「劃重點」全球芯片行業發展歷程與市場現狀

「劃重點」全球芯片行業發展歷程與市場現狀

傑克·基爾比

芯片這個稱呼給人狹義的感覺,以為只是處理器,其實稱呼集成電路更靠譜,發明者正是2000年諾貝爾物理學獎獲得者,美國工程師——傑克·基爾比。

沒錯!不是我們一貫認為的科學家,而是工程師,是大名鼎鼎的德州儀器的工程師,從事的正是集成電路的研究。和半導體相關諾貝爾獎很多,但無疑集成電路的發明,是最耀眼的。

1947年,傑克·基爾比畢業於美國伊利諾斯大學,並在一家生產電器元件的公司上班,同時對電子技術方面產生了濃厚的興趣。

傑克·基爾比一邊工作,一邊繼續完成他的碩士學業。待學業完成後,傑克·基爾比轉職於德州儀器工作,在這裡,他得以全身心地投入他的愛好,併產生天才的想法——把電子設備的所有元器件放在一塊材料上製造,並相互連接形成電路。

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這就是集成電路的最初想法。

傑克·基爾比一點沒耽誤,立馬著手研究,當天就把整個構想勾勒出來,並選用硅作為材料。當他把想法告訴他的主管後,受到了高度重視;1958年,傑克·基爾比便申請了此項專利,從此,電子技術進入集成電路時代。

而CPU,代表著集成電路設計和製造的巔峰之作,其高端芯片的核心技術,掌握在少數幾個大公司手裡。

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四十二年後的2000年,七十七歲的傑克·基爾比,因發明集成電路被授予諾貝爾物理學獎。

全球芯片行業發展歷程

英特爾公司的聯合創始人之一戈登-摩爾也在集成電路的早期發展進程中扮演著重要的角色。早在1965年,摩爾就曾對集成電路的未來作出預測。他推算,到1975年每塊芯片上集成的電子組件數量將達到65000個。而實際上,每過12個月芯片上集成的電子組件數量都會翻一番。這就是現在我們所瞭解的計算機“摩爾定律”。

如今,芯片製造商(如英特爾、AMD等公司)生產的芯片上所集成的晶體管數量已達到了空前的水平,而且每個晶體管的體積變得非常微小。比如,一個針尖上可以容納3000萬個45毫微米大小的晶體管。此外,現在的處理器上單個晶體管的價格僅僅是1968年晶體管價格的百萬分之一。

圖表1:全球芯片行業發展歷程

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日本經濟學家赤松要1956年提出產業發展的“雁型模式”,描述產業的產生、發展的動態傳導過程。在過去的近半個世紀,世界芯片行業經歷了兩次產業轉移:第一次在20世紀70年代末,從美國轉移到了日本,造就了富士通、日立、東芝、NEC等世界頂級的芯片製造商;第二次在20世紀80年代末,韓國與我國臺灣成為芯片行業的主力,繼美國、日本之後,韓國成為世界第三個半導體產業中心。

目前,憑藉巨大的市場需求、較低的生產成本、豐富的人力資源,以及穩定的經濟發展和優越的政策扶持等眾多優勢條件,中國已經成為芯片製造、消費大國,亞洲製造從某種程度上正被“中國製造”取代。

未來,隨著全球芯片製造技術的發展和製造成本等條件的變化,以及我國芯片行業技術能力的提升,芯片傳統制造業將呈現出產業再次向外轉移的趨勢,由我國等發展中國家向後發展中國家逐步轉移。

全球芯片行業發展現狀

根據前瞻產業研究院發佈的《2017-2022年中國芯片行業市場需求與投資規劃分析報告》數據顯示:

2010-2016年全球芯片市場規模呈波動變化趨勢,

2014年達到近年來最高值3403億美元,較2013年增長7.89%。

2016年上半年開局疲軟,但是得益於2016年下半年定價的改善以及強勁需求,2016年全球芯片銷售額達到3435億美元,較2015年的3349億美元增長2.6%。

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受動態隨機存取存儲器(DRAM)芯片與NAND閃存芯片市場需求強勁的促進,2017年全球芯片市場的總銷售額預計將同比增長16%,將是IC市場自2010年經濟衰退年(全球芯片銷售額)增長33%後的首次兩位數增長,也是自2000年以來IC市場的第五次兩位數增長。

圖表2:2010-2017年全球芯片銷售額及預測(單位:億美元,%)

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就單純芯片製造而言,在同質化競爭加劇和個性化需求增多的全球市場環境下,通用芯片產品製造的附加值越來越低,芯片製造業的高端價值增值環節已經向產品研發設計和運營、維護等服務生命週期轉移,設計服務、專業化的IP服務、封測服務已經成為芯片製造領域取得新一輪競爭優勢必不可少的生態環境,向服務型企業轉化已經成為全球芯片製造業的重要趨勢。

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就整個芯片行業而言,在經濟全球化深入發展和科技創新孕育新突破的時代背景下,芯片行業正在向全球化、精益化、協同化和服務化發展,未來將實現從“生產型”向“服務型”的轉變,由“硬能力”建設向“軟實力”提升的轉變,從向用戶提供產品和簡單服務轉變為提供系統解決方案和價值。生產性服務業特別是製造業的界線越來越模糊,經濟活動由以產品製造為中心已經轉向以服務體驗為中心。

全球芯片應用領域結構

芯片產品的下游應用非常廣泛,主要市場在智能終端、電腦、消費電子、工業、汽車、軍事、醫療等領域。根據IC Insights的預估,2016年全球芯片行業下游市場大致分為通訊(含手機)、計算機、消費電子、汽車、工業/醫療、政府/軍事等領域,其中最主要的市場是通訊和計算機領域,二者佔比達到74%。其次是消費電子、汽車和工業領域。

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在過去10年,智能終端的普及是芯片行業規模成長的最重要動力,隨著智能手機增速放緩,其帶動效應減弱。IC Insights的研究顯示,手機和個人電腦是芯片產品的兩個最大市場,2016年市場規模分別為866億和635億美元,佔比分別達到25.5%和18.7%。

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