近日，行业调研机构 Gartner发布最新数据显示，2021 年全球半导体收入总计 5950 亿美元，比 2020 年增长26.3%。

同时还发布了2021年全球半导体营收十大企业榜单。在全球半导体企业市占率排名中，三星电子从英特尔手中夺回头把交椅；英特尔则与其他九大半导体公司形成鲜明对比，收入同比下降了0.3%；AMD和联发科在2021年经历了最强劲的增长；英伟达、高通增速紧随其后，不遑多让。

Gartner表示，2021年全球芯片短缺的情况影响了全球的半导体厂商，加上全球原物料与物流价格的上涨，都推动了半导体平均出货价格(ASP)的走高。因此，使得全球大多数半导体企业2021年的营收都呈现出了较大幅度的增长态势。

与2020年汽车、工业和部分消费市场受到企业和消费者支出减少的重创不同，2021年汽车和工业市场需求强劲回归，内存市场也持续受益于近年来转向家庭/混合工作和学习的主要趋势，以及随着5G发展带来的无线通信业务的增长，都加速了半导体市场规模的提升。

数据中心或成最大“风口”

近年来，数据中心成了AMD、英特尔及英伟达的必争之地。

AMD

AMD可谓是榜单上的“大赢家”，从2020年的第14位一跃升至第10位，2021年全年营收同比大增68%，第四季度业绩更是全面超出预期。

优异的表现背后，AMD在计算与图形事业部及企业、嵌入式和半定制事业部均保持营业额持续增长。

AMD表示，与2020年的64亿美元相比，计算和图形业务2021年的净收入增长了45%，达93亿美元，主要原因是平均销售价格上涨了57%，部分抵消了8%的出货量下降；企业、嵌入式和半定制净收入为71亿美元，比2020年的33亿美元增长了113%，主要是受半定制产品和EPYC（霄龙）服务器处理器销售增长的推动。

据了解，数据中心业务占AMD 2021年总收入的25%左右，这反映了在半导体短缺和供应链中断贯穿全年的趋势中，AMD在2021年专注于高利润的数据中心产品和高端锐龙处理器的市场战略。

AMD总裁兼CEO苏姿丰表示，由于云计算和企业客户越来越多地采用 AMD EPYC处理器，数据中心收入同比翻了一番。

在数据中心领域，AMD在数据中心领域继续保持强劲发展势头，AMD EPYC处理器、AMD Instinct加速器和数据中心解决方案越来越多地被新客户和扩展的云产品所采用。2021年第四季度有一百三十多个基于AMD产品的公开云实例推出。

据悉，AMD在2022财年将继续快速增长其核心业务，特别是在服务器业务方面。AMD预计，2022年的年营收将增长31%，达到215亿美元，数据中心的收入约占总收入的30%。可见，服务器在内的数据中心市场将是接下来AMD的主攻市场之一。

不仅是AMD，面向数据中心的布局也是英特尔、英伟达重点加码的方向。

近年来，确立“以数据为中心”转型目标的英特尔，持续通过并购等举措丰富自身在数据中心领域的布局，包括收购优质的FPGA、ASIC公司，再加上研发独立GPU、IPU、神经拟态芯片、量子计算芯片，以及研发统一编程软件工具oneAPI，实现了覆盖多重架构的产品组合。

而英伟达在数据中心领域主打“GPU+CPU+DPU”的芯片路线，为此，英伟达先是花费69亿美元收购了以色列网络设备商Mellanox，而后又推出面向数据中心大规模人工智能和高性能计算应用的自研CPU——基于Arm架构的Grace芯片。

两者在数据中心领域的布局，财报上也有所体现。

英伟达

老对手AMD在数据中心业务同比翻倍，大超市场预期。而英伟达数据中心业务同样带来惊喜，交出了一份不错的答卷，

英伟达2022财年（英伟达财年为上年2月-当年1月）的收入达到创纪录的269.1亿美元，相比上一年增长61%，收入和毛利率均创公司历史新高。在各项业务中，尤其是公司最核心的游戏业务和数据中心业务都呈现出高增长的表现，两项合计占比达85%以上。

