2020年的8大科技熱點:華為與臺積電、5G生死斗、RISC-V與 Arm對決、存儲發(fā)燒
2019 年充斥著許多的不容易,對于所有的艱難時刻,就像華為創(chuàng)辦人任正非日前接受 “華爾街日報” 專訪時,被問到“孟晚舟被抓時您悲傷嗎?” 他回答“忘了”。
這是一種往前看的態(tài)度。2019 年過去了,迎來 2020 年,過去的經(jīng)驗成為開創(chuàng)嶄新一年的肥沃土壤,更重要的是,要能厘清新一年的產(chǎn)業(yè)趨勢、明日技術(shù)與熱點議題等,才能更清晰地往未來前進(jìn)。
問芯 Voice 匯整了 2020 年的 8 大科技熱點,在此幫讀者繼往開來,掌握新一年的產(chǎn)業(yè)趨勢:
- 臺積電繼續(xù)為華為代工的策略,是否會因為美國可能的擴(kuò)大“禁令”,而出現(xiàn)變化。
- 存儲狂熱持續(xù):合肥長鑫和紫光兩大陣營的布局發(fā)展,以及全球 DRAM 和 NAND價格谷底翻揚的趨勢。
- 5G 手機(jī) PK 元年,帶動手機(jī)換機(jī)潮、芯片生死斗。
- RISC-V 開源生態(tài)勢力擴(kuò)大,對 Arm 生態(tài)的沖擊。
- AI 的進(jìn)化,從云端到邊緣的趨勢崛起。
- 后摩爾定律時代,Chiplet 熱潮來襲。
- 芯片加速國產(chǎn)替代策略,擺脫對進(jìn)口的依賴。
- 大基金二期 2000 億的動向,看中哪些標(biāo)的?
一,臺積電繼續(xù)為華為代工的策略,是否會因為美國可能的擴(kuò)大“禁令”,而出現(xiàn)變化。
2019 年 5 月美國商務(wù)部將華為列入出口管制的實體清單( Entity List ),銷售給華為的產(chǎn)品當(dāng)中,涵蓋硬件、軟件等的美國技術(shù)含量超過 25%(包括制造地位于美國、技術(shù)源于美國,以及源自美國的內(nèi)容超過 25%,但在美國以外制造都算),就會被要求 “斷供” 華為,導(dǎo)致 Google、Arm、賽靈思等歐美供應(yīng)商第一時間啟動一波斷供潮。
當(dāng)時臺積電的力挺,是讓華為持續(xù)出貨的重要關(guān)鍵。
臺積電能持續(xù)出貨,是因為出口給華為的產(chǎn)品中,在不包含晶圓制造設(shè)備下,源自美國的技術(shù)含量并未超過 25% ,這當(dāng)中的關(guān)鍵是機(jī)臺設(shè)備沒有計算在內(nèi),而原物料可以用非美系的供應(yīng)商作替代。
日前有消息傳出,美國可能在 2020 年擴(kuò)大對華為的供貨禁令,將使用美國技術(shù)含量標(biāo)準(zhǔn)從 25% 下調(diào)至 10%,目的在于干擾臺積電繼續(xù)供應(yīng)華為。
臺積電在 2019 年底澄清指出,美國并沒有改變策略,因此目前對于華為的供貨并沒有改變。
這個政策是否會改變,農(nóng)歷年前可以先觀察一波。因為,臺積電將在 2020 年 1 月 16 日舉行投資人說明會,而外傳,美國若有進(jìn)一步的措施,第一個時間點有可能是 2020 年 1 月 17 日。
在臺積電幫華為代工的部分,業(yè)內(nèi)的關(guān)注都聚焦在高端工藝技術(shù)方面,因為越高端的技術(shù),能替代的供應(yīng)商較少。
根據(jù)業(yè)內(nèi)人士推估,臺積電在 7nm 工藝節(jié)點上,美國技術(shù)含量中應(yīng)該可以壓低在 10% 以內(nèi),約 9.x%,而 16nm 和 28nm 工藝技術(shù),美國技術(shù)含量約在 12%~15% 左右。
7nm 工藝中所含的美國技術(shù)含量(包含原物料、IP、EDA 工具等),會較 14nm/28nm 工藝低,是因為 7nm 工藝的研發(fā)難度十分高,臺積電自主研發(fā)比重加重,因此稀釋掉一些來自美系供應(yīng)商技術(shù)的比重,未來 5nm 研發(fā)也是同樣趨勢。
