赛迪顾问-信息产业研究-中外半导体产业发展模式研究.doc

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信息产业研究
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& 本期主题:中外半导体产业发展模式研究
全球半导体产业发展演变研究
自1947年12月23日第一块晶体管在贝尔实验室诞生,人类从此步入了飞速发展的电子时代。1958年美国德州仪器公司发明集成电路,二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路,从而揭开了集成电路产业不断发展壮大的序幕,它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量与质的飞跃。经过60年的飞速发展,半导体产业技术水平飞速发展,产业规模不断壮大,产业链、产业模式不断演进。
产业发展历程——周期波动中规模迅速扩大
产业规模迅速扩大
世界第一块集成电路诞生于1958年。至今先后经历了小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)、特大规模集成电路(ULSI)几个发展阶段,现正迈向巨大规模集成电路(GSI)和系统集成或片上系统(SOC)时代(整个电子系统的功能由一片集成电路所代替)。由于集成电路产品的大量使用,推动了计算机、程控交换机、网络设备、家电产品、航空航天、工业自动化、IC卡、汽车电子、国防武器等各个领域的飞快发展,并带动了整个社会生产力水平的不断提高。
2000年之前,全球半导体产业规模快速增长。1985年到1999年15年间,%。自2000年以来,全球半导体产业开始步入一个平稳增长的周期,1999年到2006年7年间,%。但总体来看,1985年到2006年21年间,%。到2008年,。
图1 1985-2007年全球半导体产业销售收入规模增长情况
数据来源: WSTS
产品内涵日趋复杂
全球半导体工业一直遵循“摩尔定律”向前发展,摩尔定律是指:IC上可容纳的晶体管数目,约每隔18到24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。该定律是由英特尔(Intel)名誉董事长戈登•摩尔(Gordon Moore)经过长期观察发现得出。自提出以来,摩尔所阐述的趋势一直延续至今,且仍不同寻常地准确。人们发现摩尔定律不光适用于对存储器芯片的描述,也精确地说明了处理器能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为电子信息工业对于性能预测的基础。
在摩尔定律提出后40多年的时间里,芯片上的晶体管数量增长惊人,从1971年推出的第一款4004 CPU的2300只晶体管,增加到酷睿二4核CPU的8亿只晶体管,芯片上的晶体管数量增加了近40万倍。由于集成度越高,芯片上晶体管的价格越便宜,这样也就引出了摩尔定律的经济学涵义,在20世纪60年代初,一个晶体管要10美元左右,但随着芯片上晶体管越来越小,每个晶体管的价格只有十万分之一美分。

图2 摩尔定律的演进
数据来源:INTEL
在存储器领域,随着各种专门应用不断提出新的要求,新的存储器技术也层出不穷。DRAM已经由SDRAM发展到DDR SDRAM,以及DDR II、DDRⅢ。其容量也由最初的1K一路提升至2G。除DRAM之外,闪存作为半导体存储器中的另一大产品门类也在迅速发展。目前采用50纳米工艺制造的闪存其容量已经达到2G,此外,包括铁电介质存储器(FRAM或FeRAM)、磁介质存储器(MRAM)、奥弗辛斯基效应一致性存储器(OUM)以及聚合物存储器(PFRAM)等在内的众多非易失性存储器也开始得到不同程度的应用。
在CPU、存储器等传统半导体产品遵循摩尔定律不断向前发展的同时,SoC(System on Chip,系统集成芯片)在近几年开始出现。由于SoC可以提高整体系统的性能,降低功率消耗及芯片的面积,并缩短产品上市时间,因此全球各个主要国家都积极地投入研究。目前SoC已经广泛应用于多个方面。在通信领域的电信交换系统、个人数字助理/掌上电脑、GSM/CDMA手机、GPS定位仪等便携式数字移动通信设备,在消费电子领域的MD机、CD机、收音机等音频类产品,录像机、摄像机、DVD播放机、HDTV/STB等视频产品和电视游戏机、数码相机、电子玩具等个人电子产品,以及在控制、测试、医疗设备领域的工控设备、机器人、电子测试设备、医疗电子设备,这些产品的核心芯片都已经开始由SoC所替代。
产业发展周期波动
全球集成电路产业一直保持周期性的上升与下降,人们称这种周期性的变化为“硅周期”。供求关系的变化是硅周期存在的主要原因。整个行业产能扩大太猛会导致市场供大于求,库存量剧增,价格急速下降。硅周期的存在还表明,集成电路的发展不仅对电子设备有强烈的影响和渗透性,而且还对其有强烈的依赖性,电子设备市场的繁荣与衰退都将