Перспективы развития рынка микроэлектроники

Перспективы развития рынка микроэлектроники

Выпуск 3(6677) от 07 февраля 2019 г.
РУБРИКА: ПРОРЫВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МИКРО И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Относительно перспектив развития полупроводниковой промышленности в ближайшие годы существуют различные оценки. Бóльшая часть аналитических фирм склоняется к тому, что, несмотря на возможное замедление темпов роста продаж полупроводниковых приборов в 2019 г. и возможное сокращение продаж в 2021 г., среднегодовые темпы роста за период 2017–2022 гг. не опустятся ниже 5%. Интерес представляет также анализ ситуации с патентами, опубликованный фирмой IFI CLAIM Patent Services.


ДИНАМИКА РЫНКА

По данным Международной организации торговли полупроводниковыми приборами (WTSO) и Ассоциации полупроводниковой промышленности США (SIA), мировые продажи полупроводниковых приборов в 2018 г. увеличились на 15,9%. В 2019 г. темпы роста продаж могут снизиться до 2,6% (рис. 1). При этом динамика доли Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР) в мировом рынке будет следующей: 2008 г. – 49,88%, 2018 г. – 60,39%, 2019 г. – 60,7% [1].



Источник: WSTS

Рисунок 1. Географическая структура мирового рынка полупроводниковых приборов за 1999–2019 гг.: статистика, оценка (2018 г.) и прогноз (2019 г.)


Корпорация Gartner также оценила среднесрочные перспективы развития рынка микроэлектроники. По ее данным, рост доходов от продаж полупровод-никовых приборов в 2019 г. замедлится, а в 2021 г. может даже сократиться (рис. 2). При этом в 2020 и 2022 гг. ожидается возобновление роста продаж. Корпорация VLSI Research прогнозирует на 2019 г. спад продаж на 1% с последующим ростом на 7%. А согласно оценке развития рынка полупроводниковых материалов, опубликованной компанией Linx Consulting, в период до 2022 г. будет наблюдаться рост со спадом продаж в 2021 г.



Источник: Gartner

Рисунок 2. Фактические продажи и прогноз продаж, а также темпы их прироста за 2011–2022 гг.


Основной фактор замедления темпов роста продаж в 2019 г. – ​падение цен на схемы памяти после завершения «суперцикла» ДОЗУ (роста средних продажных цен в 2017–2018 гг.). Более того, в случае дальнейшего падения цен на флэш-память NAND-типа в 2019 г. можно ожидать не замедления темпов роста, а снижения продаж полупроводниковых приборов. С другой стороны, снижение цен на схемы памяти – ​хорошая новость для конечных потребителей, которые из-за высоких цен на ДОЗУ фактически оплатили строительство новых заводов по обработке пластин и выпуску 3D-флэш-памяти NAND-типа корпораций Samsung, SK Hynix и Micron. Рынок ДОЗУ, несомненно, представляет собой олигополию и последние события показали, что производители серверов и смартфонов готовы платить премиальные цены в момент освоения производства новых типов ИС (с перспективой снижения цен при переходе на массовое производство). Кроме того, вклад потребительской электроники и смартфонов в рост продаж полупроводниковых приборов снижается, а таких конечных применений, как автомобильная и промышленная электроника и средства хранения данных, – ​растет. Отраслевые специалисты считают тенденцию положительной, так как эти три конечных применения предполагают бЧльшую стабильность соответствующих рынков и более высокую прибыль на инвестированный капитал (рис. 3).



Источник: Gartner

Рисунок 3. Вклад в общий рост рынка полупроводниковых приборов для автомобильной и промышленной электроники и средств хранения данных превосходит занимаемую ими долю рынка


Ситуация на рынке полупроводниковых материалов и в первую очередь необработанных пластин оказывает существенное влияние на полупроводниковую промышленность в целом. По данным Linx Consulting, до 2022 г. в строй должны войти два совершенно новых завода по изготовлению кремниевых пластин, что обеспечит увеличение их поставок по общей площади (в млн квадратных дюймов) на 16%. При этом последний раз новый завод по изготовлению пластин вводился в строй 10 лет назад (создание подобного завода занимает 2–3 года).