受益于对安培架构产品的强劲需求，英伟达游戏营收同比增长61%，至125亿美元，这反映了GeForce GPU取得了更高的销售额；数据中心收入同比增长58%，达到106亿美元，用于云计算和人工智能工作的训练和推理的GPU。

其中，数据中心业务的增长受云厂商的资本支出影响，疫情下核心云厂商投入仍维持30%以上的高度，而英伟达获得更高增速主要来自于并购 Mellanox 和内生增长两方面。

从英伟达近年来收入构成来看，尽管2022财年第四季度游戏业务仍是公司最大的收入来源，但占比已下滑至 44.7%。数据中心业务占比不断提升，从原本占比20-30%，迅速提升至40%以上，未来有望超越游戏业务成为公司第一大业务。尤其是在并购 Mellanox 影响逐渐褪去后，季度高增更是体现了英伟达的内生增长实力，以及数据中心市场的潜在前景。

未来，随着互联网数据需求只增不减，数据中心业务有望成为英伟达的“基本盘”。

当然，英伟达作为全球领先的算力芯片公司，其产品不仅用于游戏和数据中心等传统领域，同时也能用于自动驾驶、元宇宙等新兴领域。只要是对数据计算有需要的地方，都能看到英伟达的身影。

消费市场“余温尚在”

从十强榜单来看，高通、联发科等手机芯片巨头赫然在列，且增幅强劲。

2021年，联发科凭借在5G市场的出色表现以及多元化的业务部署交出了一份“大跃进”的营收成绩。2021年整体营收同比增长超过50%。

受惠于持续投资产品与技术，联发科目前的芯片产品已经覆盖了包含移动手机、移动计算设备、智能电视、IoT产品、无线连接设备、电源管理芯片等在内的多个领域。

从2021年Q4数据可以看到，来自手机业务的收入依然是联发科最大的营收组成。

得益于5G市场，天玑5G芯片受到了各手机厂商和用户的青睐，联发科也早已超越高通成为全球最大的智能手机芯片供应商。在之前Counterpoint公布的2021年第四季度全球智能手机AP/SoC芯片组出货量统计数据中，联发科就以33%的市场份额，连续第六季度位居手机芯片出货量榜首。

如今，随着天玑9000系列的巨大成功，更是让联发科赚得盆满钵满。

据《经济日报》报道，联发科3月营收首度跨越500亿大关，达到591.79亿元新台币（约合人民币130.60亿人民币），月增幅达到47.8%，创下了单月营收和增幅的记录。尽管联发科并未透漏收入暴增的原因，但结合国内厂商近期密集的机型发布来看，不难猜出天玑9000在其中发挥的作用。

高通方面，得益于多元化业务拓展带来的客户群体数量增加，疫情恢复后市场需求的提振，5G加速渗透普及，以及华为退出后带来的OEM市场格局的变化和机遇，共同助推了高通的全年高成长表现。

2021财年，高通芯片业务QCT整体收入为270.19亿美元，同比增长64%。高通将2021财年QCT收入增长主要归因为市场对智能手机和手机芯片的强劲需求，由于苹果和其他主要手机厂商对5G产品的需求增加。

具体来看，高通QCT业务分为四个细分领域，手机、射频前端、IoT和汽车。从全年看，QCT的每一个细分领域同比增长均超过50%，多元化业务发展势头强劲。

其中，手机芯片依旧是其营收大头。在2022财年第一财季财报中，高通表示，当季营收增长主要受到手机芯片营收增长42%的推动，特别是作为安卓手机核心部件的骁龙芯片组业务同比增长率超过60%。

