過(guò)去十幾年里，由智能手機(jī)帶動(dòng)的芯片需求是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)當(dāng)之無(wú)愧的主力軍。iPhone和安卓手機(jī)的爆紅，帶動(dòng)著整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在過(guò)去十年發(fā)生了翻天覆地的變化。根據(jù) Siltronic 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020 年 12 英寸晶圓面積需求最大的終端市場(chǎng)為智能手機(jī)市場(chǎng)，占比高達(dá)25%。

　　其實(shí)早在前幾年，大家就開(kāi)始預(yù)言智能手機(jī)即將謝幕，不過(guò)，過(guò)去幾年智能手機(jī)市場(chǎng)依然維持著穩(wěn)定的基本盤(pán)，但在歷經(jīng)疫情和地緣政治的影響下，智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)舉步維艱，日前郭明淇更是爆料，國(guó)內(nèi)各大安卓手機(jī)品牌今年迄今已削減約1.7億部訂單(占2022年原出貨計(jì)劃的20%)。

　　臺(tái)積電日前披露的財(cái)報(bào)，更是成為了一個(gè)風(fēng)向標(biāo)。在他們的財(cái)報(bào)中，手機(jī)貢獻(xiàn)的營(yíng)收在近年來(lái)首次跌落神壇，被HPC超越。而從這份財(cái)報(bào)中，我們也看到汽車(chē)電子業(yè)務(wù)增長(zhǎng)迅猛。

　　為此在筆者看來(lái)，屬于智能手機(jī)半導(dǎo)體的黃金時(shí)代落下帷幕，新的HPC和汽車(chē)電子時(shí)代，疾步而至。

　　手機(jī)成就的半導(dǎo)體黃金十年

　　自2007年蘋(píng)果發(fā)布了iPhone之后，智能手機(jī)就迎來(lái)了高速發(fā)展，帶動(dòng)著全球半導(dǎo)體行業(yè)穩(wěn)步增長(zhǎng)，到了2010年全球半導(dǎo)體行業(yè)更是從PC時(shí)代轉(zhuǎn)向智能手機(jī)時(shí)代，進(jìn)入新一輪快速成長(zhǎng)期。2009年-2018年期間，全球半導(dǎo)體行業(yè)整體增速是全球GDP增速的3倍。

　　不同于功能機(jī)時(shí)代五花八門(mén)的外形設(shè)計(jì)，智能手機(jī)時(shí)代的比拼更多的是性能之間的較量，而芯片就是決定手機(jī)性能的主要因素。一般來(lái)說(shuō)，一部智能手機(jī)需要許多種類(lèi)不同的芯片，按照其構(gòu)成，可分為處理芯片、基帶芯片、射頻芯片、存儲(chǔ)芯片、模擬芯片和傳感器芯片等。尤其在5G浪潮下，手機(jī)對(duì)芯片的需求愈發(fā)旺盛，一部5G手機(jī)所需的芯片數(shù)量大約是4G手機(jī)的兩倍，射頻芯片的需求更是達(dá)到了四倍。

　　以處理芯片為例，雖然一部智能手機(jī)所需的芯片數(shù)量少說(shuō)也要上百，但是處理芯片卻只有一個(gè)。Counterpoint數(shù)據(jù)顯示，2011年全球智能手機(jī)出貨量為5.21億臺(tái)，到2017年，全球出貨量高達(dá)15.66億臺(tái)。雖然2017年年后出貨量有所下降，但是總體數(shù)量依舊客觀，2021年全球智能手機(jī)出貨量達(dá)到了13.9億部。飛速提升的手機(jī)出貨量背后是處理芯片需求的暴增，僅2017年一年所需的手機(jī)處理芯片數(shù)量就比2011年增加了10億個(gè)。

　　毫無(wú)疑問(wèn)，這個(gè)高達(dá)上千億人民幣的市場(chǎng)讓高通、聯(lián)發(fā)科等手機(jī)芯片廠商吃足了紅利。手機(jī)芯片業(yè)務(wù)作為高通營(yíng)收的主力軍，也是高通最強(qiáng)勢(shì)的業(yè)務(wù)。2011年時(shí)，高通受惠于智能手機(jī)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，市占率持續(xù)擴(kuò)大，半導(dǎo)體營(yíng)收增長(zhǎng)39%，達(dá)100億美元。雖然高通在當(dāng)時(shí)的前十大半導(dǎo)體廠商中雖僅排行第六，但增長(zhǎng)卻最為強(qiáng)勁。

