半导体江湖变了

从早期的真空管到如今的集成电路，半导体行业的发展如同一场没有终点的赛跑。人们一直在思考：“半导体行业，会有永远的大赢家吗？”

历史的车轮滚滚向前，半导体行业经历了无数次的变革与洗牌。曾经称霸一时的巨头可能在瞬间黯然失色，新兴的力量又如同雨后春笋般崛起。这个行业的竞争之激烈，变化之迅速，让每一个参与者都如同在波涛汹涌的海洋中前行，稍有不慎便可能被浪潮淹没。半导体行业永远有“英雄”，但不是所有“英雄”都能够稳坐王位。

 01“王者”x86迎来新挑战

CPU的发展史简单来说就是英特尔公司的发展历史。x86系列CPU的发展历程某种程度上也就是CPU的历史发展历程。1976 年初开始设计、1978 年中发表的英特尔第一款16 位元微处理器8086（iAPX 86）是最成功的处理器系列“x86”开端，这颗微处理器开启了x86架构的辉煌时代。之后1979 年又推出8 位元数据汇流排英特尔8088，成为8086 的低成本简化产品之一，并用在初代IBM PC 处理器，被世人知晓。1992年，英特尔再次成为世界上最大的半导体公司，于1994年实现百亿美元年营收，从此奠定了在芯片业不可撼动的霸主地位。在不断的产品迭代中，英特尔在处理器领域，逐渐完成了一统江湖的伟业，垄断了个人电脑和服务器的处理器市场。巅峰时期，全球CPU市场的85.2%都归英特尔所有，市场主流的三大架构中，x86是妥妥的王者。“Arm正在大举进攻。”这句话似乎每一年都会被提出，但PC的市场份额依旧被x86牢牢把控。然而，今年在AI的裹挟下，Arm的攻势非常猛烈。Windows on Arm今年微软推出了基于Arm架构的全新PC品类，Windows Copilot+ PC。据上手试用新机的媒体表示，这次发布的Surface设备比之前搭载Arm架构芯片的Windows笔记本电脑“先进几光年”。这并不是微软第一次尝试和Arm结合，过去十年来，微软一直在尝试推动Windows on Arm，但一直不太成功。2012年时，微软第一次推出自己的Arm架构产品，基于Windows 8 RT操作系统的Surface RT。而当时Surface RT使用的，是Nvidia Tegra 3和Tegra 4这两款Arm架构的英伟达SoC。但问题绝大部分Windows软件是不能运行的，微软经典的.exe文件也不能运行。微软的失败，是由于Arm生态系统的匮乏。吸取了前几次的经验。2016年，微软委托高通带头将Windows操作系统转移到Arm的底层处理器架构上。去年，微软与高通又达成了一项排他性协议，称在2024年底之前开发基于Arm架构的Windows兼容芯片。近年来重量级软件如Photoshop等全面支持Arm64指令集，主流浏览器内核如Chrome、Edge等也都完成了本地Arm端移植，这大大扩展了Window on Arm设备的软件生态和使用体验。抓住这一时机，微软开始选择Arm。这次微软对新Surface进行了软硬件同步优化。在Windows系统内核层面进行了深度定制优化以充分发挥Arm架构效能。微软称，其新设备在87%的情况下运行的都是Arm原生应用程序。摩根士丹利分析师Charlie Chan等在最新报告中指出，看好Windows on Arm (WoA) AI PC的前景。分析师认为，基于Arm架构的AI个人电脑有望在未来几年获得更大市场份额，相关半导体股票成为潜在受益者。Arm的高歌不仅是在于微软的操作融合，谷歌在今年也有所动作。谷歌已经开始收购新公司，力推Arm架构。前几天谷歌宣布收购虚拟软件公司Cameyo，准备强化自家ChromeOS与Windows应用程式整合度。也就是说，谷歌正在以Arm架构打造Chromebook使用的处理器，想打破此前的Windows加上x86架构长期垄断PC市场的情况。要知道从PC的操作系统看，2023年微软Windows操作系统在PC市场的市占率高达79%，其次是苹果macOS（11%）和谷歌Chrome OS（9%）。苹果macOS一直搭载的就是Arm架构芯片，随着微软和谷歌的倾斜，Arm可谓是多点突破。芯片方面，Arm架构处理器也在不断赶超。目前基于Arm的处理器（来自苹果和高通）在能源效率（以每瓦特性能衡量）方面已经开始赶上x86。高通去年推出了Arm架构的CPU骁龙X Elite，通过集成NPU能够实现45 TOPS的算力。实际上，高通能够在今年大力推动 Windows on Arm 的发展，与其在2021年收购芯片初创公司 Nuvia 不无关系。Nuvia 是由三名前苹果工程师创立，他们曾参与开发基于 Arm 的 Apple Silicon 芯片，骁龙 X 系列也正是第一个受益于 Nuvia 人才的产品线。此外，有消息透露，联发科正在开发一款基于Arm架构的个人电脑（PC）芯片，将用于运行微软的Windows操作系统。其中两位知情人士表示，联发科的PC芯片将于明年晚些时候推出。该芯片基于Arm的现成设计，这可以大大加快研发速度，因为使用现成的、经过测试的芯片组件所需的设计工作更少。目前，宏碁、华硕、戴尔、惠普、联想等PC品牌大厂也都推出了Arm架构的笔记本电脑。也许是多方面的不断增长，Arm CEO甚至放下了豪言：“我认为，在未来五年内，Arm 在 Windows 中的市场份额可能会超过 50%。”并预测，到2025年底将有1000亿台使用Arm处理器的AI设备。

