IC业务前景多云

在2019年上半年放缓之后，芯片制造商和设备供应商在今年下半年面临阴云密布的前景，2020年可能会复苏。

总体而言，半导体行业从2018年中后期开始放缓，并延续到2019年上半年。在今年上半年，内存和非内存供应商受到需求低迷和库存过剩的负面影响。美国和中国之间正在进行的贸易战加剧了这种情况。

展望未来，今年下半年的前景喜忧参半。存储芯片预计将保持疲软，但逻辑和其他非存储芯片行业正在回暖。包装公司也看到了新的需求，尤其是对高级包装的需求。

在最近的第二季度电话会议上，台积电给业界带来了一些新的乐观情绪。现代半导体方面表示:“已经度过了景气周期的底部，下半年的前景将更加乐观。”

人工智能(AI)、5G和高性能计算是台积电和其他设备制造商的亮点，但汽车领域仍然低迷。美中贸易战是最大的未知数。最近，美国政府禁止美国供应商向中国电信巨头华为销售芯片。美国开始放宽限制，但困惑仍然存在。最终，与华为有业务往来的芯片供应商将面临一些不确定性，如果不是销量减少的话。

不过，也不全是厄运和悲观。IC Insights预计，2019年下半年半导体市场将增长9.7%。但这无法弥补上半年的大幅下滑。根据该公司的数据，由于内存持续低迷，预计2019年整体IC市场将比2018年下降15%。

根据IC Insights的数据，2020年，芯片业务预计将反弹并增长6%。IC Insights总裁比尔·麦克林(Bill McClean)表示:“我们看到集成电路市场下半年反弹的一些势头将延续到2020年。”“可能2020年恢复增长的最重要假设是稳定内存定价。随着今年资本支出大幅削减，并可能延续到明年，供需平衡应该会恢复。”

预计内存价格也将在2020年反弹。McClean表示:“如果出现这种情况，明年整个IC市场将出现中等至高个位数的增长。”

当然，由于几个变量，预测可能会在一夜之间发生变化。为了帮助行业走在前面，半导体工程公司已经看了看在各个领域的未来-晶圆厂设备，代工，内存和包装。

设备预测:疲软
对于半导体设备行业来说，这是一段艰难的时期，该行业正处于低迷之中。问题始于2018年，当时DRAM和NAND都陷入了供过于求的模式，导致设备订单放缓。2018年代工行业设备订单较好。

经济低迷蔓延到2019年上半年。尽管2019年下半年整体半导体市场存在一些乐观情绪，但近期设备前景黯淡。超大规模集成电路研究公司(VLSI Research)首席执行官丹•哈奇森(Dan Hutcheson)表示:“下半年对半芯片来说将会更好。”“半导体设备的情况也不会好到哪里去。”

根据VLSI Research的数据，总体而言，半导体设备市场预计在2019年将下降17.3%。据该公司称，2018年的增长率为16.6%。

“你有两件事要做。内存供应过剩，造成了与价格相关的低迷。”“现在，我们看到宏观经济放缓，因为经济一直在放缓。欧洲经济已经放缓。中国经济已经放缓。需求也很疲软。”

在2019年下半年，fab工具供应商看到了一幅复杂的画面。简单地说，内存仍然疲软，而代工正在获得动力。

例如，在领先的晶圆代工领域，三星和台积电正在加紧7纳米工艺，并计划在2020年实现5纳米工艺。对于这些节点，三星和台积电将在晶圆厂插入极紫外(EUV)光刻技术。

EUV使用13.5nm波长技术在设备上打印精细特征。但由于技术方面的挑战，该行业部署EUV所需的时间比预期的要长。

尽管如此，唯一的EUV扫描仪供应商ASML仍从这种转变中受益。“这个行业正在经历一个技术周期，”Hutcheson说。“光刻技术的低迷程度最小。EUV正变得越来越强大。”

不过，并非所有的300mm刀具都在蓬勃发展。“如果我们看看晶圆厂设备的前景，受到打击最严重的是离子植入、CMP和蚀刻。由于NAND市场放缓和产能过剩，蚀刻和清洁技术受到了冲击。”

EUV并不是唯一的亮点。在经历了一段平静之后，200mm设备市场再次升温。Lam Research战略营销高级总监David Haynes表示:“从整个市场的角度来看，200mm设备的需求肯定超过了供应。”

SPTS总裁兼Orbotech执行副总裁Kevin Crofton表示:“下半年，我们看到所有行业都在增长，特别是用于5G基础设施的射频功率放大器和滤波，这是200mm和150mm晶圆活动。”(KLA最近完成了此前宣布的对SPTS/Orbotech的收购。)

与此同时，在后端领域，包装设备市场正在反弹，至少在某些领域是这样。CyberOptics总裁兼首席执行官苏博德·库尔卡尼(Subodh Kulkarni)表示:“先进的封装是一个亮点。“高级包装检查是一个亮点，因为你需要检查每一步。”

