【划重点】全球芯片行业发展历程与市场现状

众投邦 2022-05-07 09:43:50

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芯片这个称呼给人狭义的感觉,以为只是处理器,其实称呼集成电路更靠谱,发明者正是2000年诺贝尔物理学奖获得者,美国工程师——杰克·基尔比。


没错!不是我们一贯认为的科学家,而是工程师,是大名鼎鼎的德州仪器的工程师,从事的正是集成电路的研究。和半导体相关诺贝尔奖很多,但无疑集成电路的发明,是最耀眼的。


1947年,杰克·基尔比毕业于美国伊利诺斯大学,并在一家生产电器元件的公司上班,同时对电子技术方面产生了浓厚的兴趣。


杰克·基尔比一边工作,一边继续完成他的硕士学业。待学业完成后,杰克·基尔比转职于德州仪器工作,在这里,他得以全身心地投入他的爱好,并产生天才的想法——把电子设备的所有元器件放在一块材料上制造,并相互连接形成电路。



这就是集成电路的最初想法。


杰克·基尔比一点没耽误,立马着手研究,当天就把整个构想勾勒出来,并选用硅作为材料。当他把想法告诉他的主管后,受到了高度重视;1958年,杰克·基尔比便申请了此项专利,从此,电子技术进入集成电路时代。


而CPU,代表着集成电路设计和制造的巅峰之作,其高端芯片的核心技术,掌握在少数几个大公司手里。



四十二年后的2000年,七十七岁的杰克·基尔比,因发明集成电路被授予诺贝尔物理学奖。




全球芯片行业发展历程


英特尔公司的联合创始人之一戈登-摩尔也在集成电路的早期发展进程中扮演着重要的角色。早在1965年,摩尔就曾对集成电路的未来作出预测。他推算,到1975年每块芯片上集成的电子组件数量将达到65000个。而实际上,每过12个月芯片上集成的电子组件数量都会翻一番。这就是现在我们所了解的计算机“摩尔定律”。


如今,芯片制造商(如英特尔、AMD等公司)生产的芯片上所集成的晶体管数量已达到了空前的水平,而且每个晶体管的体积变得非常微小。比如,一个针尖上可以容纳3000万个45毫微米大小的晶体管。此外,现在的处理器上单个晶体管的价格仅仅是1968年晶体管价格的百万分之一。

图表1:全球芯片行业发展历程

资料来源:前瞻产业研究院整理


日本经济学家赤松要1956年提出产业发展的“雁型模式”,描述产业的产生、发展的动态传导过程。在过去的近半个世纪,世界芯片行业经历了两次产业转移:第一次在20世纪70年代末,从美国转移到了日本,造就了富士通、日立、东芝、NEC等世界顶级的芯片制造商;第二次在20世纪80年代末,韩国与我国台湾成为芯片行业的主力,继美国、日本之后,韩国成为世界第三个半导体产业中心。


目前,凭借巨大的市场需求、较低的生产成本、丰富的人力资源,以及稳定的经济发展和优越的政策扶持等众多优势条件,中国已经成为芯片制造、消费大国,亚洲制造从某种程度上正被“中国制造”取代。


未来,随着全球芯片制造技术的发展和制造成本等条件的变化,以及我国芯片行业技术能力的提升,芯片传统制造业将呈现出产业再次向外转移的趋势,由我国等发展中国家向后发展中国家逐步转移。



全球芯片行业发展现状


根据前瞻产业研究院发布的《2017-2022年中国芯片行业市场需求与投资规划分析报告》数据显示:

2010-2016年全球芯片市场规模呈波动变化趋势,

2014年达到近年来最高值3403亿美元,较2013年增长7.89%。

2016年上半年开局疲软,但是得益于2016年下半年定价的改善以及强劲需求,2016年全球芯片销售额达到3435亿美元,较2015年的3349亿美元增长2.6%。



受动态随机存取存储器(DRAM)芯片与NAND闪存芯片市场需求强劲的促进,2017年全球芯片市场的总销售额预计将同比增长16%,将是IC市场自2010年经济衰退年(全球芯片销售额)增长33%后的首次两位数增长,也是自2000年以来IC市场的第五次两位数增长。

图表2:2010-2017年全球芯片销售额及预测(单位:亿美元,%)

资料来源:前瞻产业研究院整理


就单纯芯片制造而言,在同质化竞争加剧和个性化需求增多的全球市场环境下,通用芯片产品制造的附加值越来越低,芯片制造业的高端价值增值环节已经向产品研发设计和运营、维护等服务生命周期转移,设计服务、专业化的IP服务、封测服务已经成为芯片制造领域取得新一轮竞争优势必不可少的生态环境,向服务型企业转化已经成为全球芯片制造业的重要趋势。



就整个芯片行业而言,在经济全球化深入发展和科技创新孕育新突破的时代背景下,芯片行业正在向全球化、精益化、协同化和服务化发展,未来将实现从“生产型”向“服务型”的转变,由“硬能力”建设向“软实力”提升的转变,从向用户提供产品和简单服务转变为提供系统解决方案和价值。生产性服务业特别是制造业的界线越来越模糊,经济活动由以产品制造为中心已经转向以服务体验为中心。



全球芯片应用领域结构


芯片产品的下游应用非常广泛,主要市场在智能终端、电脑、消费电子、工业、汽车、军事、医疗等领域。根据IC Insights的预估,2016年全球芯片行业下游市场大致分为通讯(含手机)、计算机、消费电子、汽车、工业/医疗、政府/军事等领域,其中最主要的市场是通讯计算机领域,二者占比达到74%。其次是消费电子、汽车和工业领域。



在过去10年,智能终端的普及是芯片行业规模成长的最重要动力,随着智能手机增速放缓,其带动效应减弱。IC Insights的研究显示,手机和个人电脑是芯片产品的两个最大市场,2016年市场规模分别为866亿和635亿美元,占比分别达到25.5%和18.7%。



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