Чтобы профинансировать строительство нового завода, цены на пластины должны будут вырасти на 35%. Основная нагрузка придется на мелких и средних изготовителей ИС, так как ведущие корпорации продолжат получать пластины по самым низким ценам (но при большом объеме закупок). Китайские поставщики вряд ли облегчат ситуацию – ​пока они не продемонстрировали возможность поставки пластин диаметром 300 мм с низким уровнем дефектности.

Отмечается, что в среде поставщиков материалов для полупроводниковой промышленности будет продолжаться процесс слияний и поглощений: компании пытаются выжить и диверсифицироваться в условиях снижения уровня рентабельности.

После того как продажи полупровод-никовых приборов превысили отметку в 200 млрд долл. (2000-е гг.), а цифровые технологии начали оказывать значительное и растущее воздействие на другие отрасли и повседневную жизнь в целом, темпы роста их продаж стали теснее коррелировать с динамикой мирового ВВП. Сейчас на них влияют рост долгов крупнейших государств – ​производителей и потребителей ИС, уровень процентных ставок, торговые войны (в первую очередь американо-китайская) и даже проблема Брексита.

Специалисты фирмы Hilltop Econo-mics полагают, что в среднесрочной перспективе рост мирового ВВП составит около 2,7% (табл. 1). Соответственно, рынок полупроводниковых материалов также будет расти. Однако при неблагоприятном развитии американо-китайской торговой войны и связанных с ней торговых конфликтов с вовлечением других стан возможна рецессия.


Таблица 1

Прогноз темпов прироста мирового ВВП и отгрузок пластин (по площади, млн дюймов2)

Показатель

Прирост, %

CAGR 2022–2025

2016

2017

2018

2019

2020

2021

Мировой ВВП, консенсус

2,3

3,1

3,1

3,0

2,8

2,7

2,7

Площадь пластин, неполный консенсус

2,9

10,0

7,4

5,6

2,6

6,0

5,1

ВВП, спад темпов роста

3,0

2,9

2,7

1,6

2,8

Площадь пластин, спад темпов роста

7,6

3,2

–0,7

–8,8

8,0

  

Специалисты корпорации VLSI Research представили более негативный, чем Gartner, прогноз развития электронной промышленности в целом (табл. 2). Кроме того, они указывают, что к 2050 г. (и определенно в 2080 г.) центром концентрации мировой экономической и военной мощи станет Индо-Тихоокеанский регион. По мнению американских специалистов, это разрушительно скажется на современной политической системе, возрастет уровень нестабильности и конфликтности. Особо подчеркивается, что осуществляемое с 1979 г. взаимодействие с КНР быстро переходит от состояния стратегического сотрудничества к конкуренции [2].


Таблица 2

Прогноз структуры продаж электронной промышленности

Прогнозные данные продаж и отгрузок (декабрь 2018)

2-е полугодие

2018

1-е полугодие

2-е полугодие

2019

Оборудование, млрд долл.

38,7

80,0

37,7

34,8

72,4

Прирост (к предшествующему периоду)

–6,5%

–2,6%

–7,7%

Прирост (к аналогичному периоду прошлого года)

6,3%

13,9%

–8,9%

–10,1%

–9,5%

Коэффициент использования производственных мощностей

94,6%

93,3%

89,7%

92,7%

93,0%

ИС, продажи, млрд долл.

209,8

409,1

194,7

203,4

398,1

Прирост (к предшествующему периоду)

5,3%

–7,2%

4,5%

Прирост (к аналогичному периоду прошлого года)

7,6%

15,5%

–2,3%

–3,1%

–2,7%

ИС, отгрузки, млрд шт.

167,1

321,7

164,3

177,6

341,9

Прирост (к предшествующему периоду)

8,1%

–1,7%

8,1%

Прирост (к аналогичному периоду прошлого года)

9,3%

11,6%

6,2%

6,3%

6,3%

Электроника, млрд долл.

1206

2225

1055

1219

2274

Прирост (к аналогичному периоду прошлого года)

6,6%

7,2%

0,8%

1,1%

2,2%



КОНЦЕНТРАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Корпорация IC Insights, проанализировав динамику доли рынка, контролируемой ведущими поставщиками полупроводниковых приборов, за 10 лет, пришла к выводу о продолжающейся концентрации производства. В целом на 50 ведущих поставщиков в 2018 г. пришлось 89% рынка величиной в 514 млрд долл. – ​по сравнению с 82% (от 265,2 млрд долл.) в 2008 г. (рис. 4), т. е. контролируемая доля рынка увеличилась на 7%. При этом аналогичные доли 5, 10 и 25 ведущих поставщиков увеличились на 14, 15 и 11% соответственно.