设备行业也有其他趋势。“目前，3D集成代表着最大的增长。先进的包装紧随其后。MEMS仍然是一个不错的业务。如果你看看MEMS，增长率是静态的。它们越来越便宜了。这些公司必须在MEMS领域寻找不同的增长机会。例如，我们看到越来越受欢迎的一件事是光子集成，”EV集团业务发展总监托马斯·乌尔曼(Thomas Uhrmann)说。

那么2020年呢?根据VLSI Research的数据，由于内存市场的反弹和其他因素，半导体设备业务预计将在2020年反弹并增长7.3%。

据该公司称，平均而言，晶圆厂产能利用率预计将从2019年的84.3%跃升至2020年的90.1%。VLSI Research的Hutcheson表示:“通常，当这一比例超过90%时，就意味着设备市场相当强劲。”

根据SEMI的另一项预测，2020年设备销售额将达到588亿美元，比2019年增长11.6%。相比之下，2019年下降了18.4%。SEMI预计，到2020年，中国将超过韩国，成为全球最大的设备市场。

图1:设备市场规模和区域增长趋势来源:SEMI

混合铸造展望
大多数代工供应商在2018年结束时突然放缓，并延续到2019年上半年。展望未来，代工供应商在2019年剩余时间面临喜忧参半的前景，但对2020年持乐观态度。

IC Insights的McClean表示:“目前，我认为2019年代工市场将持平，2020年增长5%。”

代工业务涉及多个市场前沿、成熟节点和专业工艺。每个领域都有不同的增长动力。

前沿代工市场涉及多个工艺节点，如16nm/14nm、10nm/7nm及以上。在这些节点上，晶圆代工厂正在加快基于finFET晶体管的工艺。(英特尔开始在22纳米阶段生产finFET。)针对高端应用，finfet比传统平面晶体管速度更快，功耗更低。

7nm代工市场的基数很小，但它是2019年为数不多的亮点之一。据IBS称，总体而言，2019年7nm代工市场预计将达到100.4亿美元，比2018年增长218%。

台积电首席执行官魏则西(C. C. Wei)在最近的一次电话会议上表示:“(7nm市场)将受到高端智能手机新产品发布、5G发展加速以及高性能计算应用越来越多地采用我们的7nm节点的推动。”

人工智能是另一个驱动力。大量新的AI无晶圆厂芯片初创公司正在浮出水面，这些公司正在围绕机器学习和深度学习设计芯片。

人工智能芯片是否需要7nm和5nm还不清楚，但在这一领域需要更多的计算性能。D2S首席执行官Aki Fujimura表示:“由于所有问题领域的可用数据都在呈几何级数增长，因此几乎可以肯定，仅为了处理深度学习负载，所需的计算能力就会大幅提高。”

并非所有代工客户都要求10nm/7nm和5nm。GlobalFoundries首席技术官加里·巴顿(Gary Patton)表示:“如果你展望2022年或2023年，12纳米及以上技术大约占市场的80%。”“如果你回到10年前，这一比例会更大——50%将是领先优势。但参与其中的玩家越来越少。成本越来越高。”

一些传统市场的表现要好于其他市场。例如，2018年陷入供过于求模式的28nm代工市场，在2019年没有反弹的迹象。

晶圆代工厂对他们新的22nm和18nm工艺寄予了更高的期望。22nm也代表了下一代存储器STT-MRAM的起点。STT-MRAM结合了SRAM的速度和闪存的非易失性，具有无限的续航能力。

五家芯片制造商——globalfoundries、英特尔、台积电、三星和联电——正在开发和/或加强STT-MRAM的嵌入式版本，用于微控制器(mcu)和其他设备。

单片机由CPU、嵌入式闪存、SRAM和外设组成。嵌入式闪存，即NOR，在28nm/22nm节点上已经失去动力。

这就是嵌入式STT-MRAM适合的地方——它将取代NOR来提高mcu的性能。UMC产品营销总监David Hideo Uriu表示:“系统将集成一个微控制器，需要更低的功耗来减少电池消耗，并提供高续航能力。”

嵌入式STT-MRAM针对的是其他应用程序。Uriu说:“此外，高密度MRAM适用于缓存，NAND闪存的加速，或作为SRAM应用的替代品。”

与此同时，代工供应商和设备制造商多年来一直在追逐汽车市场。2019年上半年，汽车芯片领域表现低迷。由于中国经济放缓，汽车市场本身也很疲弱。

电动汽车(EV)是一个亮点，尤其是在中国。根据IHS的数据，从2018年7月到2019年3月，中国的电动汽车销量增长了85%。

电动汽车只占全球汽车市场的一小部分，但这一业务正在增长。Wolfspeed电力产品高级总监盖伊•莫克西(Guy Moxey)表示:“它的年复合增长率绝对很高，但基数非常小。”

