半导体行业观察

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ASIC大热,英伟达慌吗?
半导体行业观察· 2025-06-23 10:08
Meta的ASIC战略与MTIA项目 - Meta正在全面进入ASIC竞赛,其专有ASIC服务器项目MTIA预计将在2026年实现重大突破,可能挑战Nvidia的市场主导地位[1] - Meta计划在2025年底至2026年推出100万至150万颗高性能AI ASIC芯片[1] - MTIA T-V1将于2025年Q4推出,采用36层高规格PCB和混合冷却技术,由博通设计,Celestica和Quanta负责组装[3] - 2026年中将推出MTIA T-V1.5,芯片面积翻倍,计算密度接近Nvidia的GB200系统[3] - 2027年计划推出MTIA T-V2,采用更大规模CoWoS封装和170KW高功率机架设计[3] ASIC市场崛起与竞争格局 - 目前Nvidia占据AI服务器市场80%以上价值份额,ASIC仅占8-11%[2][7] - 2025年Google TPU预计出货150-200万台,AWS Trainium 2预计140-150万台,合计达Nvidia GPU出货量(500-600万台)的40-60%[2][15] - 随着Meta和微软在2026-2027年大规模部署ASIC,ASIC总出货量有望超越Nvidia GPU[2] - Google、AWS等云服务巨头加速部署自研ASIC,显示AI服务器市场竞争格局正在转变[1] 技术挑战与供应链限制 - Meta的ASIC计划面临CoWoS晶圆产能限制,当前分配仅支持30-40万颗,远低于100-150万颗的目标[4] - 大尺寸CoWoS封装存在技术挑战,系统调试需要6-9个月时间[4] - 若多家云服务商同时加速部署ASIC,可能导致高端材料和组件短缺,推高成本[4] Nvidia的技术优势与市场地位 - Nvidia推出NVLink Fusion技术,开放互连协议以巩固市场份额[5] - Nvidia在芯片计算密度和NVLink互连技术方面保持领先,ASIC短期内难以追赶[5] - CUDA生态系统仍是企业AI解决方案首选,构成ASIC难以复制的壁垒[5] - Nvidia是HBM最大消费者,从SK海力士和美光采购最多HBM,并拥有最大的CoWoS产能分配[16] - AI技术基础建立在Nvidia芯片和CUDA软件上,使公司在竞争中占据先天优势[17] 行业发展趋势与观点 - ASIC设计和制造周期长(2-3年),可能面临技术过时问题[11] - 大型科技公司可能对Nvidia的高利润率不满,推动自研ASIC发展[12] - 主权AI概念下,多数国家仍倾向于采购Nvidia芯片而非开发自主AI芯片[19][20] - AI发展是与时间的赛跑,使用ASIC可能导致科技公司在竞争中落后[17]
Cadence又双叒叕收购了
半导体行业观察· 2025-06-23 10:08
Cadence收购VLAB Works - Cadence宣布收购澳大利亚半导体技术公司ASTC旗下虚拟平台领域领导者VLAB Works团队[1] - VLAB Works提供超高性能虚拟开发环境(VDE)和虚拟快速模型库,其技术将集成至Cadence的Helium Virtual and Hybrid Studio、Xcelium、Palladium和Protium平台[3] - 此次收购强化Cadence系统验证全流程能力,特别是在虚拟和混合硅前软件验证领域[3] 技术协同效应 - VLAB的多线程虚拟模型可加速汽车OEM和一级供应商的下一代汽车软件堆栈开发[3] - VLAB虚拟平台原生连接Palladium和Protium引擎,创建兼具高性能与周期精度的混合仿真环境[3] - VDE支持桌面/服务器/云环境,兼容多种嵌入式架构,已部署于多家头部汽车客户[3] ASTC战略调整 - ASTC CEO确认VLAB