Недавно исследовательская корпорация Coherent Market Insights представила прогноз развития рынка СФ-блоков до 2027 г. По данным экспертов, емкость мирового рынка СФ-блоков в 2019 г. составила 4,111 млрд долл., а в 2027-м этот показатель увеличится до 7,103 млрд. Среднегодовые темпы прироста продаж в сложных процентах (CAGR) за период 2020–2027 гг. составят 8,9% [1].

СФ-блоки представляют собой логические блоки или логические кристаллы, которые могут быть повторно использованы при создании новых конструкций ИС или логической части вентильных матриц, программируемых пользователем, в качестве «строительных блоков». Применение таких «строительных блоков» позволяет существенно ускорить проектирование ИС, сократить цикл их вывода на рынок, способствует повышению качества и эффективности любого полупроводникового прибора. Предполагается, что масштабирование электронных приборов окажет положительное воздействие на рынок СФ-блоков. Поскольку спрос на миниатюрные смартфоны растет, возрастает и сложность проектирования ИС. Следовательно, расширяется и освоение современной технологии проектирования «систем-на-кристалле» (SoC), в которых используются СФ-блоки [2]. Кроме того, СФ-блоки активно используются в специализированных ИС (ASIC). И SoC, и ASIC все шире применяются в автомобильной электронике, МР3-плеерах, телевизорах, смартфонах и т. д. Повторное (многократное) использование СФ-блоков не только сокращает цикл проектирования и вывода на рынок ИС и конечных электронных систем, но и способствует их стандартизации, повышению энергоэффективности, интеллектуальности и функциональности [1]. Это, в свою очередь, будет способствовать увеличению темпов роста мирового рынка СФ-блоков. Все большее распространение мобильных приборов, смартфонов, планшетных ПК и других подключаемых к сетям посредством высокоскоростной широкополосной связи устройств также способствует ускорению развития рынка СФ-блоков. Помимо прочего, стимулировать мировой рынок СФ-блоков будет и рост инвестиций в программы НИОКР в области полупроводниковых приборов, увеличение доли СФ-блоков преобразования данных в продуктах и системах беспроводной связи и Интернета вещей [2]. Вместе с тем, аналитики корпорации Coherent Market Insights в своем исследовании уделили особое внимание многоядерным конструкциям, автомобильной электронике, географической структуре рынка СФ-блоков и последствиям пандемии COVID‑19, сдерживающим развитие рынка СФ-блоков.

Многоядерные конструкции и СФ-блоки

Ожидается, что одним из основных факторов развития рынка полупроводниковых СФ-блоков в прогнозируемый период (2020–2027 гг.) с технологической точки зрения станет расширение применения многоядерных конструкций в секторе потребительской электроники (первоначально эта тенденция проявилась в области процессоров для различных компьютеров, затем – ​в сфере прикладных процессоров смартфонов и планшетных ПК). Потребительская электроника становится все интеллектуальнее благодаря результатам НИОКР, в ходе которых создаются перспективные компоненты и ИС, формируемые при помощи сложных СФ-блоков, разработанных для каждого конкретного применения. Сектор потребительской электроники обеспечивает широкие возможности развития для полупроводниковой промышленности и поставщиков и разработчиков полупроводниковых СФ-блоков. Высокий спрос на продукцию полупроводниковой промышленности предъявляют не только изготовители смартфонов, планшетных ПК и запоминающих устройств, но и цифровых камер, стиральных машин, холодильников, систем СИД-освещения. В этой потребительской электронике широко используются ИС и SoC, при изготовлении которых применяются СФ-блоки.

Помимо потребительской электроники полупроводниковые СФ-блоки играют значительную роль в работе банкоматов, Интернета, средств связи, социальной инфраструктуры (например, медицинские сети ухода за пожилыми людьми) [2].

Особо отмечается, что доминирующую роль на рынке СФ-блоков занимает сектор СФ-блоков центральных и прикладных процессоров. Значительная часть конструкций центральных и прикладных процессоров представлена многоядерными решениями. При этом в одной конструкции могут интегрироваться различные типы ядер и СФ-блоков, часть из которых отвечает за высокую производительность, а часть – ​за малую потребляемую мощность [1]. Процессорные СФ-блоки находят растущее применение как в потребительской электронике, так и в вычислительной технике, перспективных системах помощи водителю (ADAS), информационно-развлекательных автомобильных системах, промышленной электронике, средствах безопасности и наблюдения и т. д.