 02被狂追的SK海力士

谈到存储，往往能够想到的“老大”就是三星，但随着HBM的出现，SK海力士现在也有了一拼之力。犹记得在2022年底，存储正开始新一轮周期谷底，此时Open AI也尚且没有横空出世。从存储的市场占比来看，2022年第三季度，全球DRAM市场中三星业务收入为74.0亿美元，占比达到40.7%；SK海力士收入为52.4亿美元，占比达到28.8%。当时，SK 海力士困于周期业绩持续亏损。从公司发布的财报来看，2022年第四季度营业亏损1.7万亿韩元（约合人民币93.6亿元），营业亏损率22%。销售额为7.699万亿韩元，净亏损为3.52万亿韩元（约合人民币193亿元）。这是SK海力士单季业绩自2012年第三季以后，时隔10年首次出现季度亏损。伴随着Open AI带来的Chat GPT大模型爆发，随之带来对于存储需求的增加。SK海力士优先下注的HBM为其带来了新的逆袭。因为在HBM3上抢得先手，去年SK海力士几乎垄断了英伟达HBM3订单。TrendForce的数据显示，SK海力士2024年在这一领域的市占率已超过52％，处于领先地位。三星电子紧随其后，市占率为42.4％，美光的份额预计超过5％。我们来看一看截至6月SK 海力士和三星在HBM上的进展。SK海力士在3月份宣布了HBM3E开始量产，将与台积电合作开发HBM4产品。SK海力士表示，应大客户要求，HBM开发进度将提前一年，预计于2025年完成HBM4的开发；HBM4E最早于2026年推出，内存带宽将是HBM4的1.4倍。三星的8层垂直堆叠的HBM3E已经在4月量产，并计划在第二季度内量产12层垂直堆叠的HBM3E，比原计划里的下半年提前了。在ISSCC2024上，三星公布了其HBM4的研究成果，最高带宽达2TB/s，并通过16层堆叠实现48GB容量，计划于2025年推出。业内有观点认为，SK海力士与三星之间的技术水平仍存在差距，三星要填补这一差距可能还需要一段时间。惠誉评等（Fitch Ratings）的高管Shelley Jang表示：“三星仍需要时间来追赶。在生产HBM上存在技术差异。短期内，SK海力士可能会在市场上保持优势。”三星开始对于HBM市场焦虑。市场一直有消息暗示，三星自去年起一直想通过英伟达（Nvidia）对其HBM3、HBM3E的测试，但最近因发热和功耗问题尚未能通过，仍需进一步验证。尽管三星回应：“正与合作伙伴就供应HBM芯片顺利进行测试。”但5月三星撤换芯片部门主管庆桂显（Kyung Kye-hyun）的消息，还是透露出一丝耐人寻味，因为三星通常在年底调整管理层。其实长期以来，三星一直认为自己理所当然地优于业务规模较小的SK海力士，目前的状况是三星无法接受的。与管理层对立的三星工会批评高管没办法读懂市场趋势，指出：“说HBM不会带来利润并拒绝开发的高管怎么样了？他们拿了大笔离职费后辞职了。”AI时代，三星正在狂追SK 海力士。

