本文來自微信公眾號(hào)：CPS中安網(wǎng)，作者/Tim。
近年來芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展伴隨國(guó)際格局中的摩擦與沖突，高光進(jìn)入了輿論的視野；對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的關(guān)注和布局也成為了國(guó)家、企業(yè)實(shí)力消長(zhǎng)與長(zhǎng)期發(fā)展的重要影響因素，并持續(xù)推動(dòng)著芯片產(chǎn)業(yè)加速演變。
此前，特氣供應(yīng)不穩(wěn)問題曾困擾半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，致使芯片產(chǎn)業(yè)鏈的復(fù)雜性和脆弱性進(jìn)一步暴露。（點(diǎn)擊文章了解詳情：地緣沖突讓“缺芯”加劇，芯片又要漲？）
一波還未平息一波又起：近日，全球最大半導(dǎo)體冷卻劑供應(yīng)商3M公司旗下比利時(shí)工廠因當(dāng)?shù)丨h(huán)保法規(guī)限制，被要求停工。3M半導(dǎo)體冷卻劑全球市場(chǎng)占比達(dá)90%，客戶包括臺(tái)積電、英特爾、三星、SK海力士、聯(lián)電等半導(dǎo)體行業(yè)巨頭。
而鑒于其80%產(chǎn)能來自比利時(shí)工廠，有業(yè)內(nèi)相關(guān)人士稱，客戶庫存在可以承受的一到三個(gè)月內(nèi)，若沒有解決冷卻劑供應(yīng)問題，全球芯片制造業(yè)很可能面臨巨大沖擊。
接二連三的“天災(zāi)人禍“，引起了業(yè)內(nèi)外和國(guó)際間對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的集體關(guān)注，現(xiàn)在，對(duì)3nm制程的產(chǎn)能爭(zhēng)奪正揭示著芯片產(chǎn)業(yè)新一輪的紛爭(zhēng)。
對(duì)先進(jìn)制程產(chǎn)能的爭(zhēng)奪
臺(tái)積電是全球芯片工藝領(lǐng)導(dǎo)者，是芯片制造行業(yè)的標(biāo)桿，以臺(tái)積電為主的技術(shù)體系生產(chǎn)了全球一半以上的芯片。其公司產(chǎn)品覆蓋廣泛，手機(jī)、汽車、電腦等等產(chǎn)品都有臺(tái)積電芯片工藝技術(shù)的身影。
已經(jīng)實(shí)現(xiàn)5nm，4nm高端芯片量產(chǎn)的臺(tái)積電，已經(jīng)在3nm芯片工藝取得了重大突破，預(yù)計(jì)8月份投產(chǎn)。
和臺(tái)積電一樣，三星也在3nm取得了重大進(jìn)展，去年便實(shí)現(xiàn)了3nm的流片，意味著三星也有條件和實(shí)力進(jìn)入3nm工藝時(shí)代。
現(xiàn)在能采用先進(jìn)制程的代工廠只有臺(tái)積電和三星兩家，而需要先進(jìn)制程工藝的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)卻有英特爾、蘋果、高通、AMD、英偉達(dá)等數(shù)家，實(shí)打?qū)嵦幱?ldquo;僧多肉少”的局面。對(duì)芯片企業(yè)來說，芯片工藝的比拼其實(shí)就是產(chǎn)品性能的比拼，為了產(chǎn)品不輸給對(duì)手，廠商開始上演一場(chǎng)“產(chǎn)能爭(zhēng)奪戰(zhàn)”。
目前，英特爾、蘋果、高通、AMD等都已加入戰(zhàn)局。
英特爾
為了爭(zhēng)搶產(chǎn)能，去年12月，英特爾CEO基爾辛格曾乘坐私人專機(jī)訪臺(tái)，希望爭(zhēng)取到未來2～3年更多臺(tái)積電先進(jìn)工藝產(chǎn)能，對(duì)于3nm工藝，英特爾希望能與蘋果一樣——臺(tái)積電能夠?yàn)橛⑻貭柦ㄔ煲粭l3nm產(chǎn)能特供專線。
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，帕特·基辛格4月初再次到訪了臺(tái)積電，尋求臺(tái)積電的晶圓代工產(chǎn)能支持。
