AI芯片行业仍处在发展阶段
人工智能核心的底层硬件AI芯片,经历了多次的起伏和波折,自诞生以来不断实现升级和进步。2006年Hinton发表“多层神经网络”论文,证明了大规模深度学习神经网络学习的可能性,AI芯片自此得到飞速的发展;
2014年陈天石博士研究团队发布DianNao系列论文,开启ASIC芯片研究领域。随着深度学习算法的快速发展,各个应用领域对算力提出愈来愈高的要求,传统的芯片架构无法满足深度学习对算力的需求,能够加速计算处理的人工智能芯片进入快速发展的阶段。
AI芯片主要分传统芯片和智能芯片两类
AI芯片主要有传统芯片和智能芯片两类,另外还有受生物脑启发设计的类脑仿生芯片。传统芯片可以覆盖人工智能程序底层所需要的基本运算操作,但是在芯片架构、性能等方面无法适应人工智能技术与应用的快速发展;
智能芯片是专门针对人工智能领域设计的芯片,包括通用和专用两种类型。其中通用型智能芯片具有普适性,在人工智能领域内灵活通用;专用型智能芯片是针对特定的应用场景需求设计的。
全球集成电路市场规模波动上升,AI芯片是新方向
根据全球半导体贸易统计组织的统计数据显示,2019年全球集成电路市场规模达3304亿美元,较2018年出现回落。随着产业信息化、智能化的深入,集成电路市场规模将迎来新一轮上升趋势,其中AI芯片将成为引领产业增长的主流技术方向。
2019年全球AI芯片市场规模为110亿美元。随着人工智能技术日趋成熟,数字化基础设施不断完善,人工智能商业化应用将加速落地,推动AI芯片市场高速增长,预计2025年全球人工智能芯片市场规模将达726亿美元。
半导体产业向中国转移,国产AI芯片迎来新机遇
全球半导体产业发展至今,总共有三次转移历程。第一阶段:由美国转移到日本。日本从装配开始全面学习美国半导体技术,电器时代向PC时代转变;
第二阶段:由美国、日本转移到台湾、韩国。日本芯片产业受美国施压及本土经济乏力而衰落。PC时代持续繁荣;
第三阶段:由美国、台湾、韩国转移到中国。中国芯片产业拥有巨大下游市场,劳动力丰富,且背靠国家产业政策和活跃社会资本的支持。PC时代向万物互联、人工智能时代转变,激发对AI芯片的需求。
更多数据参考前瞻产业研究院发布的:《中国人工智能芯片行业市场需求分析与投资前景预测》。
芯片产能短缺多地加快布局,哪些城市集成电路竞争力强
半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。现在大部分电子产品中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。
一、2019年全球半导体材料市场销售额达521.2亿美元
SEMI报告指出,2019年全球半导体材料市场销售额为521.2亿美元,小幅下降-1.1%。分区域来看,中国台湾、韩国、中国大陆、日本、北美、欧洲半导体销售额分别为113.4亿美元、88.3亿美元、86.9亿美元、77.0亿美元、56.2亿美元、38.9亿美元,分别占全球半导体材料市场份额的22%、17%、17%、15%、11%、17%。中国大陆是2019年各地区中唯一增长的半导体材料市场,销售规模位居第三。
二、2019年封装材料销售额下滑增速超过晶圆制造材料
分产品来看,2019年全球晶圆制造材料销售额328亿美元,略微下降0.4%;其中工艺化学品、溅射靶材和CMP同比下降超过2%。2019年封装材料销售额192亿美元,同比下滑2.3%。
三、2019年一半以上半导体上市公司净利增长
国内上市公司中,也有不少半导体行业上市公司,不过从规模来看比较小,但是在新一轮产能扩展期,将带来新的发展机会。截至2020年1月21日,共有22家半导体企业公布2019年业绩预告,有15家企业净利润出现增长的情况,其中上海新阳、闻泰科技、北京君正、安泰科技、天龙光电、硅宝科技6家企业净利润同比增长超过100%(数据对比以下线为止,下同),占比27.27%;净利同比下降的企业有7家,分别为强力新材、航锦科技、三安光电、士兰微、鼎龙股份、台基股份、大唐电信,占比为31.82%。
