和舰芯片制造(苏州)股份有限公司副总经理林伟圣
12月22日,在无锡举办的“中国集成电路设计业2021年会暨无锡集成电路产业创新发展高峰论坛(ICCAD 2021)”上,和舰芯片制造(苏州)股份有限公司副总经理林伟圣带来题为《三项关键准备,迎接下一个芯片黄金十年》的精彩分享,不少对芯片产业的前瞻性的观点和想法,以下为演讲全文,分享给大家:
第一项关键准备,这两年讨论的比较热烈的重整供应链芯片步伐。全球每日商业航班数,对应全球每日疫苗接种比例,2019年全球每日商业伙伴数大约10万次,高峰值到12万次,自从去年有了疫情之后,在去年第一季、第二季下降到每日只有4万次,在今年2月,全球开始接种疫苗,到10月为止全球已经有60%接种了两剂疫苗,商业航班数又恢复到接近10万次。
以欧洲各国统计苹果手机开启导航的次数,如果以2020年1月13号的100为基础,其实两个高峰的时期分别出现在去年跟今年的暑假,每个礼拜高峰值出现在礼拜六。有一部分,一些销售超过了疫情前,我这里分了两个部分,上半部分是线上销售,线上销售逐年往上攀升,但是在去年第二季,线上销售基本上是往上拉一个台阶,Server的销售也从移情遣的1500万台增加到1700万台。NB部分,企事业是改变我们整个工作和学习形态,移情遣,每年销售大概是1亿5500万台,疫情后到2亿3000万台。
当然,还有部分产业还在努力中,第一个要提到智能手机,21年全球销售量预估13.1亿左右,仅仅回复到2019年的96%的水平,国内智能手机销售量目前终端买机还是观察的重点。
第二个是彩电出货量,彩电的出货,2017年到2020年,每一个季度表现维持一个蛮平均的水准,并没有大起或大落,但是在2020年Q3,彩电有一季防疫的红利,主要是Stay at Home、和Lockdown。防疫之后,还有一个蛮大的挑战,这里有一个中国集装箱运价指数,这是在1998年的1月1号开始设立,基础指数是1000,2017年到疫情发生之前都是维持在1000以下的指数,但是疫情发生之后,去年第三季度开始,数字往上攀升到一个非常高的峰值,这里面表现出来,我们接下来的疫情发生之后对这个产业充满了挑战。
第三点是汽车销售,美国商务部对汽车同业出货量预估总值,库存部分和二手车CPI指数两部分的对应关系来看,以库存对销售量来看,2017年到2019年,平均每一季销售量非常稳定,大概是1700万台左右,17%左右;库存量,2020年每一季大概有120万台,疫情发生前下降到60万台,疫情发生之前库存量已经到了历史低水位,刚好遇到整个疫情的发生,销售量集聚下将,汽车在3、4月销售下降。这中间还有发生一些比较重要的事情,2021年2月德州雪灾大停电,2021年日本瑞萨那珂厂失火,让供应链反应不足,至今还在准备中。
第二个关键准备,支持新能源车增长。国内整个新能源车迈入高的新成长期,上面的图是新能源车零售销量。以电动化指数来看,9月已经占到21%,如果以2020年11月2号国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》来看,21%已经提前达到了2025年原来规划的渗透率20%,我们已经达标了。关注的焦点是转向纯电车的生头率。
1、新能源车重点芯片需求:HPC。车载HPC算力趋势图,算力需求其实看不见劲头,分三个方面来看,一个是智能化,智能化在往L5迈进,日产数据从50GB到10TB迈。网联化是人车智能交互,日传数据2GB到40GB。软件定义车在线升级,吉利新能源车也开始启航。