供應(yīng)鏈指出,2020 年華為對臺積電下單的 7nm/5nm 工藝的產(chǎn)能數(shù)量,原本約 40 萬片產(chǎn)能,之前已下修到 32 萬片左右。
如果美國的禁令將技術(shù)含金量從 25% 下調(diào)至 10%,比較可能受沖擊的是 16nm 和 28nm 工藝的出貨,可能的因應(yīng)方式,是華為的 16nm/28nm 訂單轉(zhuǎn)投 7nm,或是轉(zhuǎn)到中芯國際投片 14nm,屆時也考驗中芯 14nm 良率提升的進(jìn)度。
二,存儲狂熱持續(xù):合肥長鑫和紫光兩大陣營的布局發(fā)展,以及全球 DRAM 和 NAND Flash 價格谷底翻揚的趨勢。
過去兩年芯片自主可控趨勢下,存儲芯片一直都是焦點,有長江存儲成功研發(fā) 64 層 3D NAND 的好消息,也有 DRAM 廠福建晉華被美禁運的挫折,直到 2019 年合肥長鑫宣布 8Gb DDR4 芯片成功量產(chǎn)的消息,再度振奮國內(nèi)存儲產(chǎn)業(yè)。
隨著 2020 年來到,無論是在技術(shù)、價格、各方陣營勢力上,存儲產(chǎn)業(yè)局勢只會更火熱,
在國內(nèi) DRAM 產(chǎn)業(yè)方面,2020 年是合肥長鑫的 DRAM 芯片開始放量期的關(guān)鍵期。
合肥長鑫的成功研發(fā)實屬不易,算是完成新技術(shù)第一階段的順利過關(guān)。2020 年將進(jìn)入第二階段的考驗,也就是產(chǎn)品到了客戶端后,客戶方面的反饋狀況,這也牽涉到之后的擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度。
尤其紫光也宣布要進(jìn)軍 DRAM 自主研發(fā)陣營后,與合肥長鑫將會有一番資源拉鋸,包括人才網(wǎng)羅,以及未來大基金可能會再加碼投資哪一個陣營?是非常重要的觀察指標(biāo)。
存儲產(chǎn)業(yè)需要關(guān)注的第二個焦點是價格走勢,2020 年可能是存儲價格復(fù)蘇的一年。
DRAM 產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)近 5 季的庫存調(diào)整后,已經(jīng)在 2019 年第四季出現(xiàn)復(fù)蘇跡象,展望 2020 年第一季因為是傳統(tǒng)淡季,需求提升速度比較慢,然而,2020 年逐漸進(jìn)入供需平衡是可以預(yù)期的,預(yù)期第二季 DRAM 價格可開始反轉(zhuǎn)向上,揮別低潮。
調(diào)研機(jī)構(gòu) TrendForce 預(yù)估,2020 年 DRAM 的供給成長 12.2%,低于 2019 年的 19%,意即 2020 年供給將較 2019 年縮減。
因為近兩年存儲廠減少資本投入,并且放緩擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度,且部分供應(yīng)商更將 DRAM 產(chǎn)線轉(zhuǎn)換到訂單爆滿的傳感器 CIS 上,2020 年 DRAM 供給量順勢降低,為 DRAM 價格反彈鋪好道路。
在需求面上,2020 年有 5G 手機(jī)陸續(xù)上市的刺激,平均每支手機(jī)的存儲搭載量由 3.76GB 提升到 4.25GB,年成長達(dá) 13%。此外,服務(wù)器用的存儲容量也由 303GB 提升到 396GB,這兩個應(yīng)用板塊都大幅刺激 2020 年 DRAM 需求量增加。
三,5G 手機(jī) PK 元年,帶動手機(jī)換機(jī)潮、芯片生死斗。
全球智能手機(jī)出貨量已出現(xiàn)連續(xù) 3 年未成長的趨勢,隨著 5G 手機(jī)熱潮來襲,2020 年將挑戰(zhàn)終結(jié)智能手機(jī)出貨衰退格局。
相較于 2018 年全球智慧型手機(jī)總出貨量下滑至 14 億支,估計 2019 年出貨量也是持續(xù)衰退。
這當(dāng)中原因,不外乎是過往積累了一波未換機(jī)的消費者,可能是因為現(xiàn)在手機(jī)的使用年限較長,加上有吸引力的新功能有限,因此拉長換機(jī)頻率。