Works并入Cadence后,母公司将通过IQonIC Works部门聚焦RISC-V原始IP、ASIC产品及成像传感器ASIC等核心业务[4][5] - VLAB Works过去15年专注为OEM和一级供应商构建虚拟开发环境,加入Cadence后将加速技术推广[4] VLAB技术优势 - 在汽车MCU/ECU虚拟平台领域处于行业领先地位,支持FlexRay/CAN/LIN等全系汽车通信标准及Mathworks/dSpace/Vector等工具链[8] - 可构建包含MCU/ASIC/被控对象模型的闭环ECU虚拟系统,实时运行AUTOSAR操作系统[8] - 移动平台解决方案能缩短手机开发周期,完成复杂操作系统移植至新架构(含DSP)[9] ASTC发展历程 - 前身为摩托罗拉半导体部门,2005年分拆为飞思卡尔后成立ASTC,2011年创建VLAB Works业务单元[7] - 通过全球并购扩张,包括收购摩托罗拉美国手机虚拟原型团队和法国调制解调器仿真专家[9] - 客户案例显示采用VLAB技术可使汽车ECU软件开发周期提前6个月[10]
台积电,头大
半导体行业观察· 2025-06-23 10:08
台积电面临的外部逆风 - 公司近期遭遇两大逆风考验:美国可能撤销其大陆厂区取得美国技术时的豁免权 以及新台币汇率本季强升12% [1] - 新台币升值对美元出口导向的台积电冲击显著 每升值1%影响毛利率与营益率各0.4个百分点 本季强升12%已重创"双率"各近5个百分点 [1][2] - 汇率波动导致法人将下半年毛利率预估从58%下修至55% 叠加2纳米量产初期良率调整因素 进一步稀释毛利率 [1] 财务表现与预测 - 公司4月法说会预计本季美元营收284-292亿美元(季增13%) 但新台币实际汇率较假设值32.5大幅升值至29.529 [2] - 尽管美元营收财测有望达标 但"双率"恐下探财测低标 本季纯益可能低于上季 无法达成市场预期的持续成长目标 [1][2] - 推算单季每股纯益约13元 最多持平上季或季减个位数百分比 但仍将创历年同期新高 [2] - 近八年数据显示公司Q2获利优于Q1概率约50% 2024年Q2受益AI/HPC应用实现增长 但2023/2021/2018/2017年同期皆出现衰退 [2] 政策风险与后续关注 - 美国政策变化可能影响台积电大陆厂区技术豁免权 对大陆接单影响待观察 [3] - 公司将于7月举办法说会公布财报与展望 高层对近期逆风的看法备受市场关注 [3]
韩国芯片,忧心忡忡
半导体行业观察· 2025-06-23 10:08
韩国与美国关税谈判 - 韩国贸易代表将在华盛顿与美国官员进行第三轮关税谈判技术性讨论,并对美国可能对中国芯片制造商实施的限制表示担忧 [1] - 韩国可能不会遵守7月8日的最后期限,谈判可能持续到7月8日之后 [1] - 韩国目前对从中国进口的商品征收10%的全面关税,并对特定国家征收25%的关税,暂停期为90天 [1] - 韩国总统李在明表示没有必要仓促与美国达成贸易协定 [1] - 韩国贸易代表还将讨论华盛顿要求放宽对美国牛肉进口限制的问题 [1] 美国可能撤销芯片制造商在中国的豁免权 - 美国商务部考虑撤销三星、SK海力士和台积电在中国的豁免权,使其更难获得美国商品和技术 [2] - 如果豁免权被撤销,外国芯片制造商在中国开展业务将更加困难 [2] - 美国官员表示目前无意部署这一策略,但将其视为应对协议破裂的工具 [2] - 消息公布后,美国芯片设备制造商股价下跌:KLA Corp下跌2.4%,Lam Research下跌1.9%,应用材料公司下跌2% [2] - 三星和SK海力士的竞争对手美光科技股价上涨1.5% [3] 芯片制造商的豁免权现状 - 2022年10月,美国对中国出口芯片制造设备实施限制后,向三星、SK海力士等外国制造商发放了接收货物的授权书 [3] - 2023年和2024年,这些公司获得了“验证最终用户”(VEU)身份,以继续开展贸易 [4] - VEU资格使公司能够更轻松、快速、可靠地接收受美国管制的产品和技术 [4] - VEU授权附带条件,包括禁止某些设备以及报告要求 [5] - 美国商务部表示芯片制造商仍可在中国运营,新的执行机制与其他半导体公司的许可要求相同 [5] 行业影响 - 如果美国半导体设备公司向外国跨国公司出货变得更加困难,可能帮助中国国内竞争对手 [5] - 业内人士称这一政策是“一份礼物” [6]