Ввиду того, что в ближайшие пять лет ожидается дальнейшее развитие процесса слияний и поглощений, специалисты IC Insights прогнозируют продолжение консолидации производства. Это, в свою очередь, приведет к увеличению доли ведущих фирм на рынке в целом.

Отмечается, что прирост продаж за 2018 г. среди 50 ведущих поставщиков полупроводниковых приборов варьируется от +56% у корпорации Nanya до –10% у Fujitsu. Из семи фирм, продемонстрировавших в 2018 г. наибольшие темпы прироста продаж, четыре оказались ведущими поставщиками схем памяти: Nanya, SK Hynix, Micron и Samsung. В то время как Nanya показала наибольшие относительные темпы прироста продаж, корпорация Samsung продемонстрировала наибольший прирост в стоимостном выражении – ​ее годовые продажи в 2018 г. выросли на 17 млрд долл.

В целом, только девять из 50 крупнейших поставщиков в 2018 г. продемонстрировали темпы роста, превышающие рост продаж полупроводниковых приборов в целом (16%). Пять из них продемонстрировали рост на уровне ≥30%. Только три из 50 ведущих фирм снизили свои продажи, причем Fujitsu стала единственной, чей спад продаж измерялся двузначным показателем [3].


СЛИЯНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ

По данным корпорации IC Insights, объем сделок слияний и поглощений в полупроводниковой промышленности, достигший пика в 2015–2016 гг., в 2017 г. пошел на спад. Эта тенденция продолжится и в 2019 г. (рис. 5). Однако общая стоимость сделок слияния и поглощения за 2018 г. по-прежнему почти в два раза превышает среднегодовой показатель за первую половину текущего десятилетия.

Первоначальный объем сделок слияния и поглощения за 2016 г. сократился на 41,1 млрд долл. из-за того, что ряд сделок не был завершен – ​в частности, планировавшееся поглощение корпорации NXP Semiconductor корпорацией Qualcomm за 39 млрд долл. Впоследствии стоимость этой сделки увеличилась до 44 млрд долл., но в июле 2018 г. она была отменена.

До волны сделок слияния и поглощения в 2015–2016 гг. их среднегодовая стоимость (в 2010–2014 гг.) составляла 12,6 млрд долл.

В 2018 г. около 65% стоимости всех сделок слияния и поглощения пришлось на две операции. Во-первых, в марте 2018 г. корпорация Microsemi (fabless-поставщик ИС смешанной (цифро-аналоговой) обработки сигнала) согласилась на поглощение корпорацией Microchip Technology за 8,35 млрд долл. Эта сделка была призвана укрепить позиции Microchip Technology в сфере ИС для средств вычислительной техники, связи и для беспроводных систем. Сделка была закрыта в мае 2018 г. Во-вторых, в сентябре 2018 г. корпорация Renesas Technology получила согласие на поглощение от корпорации Integrated Device Technology (IDT, fabless-поставщик схем смешанной обработки сигнала) за 6,7 млрд долл. Эта сделка укрепит позиции Renesas Technology в области автомобильных ИС для перспективных систем помощи водителю (ADAS) и автономных транспортных средств. Ожидается, что сделка будет закрыта к июню 2019 г.

Помимо этих сделок, только еще две по стоимости превышали уровень в 1 млрд долл. В октябре 2018 г. корпорация Micron Technology заявила о намерении выкупить у корпорации Intel ее долю в их совместном предприятии IM Flash Technology (г. Лехи, шт. Юта) за 1,5 млрд долл. Завершение сделки намечено на второе полугодие 2019 г. В сентябре 2018 г. крупнейший китайский производитель смартфонов, корпорация Wingtech Technology, начала приобретение акций корпорации Nexperia (Голландия, поставщик стандартной логики и дискретных полупроводниковых приборов). Эта фирма «отпочковалась» от корпорации NXP Semiconductor в 2017 г. при поддержке китайских инвесторов. Wingtech Technology уже осуществила два цикла покупки акций Nexperia общей стоимостью почти 3,8 млрд долл. Конечная цель китайской корпорации – ​получение контрольного пакета акций (~76%) в 2019 г. [4].

