5G芯片缺货阴影下,国产厂商如何逆势增长助力5G应用落地

5月26日,小米集团合伙人、集团高级副总裁卢伟冰对媒体表示,缺芯影响至少持续一年,而目前5G手机领域最缺处理器芯片、屏幕驱动芯片和电源管理芯片。5G手机、智能汽车、5G基站、远程办公带来对半导体芯片高涨,上游零组件却供应不足,目前笔者了解到的信息第二季度比第一季度更加严重,短期产能难以释放。

5G芯片
5G芯片缺货阴影下,国产厂商如何逆势增长助力5G应用落地

全球芯片缺货调查显示,MCU、电源IC、CPU、功率器件、模拟芯片、传感器和存储芯片位列前七位的缺货元器件。5G芯片和模组是推动应用落地的最重要抓手,市场波动最为引入注目。

而在同一天,由电子发烧友主办的2021年5G技术创新峰会的圆桌论坛上,来自东芯半导体股份有限公司副总经理陈磊、深圳江波龙电子股份有限公司嵌入式存储产品总监李中政和深圳宏电技术股份有限公司AIoT产品经理常仁杰就“今年5G芯片供应出现波动,企业如何应对市场调整,助力5G应用“带来了精彩的前瞻观点、市场判断和独家的解决方案。

中国5G投资巨大 基站、手机和物联网终端三箭齐发带来企业增长机遇

今年,中国移动、中国联通、中国电信三大运营商2021年资本开支计划达3406亿元。其中,5G投资1847亿元。IDC预测,全球5G手机出货量今年会超过4.5亿,其中中国市场5G手机出货量将创新高,这些都给国内企业带来巨大的增长机遇。

东芯半导体股份有限公司副总经理陈磊分析说,中国5G基站建站速度快,规模大,根据中国三大运营商今年的建站计划,估计全球60%乃至70%的5G基站会在中国建成。5G基站对存储器,特别是对大容量的Nor Flash和SLC Nand的需求旺盛,有非常强的推动作用。

5G基站的密度是4G基站的大约2~3倍,同时5G基站的内部使用的NOR Flash的容量相比4G基站容量需求实现了翻倍,以5G 基站对 NOR Flash 需求为例,一个 5G 基站往往需要 4 片左右的 NOR Flash (512Mb),单片NOR Flash的密度甚至有1Gb或2Gb的需求。

同时,5G基站在SLC Nand的部分也有一个新增的市场,我们可以看到国内、国际领先的5G基站的供应商,在设计上已经在采用4Gb变成甚至8Gb SLC Nand,这部分市场需求对我们这些NOR Flash和SLC Nand厂商有一个非常大的推动作用。

在5G物联网应用场景中,东芯半导体发力两个领域:一是5G宏基站、5G微基站的存储需求;二是5G CPE市场增长,对于存储需求也有拉动作用。

江波龙电子股份有限公司嵌入式存储产品总监李中政表示,对大众消费者来说,大家感受最多的是5G手机。今年每月都有20多款5G新型号手机问世,一年约有300多款5G新型号手机上市,5G手机上行和下行速度高(华为Mate30 5G手机下载速率达到了830Mbps,上传为82.3Mbps),5G手机对存储特性要求比较高。除了有特殊性能要求外,5G手机对容量需求与4G手机有明显差异。

5G带来新的应用,新的用户场景需要更大的内存来保存更高质量的照片、视频、游戏和多媒体信息,现在5G手机基本配置128G起,而标配32G、64G的4G手机还有在使用。5G终端需要搭载更多的存储芯片,5G手机快速上量对于存储芯片市场需求有直接促进作用。

深圳宏电AIoT产品经理常仁杰指出:“宏电主要面向B端市场,提供工业CPE、网关等,针对现有的5G技术和过去几年5G技术的发展,还有我们对B端市场的探索,我们发现B端市场和C端市场差异很大,场景不同,性能要求也完全不同。

我们针对B端市场研发多种产品,CPE、路由器、网关、高精度授时产品。宏电主要面向工业、能源港口、医疗、仓储等领域,我们在加速向客户提供整体解决方案。如今我们在上述这些领域里面接近有500个项目已经开始进行实施,其中有很多项目已经进行落地。”