展望未来，高通认为，随着行业继续从3G/4G多模态产品和服务过渡，预计全球消费者对3G/4G/5G多模态和5G产品与服务的新需求将继续增长。

智能手机市场让高通、联发科等手机芯片厂商吃足了红利。

4nm工艺芯片批量商用

尽管7nm以下先进工艺的复杂性和成本都在大幅攀升，但这对那些追求极致芯片性能的厂商们来说仍然非常重要。因为在半导体制程工艺逐渐逼近物理极限的限制下，芯片发展必须通过晶体管架构的改变、后段封装技术或材料突破等方式，才能持续达成提高效能、降低功耗和缩小芯片尺寸的目的。

在2021年底，两家顶级手机SoC芯片厂商联发科和高通，先后宣布推出采用台积电4nm和三星4nm工艺制造的旗舰SoC平台——天玑9000和骁龙8 Gen 1。这意味着，经过这一场龙争虎斗之后，2022年，安卓手机阵营将跑步进入4nm时代。

5nm芯片其实在2020年就已实现量产，华为麒麟9000、高通骁龙888，以及苹果的A14、A15等芯片，都采用了5nm工艺制造。在此基础上，台积电和三星正向3nm芯片进发。在3nm量产之前，4nm制程有效填补了5nm与3nm之间的空挡。

台积电N4工艺平台基于N5平台，新工艺在速度、功耗和密度都得到了进一步的提升，在设计规则、SPICE和IP方面同样与N5保持兼容，以利于在5nm和4nm之间实现无缝衔接，并在3nm未大规模量产时形成一种补充。根据此前的规划，N4会在2021年Q4开始试产，并于2022年实现量产。

此前，三星将其4nm工艺4LPE视为其7LPP工艺的演进版本，并在此基础上新增了低功耗版本4LPP，据称相比4LPE会实现5%的性能提升和10%的功耗降低，是“全环绕栅极晶体管(GAA)架构之前，实现最佳PPAc(功率、性能、面积、成本)的第5代EUV节点工艺”，预计在2022年实现量产。当然，这也是三星最后一个采用鳍式场效晶体管架构(FinFET)工艺的先进制程技术，从3nm工艺开始，该公司将全面采用GAA工艺。

总体来说，相对于3nm工艺，以5nm制程为基础改良而来的4nm制程技术相对稳定和成熟，生产成本相对低廉，属于过渡性制程工艺，3nm才是相关企业未来比拼的重点。

但另一方面，我们也不得不承认，先进工艺面临的挑战是巨大的，这也是为什么当前集成电路工艺技术的发展趋势，正逐渐从单一追求尺寸依赖的先进工艺，向先进工艺(More Moore)、非尺寸依赖的特色工艺(More than Moore)和先进封装三个维度并举发展，小芯片(Chiplet)、异构集成的系统级封装(System-in-Package)、3D堆叠等新技术层出不穷的原因。

跨界自研芯片趋势将更明显

标准芯片已无法满足苹果、亚马逊、Facebook、特斯拉等全球顶尖科技公司的实际需求，他们正在开发属于自己的定制化芯片。这样的趋势在中国也得到了体现，目前，国内排名前十的电子产品制造企业均拥有自主芯片设计的能力，OPPO、小米、美的，甚至于百度、阿里巴巴等企业都已在建立自己的团队。

自建芯片设计团队的主要好处，一是希望把命运掌握在自己手中，尤其是在近两年爆发的产业链危机面前，这一策略还是经受住了考验，收到了效果；其次，OEM厂商具备系统化知识，知道自己需要何种类型芯片；再次，就是在形成一定量级的规模后，便可降低采购成本。此外，企业也可以发展自己独立的技术、做一些差别化、专有的技术与产品。

澎湃C1是小米自研的ISP图像处理器，相关负责人曾表示，“如果我们不投入芯片设计，那么未来就可能掌握不了数字世界的钥匙。小米将以此为起点，重新出发回到手机的核心SoC器件设计当中。”

再看看自动驾驶，传统意义上的汽车行业具有复杂的供应链，汽车制造商位于最顶端，原材料供应商、二级供应商、一级供应商等多层供应商向其提供各种硬件和软件。但随着智能驾驶和大量造车新势力的出现，他们开始直接与软件/硬件设计公司合作，从而绕过传统供应链中的某些步骤。这意味着，提供软件和数字技术的市场参与者原本处于Tier 2、Tier 3级别，但在当前趋势下，也许很快就会跃居Tier 1的位置。