四、核心芯片国产自主化迫在眉睫
未来,中国半导体的发展趋势主要表现在:第一,政策引导推动集成电路成为战略性产业。第二,新兴技术将成为集成电路产业的未来核心产品。第三,核心技术及人才资源成为集成电路产业的可持续发展力。特别需要注意,中国国内的半导体自给率水平非常低,特别是核心芯片极度缺乏,国产占有率都几乎为零,国产产品的自主化迫在眉睫。
——以上数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院《半导体硅片、外延片行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》。
去年下半年开始,芯片产能短缺持续发酵。作为全球最大的集成电路市场,我国重点区域和企业龙头也在加强布局。
4月7日,“无锡发布”公布了南京海关同意在无锡开展集成电路全产业链保税模式改革试点的消息。业务试点包括建立产业链评估机制、促进产业链自律管理等措施,无锡高新区综保区SK海力士半导体等4家上下游关联企业成为开展高端制造全产业链保税监管模式业务改革试点企业。
作为集成电路产业重镇的上海,7日发布了第二批14个特色产业园区,分别聚焦三大先导产业,重点领域补链强链,新兴融合领域三大类别。其中包括浦江创芯之城(三大先导产业)、电子化学品专区(重点领域补链强链)等特色园区皆为集成电路领域。
集成电路十五强城市
对于产能短缺,各地也加快了对集成电路的部署。
目前,国内集成电路产业基本分布在省会城市或沿海的计划单列市,呈现“一轴一带”的分布特征。经过多年部署,我国目前主要有四个产业集聚区,分别是以上海为中心的长三角、以北京为中心的环渤海、以深圳为中心的泛珠三角和以武汉、成都为代表的中西部区域。
芯思想研究院日前发布了2021年中国大陆城市集成电路竞争力排行榜,从产业规模、产业链支撑、市场需求、政策支持、创新能力、产业活力等6个指标进行评估。根据测算结果,上海、北京位列第一、第二,无锡超越深圳,排在第三位,武汉、合肥超越成都、西安,排名第五、第六。在位列前15名的城市中,长三角地区占有六席,分别是上海、无锡、合肥、南京、苏州、杭州。这个排名,也和我国已有的集成电路产业格局和各地对集成电路产业的布局大致相符。
排在榜单首位的上海,集成电路已覆盖设计、制造、封装测试、装备材料等各环节领域。就在日前工信部公布的先进制造业集群竞赛决赛优胜者名单中,上海市集成电路集群入选第一批决赛优胜者。
而在4月7日举行的2021年上海全球投资促进大会上,总投资4898亿元的216个重大产业项目集中签约,在制造业领域签约项目共118项。三大先导产业中,集成电路领域签约项目16个,如彤程电子计划在化工区新建半导体光刻胶及配套试剂项目,可形成年产1.1万吨半导体光刻胶及2万吨相关配套溶剂,进一步推动光刻胶生产本土化。
数据显示,2020年上海集成电路产业规模占全国比重约为22%,产值超过2000亿元,增长超过20%。目前超过700家集成电路重点企业落户上海,形成了集群效应。仅张江国家自主创新示范区,集成电路领域2020年产销规模就达到1800亿元,占全国1/5。
第二名北京,也在3月24日启动了北方集成电路技术创新中心项目建设。北京亦庄表示,这是北京经开区“两区”建设围绕“4+2+1”产业体系集聚高端产业资源推进项目落地背景下,在集成电路产业领域落地的又一重点项目,有利于构建以北京为中心的集成电路产业生态圈,助集成电路生产线提质增效。而在早一些的2月初,北京经开区集中签约129个“两区”建设项目,总投资额近4000亿元,其中集成电路项目投资额就超过2000亿元。