此前由于英特爾無法按時(shí)生產(chǎn)7nm，導(dǎo)致AMD在CPU技術(shù)上領(lǐng)先，為了重返霸主寶座，英特爾必須爭(zhēng)3nm的產(chǎn)能。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，英特爾成為了臺(tái)積電3nm產(chǎn)能的競(jìng)爭(zhēng)者之一，與蘋果分庭抗禮。
蘋果
在之前發(fā)布的芯片線路圖中，蘋果預(yù)期在2023年發(fā)布基于3nm的第三代M系列芯片，并選擇由臺(tái)積電代工。
英特爾的“橫插一腳”讓蘋果失去了臺(tái)積電3nm“獨(dú)寵”的資格。但作為臺(tái)積電十年老客戶且還是最大的客戶，蘋果擁有的3nm產(chǎn)能不會(huì)少。而且為了臺(tái)積電的3nm產(chǎn)能，蘋果已經(jīng)預(yù)付了大量的款項(xiàng)。
蘋果很有可能會(huì)在M2處理器上用上臺(tái)積電最新的3nm技術(shù)，并且在其A17處理器上繼而用到臺(tái)積電改良過的第二代3nm制程工藝——N3E工藝方案。
高通
高通也是臺(tái)積電的重量級(jí)客戶，此前有意將3nm訂單交于三星也是因?yàn)闋?zhēng)不過蘋果在臺(tái)積電的地位，為了確保足夠的產(chǎn)能才轉(zhuǎn)向三星。
但是從最近的消息來看，三星的先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)面臨產(chǎn)量問題。高通據(jù)稱已將3nm AP處理器的訂單交給臺(tái)積電，將于明年推出。
AMD
AMD已向臺(tái)積電預(yù)訂2022及后兩年5nm及3nm產(chǎn)能，2023-2024年間將推出3nm Zen 5架構(gòu)處理器。不過和高通一樣，AMD也曾傳出了因?yàn)楫a(chǎn)能問題試圖轉(zhuǎn)單三星的消息，由此看出，3nm產(chǎn)能不夠可能將成為臺(tái)積電損失客戶的棘手問題。
芯片產(chǎn)業(yè)的“去全球化”？
2020年新冠疫情致使全球性的安防、汽車、消費(fèi)電子等產(chǎn)業(yè)面臨芯片短缺之后，各大芯片廠商相繼開始投入巨資擴(kuò)充產(chǎn)能：意大利計(jì)劃到2030年撥款超過40億歐元，吸引英特爾等芯片廠商更多的投資，推動(dòng)意大利本土芯片制造產(chǎn)業(yè)；加拿大將啟動(dòng)一項(xiàng)1.5億加元的半導(dǎo)體Challenge Callout基金以支持半導(dǎo)體研發(fā)和供應(yīng)，另外9000萬加元將分配給加拿大國(guó)家研究委員會(huì)下屬的加拿大光子學(xué)制造中心；臺(tái)積電在日本合資公司的工廠，占地21.3公頃，工廠計(jì)劃2024年12月份開始出貨。
英特爾是美國(guó)芯片制造技術(shù)最先進(jìn)的企業(yè)，但至今不能量產(chǎn)7nm制程的芯片。多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，大力吸引芯片廠商投資建廠的同時(shí)，美國(guó)也在試圖讓半導(dǎo)體制造的重心重回本土。
美國(guó)國(guó)會(huì)為了扭轉(zhuǎn)美國(guó)在全球半導(dǎo)體制造份額急劇下降的頹勢(shì)，通過了CHIPS for America法案（“芯片法案”），強(qiáng)調(diào)對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的支持和補(bǔ)貼，包括將為半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)撥款520億美元，鼓勵(lì)企業(yè)投資半導(dǎo)體生產(chǎn)等。
