世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織（WSTS）最新發(fā)表的2020年第3季全球半導體市場報告，預估2020年全球半導體市場將比前一年增長5.1%，2021年將加速增長8.4%。這2個數(shù)字是經(jīng)過修正的結果，原本W(wǎng)STS預計到2020年增加3.3%，到2021年增加6.2%(圖一)。
 

報告指出，相對于全球其他產(chǎn)業(yè)，半導體市場呈現(xiàn)出逆勢成長，歸因于5G智能手機帶動市場需求增加。另一方面，由于人們生活方式出現(xiàn)了形態(tài)上的改變，例如遠距辦公和線上課程的趨勢激增，這使得包括PC、數(shù)據(jù)中心相關設備等，因為「宅消費」突然變成龐大的商機。
 

按產(chǎn)品領域來看，預測2020年全球分立元件(Discrete component)市場，將下降1.2%至236億美元，2021年則將成長7.2%，而光電子也預估會下降2.6%至405億美元，不過到了2021年將會反轉成長到10.2%。
 

此外，2020年大部分領域的元件市場都呈成長態(tài)勢，包括感測器預計將增長7.4%，2021年持續(xù)保持成長，達到7.8%。數(shù)字IC部分，2020年整體預計增長6.4%，達到3546億美元(儲存元件：12.2%、邏輯元件：6.5%、微控制器：2.0%等)，2021年將成長8.3%。整體半導體市場規(guī)模將達到1億美元。
 

另外，根據(jù)IC Insights最新的市場分析，在20個主要產(chǎn)品類別中，只有光電元件(optoelectronics)、感測器/致動器(sensors/actuators)、分立元件(discretes)這三種器件能夠在2020年出現(xiàn)銷售額成長的機會。
 

具體來說，雷射發(fā)送模組(Laser Transmitter)的銷售額將比2019年增長6%，整體的影像感測器(CMOS Sensor和CCD)也將成長0.5%(如果CMOS Sensor單一市場規(guī)模的話，則成長0.9%)，致動器(Actuators)也會有1.4%的成長幅度。這三類半導體元件的市場規(guī)模有望在2020年達到歷史新高。IC Insights還預測，2021年20種主要OSD產(chǎn)品類別的銷售額都將出現(xiàn)增長，其中7種產(chǎn)品將創(chuàng)下歷史新高(圖一)。

 

圖一: 2020主要電子產(chǎn)品類別規(guī)模預估?（source：IC Insights；CTMES整理）

美國政府對于華為的禁令，不僅對華為手機業(yè)務帶來致命的打擊，更為全球半導體市場造成了市場板塊的遷移。
 

全球半導體出貨量在2020年9月為418.4億美元。與2019年同期相比，美洲市場的銷售規(guī)模增長了21.3%。相信這是因為與遠距辦公、數(shù)據(jù)中心相關的投資仍持續(xù)大規(guī)模進行中。亞太地區(qū)（包括中國）在2020年9月的銷售額比去年同期成長了8.5%，這和8月份的2~3%的成長率相較有顯著的回升，相信這樣的成長是因為美國政府對于華為的禁令生效后，整個西方半導體制造商對華為的出口全部中止，在此之前，華為為求自保所出現(xiàn)掃貨式的采購所造成的。
 

美國新總統(tǒng)如何應對中美之間的摩擦也將影響半導體資本投資，但到目前為止的觀察，應該不太可能出現(xiàn)重大性的負面影響。
 

從全球半導體出貨長期趨勢的移動平均數(shù)可以看出，市場的趨勢正從復蘇走向重新成長。全球最大的半導體代工制造商臺積電，因為受到華為瘋狂式下單，以及競爭智能手機業(yè)者的采購影響，9月份的月銷售額創(chuàng)下歷史新高，同比增長24.9%，而到了10月份的銷售額就呈現(xiàn)下降，即使是這樣還是比2019年成長了12.5%。10月之后，而因為華為與其他智能型手機對于芯片代工需求的消長，并沒有讓臺積電損失營業(yè)額，反而因為其他智能手機業(yè)者增加產(chǎn)量，而向臺積電下單的現(xiàn)象一直持續(xù)到2020年第四季。因此，從臺積電的銷售趨勢來看，先進邏輯半導體的出貨量正呈現(xiàn)穩(wěn)步成長。