另外值得注意的是,在前15个城市中,江苏一共有3个城市上榜,分别是无锡、南京、苏州。
3月21日,江苏召开集成电路产业强链专班工作推进会,提出重点支持有基础有条件的地区,积极扶持壮大龙头骨干企业和行业领军企业。
而刚迎来集成电路利好政策的无锡,2020年全市集成电路产业营业收入达到1420亿元,同比增长27.5%,占到江苏全省一半以上,产业规模位居江苏城市第一、全国城市前三。
杨俊刚看来,在中西部地区,武汉和合肥在集成电路产业整体实力表现上较成都和西安更弱一些,但是从近几年的发展来看非常强劲,包括本地培养企业和招商引资国内外的企业力度都比较大。“尤其现在的存储器项目,长江存储在武汉,长鑫存储在合肥,两家企业发展布局比较迅速,后面发展势能更强。”
产能短缺还将持续
高通CEO安蒙在2月初的财季电话会议上表示,全球半导体行业都在缺货,不仅仅是先进工艺产能不足,传统节点工艺产能也面临考验,芯片缺货缓解或许要等到今年年底。
在今年3月的SEMICON China上,中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明表示,如果我们不加速发展,未来中国芯片产能(与先进国家的)差距,将拉大到至少相当于8个中芯国际的产能,因此我们必须加快速度。
紫光集团联席总裁陈南翔亦在SEMICON China上表示,芯片产业作为周期性产业,此前供需情况呈现出“库存、消化、库存”三段式变化,但从2020年至今,全球芯片产业已不再符合这一规律。虽然目前产能扩充一直在做,但扩产的能力实际上还是跟不上需求的增长,在总供应不变的情况下,半导体产业将面临供需动态不平衡的新常态。
同时,全球半导体产业正值上升期,市场对于芯片的需求将进一步扩大。世界半导体贸易统计组织预计,2021年全球半导体市场规模可达4694亿美元,同比增长8.4%。可以预见,全球芯片产能短缺的情况在接下来一段时间内仍会继续存在。
李珂表示,中国是全球最大的集成电路市场,所需芯片又大量依赖进口,芯片缺货对国内电子企业带来不利影响。
在李珂看来,目前造成芯片产能不足主要有需求侧、供给侧、供应链三方面的原因。新一代信息技术产品应用加速落地,推动芯片需求快速增长,另外由于芯片生产线建设所需投资不断增长,导致近些年全球半导体产能增长缓慢,叠加疫情等因素又造成芯片短期供给中断。最后受国际贸易影响,产业链上下游企业为防范断供风险都在增加库存,无形中进一步加剧了芯片的“抢购”。
据SIA(美国半导体行业协会)的数据,2021年1月全球半导体销售额同比增长13.2%,其中,中国销售额占比位居第二(12.4%),同比增长3.4%。
就在3月29日,财政部、海关总署、税务总局公布《关于支持集成电路产业和软件产业发展进口税收政策的通知》(下称《通知》),明确了集成电路产业免征进口税的情况。
例如,《通知》提出,对集成电路线宽小于65纳米(含,下同)的逻辑电路、存储器生产企业,以及线宽小于0.25微米的特色工艺集成电路生产企业,进口国内不能生产或性能不能满足需求的自用生产性原材料、消耗品,净化室专用建筑材料、配套系统和集成电路生产设备(包括进口设备和国产设备)零配件等,免征进口关税。
对集成电路产业的关键原材料、零配件生产企业,进口国内不能生产或性能不能满足需求的自用生产性原材料、消耗品,免征进口关税。
其实,这已经不是集成电路和软件产业第一次迎来税收方面的利好了。
去年8月国务院公布了《关于新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》,这份新政被业内人士看作是力度最大以及覆盖范围最广的文件,包括财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面。
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