再者,也有部份消費者是基于既然要換手機(jī),那就等待 5G 手機(jī)上市的延后消費心理。
2019 年 5G 手機(jī)上市開賣以來,估計出貨約可達(dá) 850 萬支,滲透率不到個位數(shù)幅度。
調(diào)研機(jī)構(gòu) IDC 指出,2020 年估計全球智能手機(jī)出貨量將超過 14 億支,回到正成長軌道。其中,5G 智能手機(jī)出貨量可達(dá) 1.9 億支,占整體智能手機(jī)總數(shù)的 14%,而該數(shù)字也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越 2010 年 4G 智能手機(jī)開跑元年的 1.3%。
再者,科技業(yè)者也看好隨著全球運營商的 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍擴(kuò)大,5G 的入門款手機(jī)價格降低,估計到了 2024 年,5G 手機(jī)占整體智能手機(jī)的出貨量可望逼近 50%。
5G 熱度一天天升溫,可以想見芯片界更迎來一場廝殺戰(zhàn),除了海思的麒麟 990,高通也端出旗艦款 S865 和單晶片 S765,以及聯(lián)發(fā)科的天璣 1000。
高通積極宣傳 S765 性能的優(yōu)勢,表示支援中低頻的 Sub-6(6GHz 以下)及高頻 mmWave(毫米波),而聯(lián)發(fā)科的天璣 1000 只支援 Sub-6。
聯(lián)發(fā)科則表示,天璣 1000 是已經(jīng)整合 5G modem 的 SoC,而高通 S765 也是 SoC 芯片,但最旗艦款的 S865 卻是需要外掛 modem X55 來協(xié)同運作。
對于高通的 S865 需要外掛一個 modem 芯片,成了聯(lián)發(fā)科狂打?qū)κ值狞c。
聯(lián)發(fā)科技執(zhí)行副總顧大為談起對手高通的 S865 方案仍采用分離外掛方式時,就意有所指的表示,“如果你要問我,5G 中有哪些例子,是適合采用分離式設(shè)計而不適合 SoC,我還真想不到。”
高通則是表示,把 modem 芯片 X55 整合進(jìn) S865 中并不是問題,但在效能和連接能力上無法達(dá)到完美,為了追求更好的性能,因此選擇采用外掛式的方案。
其實5G 芯片以 SoC 或是外掛方案都各有優(yōu)缺點。
采外掛方案(處理器 AP 和 Modem 兩顆芯片分離)的缺點是耗電高、占用的手機(jī)設(shè)計空間較大,因此要減少電池的可用空間。
但此方案的優(yōu)點是具“彈性”,針對不打算快速建置 5G 網(wǎng)絡(luò)的國家,高通的 S865 可以不用外掛一顆支援 5G 的 X55,改外掛 4G 的數(shù)據(jù)機(jī)芯片即可。
在價格戰(zhàn)方面,雖然各廠的 5G 芯片都是從中高端切入,價格戰(zhàn)卻已提前開打,嗅到 5G 大戰(zhàn)的白熱化。
聯(lián)發(fā)科因為有臺積電產(chǎn)能的支援,天璣 1000 喊出 70 美元~85 美元,高通的 S765 5G 單晶片價格則是 70 美元,旗艦款 S865 芯片外掛 Modem 芯片是開出整套 120~150 美元。
高通總裁 Cristiano Amon 日前指出,樂見競爭者加入一起來擴(kuò)大 5G 的推廣,也有利于 5G 手機(jī)的平均價格快速降低。外界解讀,高通釋出此言,在暗示不畏懼價格戰(zhàn)的開打。
在客戶方面,采用聯(lián)發(fā)科解決方案的有 OPPO、VIVO 等; 采用高通 S765 系列的有小米等。
四,RISC-V 開源生態(tài)勢力擴(kuò)大,對 Arm 生態(tài)的沖擊。
RISC-V 原本是一個由學(xué)術(shù)圈發(fā)起的開源硬件專案,在 2019 年美國禁運令的推波助瀾下,RISC-V 開源的特性,成為國內(nèi)芯片自主可控風(fēng)潮的受益者,有如野火蔓延,RISC- V 這把火燒下去,連龍頭 Arm 都感受到壓力。
