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半导体厂商暴涨背后的暗潮涌动

晰数塔互联网快讯
2021-01-08 15:51

编者按：本文来自微信公众号“半导体行业观察”（ID:icbank），作者：蒋思莹，36氪经授权发布。

根据方正证券发布的全球半导体涨幅排名的榜单当中，Lattice、Cree、英伟达位列2020年涨幅前三甲，他们在这一年的涨幅均超过了100%。在他们实现大幅度增长的背后，暗含着一些半导体的发展趋势。

（来源：方正证券陈航）

市值仅为62亿美元的Lattice，凭啥三年涨了693%

从方正证券发布的榜单中看，Lattice以139%的涨幅位列2020年全球半导体涨幅榜首。如果将时间线拉得更长一些，Lattice的表现则更为令人惊叹——在2018到2020的三年间，Lattice实现了693%的增幅，而实现这种成绩的，却是个市值仅为62亿美元的“小”公司。

Lattice为什么上涨了这么多？

从Lattice所处的领域来看，Lattice是除Altera（后被英特尔收购）和Xilinx之外，FPGA领域的一个不可小觑的角色。主打低功耗、小封装市场的Lattice，在中低容量的FPGA市场拥有很强的号召力，这也奠定了他们全球第三大的FPGA供应商的地位。

作为FPGA领域的一员，Lattice的发展离不开市场环境的整体影响。根据相关调研机构的数据显示，2018年，通信、汽车以及消费电子三大场景构成了全球FPGA芯片总需求的80%以上，且市场规模还有着持续扩大的趋势。其中，中国FPGA应用市场则以通信和消费电子为主。

通讯与计算（Communications and Computing）、工业与汽车（Industrial and Automotive）、消费（Consumer）正是Lattice重点布局的三个领域。根据其官网消息显示，这三个领域营收占比分别为43%、41%和16%。另外一方面，Lattice营收中一大主要来源是在中国，而其实现大幅度的增长也源于他们在中国的业绩在每个季度都屡创新高。

除此之外，Lattice的毛利也是值得关注的一点，从2019到2020年间，其毛利率一直都稳定在60%左右，这或许也是Lattice能够在FPGA市场站稳脚跟的一个因素。

而我们都知道，近些年来，中国本土也崛起了一批FPGA厂商，而他们也与Lattice产生了一定的竞争关系，因此，也有业者认为，中国本土FPGA厂商的崛起会对Lattice造成一定的威胁。但实际情况或许没有那么糟糕，一方面是因为FPGA可应用的场景正在扩大，Lattice或许能与本土厂商共享这个市场机会，其二，Lattice在毛利率方面占有优势，这或许会为他们以后在市场中的发展提供较大的空间。

但从全球市场来看，这几年也是FPGA市场云诡波谲的一段时光。毛利较高的巨头FPGA厂商相继被其他半导体公司收购，尤其是自去年AMD官宣收购赛灵思以后，独立FPGA厂商的存亡就成为了业界关注的焦点。

另外一方面，与X和A不同的是，Lattice的产品更偏向于中低容量的FPGA产品，基于这种定位，他们在人工智能时代的切入点就会与X和A有所不同——从类似智能音响、监控摄影镜头、工业机器人以及无人机等各类消费电子产品中切入，是Lattice介入边缘运算的途径。

在笔者看来，随着人工智能对FPGA的需求，作为为数不多的毛利较高的独立FPGA厂商，Lattice也或许会从这种市场定位中获得更大的成长空间。

从Cree身上映射的半导体缩影

作为第三代半导体行业当中的佼佼者，从Cree实现129%涨幅的过程当中，也意味着宽禁带半导体行业的起飞。

从市场地位中看，在过去二十余年中全球96.5% 碳化硅衬底均由Cree供应，目前仍占据了60%以上的份额，他也是第三代宽禁带半导体的绝对龙头。尤其是受到近些年汽车等新兴行业的发展，使得碳化硅晶圆供应出现了供不应求的情况。因此，下游的器件巨头开始纷纷寻求与Cree签订长期供货协议。去年1月，意法半导体与Cree达成的2.5亿美元先进150mm碳化硅裸晶圆和外延晶圆合同，便是其中之一。据相关报道显示，Cree目前的碳化硅材料长期供货合同的金额已经超过5亿美金，预计这个数字还会继续快速地增加。这种市场情况，推动了Cree的成长。

从Cree的业务组成上看，第三代宽禁带半导体也逐渐成为了他们的营收主力。根据Cree公布的数据来看，在2019财年，其致力于第三代半导体发展的Wolfspeed同比增长64％，从3.286亿美元增长至5.382亿美元，抵消了当年LED产品下降9％的情况。在2020财年中，受到疫情等因素的影响，Wolfspeed同比收缩13％至4.707亿美元，但这种表现仍优于LED的营收（LED业务在2020财年下降了20％）。

另一方面，随着5G通信、新能源汽车等应用市场强势崛起，让第三代半导体产业得到了快速发展，其市场规模也实现了迅速发展。这也促使Cree逐渐将其发展重心转移到了宽禁带半导体的身上。

对此，在两年当中，Cree对其业务进行了大量调整，来构建他们在宽禁带半导体业务上的影响力。其中，碳化硅是他们发展的一个重点。去年，他们以高达3亿美元的价格出售了其LED产品部门，意图全力发展碳化硅。

除此之外，Cree还曾在2019年宣布，将投资10亿美元，扩大碳化硅碳化硅产能。公司表示，这将加速从Si硅向碳化硅的产业转型，满足EV电动汽车和5G市场需求。此次产能扩大，将带来碳化硅晶圆制造产能的30倍增长和碳化硅材料生产的30倍增长，以满足2024年之前的预期市场增长。