　　到了2021年，高通已經(jīng)榮登全球前十大IC設(shè)計(jì)業(yè)者榜首，不變的是，手機(jī)芯片依舊是其營(yíng)收大頭。在2022財(cái)年第一財(cái)季財(cái)報(bào)中，高通曾表示，當(dāng)季營(yíng)收增長(zhǎng)主要受到手機(jī)芯片營(yíng)收增長(zhǎng)42%的推動(dòng)，特別是作為安卓手機(jī)核心部件的驍龍芯片組業(yè)務(wù)同比增長(zhǎng)率超過(guò)60%。

　　聯(lián)發(fā)科雖然逃不開(kāi)“中低端”的枷鎖，但不得不承認(rèn)，截至2021年底，其智能手機(jī)芯片市占率已經(jīng)成功登頂全球?？恐徽臼绞謾C(jī)解決方案，聯(lián)發(fā)科在智能手機(jī)時(shí)代愈發(fā)如魚(yú)得水，2011年，聯(lián)發(fā)科在中國(guó)大陸的智能手機(jī)芯片出貨量?jī)H為1000萬(wàn)，到了2021年就以1.1億顆登頂2021中國(guó)智能機(jī)SoC市場(chǎng)。

　　再來(lái)說(shuō)存儲(chǔ)芯片。2010年iPhone 4正式開(kāi)啟移動(dòng)端的巨大增量，疊加云服務(wù)器端需求不斷上漲，DRAM迎來(lái)第三輪爆發(fā)式的增長(zhǎng)并持續(xù)至今。

　　早在2011年，調(diào)研機(jī)構(gòu)IHSiSuppli就指出，應(yīng)用在智能手機(jī)上的DRAM芯片出貨量漲幅達(dá)到157.2%，遠(yuǎn)高于整體DRAM市場(chǎng)(主要為對(duì)PC業(yè)務(wù)的銷(xiāo)售量)50%的出貨量。當(dāng)時(shí)的IHSiSuppli甚至還預(yù)測(cè)，到2015年之前，用在智能手機(jī)的DRAM出貨量將上升至139億個(gè)單位，較2011年增長(zhǎng)700%。

　　結(jié)合上述提到的，2011年全球智能手機(jī)出貨量?jī)H5.21億臺(tái)，可以說(shuō)是近十年最低的年出貨量數(shù)據(jù)，那時(shí)智能手機(jī)就已經(jīng)成為全球內(nèi)存需求的成長(zhǎng)依靠，十年后，隨著智能手機(jī)出貨量以及搭載內(nèi)存的提升，集邦咨詢(xún)研究數(shù)據(jù)顯示，全球內(nèi)存需求的成長(zhǎng)仰賴(lài)于智能型手機(jī)與服務(wù)器領(lǐng)域最大。

　　而巨大的存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)也成就了SK海力士、美光等內(nèi)存廠商。美光執(zhí)行副總裁兼首席商務(wù)官Sumit sadana日前曾指出，5G智能手機(jī)中的DRAM含量比4G智能手機(jī)高出50%，5G智能手機(jī)中的NAND閃存內(nèi)容翻了一番。到2022年，隨著更多5G智能手機(jī)的出貨，智能手機(jī)的整體內(nèi)存容量將大幅上升。

　　當(dāng)然，除了上述芯片設(shè)計(jì)企業(yè)、IDM企業(yè)外，多年來(lái)智能手機(jī)單元出貨量的大幅增長(zhǎng)也給晶圓代工廠帶來(lái)了巨大的收益。

