2019年,全球半導體市場波瀾起伏。全球貿易摩擦嚴重影響了半導體行業,據國際半導體產業協會(SEMI)公布年度半導體設備最新預測報告,預估2019年全球半導體制造設備銷售金額將同比下滑。但中國半導體市場出現不一樣的景象。
作為全球FPGA芯片巨頭賽靈思,如何看待2019年半導體市場的變化?2020年,全球市場哪些動能將驅動半導體行業的復蘇?智能化需求給半導體廠商帶來哪些挑戰?帶著這些熱點問題,電子發燒友記者采訪了賽靈思CEO Victor Peng,他給出了前瞻的市場洞察和技術趨勢分析。
電子發燒友:2019年您認為半導體產業外部環境以及貴司的整體情況如何?
Victor Peng :2019年普遍被認為是半導體行業的“下行之年”,在受到全球貿易波動、半導體終端產品跌價,智能手機銷量逐漸飽和等因素的影響,2019年整體的半導體行業市場受到一定的沖擊。從各項數據來看,2019全年半導體產業實現同比微弱增長,甚至在一些細分領域出現負增長這一基本面是不會發生大的變化了。
利好的消息是,半導體整體大環境即將迎來轉機。5G技術、新能源汽車、物聯網、人工智能等全新技術與產品應用為半導體行業的復蘇帶來了轉機,從根本上說,5G、AI等新應用都離不開高效能運算技術,而運算是集成電路芯片最基本的功能。在這些全新的技術驅動力下,半導體產業將進入一個全新的發展周期。
2019年,賽靈思的公司整體業務進入強勢的上漲期,公司的年收入首次邁入了30億美元大關。在這樣的大環境下還能取得如此成績,源于賽靈思一直以來進行的由器件公司向平臺化公司轉型戰略,在2019年,我們的轉型之路取得了很大的進展。同時,我們在核心垂直市場上,取得了很大的成功。在當下大熱的自動駕駛、5G技術領域,我們都與相關的供應商展開了積極的合作。
電子發燒友:2019年中美貿易摩擦、日韓貿易戰接踵而來,你認為這對半導體產業鏈帶來了哪些深遠的影響?
Victor Peng :全球性質的貿易摩擦愈演愈烈,而且貿易摩擦本身是一個長期的過程,這也會給半導體產業本身帶來一些不可逆的影響。受到貿易摩擦的影響,半導體產業鏈中的中高技術地區向低技術地區的技術直投、技術轉讓入股兩種模式形成重大障礙,同時也為技術轉移的渠道帶來重大發展機遇。
雖然目前全球頂尖的通訊和集成電路設計公司大部分還集中在美國,不過中國已經逐漸成長為了全球最大的電子信息制造基地。從產業鏈的角度來說,目前的中國集中了全球60%以上的半導體芯片銷售,全球80%以上的智能手機產業鏈,超過全球50%的物聯網、新能源汽車產業鏈。對于半導體行業的所有企業,中國市場是必爭之地。
對于賽靈思而言,中國市場的重要性不言而喻,中國市場也是目前我們重點投入的對象。中國市場有著很大的市場容量,且市場整體增速很快。在2019年上半年全球半導體行業暴跌18%的情況下,中國依然保持向上增長勢頭,上半年中國半導體行業實現銷售收入3048億元,同比增長11.8%。
目前,賽靈思已經與多家中國本土企業展開了合作,未來隨著云計算、大數據、人工智能、機器學習、邊緣計算、物聯網、5G應用在中國各個行業的全面落地,未來賽靈思在各個行業領域還將扮演更加重要的角色,與眾多中國本土合作伙伴攜手共贏。
電子發燒友:智能化需求已經席卷全球,一部智能手機可能集成20多顆傳感器,5G手機的射頻架構、天線架構都出現了集成化的趨勢,可穿戴設備也會加上增強智能功能,這對半導體廠商帶來了哪些挑戰和市場機會?