总之，5G、人工智能、电动汽车等细分市场都很有前景。但基于目前的环境，整个IC行业的能见度仍不明朗。例如，联华电子联席总裁Jason Wang在最近的季度电话会议上表示:“尽管美中贸易紧张局势造成了市场不确定性，但我们预计无线通信领域的特定领域将在短期内对供应链进行向上调整，这应该会导致晶圆需求略有增加。然而，我们观察到，在全球经济环境疲软的情况下，客户继续谨慎管理库存，这可能会导致2019年下半年业务预测的能见度降低。”

内存问题
与此同时，内存市场正处于艰难时期，尤其是DRAM和NAND。2018年，NAND市场下滑，陷入供过于求的模式，并延续到2019年上半年。DRAM市场也是如此。

DRAM在系统中用作主存。以存储为目标，3D NAND是当今平面NAND闪存的继承者。与平面NAND不同，平面NAND是2D结构，3D NAND类似于垂直的摩天大楼，其中水平层的存储单元堆叠起来，然后使用微小的垂直通道连接起来。

3D NAND是通过设备中堆叠的层数来量化的。随着层数的增加，位密度也会增加，从而使ssd具有更大的存储容量。今天，供应商正在增加96层3D NAND设备，首批128层3D NAND产品将于年底推出。

虽然DRAM和3D NAND都在继续发展，但这两个内存市场仍然低迷。IC Insights的McClean表示:“目前的预测是，受需求弹性的推动，2019年NAND市场规模将下降32%，至406亿美元，比特量将增长42%。”“目前的预测是，2019年DRAM市场规模将下降38%，至620亿美元，低于2018年的994亿美元，而今年的容量将增长17%。”

这种情况预计将在明年发生变化。McClean表示:“在今年内存IC asp预计下降33%之后，我们预计2020年内存asp将增长9%。”

其他人也看到了记忆力的复苏。"与内存相比，(代工市场)更为稳定，" ASM International营销总监Bob Hollands表示。“目前最大的问题是内存市场。这不是什么秘密。问题是什么时候会转变?从我听到的大多数人那里，这是一个两年的周期。这意味着明年某个时候情况会好转。关于它何时开始再次增长的预测五花八门。”

与此同时，经过多年的研发，新型存储器也终于获得了一些吸引力。STT-MRAM，相变存储器(PCM)和电阻存储器(ReRAM)是生产中的新存储器类型。市场研究公司Objective Analysis和Coughlin Associates的数据显示，新兴存储器市场规模不大，但预计到2029年，其总营收将达到200亿美元。

STT-MRAM正在获得动力。PCM(有时称为PCRAM)也是如此。英特尔的3D XPoint技术就是PCM的一个例子。PCM以非晶态和晶体相存储信息。ReRAM是基于电阻元件的电子开关。

应用材料公司金属沉积产品副总裁Kevin Moraes在一篇博客中说:“PCRAM和ReRAM是快速、非易失性、低功耗、高密度的内存，可以用作存储级内存，填补服务器DRAM和存储之间不断扩大的性价比差距。”“随着行业在人工智能计算时代的发展，随着传统内存的不断进步，人们对新型内存的兴趣也会越来越大。所有这些努力的关键是使用新材料和3D结构来提高芯片性能、功耗和成本。”

更先进的包装
与此同时，在集成电路封装领域，前景也是喜忧参半。2019年上半年，包装公司在大多数领域都出现了放缓。

在先进封装的推动下，整体IC封装市场预计将在2019年下半年反弹。据Yole Développement称，总体而言，2019年先进包装市场预计将增长6%。

Veeco超科技事业部光刻应用副总裁Warren Flack表示:“今年下半年，先进封装市场显示出改善的迹象。“由于移动芯片的季节性需求周期，大多数osat在第三季度的利用率都较高。我们还看到2.5D中间体和扇出封装需求的增长，主要来自高性能计算、图形处理器、AI和5G相关客户。由于价格疲软和库存增加，内存市场在资本支出方面继续保持保守。”

在高级包装领域，扇出式包装和小芯片包装的势头正在形成。扇出被分类为晶圆级封装，其中模具是在晶圆上封装的。风扇输出分为低密度(小于500i / o)和高密度(大于500i / o)两部分。

日月光高级工程总监John Hunt表示:“移动设备仍是低密度和高密度风扇输出的主要增长动力之一。”“随着我们获得一级和二级汽车的资格，汽车行业将开始增长势头。高端市场的服务器应用程序正在增长。”

下一个大事件是小芯片。在chiplets中，其思想是在库中有一个模块化芯片(或chiplets)菜单。然后，使用模对模互连方案将它们集成到一个包中。

结论
2019年下半年，芯片制造商、设备供应商和包装公司的情况要好一些。但可以肯定的是，有很多变量和未知因素。

不过，从过去的历史来看，当前的低迷不会永远持续下去。“这个行业总是会经历周期。这就是其中一个循环。我们总是能很快走出困境，”CyberOptics的库尔卡尼说。

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