CPO,势不可挡
半导体行业观察· 2025-06-22 11:23
数据中心向CPO交换机转型 - 2025年OFC展会明确表明数据中心向CPO交换机转型不可避免 主要驱动力在于CPO带来的功耗节省[1] - 黄仁勋在2025年GTC大会上展示CPO交换机 众多厂商在OFC展会上演示集成在ASIC封装内的光引擎 共封装光学技术已无处不在[1] - Arista联合创始人安迪・贝托尔斯海姆主张线性可插拔光学(LPO)是更优选择 LPO功耗较传统可插拔光学器件减少30-50%[1] CPO与LPO技术对比 - 在1600G代际 LPO与CPO的功率效率大致相当 但LPO面临ASIC与面板光器件之间电通道插入损耗的挑战[1] - CPO的担忧包括失去配置灵活性 光器件类型混合搭配困难 厂商互操作性和可维护性挑战[2] - 光模块硬故障率约为100 FIT 软故障更常见 CPO检查或更换故障光器件所需时间长得多[2] CPO技术进展 - 行业在过去两年已取得显著进展 CPO技术可靠性大幅提升[2] - 展望400G每通道SerDes代际 CPO可能成为唯一可行选择[2] - 在如此高速率下 即使最佳PCB走线或跨接电缆也可能引入过多插入损耗 封装内实现光信号传输将成为必要[2] CPO集成方案 - 光引擎通常包含电子集成电路(EIC)和光子集成电路(PIC)[3] - 硅中介层方案允许将多个光学小芯片更靠近主裸片放置 实现更小封装 但热管理复杂化[6] - 有机基板方案将光引擎保留在ASIC封装内的有机基板上 有助于热隔离 是集成CPO的流行方案[7][8] 带宽密度定义 - 带宽密度描述沿光接口集成边缘每毫米可传输的数据量 单位通常为太比特每秒(Tbps)[9] - 更高前沿密度意味着芯片可在不增加占用面积的情况下输出更多光带宽[9] - 提升前沿密度对满足数据中心和高性能计算系统中爆炸式增长的带宽需求至关重要[9] 博通与英伟达CPO方案对比 - 博通Bailly CPO交换机基于Tomohawk-5 ASIC 总封装外光带宽为51.2 Tb/s[12] - 英伟达Quantum-X InfiniBand交换机系统具备144个800 Gb/s端口 总计115.2 Tbps带宽[18] - 博通目前拥有51.2T解决方案 英伟达跨越式发展至100-400T 满足未来百万GPU集群需求[19] 光引擎与光纤耦合 - 博通Bailly芯片在ASIC封装内集成6.4 Tbps硅光子基光引擎[20] - 英伟达集成了多个1.6 Tbps硅光子基光子引擎 采用可拆卸光子组件(OSA)[22] - 博通采用光引擎的边缘耦合光纤连接 英伟达很可能也在光子引擎上使用边缘耦合[26][29] 激光器集成与调制器 - 博通和英伟达均使用外部可插拔激光模块(ELS) 保持CPO低功耗并提高可靠性[30] - 博通使用马赫-曾德尔调制器(MZM) 英伟达选择微环谐振器调制器(MRM) MRM功耗约为1-2 pJ/bit[32][33] - 英伟达架构的可插拔激光模块数量比博通方案少4倍[31] 功率效率与散热 - 博通共封装光学每个800 Gb/s端口功耗约5.5W 比等效可插拔模块低3倍[35] - 英伟达通过使用微环调制器和更少激光器 网络链路功率效率提升3.5倍[35] - 两种方案均实现了更低的pJ/bit功耗 使超高带宽网络更具可持续性[36] 未来发展方向 - 垂直耦合正在研究实验室和部分公司中积极探索 以克服边缘长度限制[39] - 多芯光纤(MCF)可使每根光纤的通道数增至4倍 将边缘通道密度提升4倍[40] - 下一代CPO实现正在探索结合多种方法 以在给定边缘长度内提升总封装外带宽[41] CPO部署挑战 - 主要挑战在于CPO对现有生态系统和运营模式的影响 包括生态系统颠覆和运营复杂性[43] - CPO可靠性数据已开始出现 但仍需更多验证[43] - 在ASIC封装内集成对热敏感的光组件带来显著热管理挑战 液冷成为必需[44] CPO在纵向扩展中的应用 - CPO在纵向扩展用例(机架内连接)中的前景更为光明[45] - 光背板/中板链路在电缆和传输距离方面提供了巨大改进 单根带状光纤可承载多个波长 取代数十根铜缆[45] - 纵向扩展系统中GPU的合理选择可能是先过渡到CPC(共封装铜缆) 然后在链路速度达~400 Gbps及以上时过渡到CPO[46] 光子中介层与织物 - 光子中介层或织物可提供非常长的"边缘" 每毫米边缘的有效带宽可能远高于分散布置的多个独立光引擎[48] - 光子织物的主要挑战在于基础层的光引擎会散发出大量热量 热管理相当困难[50] - 光子中介层另一应用是将XPU连接至板上独立ASIC封装中容纳的内存池(HBM)[52]
半导体,迎来新替代者
半导体行业观察· 2025-06-22 11:23
新型硅树脂半导体材料 - 密歇根大学研究发现硅树脂可充当半导体,挑战了其仅为绝缘材料的传统观念 [4] - 该材料由硅和氧原子组成,通过改变Si-O-Si键角度(基态140°→激发态150°)实现电荷流动 [8] - 电子在Si-O-Si键轨道重叠中形成通道,链越长电子越易长距离移动 [8] 应用潜力 - 可应用于新型平板显示器、柔性光伏电池、可穿戴传感器及智能服装 [4] - 相比传统刚性半导体,该材料具有柔性和多色显示特性 [7] - 材料防水特性使其适用于生物医学设备、密封剂、电子涂层等领域 [6] 光学特性 - 共聚物链长度决定发光颜色:长链发红光(低能量),短链发蓝光(高能量) [9] - 通过控制链长可产生完整色谱,突破硅酮传统透明/白色的光学限制 [9] - 紫外线照射下不同链长共聚物可呈现彩虹色阵列 [9] 分子结构 - 有机硅由交替排列的硅氧原子(Si-O-Si)骨架构成,附着碳基有机基团 [8] - 交联形成三维结构改变物理性质,共聚物含笼状和线性两种重复单元 [8] - 激发态电子跃迁至相连轨道形成导电态,打破110°键角限制 [8]
群贤毕至,共襄盛会——IWAPS 2025诚邀投稿!
半导体行业观察· 2025-06-22 11:23
会议概况 - 第九届国际先进光刻技术研讨会(IWAPS 2025)将于2025年10月14-15日在深圳举行 [4][5] - 会议由中国集成电路创新联盟、中国光学学会主办,中国科学院微电子研究所等机构联合承办 [4] - 会议聚焦光刻设备、工艺制程、计量检测、掩模材料、计算光刻等全产业链技术 [4] 会议特色 - 依托深芯盟产业集群优势,汇聚深圳及湾区半导体企业、高校与科研机构资源 [4] - 联动湾芯展产业生态,为全球领军企业提供创新展示平台 [4] - 为投资机构提供洞察粤港澳大湾区半导体机遇的窗口 [4] 学术合作 - 接收论文将送检SPIE Digital Library及EI数据库 [8][12] - SPIE是全球最大的光学和光电子学文献数据库之一 [7] 征稿范围 - 包括光学光刻、新兴图形技术、计量检测、计算光刻、材料与工艺等七大领域 [10] 投稿要求 - 摘要需用英文撰写,不超过500单词,需包含标题、关键词、作者信息及研究意义 [11] - 摘要截止日期为2025年7月31日,录用通知将于2025年8月21日发布 [11] - 全文提交截止日期为2025年9月30日,需遵循SPIE会议标准模板 [11][12] 历届会议 - 2017年首届会议在北京举行,后续分别在厦门、南京、成都等地举办 [13][17][20][21][24] - 2023年会议在浙江丽水举行,2024年在嘉兴举办 [35][36] - 历届会议论文可通过IEEE Xplore和SPIE数据库查阅 [36] 会议资源 - 更多信息可通过会议官网www.iwaps.org/cn获取 [36]
日本半导体为何难以超越台湾?