Victor Peng :智能化、集成化的趨勢對于半導體廠商而言是既是巨大的機遇也有著不小的挑戰。隨著智能化技術的不斷發展,萬物互聯的趨勢下,大量的傳感器等半導體器件被應用在設備中。
Victor Peng :行業相關數據顯示,與AI相關的半導體在未來幾年內每年將增長約18%,智能相關的半導體可能占所有需求的近20%,這將轉化為約670億美元的收入。數據中心和邊緣都將出現機遇。如果這種增長按預期實現,那么半導體公司的定位將從人工智能技術堆棧中獲得比以前創新所獲得的更多價值,大約占總數的40%到50%。
目前AI、5G技術的快速發展對芯片架構和軟件支持提出了越來越高的要求,芯片設計更加復雜,業界需要更大容量的FPGA實現高效的仿真和功能驗證。今年我們推出了全球最大容量的FPGA—— Virtex UltraScale+ VU19P。這款產品擁有350億個晶體管,有史以來單顆芯片最高邏輯密度和最大I/O數量,用以支持未來ASIC和SoC的仿真與原型設計。VU19P具有900萬個系統邏輯單元,DDR4內存帶寬高達每秒1.5兆兆位,收發器帶寬高達每秒4.5兆兆位,超過2,000個用戶I / O。這種巨大的I / O帶寬非常適合多FPGA互連。它還使工程師能夠連接各種外部存儲器類型和速率,以實現狀態信息的快速,深度存儲。強大的規格使其支持當前最先進ASIC及SoC的原型設計和仿真,同時也適用于人工智能、機器學習、視頻處理等復雜算法的開發。
電子發燒友:2019年,貴司有哪些突出的產品和市場表現,2020年有哪些規劃?
Victor Peng :2019年是我們賽靈思正式執行數據中心優先、加速核心市場發展及驅動自適應計算三大新戰略的第一年。目前我們已經取得了很好的成績,年收入首次邁入30億美元大關。今年我們不僅在積極拓寬FPGA芯片的邊界,進一步擴大FPGA芯片的應用場景。同時還在逐步著手擴展FPGA以外的業務,逐漸向平臺化公司轉型。
2019年我們推出了Vitis統一軟件平臺,這款產品為云端、邊緣和混合計算應用加速提供了一個面向所有開發站的一站式軟件平臺。這一軟件不限于使用專有開發環境,插入到通用的軟件開發中,并利用豐富的優化過的開源庫,使開發者能夠專注于算法的開發。
Vitis 軟件平臺支持異構系統架構,包括 Zynq SoC,MPSoC 和 Versal ACAP 等。Vitis 能夠讓開發者在無需深入掌握硬件專業知識的情況下,即可通過軟件或算法代碼來自動適配,旨在充分釋放賽靈思自適應計算硬件的潛力,讓除硬件外的軟件設計者, 數據科學家,AI開發者都能借由這款產品解決技術瓶頸,加速開發過程。
在數據中心加速領域,今年我們推出了Alveo 數據中心加速器卡產品組合的全新產品Alveo U50 加速器卡。這款產品是業界首款可以支持第四代PCIe ( PCIe Gen 4) 的輕量級自適應計算加速卡, 專門為擴容各種不同關鍵計算、網絡和存儲工作負載而特別設計,而且所有的加速都在同一個可重配置 FPGA 平臺之上實現。
2020年,我們將繼續圍繞自適應計算為核心,推出更多自適應器件產品,打造自身計算生態。同時,我們將繼續向平臺化公司進行轉型,不斷豐富目前已經推出的包括ACAP、Vitis在內的平臺產品,為開發者帶來更加優質的開發體驗。
電子發燒友:你認為,2020年,中國IC設計產業在將在哪些領域有所突破?