芯片缺货日趋严重,已对部分5G应用落地产生直接影响

江波龙嵌入式存储产品总监李中政认为,雪灾或者地震对于半导体芯片出货产生的影响是短暂的,长期来看,5G、智能汽车和其他一些行业对于半导体的需求是整体增长,在整体需求提升的情况下,产能上一个小的波动都会给大家造成一个心理上的恐慌。

他建议,从长期的趋势来看,国产芯片、模组企业应该在原材料的供应上,一定要先做好一些提前的规划和产能的加强。比如说雪灾和地震对半导体生产可能只能造成5%的影响,但是在市场上可能会导致30%的反馈,人们从心理上去放大这种恐慌。只有在设备和产能上,我们提前做一些规划,后面就可以将芯片短缺带来的影响减轻很多。

宏电AIoT产品经理常仁杰的观察是,现在很多客户急于下单,客户们似乎感受到芯片已经到了极限的情况。宏电在供应链已经有20多年的积累,在芯片和模组有众多的合作伙伴。“今年年初,我们已经就预测的使用量和合作伙伴、供应商达成共识。宏电对客户的供应没有问题,但是现在市面上低端市场上很多产品,特别是工业CPE产品的缺货严重。”常总分享说。

在东芯半导体副总经理陈磊看来,此次主控芯片缺货包括存储器缺货,是从去年的第四季度开始发酵的。考虑外部一些不可控的因素,包括美国的暴风雪,日本的地震,甚至台湾的芯片代工厂的缺水缺电,都会影响到整个半导体产业链和供应。陈磊认为,市场需求与供给的不平衡是造成5G领域缺芯的一个重要原因。

目前国内存储器厂商在全球存储市场份额低,大家都要顺应全球市场的供应和需求,去做自身的生产计划。二、芯片代工厂产能受限,相对逻辑工艺来说,存储芯片在Fab投片的单价比较低,芯片代工厂策略偏向逻辑芯片,存储芯片产能受到挤压。

芯片短缺的影响已经逐渐显现。我们发现存储主控芯片短缺、NOR Flash、DDR3短缺,对于5G设备产品有非常大的影响。今年,我们看到5G CPE、5G接入网领域,年初我们做的WiFi6设计产品都受到影响,主要是主控芯片缺货问题严重,导致了5G应用落地延迟了很长时间。

5G物联网市场迎来三大变化 终端产品和5G基站需求日益迫切

宏电作为5G终端领域的重要成员,一直在持续推动5G To B应用落地。宏电AIoT产品经理常仁杰表示,公司产品主要聚焦B端市场,主要面向工业、医疗、能源、港口,仓储、甚至无人驾驶这方面场景应用,针对这些领域的具体需求,宏电将之前做的产品,比如网关、CPE、路由器产品上面进行了5G功能的迭代,还同时推出了新的高精度授时的产品、5G无线组网的产品,给客户提供系统方案。

东芯半导体的产品集中于在做中小容量的存储。“在5G物联网市场化方面,我们还要积极探索,包括和主控芯片的厂商、终端厂商,包括我们也希望和宏电常总有一个配合,在5G芯片平台上验证我们的产品。”东芯半导体副总经理陈磊说。

在像ONT、5G CPE、WiFi6等接入网小型终端产品,东芯半导体主要还是推自己的创新接口的SPI Nand,在5G基站方面,东芯现在主力推广基于38纳米工艺设计的大容量的SLC Nand,包括4Gb和8Gb配置。此外,他们也在积极推广可以工作在零下40度和零上105度的一个宽温的工业级存储产品。

在产品布局上,东芯半导体目前的SLC Nand基于38纳米,今年我们已经量产了24纳米的SLC Nand,未来继续向大容量的SLC Nand去推广。在NOR Flash领域,东芯已经从65纳米的工艺转制成48纳米的工艺,基于48纳米的大容量NOR Flash今年下半年也会送样给5G基站的客户,做Design in的工作。

江波龙电子嵌入式存储产品总监李中政认为,5G和物联网已经形成了一个独立的热点,牵动着产业链的各个环节。江波龙存储产品布局完备,从NOR Flash、SLC Nand,到更大的容量存储产品,包括像eMMC、UFS,SSD都已经全部布局。