 

КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЯ

По данным корпорации IC Insights, большая часть капиталовложений полупроводниковой промышленности в 2019 г. будет направлена в сектор флэш-памяти (рис. 6). Эта тенденция наблюдается третий год подряд и обусловлена тем, что производители расширяют и модернизируют производственные линии для удовлетворения растущего спроса на 3D-флэш-память NAND-типа. Ввиду того что большая часть работ уже завершена, капиталовложения в сектор флэш-памяти в 2019 г. снизятся на 18%, но при этом останутся крупнейшим инвестиционным сегментом полупроводниковой промышленности.

За последнее время в секторе флэш-памяти осуществлен ряд масштабных проектов.

В 2018 г. SK Hynix завершила сооружение и открыла завод M15 в г. Чхонджу (Южная Корея). Первая продукция – ​72-слойные 3D-схемы флэш-памяти NAND-типа.

Корпорация Micron выделила значительные ресурсы на модернизацию двух существующих заводов по производству флэш-памяти и строительство третьего предприятия в Сингапуре.

Toshiba Memory завершила в первом полугодии 2018 г. сооружение нового завода по обработке 300-мм пластин (Fab 6) на территории своего комплекса в г. Йоккаити (префектура Миэ, Япония). Введение в строй первой очереди намечено на начало 2019 г. Следующий завод по производству флэш-памяти будет расположен в г. Китаками (префектура Иватэ). Его строительство началось в июле 2018 г.

Корпорация XMC/Yangtze River Storage Technology (YMTC), входящая в Tsinghua Unigroup (КНР), завершила строительство нового завода, установку оборудования и начала малосерийное производство 32-слойных схем флэш-памяти NAND-типа. На сегодня это самое современное китайское предприятие.

Samsung и прочие известные поставщики флэш-памяти осведомлены о планах КНР стать одним из ведущих игроков на рынке 3D-флэш-памяти NAND-типа. Корпорация Samsung намерена продолжать активное инвестирование, с тем чтобы сохранить отрыв от существующих и возможных конкурентов. Для сохранения ведущих позиций корпорация потратила на мощности по производству флэш-памяти 13 млрд долл. в 2017 и 9 млрд в 2018 г. (28% общего объема инвестиций в сектор флэш-памяти за данный год). По оценкам IC Insights, в 2019 г. Samsung потратит на эти цели еще 7 млрд долл. [5].


МЕСТО МИКРО- И РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ КОРПОРАЦИЙ В ПАТЕНТНОЙ ИЕРАРХИИ

Компания IFI CLAIMS Patent Services составила на основании данных патентных бюро 20 ведущих стран рейтинг обладателей групп связанных (родственных) патентов. В настоящее время по их числу первое место занимает южнокорейская корпорация Samsung (табл. 3). Из 25 ведущих фирм – ​обладателей групп связанных патентов 17 относятся к электронной (включая полупроводниковую) промышленности. Китайские фирмы пока не попали в рейтинг – ​крупнейшая из них, Huawei Technologies, находится на 41-м месте с 11,5 тыс. групп родственных патентов.


Таблица 3

Мировой рейтинг обладателей групп связанных (родственных) патентов

Место

Конечный владелец в настоящее время

Кол-во групп действующих патентов

1

Samsung Electronics Co. Ltd

61608

2

Canon Inc.

34905

3

International Business Machines Corp.

34376

4

General Electric Co.

29021

5

Robert Bosch GmbH

26312

6

Panasonic Corp.

25742

7

Siemens AG

25154

8

Microsoft Corp.

24839

9

Intel Corp.

24773

10

Qualcomm Inc.

20315

11

Nokia Oyj.

19909

12

Hon Hai Precision Industry Co. Ltd

19485

13

Alphabet Inc.

19288

14

Sony Corp.

18981

15

Fujitsy Ltd

18259

16

Fujifilm Holdings Corp.

17867

17

Hitachi Ltd

17597

18

Toyota Motor Corp.

17213

19

LG Electronics Inc.

