體市場的三成。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)即將迎來復蘇的時點（28nm等成熟制程）。

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

由于美國等對先進設備出口管制，這導致中國大陸轉而擴大投入成熟制程（28nm及更成熟的制程），預計2027年中國大陸成熟制程產(chǎn)能占比可達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預測，東南亞在全球半導體封裝測試中的份額將在2027年達到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）設立的封測廠Amkor Technology Vietnam正式稼動。同時，英特爾宣布擴大投資胡志明市的封測組裝廠Intel Products Vietnam；荷芯片封裝設備制造商貝思半導體（BE Semiconductor Industries）在胡志明市設廠。

馬來西亞在最近發(fā)布了《國家半導體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略（NSS）》，計劃直接向馬來西亞半導體產(chǎn)業(yè)提供至少250億令吉（約合人民幣385.3億元）的補貼，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，主要投向芯片設計、先進封裝和半導體制造設備等關鍵領域。希望通過提供53億美元的半導體補貼，來撬動約1062億美元的半導體投資。

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。半導體行業(yè)沒有永遠的“英雄”，但永遠會有“英雄”。

市場的風云變幻、技術的迭代更新，都讓一切充滿了變數(shù)。然而，有一點卻是明確的，那就是誰能緊緊抓住技術和創(chuàng)新這兩把關鍵鑰匙，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。