　　2010年以來(lái)，臺(tái)積電營(yíng)收整體趨勢(shì)大幅上漲，筆者整理近5年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，智能手機(jī)在臺(tái)積電營(yíng)收中基本占據(jù)40-50%的份額，實(shí)打?qū)嵉臓I(yíng)收大頭。2017年智能手機(jī)約占50%;2018年智能手機(jī)約占45%;2019年智能手機(jī)約占49%;2020年智能手機(jī)約占48.18%;2021年智能手機(jī)芯片則貢獻(xiàn)了44%?？梢钥闯?，智能手機(jī)是推動(dòng)臺(tái)積電業(yè)務(wù)的主力軍之一。

　　HPC和汽車(chē)電子隆重登場(chǎng)

　　終端對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)。過(guò)去二十年間，前十年里，PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))帶動(dòng)了全球半導(dǎo)體行業(yè)的增長(zhǎng)，后十年進(jìn)入智能手機(jī)時(shí)代，手機(jī)接棒成為半導(dǎo)體行業(yè)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?。熟話說(shuō)，十年一個(gè)輪回，當(dāng)前智能手機(jī)業(yè)務(wù)已經(jīng)觸頂，或許已無(wú)法成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大助推器。

　　既然智能手機(jī)引擎已失速，下一輪，誰(shuí)將成為新的引擎?方正證券研究所陳杭指出，我們已經(jīng)站在下一輪超級(jí)創(chuàng)新周期的起點(diǎn)，與上一輪主要靠智能手機(jī)和移動(dòng)互聯(lián)拉動(dòng)不同，本輪的超級(jí)周期的主導(dǎo)因素是：碳中和(電車(chē)+風(fēng)光電新能源)和無(wú)人駕駛，不僅僅是信息革命，而且疊加了半導(dǎo)體推動(dòng)的能源革命。

　　從某種意義上來(lái)說(shuō)，HPC和汽車(chē)電子正好與信息革命、能源革命相對(duì)應(yīng)。其實(shí)，在過(guò)去幾年間，HPC和汽車(chē)電子就已經(jīng)屢屢被提及。2018年間，汽車(chē)電子高毛利吸引臺(tái)積電、聯(lián)電、聯(lián)發(fā)科等全力布局，臺(tái)積電預(yù)估，未來(lái)四大技術(shù)平臺(tái)中，車(chē)用電子將扮演推升營(yíng)收和獲利重要?jiǎng)幽苤弧４送?，臺(tái)積電首席執(zhí)行官魏哲家則是在2018年第四季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，相信HPC將成為未來(lái)五年收入增長(zhǎng)方面我們業(yè)務(wù)的最大貢獻(xiàn)者。

　　此次，HPC超越手機(jī)成為第一大業(yè)務(wù)，只是一個(gè)開(kāi)始，未來(lái)十年，HPC和汽車(chē)電子又將如何驅(qū)動(dòng)一系列的芯片需求，帶來(lái)新時(shí)代下的半導(dǎo)體機(jī)會(huì)?

　　HPC

　　HPC全稱(chēng)是High Performance Computing，也就是我們常說(shuō)的高性能計(jì)算。作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的源頭之一，HPC并不是簡(jiǎn)單的CPU堆砌，其在底層芯片性能要求上高于普通的數(shù)據(jù)中心和智算中心。一般來(lái)說(shuō)，HPC產(chǎn)品比其他產(chǎn)品更復(fù)雜，因?yàn)樗鼈冃枰蟮男酒透叩漠a(chǎn)量。

　　具體來(lái)看，CPU和GPU都能在HPC中發(fā)揮關(guān)鍵作用。D2S的Fujimura曾指出，對(duì)于順序數(shù)據(jù)處理類(lèi)型的編程，CPU往往比GPU更具成本效益。但是對(duì)于為任何給定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行大量計(jì)算的任務(wù)，GPU可以更高效，特別是如果計(jì)算任務(wù)可以轉(zhuǎn)換為單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)問(wèn)題，這是并行處理大部分?jǐn)?shù)據(jù)并在不同數(shù)據(jù)上以相同指令執(zhí)行的地方。