此外,江波龙在通信模组内用到的eMCP或者uMCP,终端产品上也会用到这些产品。江波龙为5G+物联网市场准备了充足存储芯片和产品,可以充分助力国内甚至国际5G+物联网市场的发展。

5G基站和5G终端细分领域,国内存储厂商都有换道超车机会

江波龙李总表示,国内存储厂商分为两大部分:模组厂和原料厂,模组厂包括江波龙和在线的东芯半导体,Flash和DRAM都已有完全国产的芯片,未来会兴起一大批厂商,不管是eMMC,还是Nand也好,都会出来很多模组公司,在5G基站上有NOR Flash应用,汽车上面用的EMS工业级别的,甚至其他的一些领域,包括工业控制和医疗电子的,这些都会有一些比较好的国产的产品出来。

第二、国产的存储产品上市前后,其已经对标是现在国际厂商的一些最新的产品和技术,可以在这块我们可以在弯道上面做一个超车。在5G端,还有5G计算上面用的NOR Flash,汽车上面用的 EMS工业级别的,甚至其他的一些领域,包括工业控制、医疗电子,这些领域都会有一些比较好的国产的产品出来,而这些国产的存储产品在上市的时候,其实标的就是现在国际厂商的一些最新的产品和技术,可以在这块我们可以在弯道上面做一个超车。

国内存储器市场非常大,东芯半导体目前的产品4Gb、8Gb的SLC NAND 在基站上已经大量的出货。在基于高可靠性的产品上面,我们现在研发的是105度工业的产品,我们下一个主要技术产品,是基于车规级产品AECQ100,能够最高到达105度的车规级产品。

5G终端,Cat1主要采用低容量的NOR Flash,Cat4会用到东芯低功耗的SPI Nand,公司产品积极从38纳米向24纳米挺进,我们的产品继续向高可靠性产品发展。

2021年,5G芯片和模组市场的供给关系有何预判?

宏电AIoT产品经理常仁杰发现,芯片的交期普遍已经达到17周。“针对这种情况,我们希望芯片厂家或者模组厂家可以合理来调整自己的产能。宏电预计芯片缺货的情况可能会一直持续到明年年终左右,明年年终之后有所缓解。” 常仁杰表示。

“我们认为模组是一个长尾市场,5G芯片和模组能延续产品生命周期,5G频段推进显示出5G有丰富的应用场景,有些5G产品需要大容量接入的能力,有些5G场景需要低延时,有些5G场景需要高带宽的,不同场景对存储需求不同,对应到供需关系,我们可以看到目前整个供应不能满足所有客户需求,目前的供应能力大约是3成到5成的客户需求可以得到满足。”东芯半导体副总经理陈磊指出,“我们认为,下半年存储芯片供应偏紧,存储芯片的交期普遍在3-4个月,甚至有的友商交易是一年。”

陈磊特别分析说,存储芯片不能只看交期一个指标,还有一个指标非常重要,当月订单数和当月的交货量之间的比例(BOOK/BILL Ratio)也非常重要。当这个指数大约1.1或者1.2的时候,说明产能已经远远满足不了客户需求。存储市场变化非常快,比如今天客户下单,可能交期排在12周之后,但是中间如果出现其他客户撤单,给予前面这家客户的交期有可能从12周变成4周,综合多个数据,这样才能更好地反映市场变化。

江波龙电子嵌入式存储产品总监李中政认为,半导体产能的挑战主要来自需求和供应不平衡,5G手机、基站、智能汽车和远程办公对半导体芯片需求大增,短期看来,产能相对供应比较短缺。

智能手机总量没有明显增加,5G智能手机容量需求比较4G手机翻倍,这样会大量消耗存储芯片,5G基站,还有最近智能网联浪潮下的新能源汽车,都装备了5G车载芯片和智能座舱,这些都消耗半导体芯片,疫情反复后,对远程办公、远程教育提出很高要求,对设备的升级需求旺盛,它会大量采用SSD。

存储主控芯片目前面临一个尴尬点,目前在和智能汽车、触摸屏、驱动IC芯片抢产能,特别是55纳米和40纳米的制程上,整体上原材料偏紧,持续短缺,未来我们希望把芯片转向产能较松的28nm以下工艺。

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