半导体研究机构IC Insights公布最新的芯片市场研究报告显示，2021 年，美国公司占据了全球芯片市场销售总额（包括IDM和Fabless厂商的芯片销售额的总和）的 54%，而中国大陆占比仅有4%。

IC Insights称，2021年，美国公司占据了全球芯市场总销售额的54%，这主要是得益于其占据了Fabless（无晶圆厂的芯片设计厂商）IC市场销售额的68%的份额。

比如全球前五大Fabless厂商当中，高通、英伟达、博通、AMD、赛灵思等都是美国厂商。美国还占据了全球IDM（自有晶圆厂的芯片厂商） IC市场47%的销售份额。在全球头部的IDM厂商当中，英特尔、德州仪器、美光等都是美国厂商。

因此，在全球的整个芯片市场，美国的市场份额也依然是稳居第一，高达54%。

韩国占据了全球芯片市场销售总额的22%，排名全球第二。主要得益于韩国三星、SK海力士这两大头部IDM大厂的贡献。

可以看到，在IDM领域，韩国的市场份额高达33%，仅次于美国。不过，在Fabless市场，韩国就相对比较薄弱，市场份额仅为1%。这也使得韩国在整个芯片市场的份额被拉低到了22%。

中国台湾地区虽然拥有较强的芯片制造能力，但是台积电、联电、世界先进等厂商都是晶圆代工厂，主要是为Fabless厂商和部分IDM厂商提供芯片代工服务，并不直接从事芯片的设计与销售。自主设计、制造并销售的IDM厂商相对较少，IDM IC的销售占比仅有3%。

相比之下，台湾在Fabless IC领域比较强，占据了全球21%的份额，仅次于美。

在2021年前十大Fabless厂商当中，联发科、联咏、瑞昱、奇景光电等都是台湾的Fabless厂商。不过，综合两方面来看，台湾在2021年全球芯片市场的销售额当中的占比仍只有9%。

日本和欧洲目前在Fabless IC领域也比较薄弱，市场份额均不足1%。而在IDM IC领域，日本由于瑞萨、铠侠、索尼、富士通等IDM大厂的存在，占据了8%的份额；欧洲则由于意法半导体、英飞凌、恩智浦等IDM大厂的助力，拥有9%的份额。综合来看，日本和欧洲在全球芯片市场的份额均为6%。

由于近年来中国政府对于芯片产业的大力支持，中国的芯片设计及芯片制造产业都有了较大的发展。

根据半导体行业协会公布的数据显示，2021年（截至12月1日），中国Fabless企业已经达到了2810家，同比增长26.7%，销售达到了4586.9亿元。其中销售规模比较大的有华为海思、豪威集团、中兴微电子、紫光展锐、比特大陆、汇顶科技、兆易创新、华大半导体、瑞芯微、全志科技等。

在IC Insights的这份报告中，中国大陆的Fabless厂商在2021年全球Fabless IC市场的份额为9%，位居全球第三，仅次于美国和中国台湾地区。

Fabless市占率破纪录，未来五年不低于30%

通常而言，Fabless/System同代工厂的年市场增长存在密切关系，但同IDM（集成设备制造商）IC供应商的销售增长存在很大的差异。对比过去20年里Fabless/System和IDM的销售额增长情况，后者频繁出现负增长的情况，前者则少有负增长的情况，只有在2015年和2019年，两者销售额增长表现情况均不佳。

IC Insights预测数据显示，从2010年至2020年，Fabless/System的销售额预计增长一倍以上，即从635亿美元至1300亿美元，同期IDM 的总销售额增长30%，即从2010年的2043亿美元增长至2020年的2657亿美元，其中2020年的销售增长仅为6%。

2002年，Fabless/System的销售额仅占据整个IC市场的13%，之后十几年里，Fabless/System的市场份额一直在上升，直到2017年和2018年内存市场飙升，这两年的市场份额才有所下降。去年内存市场显著疲软，Fabless/System的市场份额又发生新的变化，市场占有率增长至29.7%。

IC Insights认为，今年Fabless/System的IC销售额预计将增长22%，其中AMD预计将实现28亿美元的销售额增长。从长远来看，IC Insights认为Fabless/System以及为他们提供服务的代工厂将继续在整个IC行业格局中保持强大的力量，在未来的整个IC市场所占百分比保持不变，未来五年里最低市场占有率为30%。