2、新能源车重点芯片需求2:MCU。左上角是博世路线图,这个东西辨识度很高,这是博世汽车电子电器的架构,左下角最下面的是分散式EEA,过去的做法,离散式EEA只是收集资料,送到汽车中央电脑,汽车中央电脑基本上也是做一些维修的用途,并没有拿来做自动行车。经过EEA架构翻新,大家想的办法是看怎么样把这个离散式ECU做集中化,目前有主流,但没有标准,我大概就是把这几个跨越的集中化列了例如自己,比如说行车安全域、使用体验域、车社控制域。左下角还有特斯拉测算法,左侧能控制电脑,右侧能控制电脑,电脑加左右两个小脑。相对于芯片,它的关键资源ECU是用了32位域,百分比到2025年接近快50%,如果要用32位的车用MCU,工艺以12寸工艺为主。
3、新能源车重点芯片需求3:Sensor。如果包含所有的车用,需要用Sensor,到2025年,每一台车平均装载的Sensor大概是3.4颗,这个数字非常大。再加上整个自动驾驶L1,一直到L5未来的规划,Sensor的成长呈数倍增长,ADAS渗透率带动CIS传感器CAGR+19%,国产品牌已达120dB高动态范围与高清分辨率,人眼部分是100dB,手机大概是67个dB。
4、新能源车中电芯片需求4:Power MOSFET。我这里的小标题是第三代半导体迎接新拐点,国产BEV催化,碳化硅达到30%以上。这里有一点,在第三代的衬底工艺和外延工艺含金量都比前一代高出一截,所谓第三代工艺成熟度还不够,所以我们认为大多数这个产业的价值会是衬底工艺和外延工艺,未来模式可能还是会看一下DIM和模块,这一块的商业机会还比较大。纯电系统从400V往800V发展,在散热和可靠性问题上,看起来碳化硅是比较通行化的优点。
5、新能源车重点芯片需求5:显屏驱动,显屏驱动分不带触碰和带触碰,带触碰的到2025年会上升到50%。大屏化的需求,可能有双面屏,或者三联屏,就是原来屏幕的两倍宽、三倍宽,甚至有可能到56寸;多屏就是ICD,就是仪表;CSD会延伸到副驾驶座,RSE是后座预热。
第三项关键准备,全面实现5G商转。5G端到端的Dms超低延迟能力,如果扩展到所谓的触觉互联网,在很多地方可以体现出来,包括远端医疗、工业4.0,但是远端医疗和工业4.0比较有限,现在比较大的热点是元宇宙,这里把目前元宇宙看到的商业点带过一下,其实在元宇宙,他用的底层技术和智能手机底层技术蛮接近的,有5G网络、AI、去连。芯片需求和手机也非常接近,用到了AP、Wifi、MCU、DDIC、PMIC,所以这个芯片的需求会创出手即和EV之外的新应用。
最后总结下。芯片产能配置的挑战,以手机为例,每一个单位的FinFET产内能必须配备5-10倍的先进特色工艺产能,其中没有不足的部分,就必须新增投资。以2021年行业的大扩产来看,应该可以追上手机需求,但是EV部分则需要继续努力,对于元宇宙部分的需求,现在业界还有蛮多市场的人在做调查。
以晶圆厂5+1的折旧时间来看,左上角这张图我们认为是比较乐观的,晶圆ASP逐年往下掉,但还是高于晶圆厂Cost;下面这张图是对晶圆厂的挑战,晶圆厂的成本与加工率相关,以5+1的折旧率来看,损益平衡点每一年都往上调,甚至到第五年、第六年,我们必须要把加工率维持到8%,才有办法让这个晶圆厂的运营做到损益平衡,这一部分反映出对晶圆厂的财务负担。对客户来看,机台交期目前到达8-10季度,要看你的扩产工艺节点,8-10个季度对芯片设计公司来讲,他的产品生命周期是否够长,这也是很大的挑战,要思考。最后带一下供应链,供应链以新队形因应,现在我们看到了有MMIC、碳化硅、MCU、DDIC部分、传感器等等,目前很多系统厂商都跳进来,协助芯片设计公司跟晶圆代工厂协商,做长期供应的保证,过去十几年,二十几年,从来没有看到这个现象。
这两个部分是我们对芯片产能配置挑战的看法。
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