Victor Peng :中國IC產業快速向前發展有兩大助推力,一個是國家政策上得支持,另一個就是5G、物聯網、汽車自動駕駛等新興應用市場所帶來的全新需求。在政策上,近年來中國各部門相繼推出了一系列政策鼓勵和支持集成電路行業發展。目前推出的《中國制造2025》規劃中表示,中國IC產業自給率需在2020年達40%、2025年達到70%,也就是說中國IC設計產業存在巨大的發展空間。
隨著中國本土IC設計業的崛起,IC設計產業已成為引領中國半導體產業發展的重要環節,產業結構也持續優化。以2019年中國半導體產業產值分布來看,IC設計業占比將達40.6%、IC制造占比約28.7%、IC封測占比約30.7%。目前,中國IC設計產業在提升自給率,政策支持,規格升級與創新應用三大要素的驅動下,將保持高速增長的趨勢,中低端產品市場占有率將持續提升,國產化的趨勢將越來越明顯。
2020年,中國IC設計產業除了要滿足在中低端產品市場的占有率之外,還要向高端IC設計產品市場發起沖擊。對于目前中國的IC企業而言,需要將公司核心競爭力與市場需求匹配,從長遠角度對整個產品進行明確市場定位,做長遠的苦干、實干的心理準備,以應對來自世界的競爭。同時,IC設計本身是一個全球性的產業,在技術合作上,要保持開放的心態,與海內外精誠合作,尋求共贏之道。
電子發燒友: 2020年,半導體技術發展將呈現哪些趨勢?
Victor Peng:隨著5G商業化逐步落地,就我們觀察到的半導體產業中呈現的技術趨勢包括數據呈指數級增長、人工智能的普及以及自適應計算的興起等。
首先,數據量的爆炸性增長。全球都在打造萬物互聯的世界,這意味著每天要處理和存儲數十億設備產生的海量新數據。根據IDC預測,從2018年至2025年,全球每年被創建、采集或復制的數據將增長5倍以上,預計將從2018年的32ZB增至2025年的175ZB。傳統的架構已經滿足不了這些新的非結構化數據,所以,新的數據的處理對于半導體架構的提出了創新需求。
第二、人工智能(AI)推斷部署處于起步階段。盡管在今年之前就有許多公司在此技術上投入大量研發,甚至已經有公司開始使用AI來改善客戶體驗并試運營,但是從AI 推斷的部署的角度來看,行業仍處于起步階段。所以,我們認為,用于AI推斷應用的半導體將會是一大趨勢。
除此之外,就我們所觀察到的自適應計算已經來臨。隨著Dennard 縮放定律與摩爾定律的失效,以及阿姆達爾定律設定的種種限制,嚴重阻礙了處理能力的進一步提升。目前的傳統架構已經應付不了現有的應用,我們亟需新的特定領域架構(DSA)來化解這些不利因素的影響,保持計算功能的發展勢頭。然而,隨著科技產品的不斷發展,對芯片的性能、外觀等都有了更精的要求,這導致芯片的設計成本不斷提高,制造時間也越來越長。出于對成本和時間的原因,每次開發新的芯片器件都使用新的 DSA 的做法已不再可行。自適應計算是一種解決方案,因為它不必使用新的芯片就能構建 DSA,支持以最低一次性工程費用(英文:Non-recurring engineering,NRE)實現快速開發與部署。
電子發燒友:2020年,5G和AI市場的快速發展對半導體產業發展將產生哪些助力?