但在我们看来，这些企业同时也面临挑战，包括：企业能够做到怎样的量级、产品的设计能力、性价比是否能满足需求等等。当下，大多数企业在起步初期均处于“烧钱”阶段，发展比较困难。所以相对而言，大公司的行动会更为积极，因为他们在财务方面的境况较好，而且大公司以及在国内环境下投资半导体常会得到政府的补助或其他支持。

第三代半导体晶圆厂加大8英寸产能

作为率先商用的第三代半导体材料，近年来碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）备受关注。到2025年，全球功率分立器件和模块市场规模将达274亿美金，其中SiC和GaN的市场份额将增加到17%。

全球晶圆大厂正在积极推进8英寸SiC晶圆的商用。SiC的制造难点集中在衬底生长、衬底切割加工、氧化工艺方面，SiC衬底环节掌握产业链话语权，一些下游的外延、器件厂商收购SiC衬底厂，硅晶圆厂也在切入SiC衬底业务。

近几年以来，Cree、英飞凌、SiCrystal、II－IV、新日铁住金及道康宁等厂商扩产了6英寸产线，又在积极推动SiC向8英寸发展。其中，Cree、II-VI、SiCrystal、ST已拥有8英寸SiC衬底技术。而国内厂商在SiC衬底环节正由4英寸向6英寸升级，中电55所、中国中车、三安光电、华润微电子、积塔等已经有6英寸SiC产线。

除了汽车逆变器之外，车用OBC、慢充充电器、快充电桩等都能使用SiC产品。这导致当前SiC产能无法满足市场需求，而大厂凭借扩产/并购方式提前锁定衬底产能，例如Wolfspeed（Cree旗下）与英飞凌、ST、安森美，SiCrystal（罗姆旗下）与ST，GTAT（安森美旗下）与英飞凌分别签署了长期供应协议。

外延片是GaN非常关键的环节，其外延片通常用的是异质衬底，例如蓝宝石、SiC、硅（Si）等。理论上，GaN同质衬底是生长GaN外延层最好的衬底，但传统熔体法无法用于GaN单晶的生长，因此GaN单晶的生长进展缓慢。

当前较为主流的是GaN-on-Si（硅基氮化镓）和GaN-on-SiC（碳化硅基氮化镓）两种衬底技术。GaN-on-SiC的性能较佳，但价格高昂，但目前尺寸限制在4-6英寸晶圆；GaN-on-Si的生长速度较快，容易扩展到8英寸晶圆，但性能略逊于GaN-on-SiC。

GaN-on-Si在电力电子中有广泛应用，SunEdison、胜高、硅产业集团等代工厂和TI、ST、英飞凌、安森美、英诺赛科、华润微电子、士兰微电子等IDM厂在该赛道发力；GaN on SiC适用于射频领域应用，SiC衬底散热性更好，但其晶圆尺寸较小，尚未超过6英寸。 GaN on SiC赛道供应商有Wolfspeed、道康宁、罗姆、II-VI、新日铁住金、Norstel（中国资本收购）、天科合达、山东天岳等。

值得注意的是，2021年6月5日，英诺赛科GaN生产基地正式投产。截至 2021年年底，英诺赛科GaN晶圆产能达6000片/月，待项目完全投产后，年产能将达78万片，年产值超过100亿元人民币。我们预判，2022年开始GaN在国内将加速商用。

电动汽车、5G通讯、数据中心等应用的增长，也将推升SiC和GaN晶圆的产能。目前，SiC及GaN晶圆主要被限制在4-6英寸，随着头部供应商在8英寸晶圆方面的发力，2022年第三代半导体8英寸晶圆产能将增多，晶圆大厂增加8英寸产能的趋势，在未来几年内将持续存在。

文章来源： 国际电子商情，半导体行业观察