　　為了滿足HPC產(chǎn)品的需求，英偉達(dá)、臺(tái)積電、三星等巨頭紛紛發(fā)力。英偉達(dá)在今年3月宣布推出首款面向 AI 基礎(chǔ)設(shè)施和高性能計(jì)算的基于 Arm Neoverse 的數(shù)據(jù)中心專(zhuān)屬 CPU——NVIDIA Grace CPU，據(jù)介紹，Grace CPU 超級(jí)芯片將與基于 NVIDIA Hopper 架構(gòu)的 GPU一同應(yīng)用于大型 HPC 和AI 應(yīng)用。此前，供應(yīng)鏈曾傳出，NVIDIA內(nèi)部預(yù)計(jì)，數(shù)據(jù)中心 HPC芯片業(yè)績(jī)將有年成長(zhǎng)上看200~250%左右的高目標(biāo)。

　　臺(tái)積電則推出了專(zhuān)門(mén)滿足HPC產(chǎn)品需求的N4X芯片技術(shù)，預(yù)計(jì)將在明年上半年進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)。三星近日聘請(qǐng)前英特爾超級(jí)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)人擔(dān)任高級(jí)副總裁兼高性能計(jì)算(HPC)首席架構(gòu)師以及三星高級(jí)技術(shù)研究院(SAIT)美國(guó)系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步以及數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速興起，YOLE 預(yù)計(jì) 2024 年 HPC 市場(chǎng)規(guī)模增至 470.14 億美元，2020 年至 2024 年 HPC 市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 10.7%。在如此龐大的芯片需求下，想必也將極大得帶動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　汽車(chē)電子

　　從當(dāng)前趨勢(shì)來(lái)看，以“零碳排放”為主的綠色發(fā)展理念以及不斷飆升的石油價(jià)格讓新能源汽車(chē)成為了焦點(diǎn)。CINNO Research半導(dǎo)體事業(yè)部總經(jīng)理Elvis Hsu認(rèn)為，汽車(chē)市場(chǎng)因終端新能源汽車(chē)和全球零碳排放趨勢(shì)帶來(lái)新的汽車(chē)芯片需求。相較于傳統(tǒng)汽車(chē)，新能源汽車(chē)所需的芯片高達(dá)1000多顆，僅MCU芯片的使用量就是傳統(tǒng)燃油車(chē)的翻倍。

　　此外，隨著汽車(chē)智能化發(fā)展的不斷推進(jìn)，未來(lái)的智能汽車(chē)或?qū)⒆兂梢慌_(tái)四個(gè)輪子上的超級(jí)計(jì)算機(jī)，聽(tīng)起來(lái)很酷炫，但同時(shí)意味著智能汽車(chē)必須隨時(shí)處于交互狀態(tài)才能實(shí)現(xiàn)的各種功能，這就離不開(kāi)大量的數(shù)據(jù)和智能運(yùn)算。而芯片作為汽車(chē)核心技術(shù)生態(tài)循環(huán)的基石，其算力一定程度上決定了智能汽車(chē)的智能化極限，芯片算力越高，汽車(chē)智能水平潛力越大。

　　毫無(wú)疑問(wèn)，智能汽車(chē)的發(fā)展對(duì)高算力的需求已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。在此背景下，智能汽車(chē)對(duì)于具備強(qiáng)大計(jì)算能力的AI芯片需求也將與日俱增，也催生出了越來(lái)越多的高算力平臺(tái)。因此，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，車(chē)載芯片會(huì)超越手機(jī)芯片成為半導(dǎo)體領(lǐng)域引領(lǐng)者。IHS數(shù)據(jù)顯示，到2030年，汽車(chē)電子在汽車(chē)中所占的成本將由2000年的18%增加至45%。

　　寫(xiě)在最后

　　站在半導(dǎo)體新一輪周期的起點(diǎn)，迎接我們的是未知的未來(lái)，但發(fā)展的腳步不能停下，對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，這或許又將是新一輪的發(fā)展機(jī)遇。十四五和新基建驅(qū)動(dòng)政府投資高性能計(jì)算進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，觀研天下預(yù)測(cè)，2022年中國(guó)高性能計(jì)算行業(yè)總體市場(chǎng)規(guī)模將超400億元，2021-2025年CAGR為13%左右。更重要的是，《中國(guó)大芯片的黃金時(shí)代》也已到來(lái)。