Arm 也嗅到競爭氛圍,在 2019 年宣布一個重大的新策略,就是針對 Arm v8-M 架構(gòu)推出 Arm 客制化指令(Custom Instructions),不會對新的或既有授權(quán)廠商收取額外費用,會讓 SoC 設(shè)計工程師在沒有軟件碎裂風(fēng)險下,可以針對特定嵌入式與 IoT 應(yīng)用加入自己的指令。
Arm 的客制化指令集將從 Cortex-M 核心開始,以支援較大 SoC 設(shè)計專案中的微控制器核心,第一個支援客制化指令集的會是 Cortex-M33,未來其他 Cortex-M 核心也會支援客制化功能,且 Arm 不會對此收取額外費用。
這樣的調(diào)整也被視為是面對 RISC-V 開源指令集的崛起,所作出適當(dāng)反應(yīng)。
日前中國工程院院士倪光南也指出,未來 RISC-V 很可能發(fā)展成為世界主流 CPU 之一,從而形成 CPU 領(lǐng)域 x86、Arm、RISC-V 三分天下的格局。
這一番說法,肯定了開源的 RISC-V 架構(gòu)有望為國內(nèi)自主可控生態(tài)建設(shè)的可行之路,目前支援 RISC-V 架構(gòu)的芯片公司有晶心、芯來、阿里平頭哥等。
五,AI 的進(jìn)化,從云端到邊緣的趨勢崛起。
AI 技術(shù)的演進(jìn),應(yīng)用面的普及,已經(jīng)逐漸滲透并改變我們的生活,而下一個加速 AI 融入我們生活的關(guān)鍵,是云端走入 “凡間” 的 edge computing 技術(shù),也就是 “AI at the Edge ” 已經(jīng)成了非常重要的一股崛起趨勢。
過去,很多業(yè)界投入的 AI 技術(shù)多是屬于云端 AI,也就將搜集到的資訊都上傳到云端,再透過資料中心、服務(wù)器進(jìn)行比對分析,再反饋回終端裝置。
這樣的趨勢經(jīng)過多年的普及、進(jìn)化,開始發(fā)現(xiàn)了不足之處,因為搜集資訊到傳送資料到云端,再等待分析后才反饋到終端,過程太“遙遠(yuǎn)”、傳輸上的負(fù)荷也很重。
因此,大家開始思考讓一些簡單的資料分析和反饋在邊緣端就可以完成。所謂的邊緣計算 edge computing,其中 edge 指的是靠近數(shù)據(jù)源的運算單位,這樣的概念也是物聯(lián)網(wǎng) IoT 概念的一環(huán),由此可知,邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)一樣,都有可不可缺的關(guān)鍵字:低功耗。
近期有幾家鎖定邊緣計算芯片的 AI 公司,像是江行智能就是一家邊緣計算技術(shù)與服務(wù)提供商,董事長劉江川是香港科技大學(xué)計算機(jī)系第一位 IEEE Fellow。
江行智能推出的 EdgeBox 可以在邊緣側(cè)進(jìn)行實時計算,以及及時回傳預(yù)警信息等,通過對海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、分析處理,提升企業(yè)運作的效率,像是應(yīng)用在電力、新能源、工業(yè)流水線監(jiān)控、運營商等領(lǐng)域,可以降低電力行業(yè)的通信開銷和計算延遲。
另外,探境科技也是從語音 AI 芯片出發(fā),朝圖像 AI 領(lǐng)域前進(jìn),要逐漸覆蓋多數(shù)的邊緣應(yīng)用領(lǐng)域,看好邊緣端商機(jī)才剛開始而已。
六,后摩爾定律時代,Chiplet 熱潮來襲。
Chiplet 芯粒,在這一年來是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)非常熱門詞的名詞,有助于延緩摩爾定律失效。