根据IHS Markit数据，2018年碳化硅功率器件市场规模约3.9亿美元，受新能源汽车庞大需求的驱动，以及光伏风电和充电桩等领域对于效率和功耗要求提升，预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美元，18-27年9年的复合增速接近40%。

在Cree实现大幅度增幅的后面，还有其他半导体巨头正在向这个市场发力。而这也不仅仅涉及到了衬底和外延方面，在第三代半导体器件方面的竞争也逐渐显现了出来。从碳化硅整个产业链角度看在全球市场中，单晶衬底企业主要有DowCorning、碳化硅rystal、II-VI、新日铁住金、Norstel等；外延片企业主要有DowCorning、II-VI、Norstel、罗姆、三菱电机、Infineon等；器件方面相关主要企业包括，Infineon、罗姆、意法半导体等。

国内方面，本土玩家也开始奋起直追，主要聚焦于碳化硅材料和器件，竞争格局初显。其中，碳化硅单晶和外延片是国内碳化硅产业链中较为成熟的环节。同时，国内半导体产业基金也开始关注到了碳化硅领域的发展，其中就包括华为旗下的哈勃投资对山东天岳等企业的投资。

而除了碳化硅以外，氮化镓也在2020年赚足了业界的眼球，氮化镓手机充电器的出现，让这种材料有机会进入到了极具潜力的消费市场当中。因此，第三代化合物半导体产业链的发展，也被视为是促进未来半导体行业的一个关键点。

从-31%到122%，英伟达的高光时刻

位居全球半导体增幅排行榜第三位的英伟达，是半导体行业的明星。凭借GPU起家的英伟达，利用GPU在AI领域取得了关键优势，使之成为了能够挑战半导体一直以来的行业龙头（英特尔）的地位——在2020年当中，英伟达的市值曾一度超越英特尔。

从方正证券发布的榜单中看，英伟达是为数不多的，市值在千万级别还能保持三位数增幅的企业（AMD是另外一家）。在众多千亿市值的玩家当中，为什么英伟达能够脱颖而出？

或许是除了游戏带给他们的成长，在数据中心方面的布局是他们扩大其GPU影响力的一个关键。根据相关数据来看，2016年英伟达的服务器业务收入仅为8.3亿美元，但在2020第二季度当中，英伟达迎来了另一个重要历史性时刻，该季度中其数据中心业务营收（包含Mellanox业绩在内）为17.5亿美元，同比增长167%，环比增长54%，即英伟达服务器芯片营收首次超越了其游戏芯片，从这种数据来看，英伟达的服务器芯片正在逐渐得到市场的认可，同时，这也意味着英伟达确实有着抢占英特尔服务器芯片市场的野心。

从英伟达布局数据中心市场的情况来看，2020年，英伟达以70亿美元的价格完成了对Mellanox的收购，后者拥有在数据中心中连接芯片的关键技术，其中主要包括在CPU和网络领域两个方面。

异构计算被视为是未来数据中心发展的趋势之一，而这就需要不同硬件平台来做支撑，因此，发展GPU以外的硬件也是英伟达在2020年着力布局的重点之一。我们看到在这一年当中，除了完成Mellanox的收购外，他们还在计划从软银手中收购Arm，而这个举动也引起了整个半导体行业的关注。

近些年来，以arm架构为基础的服务器芯片也表现活跃，如果英伟达能够获得Arm的CPU，他也能够成为为数不多的拥有全栈式硬件平台的厂商。

从布局数据中心市场的主要玩家身上来看，完善硬件平台并不是英伟达一家在做这样的打算。服务器芯片市场的龙头，英特尔在近年来也在积极布局全栈式XPU平台，为此，他们不仅收购了Altera来补充他们在FPGA市场的短板，还正在着力GPU的发展。2020年，英特尔推出了全新服务器GPU，即首款数据中心的独显产品，该服务器基于Xe LP微架构，专为高密度、低时延的安卓云游戏和流媒体服务而设计。

除此之外，服务器芯片市场的另外一个玩家——AMD也在积极向多硬件平台方面做拓展。尤其是在2017年以后， EPYC（霄龙）系列处理器为AMD拓展数据中心市场做出了很大的贡献，也让他成为了数据中心市场的主要玩家之一。

在构建多硬件平台方面，就FPGA领域而言，AMD期望通过收购赛灵思来完善他们在这个方面的布局。在GPU方面，除了我们此前提过多次的GPU发展路线外，AMD似乎更加重视了这个市场的发展。从AMD在近期的一系列人员任命，也显示了他们正在着力图形架构研发——根据相关报道显示，图形架构和Radeon技术集团IP事业部的Martin Ashton被任命为AMD的高级副总裁，据悉，在2018年之前，Martin Ashton曾担任英特尔视觉和核心计算事业部副总裁，负责图形技术路线图，体系结构和IP开发。

另一方面，AMD还正在试图革新GPU设计方式——根据相关报道显示，他们提交了一项名为“使用高带宽交叉链接的GPU芯片组”的专利，AMD希望能够将多芯片模块设计（MCM）在CPU领域获得的成功，“复制”到GPU方面。而这种方案的成功，或许能够让AMD与英伟达在GPU方面一较高下。

就目前的市场情况来看，数据中心的发展还处于早期阶段，英伟达如今的业绩成长也并不代表他们将成为最终的赢家。但是在他的增幅背后却为我们展示了一个极具潜力的市场。