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下游市场驱动力强劲 集成电路产业需求高涨
2021-12-13

以集成电路为主的半导体行业在过去几十年里整体处于上涨趋势,据WSTS数据,自2017年起全球半导体销售规模已经连续四年超过4000亿美元。2019年,由于存储芯片厂商产能扩张,市场供大于求;且模拟芯片需求也有所下降,导致世界半导体销售规模出现下滑。随后的2020年,疫情导致芯片出现短缺,全球销售规模又随价格波动和需求的增长而小幅上扬。除了国际政策和外部贸易环境的影响,自动驾驶、人脸识别、通信技术和云计算等新兴产业的快速发展促使集成电路行业本身加速的进步,以适应更多元化的应用场景和更庞大的算力需求。


从终端应用需求来看,通信行业(手机)、计算机是半导体行业的主要需求侧。据美国半导体行业协会数据,2019年全球半导体应用是通信行业和计算机行业拥有占比分别是33%和28.5%。

虽然智能手机和计算机贡献了半导体终端应用过半的的需求,市场庞大,但这两类产品已经步入存量市场,它们对半导体市场需求增长的帮助并不明显。


物联网产业迅速发展是芯片需求增长的一大推动力,物联网产业感知、传输、平台、应用四层架构中的每一层级,都需要各类芯片的藏于。其中物联网终端层、边缘技术层和应用层对芯片的需求更加多元化,数量也相对较大。据GSMA统计数据显示,2020年,全球物联网设备连接数量高达126亿个,GSMA预测到2025年这一数字将达到246亿。近年来全球物联网设备数量高速增长,五年后全球物联网设备数量近乎翻倍。


物联网基本可以分为面向公用事业单位、面向企业(to B)和面向消费者(to C)三个领域。其中智慧汽车、智慧家庭、智慧工厂等领域在近年来受到广泛关注,带动相关芯片的需求增长。


以智慧汽车为例,目前汽车集成了更多提升驾乘体验的功能,如驾驶辅助、车联网、智慧座舱等,已经远远超出了作为代步和货运工具的角色。而这些智能化的功能都由复杂的机电系统完成,这些系统通常是由机械设备、传感器和多种芯片共同组成。智慧汽车的发展也使得汽车对芯片的需求不断提升。据中汽协预测,到2022年,中国品牌电动汽车评价芯片数量将高达1459颗。

智能可穿戴设备也是物联网的一大应用领域。近年来,智能可穿戴设备市场不断扩大,据Gartner统计,2019年全球用户在可穿戴设备的支出为461.94亿美元,2020年达到689.85亿美元,增幅达到49.3%。随着下游市场快速扩大,上游芯片需求也将水涨船高。


除了面向消费者的设备外,智慧工厂的建设也如火如荼。与面向消费者的设备不同的是,智慧工厂、工业互联网应用的芯片多为工作温度范围更广、设计使用寿命更长的芯片,其在制造与封装工艺上的要求也更高。在芯片种类方面,工业应用中对电源管理芯片、信号链芯片等模拟芯片的需求更大,对微控制器、逻辑芯片等也有一定需求。

数据显示,2016年至2019年,全球工业互联网市场规模复合增长率超过5%,总量已经逼近8500亿美元,市场体量庞大。机构预测在2020年至2025年,这一市场将继续保持6%左右的复合增长率,在2025年市场规模将超过1.2万亿美元。


智慧安防也是备受关注的行业,行业又可以划分为城市安全、企业及机构安防、家庭安防等不同的细分领域。智慧安防设备包括监控设备、人脸识别摄像头、中央计算平台、智能报警器等,这些设备都需要芯片来实现一定的功能。据中安网数据,2020年全国安防行业增长率为3%,总产值达到8510亿元。2019年,智慧安防在整个安防市场的渗透率为5.5%,可以预见这一比例在未来短期内将会极速上升,据估算,2026年前后我国智慧安防市场规模将达到2500亿元。这一市场快速增长的同时,会拉动对显示控制芯片、各类通信芯片、微控制器、用于AI计算的逻辑芯片等不同芯片种类的需求。


除了设备外,云计算等后端算力同样对芯片有巨大需求、云计算是将计算能力以服务的形式提供给用户。数据中心则是云计算服务的基础设施,其主机房包含了交换机、服务器和其它与之配套的设备(例如通信和存储系统)。


由于数据中心需要对大量原始数据进行运算处理,对于芯片等基础硬件的计算能力、存储能力等都有较高要求。据赛迪顾问数据,截至2019年,中国数据中心数量约为7.4万个,约占全球数据中心总量的23%,机架数量由2016年的124万架上升至2019年的227万架。年复合增长率超20%。


在数据传输端,5G技术的应用也推动芯片需求的增长。除了在消费端的应用,如手机里的5G基带芯片,大量的芯片需求来自于5G基站的建设。不同于4G基站,5G信号频段的特性决定了将信号覆盖同样的面积,其基站数量将是4G基站的2倍及以上。据工信部数据显示,截至2021年3月底,中国5G基站数量达81.9万座,2021年预计新建基站80万座。同时,高盛预测,中国5G基站将在未来五年循序渐进式增长。