英特爾、蘋果、高通、AMD、英偉達(dá)等數(shù)家高科技企業(yè)的訂單占據(jù)了臺(tái)積電最先進(jìn)產(chǎn)能，貢獻(xiàn)其最大的利潤(rùn)，但現(xiàn)在高通、英偉達(dá)明確表示愿意將部分訂單交給英特爾代工生產(chǎn)制造。AMD、蘋果分別是臺(tái)積電7nm、5nm工藝的最大客戶，但由于成本高兩者都推出了自研的封裝技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了成本降低，性能也提升明顯。
一旦開始失去美企訂單，臺(tái)積電的營(yíng)收和利潤(rùn)必然會(huì)受到較大影響。所以臺(tái)積電方面已經(jīng)正式表態(tài)，今年的資本開支預(yù)計(jì)最高是440億美元，主要用于新建工廠和新技術(shù)的研發(fā)等。
美國(guó)要求臺(tái)積電在本土建設(shè)更多工廠，但臺(tái)積電僅在美建設(shè)了5nm芯片生產(chǎn)線，并且月產(chǎn)能僅有2萬片。而同一時(shí)間，臺(tái)積電擴(kuò)大了在日本建廠規(guī)模，主要生產(chǎn)制造28nm到16nm等制程的芯片；臺(tái)積電還計(jì)劃在德國(guó)建廠，主要生產(chǎn)汽車芯片；在臺(tái)灣本土新建3座工廠，主要生產(chǎn)制造7nm以下制程的芯片。
國(guó)產(chǎn)安防芯片的變局
國(guó)際芯片產(chǎn)業(yè)鏈上的動(dòng)蕩和變革，事關(guān)千行百業(yè)，安防行業(yè)也不例外。不過，安防攝像機(jī)的芯片制程工藝目前絕大多數(shù)集中于于22-40nm，并不需要用到當(dāng)下最先進(jìn)的制程工藝；同時(shí)中低端的安防芯片市場(chǎng)空間比高端市場(chǎng)更大，輕智能產(chǎn)品的需求主要要求將小算力芯片做到更具性價(jià)比，因此市場(chǎng)上涌現(xiàn)了許多國(guó)產(chǎn)芯片廠商前來分享安防芯片巨大的市場(chǎng)份額：
01、瑞芯微
瑞芯微主攻專業(yè)級(jí)AI安防市場(chǎng)，已推出聚焦前端產(chǎn)品的RV1126和RV1109兩大智慧視覺處理器，以及專注后端NVR/XVR產(chǎn)品方案的RK3568和RK3588。
瑞芯同時(shí)還在積極推動(dòng)“軟硬”的雙提升，推出高效精準(zhǔn)的開發(fā)者工具RKNNToolkit，配合靈活的多媒體開發(fā)接口，可增加開發(fā)者自定義應(yīng)用的靈活性，優(yōu)化開發(fā)者生態(tài)環(huán)境，有助于終端伙伴擴(kuò)展更多AI功能及應(yīng)用場(chǎng)景。
02、國(guó)科微
國(guó)科微目前主要布局安防監(jiān)控芯片，于2015年進(jìn)入安防IPC領(lǐng)域，長(zhǎng)期致力于音視頻編解碼，圖像ISP關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。國(guó)科微在智能安防SoC芯片主要有GK71系列、GK72系列，是針對(duì)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)的低功耗、低碼率、高畫質(zhì)、高集成的SoC芯片，涵蓋了H.264和H.265編碼標(biāo)準(zhǔn)。
03、富瀚微
富瀚微是國(guó)內(nèi)ISP龍頭企業(yè)，開發(fā)了基于CMOS傳感器的圖像信號(hào)處理（ISP）類芯片，加速了“CIS+ISP”方案替代傳統(tǒng)的“CCD+ISP”方案，成為模擬攝像機(jī)市場(chǎng)的主流方案。公司IPC產(chǎn)品視頻編碼技術(shù)、像素、存儲(chǔ)均處于市場(chǎng)前列。
04、北京君正
君正針對(duì)智能家居、智能家電等物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分市場(chǎng)的快速發(fā)展，相應(yīng)推出了智能視頻領(lǐng)域的T系列芯片、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的X系列芯片，公司2021Q1IPC芯片實(shí)現(xiàn)營(yíng)收約1.73億元。