什么是 Chiplet?簡單來說就是一顆商品化的且具備功能(如 USB、存儲器)特征的裸晶片(die),從系統(tǒng)端的角度來進(jìn)行分解,然后開發(fā)出多種具有單一特定功能,可相互進(jìn)行模塊化組裝的裸晶片,例如存儲、計算、信號處理、數(shù)據(jù)流管理等功能,最終以此為基礎(chǔ)建立一個 Chiplet 的芯片網(wǎng)絡(luò)。
Chiplet 的普及對芯片產(chǎn)生什么影響?傳統(tǒng)設(shè)計一顆 SoC 時,是從不同的 IP 供應(yīng)商購買包括軟核(代碼)或硬核等 IP,結(jié)合自家研發(fā)的模塊再集成一顆 SoC,再以半導(dǎo)體工藝品技術(shù)來完成。
進(jìn)入 Chiplet 模式后,可能不需要買 IP 和自己做設(shè)計和生產(chǎn),只需要購買已經(jīng)做好的芯片裸片 die,再通過先進(jìn)封裝形成一個 SiP(System in Package)。
像是2019 年堪稱國內(nèi)芯片界最神秘的半導(dǎo)體廠“武漢弘芯”,也是臺積電前營運長蔣尚義休息多年之后復(fù)出的代表作,就是鎖定 Chiplet 的技術(shù)概念。
再者,美國國防高等研究計畫署 (DARPA) 推動的電子產(chǎn)業(yè)振興計畫(ERI),也開始主導(dǎo) Chiplet 系統(tǒng)的 I/O 標(biāo)準(zhǔn)。
由于 Chiplet 技術(shù)概念是圍繞在后摩爾定律中,因此非常適合國內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)者發(fā)力,輔以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的布局推廣,將 Chiplet 技術(shù)的力量發(fā)展出去。
七,芯片加速國產(chǎn)化,持續(xù)擺脫對進(jìn)口的依賴。 2019 年美國對華為的一紙禁令掀起全球風(fēng)暴,更注定中國走向芯片國產(chǎn)化替代,擺脫對進(jìn)口芯片的依賴成了不能回頭的路,因為華為的境遇,正是中國在科技發(fā)展的縮影。
中國在核心芯片技術(shù)受制于人上,被卡脖子的情況非常嚴(yán)重,過去十年在芯片設(shè)計上發(fā)展最好的是華為的海思麒麟系列處理器,已經(jīng)可以高通的驍龍芯片一較高下。
中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會 IC 設(shè)計分會理事長魏少軍曾在南京舉行的 ICCAD 2019 上指出,2018 年中國進(jìn)口芯片金額的數(shù)字是高達(dá) 3100 億美元,有超過 50%,約 1584 億美元的芯片是用于國內(nèi)消費市場(其他的可能是做成系統(tǒng)銷售到海外)。
雖然芯片不可能做到 100% 國產(chǎn)替代,但進(jìn)口芯片的比重仍高,未來幾年芯片國產(chǎn)化的趨勢,不會放緩。
八,大基金二期 2000 億啟動的動向,看中哪些標(biāo)的?
大基金二期的募集資金約 2000 億元左右,持續(xù)聚焦集成電路產(chǎn)業(yè)鏈布局投資,重點將投向芯片制造以及設(shè)備材料、芯片設(shè)計、封裝測試等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié),隨著中美摩擦的發(fā)展,無論是大基金二期或是科創(chuàng)板的誕生,對對于芯片國產(chǎn)替代具有催化作用。
2014 年成立的大基金一期主要投資在芯片制造領(lǐng)域,占比 65%,其他少數(shù)為設(shè)計、封測、裝備材料等,公開投資 23 家公司。
2019 年募資完成的大基金二期,金額略為超過 2000 億元,預(yù)計會鎖定在內(nèi)存、SiC/GaN 等第三類半導(dǎo)體、物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、智慧汽車等領(lǐng)域,未來大基金二期投資的公司,也將是產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點。