2023半导体未来十大趋势预测

• Chiplet可以大幅提高大型芯片的良率：在高性能计算、AI等方面的巨大运算需求，使得整个芯片晶体管数量暴涨，芯片的面积也不断增大，固有不良率带来的损失增大。而Chiplet可以切割成独立小芯片，有效改善良率，降低不良率带来的成本增长。
• Chiplet可以降低设计的复杂度和设计成本：如果将大规模SoC按不同模块分解成芯粒，做到类似模块化设计，可以重复利用在不同的芯片产品中。这样可以大幅降低设计难度和成本，并且有利于后续产品的迭代，加速产品上市周期。
• Chiplet可以降低芯片制造成本：SoC中主要是逻辑计算单元依赖于先进制程提升性能，Chiplet化后可以根据不同的芯粒选择合适的制程，分开制造，再用先进封装进行组装，极大的降低了芯片的制造成本。

按性能分，芯片分为三种：

• 能用芯片：135-28nm，对应3G手机、家电、消费电子产业

• 够用芯片：14-7nm含chiplet，对应4G手机、L2辅助驾驶、普通座舱

• 好用芯片：7-2nm的尖端工艺，对应5G手机、L5无人驾驶、高级座舱

美国芯片法案的目的是将中国卡在能用芯片中，而为了实现从能用到够用的进阶，有三种途径：

（3）超越摩尔的Chiplet（成熟工艺+Chiplet=先进工艺）。

• RF-SOI（射频绝缘体上硅）：相较于传统的GaAs和SOS技术，不仅成本更低、集成度更高，还发挥了SOI材料结构的优势，所实现的器件具有高品质、低损耗、低噪声等射频性能，主要用于制造智能手机和无线通信设备上的射频前端芯片。

• FD-SOI：FinFET和FD-SOI是发展先进工艺（28nm以下）的两大解决方案。FinFET技术路线的先进工艺带来了工艺复杂、工序繁多、良率下降等问题，使得在28 nm以下制程的每门成本不降反升。FD-SOI技术路线逐渐得到业界关注。

• 理论上，利用DUV光刻机制造的FD-SOI产品，可以达到与采用EUV光刻机制造的FinFET产品相当的性能。

• RISC-V可以满足国产CPU架构自主可控需求。不同于x86、ARM等国外商业公司垄断的私有指令集架构，RISC-V最大的特点是开放标准化，是CPU技术变革的一次绝佳机遇，能够很好的调节软件普适生态和CPU国产自主可控的双重需求。

  RISC-V生态体系也因此正在全球范围内快速崛起，成为半导体产业及物联网、边缘计算等新兴应用领域的重要创新焦点。

• RISC-V全球化立场鲜明。2019年，RISC-V基金会因为担忧美国的贸易法规而搬到了瑞士，并更名为RISC-V International，进而该开源社区的代码上传下载可不受美国出口管制。目前RISC-V基金会的22个主要成员中有12个来自中国，占比超过50%。其中包括华为公司、阿里巴巴集团、中科院计算所等知名企事业单位。

• IP是实现芯片设计国产化的必经之路。IP作为深层关键要素，对于基础软件、芯片设计等浅层要素，以及代工制造、封装测试等中层要素，乃至芯片全产业链都是不可或缺的存在。当前产业界90%以上的SoC都是采用以IP核为主而进行设计的，大量复用IP核代码和专利等硅知识产权。

• 基于RISC-V的CPU IP将迎来历史性发展机遇。目前我国绝大部分的芯片都建立在国外公司的IP授权或架构授权基础上。近年来美国对华科技产业限制层出不穷，IP和芯片底层架构国产化替代已经迫在眉睫，必须实现深层要素的国产化才能实现全栈要素创新。RISC-V凭借其开放优势有望成为IP独立自主的关键根技术。