Fabless的市占率逐年增多的另一个重要原因半导体行业本身的结构性变化，即如今少有采取IDM发展模式的初创芯片公司。

在集成电路行业发展史上的前30年，大多数集成电路企业都是IDM 模式，即集芯片设计、制造、封装、测试等所有的IC生产环节于一身，这样的组织架构能够使企业本身有更多的自主权，环节衔接流畅，芯片制造生产周期短。

不过，IDM IC供应商们同时也要面临着公司规模庞大、管理成本高、运营费用高、资本回报率偏低等问题，这也正是在IC Insights预测数据中，IDM总是频繁出现销售额负增长的原因。

因此，在后续的发展过程中，由于代工厂的出现，多兴起Fabless公司，而一部分IDM企业也纷纷转向Fabless模式，包括Semtech、Conexant等公司的转变。其中，最为著名的专注于微处理器的半导体公司 AMD为减轻其财务压力，在2009年正式剥离其芯片制造部门，也就是如今的GlobalFoundires，转为Fabless公司。

现如今，还剩下英特尔、三星、德州仪器巨头IDM公司，高通、英伟达、赛灵思等都属于Fabless公司。尽管IDM IC供应商仍然占据重要地位，但越来越多的Fabless公司正在兴起，正逐年占据更多的市场。

AI技术将颠覆芯片设计

今年六月，谷歌团队在国际顶级期刊Nature上发表了一篇题为《一种用于加速芯片设计的布局规划方法（Chip Design with Deep Reinforcement Learning）》的论文，文章指出，利用深度学习，人类工程师需要数月完成的工作，谷歌用AI仅需要6小时就能达到相同效果，提升达到数百倍。

王秉达说：“采用具有AI技术的EDA工具来设计芯片，时间肯定会缩短，这是毋庸置疑的，只是时间缩短的幅度有所不同。”

AI能够缩短芯片设计周期的原因并不复杂，主要是让AI先通过学习，有了知识的累积，在后续使用的过程中遇到相同或者类似的问题能够以更快的速度解决问题，所以带有AI的EDA可以节省芯片设计周期几乎是一个定论。

AI应用于EDA有两种形式，由于芯片设计是一个很长的复杂流程，整个过程中可能需要十几个EDA工具，因此AI既可以应用于EDA点工具中来优化单个芯片设计环节，也可以用于整个芯片设计流程的优化。

如果是用于单个EDA点工具中，其发挥的作用就相当于经验共享，能够让一个只有几年工作经验的工程师，能够达到有丰富经验设计者的水平。“目前芯片架构的设计依赖架构师的经验，如果能够把架构师累积的经验，借助AI技术融入EDA工具中，就可以大幅降低芯片设计的门槛，效率也能大幅提升。”王秉达指出。

如果是贯穿在整个芯片设计流程中的AI，就需要开发者对于AI运行的方式有所了解。王秉达解释，“用AI技术优化芯片设计的流程，需要客户根据实际进度不断进行调节。比如传统的流程中每一步的用时和顺序都很固定，完成前面的步骤才会进入后续步骤。加入AI之后，可能步骤一的时间只需要原来的一半，步骤二时间只需要原来的十分之一，这时候就需要用户进行相应的调整。”

当然，将AI与EDA工具融合不仅可以显著节省研发时间，还能带来芯片性能的提升和设计成本的降低。

以新思科技的DSO.ai为例，美国头部IDM厂商采用DSO.ai后成果显著，芯片设计的时间提升2-5倍，SoC芯片能耗整体提升9%。将DSO.ai应用于不同类型芯片的设计流程，仅需一位工程师就能带来显著的时间节省和性能提升。

“不同类型和场景的芯片，AI能带来的提升并不相同。这是因为，芯片整个设计过程需要经历几百万或者上千万个步骤，不同的流程AI带来的提升程度并不一致，同时，上一步优化的结果影响着下一步AI提升的效果。”王秉达指出，“EDA加入AI之后，在节省芯片设计时间的同时，在相同时间内就可以让设计师专注于优化性能和做核心功能的创新，自然更容易设计出性能更好的芯片，整体的成本也能够相应降低。”

未来，从芯片的架构设计、制造以及封装的全流程都会融入AI技术。至于芯片设计的周期能否从以年为单位变为以月为单位，王秉达认为，通过AI + EDA大幅缩短芯片设计环节的周期是明确的，但缩短芯片从设计到制造的整个生命周期还需要整个产业链的共同努力。

文章来源： 雷峰网，芯智讯