 

圖二: 世界半導體出貨量（3個月移動平均值；單位：千美元）（source：SIA；CTMES整理）

另外，面對IT市場發(fā)展結構改變的趨勢，除了先進邏輯半導體之外，通用半導體也可以感受到正快速的成長中，這與全球經(jīng)濟的復蘇的情況相當吻合。
 

展望半導體元件市場的未來，如果新疫苗能克服新的COVID-19，大多數(shù)的市調機構都相信，預計2021年之后半導體市場將以更快的速度增長(圖三)。

圖三: 世界半導體出貨量（單月，單位：百萬美元）（source：WSTS、CTMES整理）

雖然需要時間來克服COVID-19帶來的影響，不過，IT產(chǎn)業(yè)仍高度的期待，可以透過采用高效能半導體而開發(fā)出來的新應用，達到穩(wěn)定地擴大經(jīng)濟來抵銷COVID-19的影響，讓市場的活力能夠持續(xù)維持。
 

例如，在美國正形成一種「線上經(jīng)濟」的產(chǎn)業(yè)模式，讓腦力工作者能夠利用遠距機制來工作，這將正式成為推動美國2021年后經(jīng)濟復蘇的動力。就像GAFAM（Google、Amazon、Facebook、Apple、Microsoft）已經(jīng)積極的構建此一架構。
 

對于半導體市場的成長助力方面，具體而言，就是為了完全滿足遠距工作效能需求，而對于高效能個人電腦、資料處理伺服器、5G智能型手機、高效能邏輯半導體(CPU、GPU等)和大容量半導體記憶元件等強烈的需求。

從2020年初以來，DRAM和NAND快閃記憶體的合約價格持續(xù)下降，這也反映了華為在7~9月期間的大量采購所帶來的影響，以及競爭對手對華為智能手機市場占有將下滑的預期下，增加了智能手機產(chǎn)量的采購。
 

自9月15日以來，應用于智能手機產(chǎn)量的各種半導體采購雖然仍在繼續(xù)，但華為的搶購已經(jīng)停止的情況下，目前DRAM和NAND的合約價格可能會繼續(xù)下降。未來的關鍵點在于，由于5G智能手機、高性能PC、資料中心伺服器和新型游戲機的可能有機會增產(chǎn)下，需要大容量高速記憶體，和高速SSD來滿足高性能CPU和GPU的需求，這時DRAM和NAND的供需或許會得到改善，但這個臨界點可能會落在2021年。

2020年10月日本半導體制造設備的銷售額比2019年成長0.9%，但比9月份下降6.9%?？梢园l(fā)現(xiàn)，從2019年開始到9月份，日本半導體制造設備的銷售額的兩位數(shù)成長趨勢已經(jīng)停止，可能是由于9月之前對中國的銷售停滯。另一方面，10月北美銷量雖然也較9月減少3.7%，但繼續(xù)穩(wěn)步增長，比2019年成長26.9%。
 

展望未來半導體資本支出，由于臺積電、三星對于邏輯芯片生產(chǎn)設備，和三星的NAND生產(chǎn)設備投資等的大規(guī)模投資來看，可以確定2020年的半導體資本投資會比2019年成長許多。
 

另一方面，英特爾將2020年的資本支出從170億美元減少至144.145億美元，并且把大部分NAND業(yè)務出售給SK海力士，更將7nm生產(chǎn)線的建設時間推遲兩年。因此可以判斷，英特爾目前可能會專注于開發(fā)10nm生產(chǎn)線(圖四)。

圖四: 主要半導體制造商的資本投資?（source：樂天證券；CTMES整理）

從目前的市場趨勢來看，很難預測2021年的DRAM和NAND都會恢復向過往一樣大規(guī)模的投資幅度，但考慮到智能手機和高性能PC中主記憶體(DRAM)的容量和速度不斷增加，以及SSD儲存也逐漸成為主流。另一方面，資料中心和伺服器中DRAM的容量和速度，以及采用SSD作為主記憶單元的設備數(shù)量也不斷提升，因此相信2021年及以后DRAM和NAND的需求將繼續(xù)增長是必然的。
 

