“缺芯”依旧困扰行业发展 半导体领域2021年上半年大事件盘点

作者:贾桂鹏 来源:原创 2021-07-09

  2021年上半年,芯片短缺的话题一直停留在热门话题榜,在此背景下,芯片行业中各阶段企业遭受到了严峻的考验,这也致使整个行业洗牌加剧,各个国家对于芯片行业的布局也叫嚣尘上。

  其实,除了芯片缺货之外,2021年上半年还有不少关于芯片的大新闻发生,如Intel、AMD纷纷发布全新服务器处理器、三星在美建晶圆厂等,下面比特网就为大家盘点一下在2021年上半年芯片行业的大事件。

  芯片缺货将持续多久?

  芯片行业遭遇史无前例的大缺货,但半导体产业的发展依然有其周期性。目前业界广泛关注的焦点是,这波缺货何时结束,供应何时恢复正常。多个信息源都表明,整个半导体缺货行情不会持续太久,但个别芯片的缺货还将持续一段时间。

“缺芯”依旧困扰行业发展 半导体领域2021年上半年大事件盘点

  造成芯片缺货有很多原因,在整个半导体的发展中,大约两三年会产生一个周期,而目前正处于一个供不应求的高峰周期。而在2019年,实际上处于供过于求,也是整个半导体市场下滑的时间点。再往前推两年,2017年则是一个高峰。往往半导体公司在高峰时期会进行大量投资,投资产出的两年后则又产生供过于求的情况。

  从制程方面,大多数集中在8寸晶圆,但8寸晶圆现在非常紧缺。因为过去很多年8寸产能过剩,导致价格跌至谷底。很多工厂,尤其是日本的一些半导体企业,已经关闭了8寸的产线。

  整体来看,Gartner预测明年二季度可能不会现在如此严峻的缺货情况。

  比特网观点:其实,各行业的芯片需求爆发最后都会落在全球几个代工厂仅有的产线上生产,而这几大芯片代工厂,由于没有预期到芯片需求的激增,近年来都没有怎么投入资金在工厂扩建上,这就是今年芯片缺货现象愈演愈烈的根本原因。

  在这一场缺货潮中,处于供应链上游的厂商势肯定赚的盆满钵满,但不计后果的投入扩产也将使得未来所需要承担的风险变得越来越大。

  Intel发布10nm至强处理器

  英特尔在4月7日发布代号Ice Lake-SP第三代至强可扩展平台,采用全新10nm制造工艺、最多40核心80线程,全新Sunny Cove CPU微架构可带来20%的IPC性能提升,处理器平均性能提升46%、AI推理性能提升74%。

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  除了新至强带来全新的微架构和10nm制造工艺外,英特尔还围绕GPU、XPU、FPGA、内存、存储、连接、安全等产品线和技术,包括傲腾持久内存PM200系列、傲腾SSD P5800X、闪存SSD D5-P5316/D7-P5510、20万兆以太网卡E810、Agilex FPGA等产品。按照Intel的说法:“我们没有把至强称作一个服务器产品,它是一个数据中心产品。”

  英特尔2020年6月19日发布Cooper Lake虽然同样隶属于第三代至强可扩展家族,Cooper Lake只用于四路、八路市场,新的Ice Lake-SP则是针对单路、双路市场。Ice Lake-SP和Cooper Lake两者的区别就是制造工艺,Ice Lake-SP终于换装10nm工艺,Cooper Lake还是14nm工艺和SkyLake架构,导致两个系列产品间隔将近10个月。

  英特尔新至强带来三个方面升级,一是目前唯一內建AI加速的x86数据中心处理器;二是高级先进的安全解决方案;三是可扩展性、灵活性、可定制性。

  比特网观点:从未来计算的发展方向来看,一定与效率、安全高度相关。首先,在效率方面,英特尔通过第三代至强可扩展处理器已经实现了计算能力的飞跃;在安全方面,SGX技术配合相关的AI计算、隐私保护等功能,英特尔也带来了目前业内最领先的安全管理技术之一,并且已经和多家企业合作落地,实现了技术和应用的结合。

  总的来说,全新至强可扩展处理器在发布后将会带来不少改变业内应用模式的方案和应用案例,确实体现了英特尔在企业级市场上的统治力。

  AMD发布第三代EPYC处理器

  3月15日,AMD通过线上直播的形式召开新品发布会,正式推出了代号“Milan”(米兰)的第三代EPYC(霄龙) 7003系列处理器。

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  AMD第三代霄龙采用台积电7nm工艺制程,配合2020年11月所发布的AMD Zen3架构,每颗处理器内部最多八个CPU Die、一个12nm IO Die,实现最多64核心128线程、32MB二级缓存、256MB三级缓存、八通道DDR4-3200内存、128条PCIe 4.0总线。

  与上一代产品相比,三代霄龙IPC提升了19%,每瓦性能提升了40%。有业内人士指出,与英特尔至强金牌处理器6258R进行对比,在一款用于气候研究和天气预报的工具“WRF”中,第三代霄龙处理器比英特尔至强金牌处理器6258R快了68%。

  此外,本次AMD一共为EPYC 7003系列规划了19款不同的型号,包括15款双路型、4款单路型,按照核心数量划分有八种,包括8/16/24/28/32/48/56/64核心。同时,AMD将EPYC 7763定为旗舰型号,该处理器具有64核心128线程,频率2.45-3.50GHz,设计热功耗280W,千颗批发价7890美元。

