2021年半导体行业未来展望

从较高的层面来看,芯片的经济前景是乐观的。不是每一个环节都会做得很好,也不是每一个做得好的环节都会在疫情结束后继续做得很好。2021年的特点是复苏,或者克服冠状病毒大流行的经济和社会后果;此外,并非每一个表现良好的细分市场都会继续保持均衡增长,或根据历史趋势复苏。

文|EDSPERLING

来源|Semiengineering

编译|立厷

今年,半导体行业的面貌和表现将会有所不同,而不仅仅是因为这场疫情。

新的一年将是芯片行业重大转型和创新的一年,但有太多新的应用和细分市场,泛泛的概括已变得越来越没有意义。

与过去几年不同的是,电脑或智能手机的销售很好地反映了芯片行业的发展状况,而终端市场则成倍增长并出现分化,为这些市场专门开发的技术的数量也在大大增加。一段时间以来,IP世界已经习惯于为大客户定制区块。而今,定制需求正在蔓延,2021年及以后设计和销售的大部分芯片将有数千或数百万个。

第五代浪潮正在袭来

对多位高管的采访表明,半导体行业要复杂得多,范围更广,也更微妙。随着设计变得越来越复杂,半导体所服务的市场和支持它的生态系统也变得越来越复杂。虽然不缺乏开发的机会和技术,但这不再是一个明确的迈向下一个工艺节点的过程。计算机正在从一个盒子里走出来,进入几乎所有的领域,通常伴随着复杂的电源管理、通信、新的存储器和某种形式的人工智能。

Cadence首席执行官陈立武认为:“第五代浪潮正在发生。这包括5G、人工智能、机器学习、横向扩展的(scale-out)规模化云、自动驾驶的进展,以及巨大的工业4．0数字化转型。”

他说:“但是,更重要的是,现在一切都与数据有关。我们正进入一个以数据为中心的时代,90%的数据是在过去两年中生成的。其中,80%是非结构化数据,正在分析的数据不到2%。因此,下一件大事将是关于数据和分析,以及如何有效地利用所有这些数据来推动不同的垂直行业。这是一个巨大的转变,所有这些都将推动设计活动。”

这种观点在整个芯片行业都得到了回应。没有什么惊人的技术变化即将出现,比如几年前围绕AI/ML的嗡嗡声。一辆没有方向盘的汽车的想法已经被搁置了至少十年,除了在一些非常明确的地理围栏中应用。虽然“智力”将继续扩散到更多的终端设备,但这种所谓的智力将受到高度限制。

同时,行业也有机会将更先进的芯片销往现有市场,甚至销往过去从未有过的市场。在一个市场上面临下行的芯片制造商可以跨多个细分市场进行对冲。

Xilinx新任总裁兼首席执行官VictorPeng表示:“2021年,几个主要趋势将是从2020年开始加速发展的延续,包括应用向云端移动、边缘计算、5G、来自更多不同端点的数据爆炸、异构计算(包括针对AI和其他工作负载的新领域特定体系结构)以及行业整合/集成。”

因此,尽管移动领域的下一个大问题是5G,但它远不是唯一的亮点——移动基础设施也不再是孤立的。

Advantest美国公司总裁兼首席执行官DougLefever表示:“我们看到,5G商业化带来的数字转型将继续刺激中长期对更高性能和更高可靠性半导体的需求。除了更快的网络和5G之外,我们还看到,随着我们进入2021年,一些关键趋势正在成为技术融合的领跑者。其中包括具有实时流分析功能的人工智能和机器学习;加速工厂自动化投资,包括机器人技术和人工智能技术;利用具有前馈/后向功能的大数据的云即服务(As-a-Service)和边缘计算;以及在线学习和远程工作环境所需的扩展现实应用的增长。”

经济前景潜力展望

从较高的层面来看,芯片的经济前景是乐观的。不是每一个环节都会做得很好,也不是每一个做得好的环节都会在疫情结束后继续做得很好。

“2021年的特点是复苏,或者克服冠状病毒大流行的经济和社会后果,”FraunhoferIIS适应性系统工程部主任PeterSchneider说。“更多使用家庭办公室的转变将对人们的出行产生深远的影响。公共生活中的种种限制表明,商业交易中的大量接触也可以通过虚拟方式进行。”

此外,并非每一个表现良好的细分市场都会继续保持均衡增长,或根据历史趋势复苏。BrewerScience总裁兼首席执行TerryBrewer表示:“我们无法预测,所以要做好准备,快速前进。学会在黑暗中驾驭不确定性。准备好躲避,但不要停下来。我们还可以正确地预测,2021年将有很多机会和可能性——好的和坏的。”

举例来说,现在判断“在家办公”的趋势将持续多久,或者如何与商业办公和基础设施相结合还为时过早。

Fraunhofer的Schneider表示:“对于移动办公或家庭办公所需的产品,笔记本电脑、网络摄像头、网络基础设施、服务器等,我预计市场数据会有低至中等程度的增长。许多公司和个人在2020年的封锁阶段进行了必要的投资。基础设施的进一步扩大将继续进行,特别是为了提高稳健性、可靠性和服务质量。微电子技术有助于克服当前这样的危机,我认为在不久的将来有很大的经济潜力。在这个领域有大量的研发活动,这些活动将在未来几年进入市场。这包括整个医疗技术领域,从监测重要参数、改进的(移动)诊断设备、检测病原体的测试系统,到为病人提供良好护理的产品,例如重症监护室中。此外,非接触式购物系统、公共场所人员在场和活动监控系统,以及改进的送货物流理念,都将日益普及,必将对经济发展产生积极影响。”

但即便是芯片行业长期以来的发展趋势,也可能会陷入剧变。一些先进节点半导体的最大消费者正在开发自己的产品。这其中包括苹果、谷歌、亚马逊、Facebook和阿里巴巴等,它们正在寻求通过软硬件协同设计、独特的体系结构、混合使用加速器和各种类型的处理器和内存来实现数量级的性能改进。因此,处理器的数量将远小于每家公司从英特尔、AMD或IBM购买现成芯片的数量。

其影响尚待评估。处理器巨头有可能通过边缘定制来弥补销量。但成功的模式可能会发生重大变化。Xilinx的Peng说:“2021年不可否认的事实是,随着5nm的投产,剩下的提供高性能产品的半导体厂商将内部消化3nm产品的开发成本。”