17164

20

General Motors Co.

14987

21

DowDuPont Inc.

14982

22

United Technologies Corp.

14280

23

Telefonakteibolaget LM Ericsson AB

14173

24

Seiko Epson Corp.

14152

25

Toshiba Corp.

14074


По данным Управления по патентам и товарным знакам (USPTO) Министерства торговли США, по итогам 2018 г. крупнейшим получателем американских патентов на изобретения осталась корпорация IBM (табл. 4). При этом более 3 тыс. патентов были получены в области искусственного интеллекта (1,6 тыс.), облачных и квантовых вычислений.


Таблица 4

Рейтинг получателей патентов США в 2017–2018 гг.

Место

Получатель

Патенты США, выданные в 2018 г.

Патенты США, выданные в 2017 г.

Прирост, %

Место в 2017 г.

1

International Business Machines Corp.

9100

9043

1

1

2

Samsung Electronics Co. Ltd

5850

5837

0

2

3

Canon Inc.

3056

3285

–7

3

4

Intel Corp.

2736

3023

–9

4

5

LG Electronics Inc.

2476

2701

–8

5

6

Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.

2468

2425

2

9

7

Microsoft Techology Licensing LLC

2353

2441

–4

8

8

Qualcomm Inc.

2300

2628

–12

6

9

Apple Inc.

2160

2229

–3

11

10

Ford Global Technologies LLC

2123

1868

14

15

11

Google LLC

2070

2457

–16

7

12

Amazon Technologies Inc.

2035

1963

4

13

13

Toyota Motor Corp.

1959

1932

1

14

14

Samsung Display Co. Ltd

1948

2273

–14

10

15

Sony Corp.

1688

2135

–21

12

16

Huawei Technologies Co. Ltd

1680

1474

14

20

17

BOE Technology Group Co. Ltd

1634

1413

16

21

18

General Electric Co.

1597

1577

1

16

19

Huyndai Motor Co.

1369

1304

5

24

20

Telefonakteibolaget LM Ericsson AB

1353

1552

–13

18

21

Seiko Epson Corp.

1285

1406

–9

22

22

Panasonic Intellectual Property Manatement

1254

1338

–6

23

23

Boeing Co.

1227

1177

4

26


Американские фирмы – ​получатели патентов США продемонстрировали снижение количества получаемых патентов (кроме корпорации Apple). Единственной страной, увеличившей этот показатель, стала КНР (+17% по сравнению с 2017 г. и 4% от числа выданных в 2018 г. патентов США). Крупнейшими получателями американских патентов стали корпорации Huawei Technologies (переместилась с 20-го на 16-е место при 24-м месте в 2016 г.) и BOE Technology Group (с 21-го на 17-е место при 40-м месте в 2016 г.). Всего в 2018 г. USPTO выдало 308853 патента США, что ниже показателей рекордного 2017 г. на 3,5% (рис. 7) [6].


1. Custer Walt. General Industry Slowing Coupled with Geopolitical Strife. Solid State Technology. Display Digest, January 16, 2019: https://electroiq.com/2018/12/general-industry-slowing-coupled-with-geopolitical-strife/ 

2. Merritt Rick. Semis Hope for Soft Landing. EE Times, January 8, 2019: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334154 

3. Semiconductor Leaders’ Marketshares Surge over the Past 10 Years. Solid State Technology. Wafer News, January 16, 2019: https://electroiq.com/2019/01/semiconductor-leaders-marketshares-surge-over-the-past10-years2/ 

4. Value of Semiconductor Mergers and Acquisitions Falls Considerably. Solid State Technology. The Pulse, January 17, 2019: https://electroiq.com/2019/01/value-of-semiconductor-mergers-and-acquisitions-falls-considerably/ 

5. Flash Memory Remains Primary Target for CAPEX Spending. Solid State Technology. Wafer News, January 16, 2019: https://electroiq.com/2019/01/flash-memory-remains-primary-target-for-capex-spending/ 

6. Merritt Rick. IBM, Samsung Lead Patent Rankings. EE Times, January 8, 2019: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334151


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 22(6746) от 11 ноября 2021 г. г.
Выпуск 16(6740) от 19 августа 2021 г. г.
Выпуск 13(6737) от 08 июля 2021 г. г.