半导体行业观察· 2025-06-22 11:23
日本半导体产业布局 - 日本近年来在熊本启用JASM晶圆厂,Rapidus在北海道全力研发先进制程 [2] - 日本半导体产业研究权威长内厚出版《半导体逆转战略》一书,试图解答日本如何扭转半导体制造颓势 [4] 台日半导体发展路径差异 - 日本执着于"技术优先",把半导体材料、设备做到全球第一,而台湾以台积电为首的晶圆代工产业"把技术变成真正的经济价值" [6] - 日本半导体制造早年以服务自家家电产品为主,随着家电被韩国、中国取代,半导体部门因缺乏外部客户而萎缩 [7][8] - 日本半导体产业作为大公司内部部门而非独立营利事业,导致创新较为困难 [9] 台日半导体合作与竞争 - 台积电主导的JASM已成为日本复兴半导体制造的核心与希望 [6] - 台日两国在半导体产业发展上存在机会与挑战以及现实的竞合关系 [5] 台湾半导体产业特点 - 台湾独特的产业聚落模式和台积电的晶圆代工模式具有先见之明 [4] - 台湾半导体产业创新模式难以复制到日本 [6]
DRAM,三个方向
半导体行业观察· 2025-06-22 11:23
内存市场规模与增长 - 2025年内存市场规模有望连续第二次创下2000亿美元纪录,受数据中心AI训练工作负载需求激增带动 [2] - 2024-2030年全球HBM收入将以33%的复合年增长率增长,到2030年HBM在DRAM市场份额将达到50% [2] - NOR闪存市场2024年同比增长约15%,得益于出货量增长和价格环境改善 [2] 行业竞争格局 - SK海力士、三星和美光积极提升良率并扩大生产规模,应对2025年预计出现的缺货局面 [6] - 中国加大内存制造本土化力度,技术差距缩小,战略延伸至个人电脑和消费电子领域 [6] - NAND行业面临消费需求弱于预期和供应链库存上升压力,供应商降低晶圆厂利用率和减产以恢复市场平衡 [2] 技术创新趋势 - CMOS键合成为实现更高密度、高性能存储器件的重要解决方案,长江存储Xtacking™架构实现晶圆间混合键合 [7] - 3D NAND器件未来可能需要键合三个不同晶圆(逻辑芯片+双存储阵列)以实现超过500层扩展 [7] - DRAM领域预计平面设计将通过0c/0d节点发展,6F² DRAM单元将被基于CMOS键合布局的4F²单元架构取代 [8] - 主要DRAM供应商积极探索3D集成途径,包括1T-1C单元和无电容器结构 [8] - 半导体设备公司如应用材料、泛林集团和东京电子加大投资应对3D DRAM制造工艺挑战 [8]
三星芯片,谋求反超
半导体行业观察· 2025-06-22 11:23
三星电子全球战略会议核心议题 - 公司设备解决方案(DS)部门在战略会议上重点讨论增强HBM和代工领域竞争力的措施,包括HBM3E供应战略和HBM4量产计划[2] - 会议按机构部门和地区分享议题并制定营销战略,全球各地区法人代表广泛参与[2] HBM业务进展与竞争态势 - 公司向AMD交付升级版HBM3E 12层产品,并接受NVIDIA质量测试,试图打入其供应链[2] - DRAM市场份额33年来首次被SK海力士超越,美光和长鑫存储快速逼近,HBM业务失误被认为是主因[2] - 第六代HBM(HBM4)计划年内量产,10纳米级第六代DRAM良率从不足30%提升至50-70%[4][5] 晶圆代工业务现状 - 代工部门每季度亏损数万亿韩元,市场份额降至7.7%(环比降0.4个百分点),与台积电(67.6%)差距扩大,但缩小与中芯国际(6%)的差距[3] - 订单争取成为保住市场份额的关键策略[3] DRAM技术突破与量产计划 - 通过重新设计芯片结构实现第六代DRAM良率大幅提升,原计划去年量产但为技术改进延迟一年[4] - 平泽4号工厂将量产移动/服务器DRAM,平泽3号工厂专攻HBM4用DRAM,核心结构相似性将提升HBM竞争力[5] - 公司采取快速投资策略,利用现金储备和工艺优势提前部署生产线[5] 与SK海力士的技术路线对比 - SK海力士第六代DRAM测试良率达80-90%,但推迟量产至明年年初,优先保障HBM3E现有订单[6] - 三星采取激进投资策略以重夺技术主导权,而SK海力士选择保守整合现有市场优势[6] 系统LSI与下一代产品 - 系统LSI部门讨论下月发布的Galaxy Z7折叠手机将搭载Exynos 2500处理器[3]