В частности, автомобильная электроника отличается непрерывностью инновационного процесса (безопасность, управление двигателем, навигация, информационно-развлекательное оборудование и т. п.), поэтому в ее развитии роль полупроводниковых СФ-блоков будет продолжать расти. Развитие технологий автономных транспортных средств также способствует увеличению значимости автомобильной электроники. Особенно это касается используемых в ней микроконтроллеров и микропроцессоров, датчиков и интерфейсов, аналоговых ИС и ИС ЗУ (во всех широко применяются СФ-блоки). Кроме того, если ранее автомобильная электроника была в основном принадлежностью машин класса люкс, то затем она распространилась на автомобили средней ценовой категории, а теперь все активнее осваивает сектор недорогих машин [1, 2].

Географическая структура рынка СФ-блоков

Доминирующее положение на рынке полупроводниковых СФ-блоков в 2019 г. занимали страны Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР) – ​на них приходилось 38,4% доходов от продаж. Далее следовали Северная Америка и Европа (см. рисунок) [1]. Ожидается, что доминирование стран АТР сохранится в течение всего прогнозируемого периода. Это, в частности, связано с увеличением дохода на душу населения и располагаемого потребительского дохода в Индии и КНР. Так, по данным Всемирного банка, среднедушевой доход в КНР в 2019 г. составил 10,3 тыс. долл. – ​по сравнению с 8,9 тыс. в 2017 г. Такое увеличение дохода на душу населения привело к росту спроса на потребительскую электронику, прежде всего смартфоны и планшетные ПК.

Источник: Coherent Market Insights

Географическая структура рынка СФ-блоков в 2019 г.

Ожидается, что в течение прогнозируемого периода значительный рост потребления полупроводниковых СФ-блоков будет наблюдаться в Северной Америке. Здесь располагается около 500 fabless-фирм, чья специализация – ​проектирование ИС. Крупнейшей из них является корпорация Qualcomm. Кроме того, в последнее время модель fabless начинает использовать и корпорация Intel. Крупнейшие поставщики ИС в регионе сосредоточены на стратегических сделках слияния и поглощения – ​с целью расширения клиентской базы. Например, в августе 2019 г. корпорация Rambus поглотила корпорацию Northwest Logic (ИС ЗУ, PCIe и MIPI цифровые контроллеры).

Последствия пандемии COVID‑19 и другие факторы

Пандемия COVID‑19 оказала и продолжает оказывать значительное влияние как на предложение, так и на спрос в полупроводниковой промышленности, в том числе потому, что многие предприятия различных отраслей по всему миру были закрыты в связи с карантинными мерами. Полупроводниковые фирмы оценивают воздействие пандемии по трем направлениям: цепочка поставок, рыночный спрос и рабочая сила. Замедление производства потребительской электроники и автомобилей привело к изменению спроса на ИС [2]. Кроме того, снизился спрос на ПК и серверы, средства проводной связи [1]. Однако увеличился спрос на беспроводные средства связи и облачную инфраструктуру для поддержания удаленных и надомных работников. В долгосрочной перспективе это окажет положительное влияние на мировой рынок полупроводниковых СФ-блоков [1, 2].

Основным фактором, сдерживающим развитие рынка полупроводниковых СФ-блоков, стал рост объемов фальсифицированной продукции (контрафакта). Распространение контрафактных полупроводниковых приборов обусловлено недостатками в организации цепочек поставок и стремлением многих потребителей покупать полупроводниковые приборы по минимальным ценам в ущерб качеству. На рынке действует большое число независимых дистрибьюторов и брокеров, получающих продукцию от широкого круга заказчиков. При этом некоторые поставщики (вольно или невольно) включают в рыночную цепочку поставок контрафактные товары. Существует множество способов отследить происхождение и проверить подлинность полупроводниковых приборов. Эти способы постоянно совершенствуются. Но единственным способом гарантировать подлинность полупроводниковых приборов, их качество и надежность остается покупка исключительно через авторизованные источники поставок [2].

Основные разработчики и поставщики СФ-блоков: Arm Holdings, Synopsys, Cadence Design Systems, Imagination Technologies, Lattice Semiconductor, CEVA, Rambus, Silvaco, Intel, eMemory Technology, Dream Chip Technologies (Goodix Technology), VeriSilicon Microelectronics (Shanghai), Achronix Semiconductor, Open-Silicon, Dolphin Design SAS, Faraday Technology, Xilinx, Mentor (подразделение Siemens), SMIC, Cobham Gaisler, Arasan Chip Systems, HDL Design House, Mixel и TDK (InvenSense) [1].

Global Semiconductor Intellectual Property (IP) Market to Reach US$7,103.0 Million by 2027. Semiconductor Digest, March 11, 2021: https://www.semiconductor-digest.com/2021/03/11/global-semiconductor-intellectual-property-ip-market...‑7103–0-million-by‑2027/

Semiconductor Intellectual Property (IP) Market Analysis. Coherent Market Insights, January 2021: https://www.coherentmarketinsights.com/market-insight/semiconductor-intellectual-property-market‑4389