• 2023年将成为RISC-V的高性能计算元年。截至2022年末，我国大约有50款不同型号的国产RISC-V芯片量产，应用场景集中在MCU、电源管理、无线连接、存储控制、物联网等中低端场景。而目前已有多家创新企业计划在2023年发布对标64核高性能的服务器级处理器，应用领域也有望从专业应用场景逐步拓展到通用计算场景。

2022年美国通过《美国芯片与科学法案》，其中针对半导体行业，计划五年内投入527亿美元的政府补贴。此外，加入“中国护栏”条款，禁止获得联邦资金的公司在中国大幅增产先进制程芯片。这标志着半导体行业将由全球化大分工，转向反全球化。

半导体产业链三种权利：设计权（决定创新和供给）+代工权（决定安全和产能）+设备权（决定产业链安全和工艺底层突破）。

芯片产业全球化分工使设计与制造环节分离，存在供应链的地理分割，加剧了受外部因素影响而供需失衡的风险，因此企业向产业链前端渗透、实现自主可控已是大势所趋。

①智能手机：小米、OPPO、vivo等芯片研发主要聚焦于影像、蓝牙、电池管理等细分领域；

②智能汽车：以特斯拉为先锋，传统车企以及造车新势力如通用、比亚迪、蔚来等也先后进军芯片自研；

终端厂商自研芯片主要由于外部缺芯压力和内部自身发展需要。

①把握产能主动权：全球芯片短缺使部分下游企业产能无法释放，布局芯片领域将保障供应链稳定性。

②满足应用领域功能需求：随智能化发展，高通、英特尔等芯片企业供应的通用芯片难以满足终端日益提升的性能需求，自研定制芯片将形成软硬一体化发展，构建芯片、系统软件、终端产品的生态闭环，抢占智能网联高地。

当前，缺乏代工权已经成为制约中国半导体设计公司发展的关键因素。

①产能不足：设计公司晶圆制造是芯片产业链的重要环节，在当前全球晶圆产能紧缺、终端消费需求复苏的大背景之下，中国大陆芯片仍有较大供需缺口，晶圆代工厂产能无法匹配设计公司不断提升的技术水平。

②利润承压：晶圆短缺导致代工厂涨价，增加IC设计公司成本。

电车智能化进程可分为智能座舱和智能驾驶两条线。

短期内，智能驾驶无法成为智能电车发展重点的主要原因：

①缺少芯片代工：虽然我国有先进制程的设计能力和封测能力，但先进制程的生产制造水平落后，缺少掌握先进工艺的芯片代工厂，高性能芯片供给受约束。

②缺少算法算力：尽管以地平线、海思为代表的国产芯片厂商具备大算力优势，但整体来看，仍难以满足由传感器数量提升带来的爆发式增长的算力需求。

典型的库存周期可分为四个阶段：

①主动去库存（量价齐跌）：晶圆厂产能供过于求，全行业芯片库存达到高点，以手机和家电为代表的下游需求紧缩，于是降价以去库存，消费芯片呈现出量价齐跌状态。

②被动去库存（量跌价平/升）：随需求复苏，库存继续减少，价格保持，随后逐步涨至正常利润线水平。

③主动补库存（量价齐升）：需求增加的速度高于供给增长，库存持续下行，库存去完后供需平衡，厂商扩大供给，进入补库存阶段，量价齐升，处于盈利最佳状态。

④被动补库存（量升价平/跌）：需求相对平稳，而厂商为了应付未来可能的需求，继续增加产量，存在供给惯性，导致供给侧产能过剩。

通过梳理国内半导体行业国产替代的发展脉络，可以分为五个阶段，2023年国产化将从4.0向5.0推进：

我国半导体产业全而不强，半导体产业链的几乎每一个环节都有中国企业，但是整体处于落后位置。由于产业链上下游的中国企业缺乏深度联系，单个企业的进步很容易受美国制裁影响。因此，培育良好的产业生态，实现全自主制造，打通内循环，依托国内的市场优势，实现半导体产业链的不断升级，将成为国内半导体行业国产化5.0的重要目标。

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手机芯片这个功能，有望改变市场格局！