Victor Peng:半導體行業對規模和計算的需求一直在不斷增長,全球都在夢想打造一個萬物互聯的世界,5G的通信框架便可以增強物聯網的網絡連通性。5G 技術需要傳輸高頻毫米波,這是半導體與物聯網和 5G 的結合之處。除此之外,5G和AI技術的發展落地還會帶來許多新的應用并且也會使現有的產品更新換代。例如消費電子、智能交通、物聯網、汽車電子等,這些應用會對半導體的需求大幅度增加,成為推動半導體產業的一大助力。
首先,在消費電子領域,以最常見的手機為例,從第一部5G手機的問世,各大手機廠商爭先投入到5G手機的研發中,掀起了一陣5G應用風。對于半導體材料廠商來說,同樣開啟了一場新研發熱,通信技術從4G到5G的跨越,勢必會對材料有著不同的需求,另外,5G應用帶來的數據處理及存儲單元的需求將是指數級別增長。因此,這些對于半導體產業都是成長的動力。其次,在汽車電子方面,5G和AI技術的發展會直接影響自動駕駛、ADAS等熱門應用的進展。以熱門的智能汽車網聯化為例,在這個過程中,各大汽車廠商需要大量的高靈敏度MCU以及傳感器,這無疑對于半導體市場增長起到了促進作用。
目前來說,已經有部分AI技術經融入了我們的生活,但鑒于AI芯片開發的復雜性以及AI產品的更新速度,AI技術依舊是半導體增長的主要動力,未來將包括機器學習、自然語言處理、語音命令和自動機器等不斷變化的技術格局有利半導體產業制造商。
電子發燒友:2019年,中國科創版開啟和大基金二期投資啟動,給中國半導體企業帶來了哪些利好?
Victor Peng:中國作為世界上最大的集成電路消費市場,但大部分產品嚴重依賴進口,技術也只能受制于人,在一些核心芯片領域,中國企業的自足率幾乎為零。造成這個形式無外乎兩個原因:一是投入太多,風險與回報期過于高昂。這直接導致半導體行業對市場前景不看好,缺乏投資欲望。其次是產業發展能力和市場需求尚未成型。經過2019年的中美貿易擦,中國顯然已經意識到自己的壁壘。這次中國科創版開啟和大基金二期投資啟動都意味著中國在注重自己國家的科創企業。據報道,大二期基金的注冊資本高達2041.5億。這次的投資計劃主要是以半導體發展現狀和痛點進行的。從設計到制造再到裝備和材料,這些都是主要的投資發展對象。
從全球經驗來看,政府資金和相關政策的扶持對于半導體行業的發展非常重要。比如日本、韓國的半導體產業背后均是產業政策和國家資金的支持。日本半導體以存儲器(DRAM為主)為切入口,在日本政府和產業界聯合推動下,順利實現趕超美國;而韓國半導體在韓國政府和財團的共同推動下,積極開拓高性價比IC產品,帶動亞洲電子產業鏈崛起。
對于馬上要來臨的新一次工業革命,半導體作為電子產品的核心成為影響下游產業的質量和競爭力。 隨著大數據、物聯網、人工智能技術的發展,是中國半導體企業發展的絕佳時機,而大基金二期落地,也將為國內的半導體企業注入新鮮血液。
電子發燒友:你認為,2020年全球半導體的增長動力來自哪些領域?
Victor Peng:我認為,2020年全球半導體的增長動力主要來源于汽車領域、人工智能、物聯網以及5G等領域。首先,在汽車領域。這個變化是很明顯的,第一個是智能輔助駕駛系統ADAS相關,以前只有一些豪車才會有的功能,現在已經普及到許多汽車品牌中。我們現在正在逐漸從計算機視覺向神經網絡AI在進行過渡,可以通過可編程的邏輯來優化我們的駕駛。第二個變化是車內體驗。過去的傳感器都是在監測外部環境,現在我們看到了越來越多的要求,比如對內部司機進行監控,這更多依賴于利于AI推斷來判定司機以及乘客的狀態、手勢以及偏好。第三個變化就是自動駕駛,自動駕駛程度越高,對于車載芯片、器件的數量和要求也會越高。這些對于半導體市場都起到了促進作用。
其次,隨著人工智能技術的不斷深入和發展,新的人工智能不斷加入各種應用,推斷將成為人工智能充分發揮其價值的核心舞臺。面對龐大而復雜的人工智能推斷應用需求,諸多的半導體廠商應該都看到了自己價值所在。除此之外,2020年全球開始逐步向5G網絡過渡,屆時,大量的5G基站建立也是半導體行業發展的好機會。
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