05、全志科技
全志科技在安防主要布局AI視覺處理芯片。在智能視覺市場(chǎng)，該公司發(fā)布的新一代專用AI視覺處理芯片在智能掃描翻譯筆、智能攝像機(jī)、多路智能記錄儀，人臉識(shí)別門禁等細(xì)分領(lǐng)域獲得突破和認(rèn)可。
同時(shí)針對(duì)泛視覺IoT市場(chǎng)長(zhǎng)尾碎片化的市場(chǎng)需求特點(diǎn)，提供各檔位序列化芯片產(chǎn)品解決方案、體系化支持服務(wù)，其相關(guān)開源開發(fā)板已在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)及開發(fā)社區(qū)獲得較高關(guān)注，取得了穩(wěn)定的銷售成長(zhǎng)并穩(wěn)固了市場(chǎng)主流供應(yīng)商地位。
06、晶晨股份
晶晨深耕音視頻處理芯片技術(shù)。該公司基于長(zhǎng)期積累的多媒體音視頻處理芯片技術(shù)，疊加最新的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專用DSP、數(shù)字麥克風(fēng)、物體識(shí)別、人臉識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、遠(yuǎn)場(chǎng)語音識(shí)別、超高清圖像傳感器、動(dòng)態(tài)圖像處理、多種超高清輸入輸出接口、多種數(shù)字音頻輸入輸出接口，通過機(jī)器深度學(xué)習(xí)和高速的邏輯推理/系統(tǒng)處理，并結(jié)合行業(yè)最新芯片制造工藝12納米等多種新技術(shù)，完成了多場(chǎng)景的人工智能應(yīng)用系列芯片產(chǎn)品。
07、星宸科技
星宸科技背靠聯(lián)發(fā)科，主攻視覺、車載、交互、外設(shè)娛樂四大市場(chǎng)。在智慧視覺市場(chǎng)，星宸科技提供了完整的視頻業(yè)務(wù)處理器解決方案，可實(shí)現(xiàn)公共安全管理產(chǎn)品到消費(fèi)類產(chǎn)品的開發(fā)，基于該解決方案的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于人臉識(shí)別道閘機(jī)、車牌識(shí)別道閘機(jī)、人臉識(shí)別考勤機(jī)、消費(fèi)類監(jiān)控產(chǎn)品、USB攝像頭等不同產(chǎn)品。
人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的落地和演進(jìn)，為各行各業(yè)帶來了諸多的變化；同時(shí)，也在對(duì)底層硬件——算力提出更高的要求，這才造就了全球范圍內(nèi)對(duì)最先進(jìn)制程的產(chǎn)能爭(zhēng)奪；以及諸多國(guó)家和地區(qū)謀求對(duì)中高端制程的制造自主。
對(duì)于安防行業(yè)而言，過去，海思占據(jù)安防SoC市場(chǎng)約60-70%份額，2020年其受美“制裁”影響，國(guó)內(nèi)其他安防芯片廠家迎來了發(fā)展契機(jī)。
星宸科技成為了行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先者，搶占大量份額；國(guó)內(nèi)ISP龍頭富瀚微積極布局高端IPC及后端NVR，發(fā)展迅速；北京君正、國(guó)科微等芯片設(shè)計(jì)廠積極拓寬產(chǎn)品線，視頻監(jiān)控相關(guān)收入快速增長(zhǎng)；
此外，晶晨股份、全志科技、瑞芯微等廠商亦在積極拓展安防SoC，相較早期外企主導(dǎo)的市場(chǎng)和此前海思獨(dú)占鰲頭局面，未來安防芯片市場(chǎng)在上下兩級(jí)都蘊(yùn)含著豐富的市場(chǎng)機(jī)遇和空間，伴隨著國(guó)際間新一輪的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)變革，國(guó)內(nèi)安防芯片市場(chǎng)也將迎來上下游同步的雙向變革。