此外，預計2021年邏輯芯片設備的投資將比2020年更加活躍。具體而言，10nm、7nm、5nm的生產(chǎn)線設備將會有大幅度的成長，以及對于3nm研發(fā)投資也可以被期待，尤其是試產(chǎn)規(guī)模的資本投資。
 

首先，預計是英特爾對于邏輯芯片的投資增加部分應該是，應用于PC和伺服器CPU的10nm生產(chǎn)設備（順便說一下，英特爾的10nm技術能力相當于7nm）。
 

臺積電將會對PC和伺服器所需的CPU和GPU提升7nm的制程比例，以及新游戲機用CPU和GPU的生產(chǎn)（訂單主要來自AMD和NVIDIA）。
 

可以發(fā)現(xiàn)到2021年前，幾乎所有AMD的產(chǎn)品都采用臺積電的先進制程，因此AMD未來18個月的轉型預計將會為臺積電貢獻約10億美元的營收。
 

根據(jù)市調機構的研究，預計在2022年至2023年期間，AMD在PC/伺服器的市場占有表現(xiàn)，將由英特爾手中搶下更多訂單，使得本身的市占率將增加約40%，而這又將為臺積電再增加10億美元的銷售額。
 

隨著微軟和索尼分別開始推出新的Xbox和PlayStation游戲機，因此AMD的游戲機用半導體芯片銷售額，預計將在2020年下半年達到約10億美元，2021年更成長到18億美元。而這些芯片預計都預計采用臺積電的7nm以下的制程技術。

圖五: 主要晶圓廠的制程技術現(xiàn)況（source：IC Insights；CTMES整理）
 

此外，如果英特爾將其最先進的CPU的生產(chǎn)外包給代工廠的的話（臺積電是最有可能的候選人），那么這個代工廠也需要在這方面進行相當程度的投資。
 

三星的投資增加主要用于5G智能手機芯片組的5nm生產(chǎn)線設備，但由于AMD最早在2021年，最晚在2022年也有望導入5nm的CPU和GPU市場，因此三星的這項投資也有可能是為AMD的訂單預作準備。
 

目前臺積電約有1/3的產(chǎn)能是10nm以下的制程，但隨著5nm產(chǎn)量的增加，10nm以下的產(chǎn)能有望在2020年底接近50%。同時，臺積電的競爭對手，除了三星之外，都還停留在10nm以上。例如第三大代工GLOBALFOUNDRIES早在2018年就決定放棄發(fā)展先進制程，持續(xù)專注于較舊的制程技術(圖三)。
 

從整個趨勢來看，3nm的研發(fā)投資將在2021年開始，再加上以10nm、7nm、5nm的生產(chǎn)線設備投資規(guī)模，以及上述記憶體擴產(chǎn)投資，預計2021年半導體資本支出將超過2020年10 %以上。這包括了前段和后段制程中的所有設備和相關軟硬體。
 

3nm制程能力是影響優(yōu)勢性的一個重要關鍵點，大多晶圓廠都把計劃在2022年能全面投入量產(chǎn)。從經(jīng)驗來看，5nm似乎是先進制程中的一個大節(jié)點，但3nm對于產(chǎn)能的影響有多大，還有待觀察。
 

不過，3nm有可能擁有與5nm相當?shù)纳a(chǎn)能力。如果從5G通訊用芯片組來看，7nm的接收和傳送速率并不符規(guī)范要求，這可能是由于手機和基地臺的性能問題，因此會全力朝向5nm芯片組加速發(fā)展。此外，需多手機業(yè)者希望能在2021年推出具有完整規(guī)格的5G智能手機，但這也需要3nm的制程技術才能提供接近規(guī)格的性能。此外，為了使用遠距辦公能執(zhí)行更復雜、更專業(yè)的處理，PC可能不僅需要5nm，甚至還需要3nm的CPU和GPU。