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CSAU的专栏

    分析、预测半导体产业,可以从技术、市场、经济周期三个方面着手。从技术看,随着3D封装等技术的引进,在半导体工艺进入10nm节点以前,摩尔定律将继续发挥作用,而设计面临的各种挑战业界也都找到了相应的解决办法,从技术角度看不存在不可克服的障碍。市场方面,智能世界、智能时代的到来使半导体产业获得了新的驱动力,该趋势可以和PC、通讯、3C融合等曾经的应用驱动相提并论甚而更加有力和影响深远。以上两个角度衡量,未来3~5年全球半导体产业的发展前景趋于向好。唯一难以确定的是经济周期,台积电董事长张忠谋先生预计2012年半导体产业春燕难觅;但三星等公司却加大了2012年的投入;不过总体看来,大部分公司对2012年的前景偏于谨慎,似乎2012年半导体产业春燕确不易归。


   技术角度,3D封装帮助摩尔定律延续至10nm。在90nm工艺之前,半导体产业的发展史基本遵循了摩尔定律。即每两年半导体工艺进步一代,在同样的芯片面积可以集成上一代两倍数量的的晶体管,线宽缩小为前一代的0.7倍,功耗基本不变,性能提升为上一代工艺的1.4倍。成本上看,如果集成相同数量的晶体管,采用新一代工艺可比上一代节省成本50%。然而工艺演进到90nm后,事实和摩尔定律最初的假设有所区别,密度得不到两倍的提升。性能的提升也从1.4倍降低到1.1~1.2倍,功耗却持续上升,相应的成本也不能成倍的下降。业界一度对摩尔定律是否能够继续起效态度悲观。但随着Intel在28nm引入3D晶体管技术,以及三星、台积电等公司在3D芯片上加大投入;目前来看,在2015、2016年、工艺演进到10nm之前,作为半导体产业最强大也最基本的技术驱动的摩尔定律将继续发挥作用。这解决了半导体产业发展的基本技术问题。


   从市场角度。PC、通讯、3C融合等应用的兴起都曾经扮演了半导体产业主要驱动力的角色。目前,智能世界、智能时代的应用趋势将成为未来半导体产业的主要驱动力。这两年最热门的智能手机应用,以及被业界寄予厚望的物联网应用等都可以看作是智能世界的组成部分。智能世界,数据是核心,围绕数据又分为数据的生成、处理、传输、存储和数据的获得、分享两大领域。这两个领域的发展都将驱动未来半导体产业的发展。未来几年,数据的传输量将成倍增长,苹果App Store的下载量将从2009年的2.5亿次增加到2015年250亿次甚至500亿次。Facebook的用户将从2009年的3.5亿增加到2015年的10亿。而且2015年,整个互联网的流量90%来自视频内容。由此将带来海量的对数据生成和数据处理能力的需求,从而促进相关处理芯片的销售。Intel预计未来五年将卖掉10亿颗处理器芯片,是过去30年销售量的总和。而数据分享领域,由于移动互联时代的来临,之前是用PC分享数据,现在和未来是智能手机。因此属于数据分享范畴的ARM阵营也会获得不错的增长。Intel侧重于数据的生成和处理,ARM重点在数据分享,ARM和Intel的侧重点不一样,但都会有比较好的前景。


   半导体技术的演进还有加快的趋势,比如32/28nm的设计在加速,速度要快于业界向45/40nm演进的速度,整个过程会少于两年。技术演进会带来设计端的问题,比如当年很多设计公司就在0.18和0.13工艺节点上吃过大亏,并不是有了工艺芯片就能设计出来,设计手段的进步也很重要。每一代的技术进步都会带来不同的设计挑战,从0.13工艺开始,时序收敛变的非常重要,功耗也开始更加重要。90nm开始,良率(yield)变得非常重要,65nm后开始考虑3D芯片技术。再往后,设计验证变得越来越重要,软硬件的结合变得非常重要。我们考察芯片设计生成的过程,65nm普及时,提出前后端设计要保持一致性;45/40nm时,提出了In-Design的概念,即在前端设计的时候要考虑可布线性、互通性,在做布局布线的时候,要考虑它是由已经满足了DRC(Design Rule Check)/LVS(Layout versus Schematic)的要求;从32/28/20nm,又引入Exploration的概念,即在前端设计的时候就要比照不同的方案对后端设计的影响,从而优化前端设计方案,同样在后端设计时也要比较不同的布局、布线效果对DRC/LVS的影响,从而选择最优的方案。这些设计方法的引入为解决了每一代技术进步带来的设计挑战提供帮助。


   未来几年半导体产业,至少在进入10nm工艺之前,从技术、应用驱动、设计挑战的解决手段等几个方面看,都不会存在大的问题。然而周期性是半导体产业最大的特点,考虑该产业的未来不得不考虑其周期性,虽然每一次产业都是在危机中获得发展。2008年的危机来的快,走的也快。2010年上半年,所有的半导体公司对市场的预测都好,对今年1、2季度的预测也不错,但是对3、4季度的预测就相对谨慎。而我们产业的老前辈,台积电的张忠谋先生前不久就做出的预测是2012年的春燕不一定会来。但业内也有公司对未来相对乐观,比如三星明年在半导体产业的投资的134亿美元,其中逻辑方面71亿美元,存储方面63亿美元,在逻辑方面的投入第一次超过存储,紧跟在Intel后面位居全球第二位。但从半导体设计服务公司新思科技根据对自己全球客户的调研结果看,总体来讲未来可能存在风险,需要更加谨慎。


   半导体产业的周期特性使半导体设计公司必须能够提供既好、又快、还要便宜的产品。其他行业,一个公司做到这三点中的一个,就可能是一个优秀的公司。但强周期特性要求半导体公司必须同时做到这三点。在景气回升期,市场没有放量阶段,必须做的好,产品才有出路;而到了市场起量期,则又要做的快,才能满足市场需求;到了市场末期,则需要做的足够便宜,赶快出货。所以一个有经验的可以长久生存、发展的半导体公司,必须同时做到这三点。


   总结起来,技术上到10nm之前都不会有问题;市场上,智能时代的到来会带来巨大的市场机会,即使ARM和Intel也只是在数据分享这一领域竞争,数据的产生和传输这一块,依然存在非常大的机会,IBM市值超过微软就和他在数据处理方面有非常好的基础有关。而考察半导体经济,半导体产业周期,对于2012年会不会看到春燕,业界总体比较谨慎,各家有不同的看法。单从设计角度看,工艺提升、芯片规模的扩大都对设计的要求非常高,但业界也有相应的办法解决。

  • 阅读(40771)  |   评论(56)  |   推荐(116)
网友评论
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  • 匿名支持...
  • 2012/1/16 17:30:15回复
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  • 匿名学习了...
  • 2012/1/16 17:29:36回复
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  • 匿名单从设计角度看,工艺提升、芯片规模的扩大都对设计的要求非常高,但业界也有相应的办法解决。
  • 2012/1/16 17:29:13回复
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  • 匿名全球半导体产业预测:未来3至5年可看好,只是2012春燕不易归
  • 2012/1/16 17:28:51回复
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  • 匿名good..
  • 2012/1/16 15:30:12回复
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  • 匿名支持。。
  • 2012/1/16 15:29:55回复
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  • 匿名看看。。。
  • 2012/1/16 15:25:38回复
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  • 匿名好文章。。。
  • 2012/1/16 15:25:14回复
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  • 匿名博主的眼神好忧郁。。
  • 2012/1/16 10:39:39回复
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  • 匿名顶顶
  • 2012/1/16 10:39:16回复
  • 发表评论(已有56条评论)
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