 03代工业，中国台湾地位被削弱

目前，中国台湾生产了全球60%以上的半导体和90%以上的最先进芯片。中国台湾的主导地位很大程度上归功于台积电，台积电占据近乎一半的晶圆代工市场份额。但随着台积电去各国建厂，来自中国台湾本地的产能将会是肉眼可见的减少。IDC预计，到2027年，中国台湾芯片制造商在代工业务中的份额将从2022年的46%降至43%。

实际上，中国台湾代工产能的减少背后是中国大陆和美国的代工力量发展。美国一直在押注本土半导体制造业。拨出将近527亿美元用于“美国半导体研究、开发、制造和劳动力发展”，具体包括：390亿美元对美国本土芯片制造的补贴，制造设备成本25%的投资税收抵免，还有130亿美元用于半导体研究和劳动力培训。这也带来了美国代工份额的增加。Trend Force预测，随着台积电美国晶圆厂的量产，以及英特尔在美国晶圆代工产能的扩大，预计到2027年，美国在全球先进制程产能当中的占比将猛增至12%。中国大陆更不必多说。今年前5个月，中国集成电路出口额约为626.13亿美元，同比增长21.2%。5月单月出口额约为126.34亿美元，同比增长28.47%。前5个月，集成电路进口额同比增长13.1%。据国联证券研报，中国半导体市场约占全球半导体市场的三成。中国企业大规模投入传统芯片制造，正处于全球芯片产业即将迎来复苏的时点（28nm等成熟制程）。中国大陆半导体厂商2023年产能同比增长12%，达到每月760万片晶圆。预计中国大陆芯片制造商将在2024年开始运营18个项目，2024年产能同比增加13%，达到每月860万片晶圆。由于美国等对先进设备出口管制，这导致中国大陆转而扩大投入成熟制程（28nm及更成熟的制程），预计2027年中国大陆成熟制程产能占比可达39%。

此外，在封装测试方面东南亚也开始崛起，抢占中国台湾份额，尤其是马来西亚和越南。据IDC预测，东南亚在全球半导体封装测试中的份额将在2027年达到10%，而中国台湾的份额将从2022年的51%下降至同年的47%。越南方面封测企业的数量在不断增长。去年封测大厂艾克尔（Amkor）在越南北宁省（Tinh Bac Ninh）设立的封测厂Amkor Technology Vietnam正式稼动。同时，英特尔宣布扩大投资胡志明市的封测组装厂Intel Products Vietnam；荷芯片封装设备制造商贝思半导体（BE Semiconductor Industries）在胡志明市设厂。马来西亚在最近发布了《国家半导体产业战略（NSS）》，计划直接向马来西亚半导体产业提供至少250亿令吉（约合人民币385.3亿元）的补贴，并吸引至少5000亿令吉（约合人民币7705亿元）的本土及外国的企业投资，主要投向芯片设计、先进封装和半导体制造设备等关键领域。希望通过提供53亿美元的半导体补贴，来撬动约1062亿美元的半导体投资。这么来看，在未来的一段时间里，中国台湾的代工和封测都会逐步减少。

 04结语

诸如“王者”x86遇上不断崛起的Arm，存储巨头三星也需要追赶曾经的老二SK海力士，中国台湾的代工份额在逐年下降。半导体行业没有永远的“英雄”，但永远会有“英雄”。市场的风云变幻、技术的迭代更新，都让一切充满了变数。然而，有一点却是明确的，那就是谁能紧紧抓住技术和创新这两把关键钥匙，谁就更有可能在激烈的竞争中脱颖而出，成为阶段性的赢家。

文章来源：半导体产业纵横