  不过,在数据中心和服务器领域,只有产品是不够的,更需要强大生态的支持。EPYC 经过三年的耕耘,已经赢得了行业的普遍认可,平台厂商、云服务厂商、软硬件方案厂商都十分丰富。

  比特网观点:目前来看,数据中心领域已经高速发展多年。到了数字经济时代,随着视频、社交、在线教育等业务的快速兴起,以及云计算、AI、5G、区块链等新一代数字技术的广泛普及,作为承载存储、传输、算力需求的基础平台,以及支撑新一代数字技术应用的物理底座,数据中心的重要性进一步凸显,它夯实了技术革新的底座,是所有业务赖以发展的根基。

  我们看到,在2017年重返数据中心市场时,AMD宣布了长期发展的路线图。从2017年至今,AMD按照承诺如期推进,以两年一代的节奏共发布三代EPYC处理器产品,凭借创新架构核心和领先制程工艺为国际国内数据中心算力之渴带来完美解决方案。

  三星计划投资百亿在美建设晶圆厂

  是三星电子正在考虑在美国德克萨斯州投资超100亿美元建设一座最先进的芯片制造厂,与台积电在先进制程上进行竞争,以争夺更多美国客户的订单。此前,台积电披露将在美国亚利桑那州建造一家5nm芯片工厂,预计将于2024年完工。

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  虽然只是计划阶段,不过一切顺利的话,将于2023年开始生产。目前三星在韩国国内已有两座EUV光刻机工厂。

  据市场研究机构TrendForce的数据,2020年9月,三星在全球晶圆代工市场的份额为16.4%,台积电的市场份额为54%。三星近期设立的“半导体愿景2030”长期计划,目标是在未来10年里成为全球第一大芯片制造商。不过,三星电子目前与全球芯片代工龙头台积电在全球市场占有率上还有较大的差距,在技术上也有稍微劣势。

  三星希望通过大规模的投资赶上台积电。三星电子2021年的投资有望超过300亿美元,高于台积电2021年250-280亿美元的资本支出。

  台积电的主要资本支出也将用于先进制程技术上,其中80%将用于3nm、5nm及7nm等先进工艺,10%用于先进封装技术量产需求,10%用于特殊工艺。三星电子预计2022年将大规模采用比FinFET更为先进的GAAFET 3nm,保持与台积电在先进制程上的技术竞争。

  比特网观点:在过去很长一段时间内,硅谷所在的加州是很多高科技企业的聚集地,而现在德州由于税率比加州低,劳工和生产成本比硅谷低,所以受到科技公司的欢迎,惠普、甲骨文和特斯拉先后将总部迁至德州。芯片厂商中,除了三星,恩智浦和德州仪器等都在这里设有晶圆厂,并在这次芯片短缺潮中有扩大产能趋势。

  此次,三星在美国建厂,主要是扩大其芯片制造能力。三星在美国拥有的大量客户如 IBM,英伟达,高通,特斯拉等,它们更愿意使用三星位于美国的晶圆厂采用更先进的工艺制造的芯片,这也为三星在美国建立新的晶圆厂带来动力。

  清华大学成立集成电路学院

  4月22日,该校正式成立集成电路学院。学院将布局纳电子科学、集成电路设计与应用、集成电路器件与制造工艺、集成电路专用材料等研究方向。此外,学院将培养本科生、专业型硕士生、学术型博士生以及专项博士生等不同层次和类别的人才。

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  集成电路是电子信息系统的核心,深刻影响着经济发展、社会进步,是大国竞争的战略必争之地。伴随着人工智能等新兴技术的快速发展,新架构、新工艺、新材料不断涌现。作为关键赋能技术,集成电路的作用愈发重要,是引领新一轮科技变革和产业变革的关键力量。

  清华大学是我国集成电路人才培养和科学研究的重要基地,具备丰富学科建设经验和扎实建设基础。六十余年来,清华大学为我国集成电路产业培育了大批人才, 分布在我国集成电路科研、教学和产业一线,占据了我国集成电路产业领军人才的“半壁江山”。

  此次,清华大学成立集成电路学院,决心以更强力度推动我国集成电路事业发展。学院将瞄准集成电路“卡脖子”难题,聚焦集成电路学科前沿,打破学科壁垒,强化交叉融合,突破关键核心技术,培养国家急需人才,实现集成电路学科国际领跑,支撑我国集成电路事业的自主创新发展。

  清华大学集成电路学院将布局纳电子科学、集成电路设计与应用、集成电路器件与制造 工艺、封装与系统集成、集成电路专用装备、集成电路专用材料等研究方向,致力于在破解当前“卡脖子”难题的同时 让未来不再被“卡脖子”。

  比特网观点:值得注意的是,我国半导体企业成立时间不长,人才基数有限,缺乏龙头企业带动,领军人才缺乏,人才分散,一些半导体企业之间互相挖角的现象严重,真正愿意长期投身制造业的人并不多。人才留不住,或是很难在一个技术岗位上坚守多年,也是导致我国领军人才缺乏的原因之一。

  此次,清华大学成立的“芯片学院”并非平地起高楼,而是由清华大学原信息科学技术学院下一个微电子与纳电子学系统独立升级而来。

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