2004全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)回眸暨2005年展望
時(shí)間：2005-01-06 16:17:00
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半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)
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2004年是全球半導(dǎo)體市場(chǎng)高速增長(zhǎng)的一年。盡管各調(diào)研機(jī)構(gòu)紛紛預(yù)測(cè)2005年增速將明顯放緩，但半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步一刻也沒(méi)有停止。在2004年剛剛結(jié)束2005年悄然來(lái)臨之際，我們?cè)诖诉x取了微處理器、微控制器、存儲(chǔ)器、DSP、可編程邏輯器件、EDA和汽車(chē)電子等領(lǐng)域，在回顧2004年發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)，也對(duì)2005年的技術(shù)和市場(chǎng)進(jìn)行展望，以饗讀者。
微處理器：雙內(nèi)核引領(lǐng)潮流
在2004年，微處理器市場(chǎng)上的兩大巨頭英特爾(Intel)與AMD互換了角色——英特爾變成了AMD的產(chǎn)品與技術(shù)跟隨者。盡管英特爾的自尊心可能受到影響，但該公司依然錢(qián)袋鼓鼓，信心十足，并稱(chēng)該公司開(kāi)發(fā)雙內(nèi)核技術(shù)已經(jīng)很多年了。英特爾亞太區(qū)安騰業(yè)務(wù)經(jīng)理吳定嚴(yán)說(shuō)：“未來(lái)并行處理技術(shù)會(huì)應(yīng)用得越來(lái)越多，英特爾不再一味地提高處理器的時(shí)鐘頻率，會(huì)從并行處理入手，推出雙核乃至多內(nèi)核安騰2處理器?！?nbsp;
此外，硬件協(xié)助虛擬化(Silvervale)也將成為處理器的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，這樣的處理器可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，可以最大限度地利用處理器的資源。多線程技術(shù)也還將應(yīng)用于處理器上提高處理效率。
微控制器：32位MCU需求強(qiáng)勁，增長(zhǎng)最快
就中國(guó)市場(chǎng)而言，目前主流的微控制器(MCU)仍是8位產(chǎn)品。但由于當(dāng)今的應(yīng)用需要更高的系統(tǒng)集成度和更好的性能表現(xiàn)，ARM中國(guó)總裁譚軍博士認(rèn)為，向32位轉(zhuǎn)變是必然趨勢(shì)。他更強(qiáng)調(diào)從成本和性?xún)r(jià)比方面看，中國(guó)市場(chǎng)的MCU應(yīng)用會(huì)從8位跳過(guò)16位直接轉(zhuǎn)變到32位應(yīng)用。其他業(yè)界人士也預(yù)測(cè)2005年將會(huì)有許多中國(guó)本地的設(shè)計(jì)從8位向32位轉(zhuǎn)移。
除了在內(nèi)核處理位數(shù)上的變化外，MCU的另一個(gè)顯著變化是將會(huì)融合更多的功能，如使用閃存技術(shù)、增加模擬功能、與DSP融合、增加USB、CAN等板級(jí)外設(shè)功能和采用超小封裝等。
存儲(chǔ)器：需求上升，技術(shù)進(jìn)展積極
瑞薩科技認(rèn)為，2005年由于手機(jī)及數(shù)字消費(fèi)電子市場(chǎng)的增長(zhǎng)，全球及中國(guó)大陸存儲(chǔ)器件尤其是大容量、低功耗及小尺寸存儲(chǔ)器市場(chǎng)需求將上升。在各種應(yīng)用領(lǐng)域中，計(jì)算仍是DRAM最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，并逐步向DDR2過(guò)渡，預(yù)計(jì)2005年上半年將有40%的DDR會(huì)轉(zhuǎn)向DDR2。此外，隨著移動(dòng)電話正逐步增加拍照、彩屏及高端的游戲等更多功能及特性，預(yù)計(jì)全球用于移動(dòng)電話的DRAM消耗量也將勁增。
而根據(jù)數(shù)字電視所包含存儲(chǔ)器的高密度要求，數(shù)字電視很可能成為SDRAM甚至DDR市場(chǎng)一項(xiàng)重要的應(yīng)用。在多媒體應(yīng)用中，更高性能的NAND型閃存將替代NOR型閃存成為設(shè)計(jì)首選。
此外，由于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的需求正在不斷增長(zhǎng)，類(lèi)似QDR/QDR-II SRAM等專(zhuān)門(mén)針對(duì)高速通信應(yīng)用的新技術(shù)也必將得到更廣泛的應(yīng)用。而作為下一代新型存儲(chǔ)技術(shù)，MRAM、FRAM以及PCRAM也都取得了積極的進(jìn)展，可望在更多的應(yīng)用領(lǐng)域取代SRAM、DRAM和閃存。MEMS存儲(chǔ)概念也正日益得到關(guān)注。目前IBM以及新興公司Nanochip正在開(kāi)發(fā)替代閃存和微型硬盤(pán)的MEMS存儲(chǔ)器件。
DSP：需求勁增，集成度邁向新高
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，由于3G和VoIP開(kāi)始商業(yè)運(yùn)營(yíng)，3G寬帶無(wú)線基礎(chǔ)通信系統(tǒng)、IP電話系統(tǒng)、多信道調(diào)制解調(diào)器以及多信道xDSL的蓬勃發(fā)展，將帶動(dòng)DSP市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)。其次，無(wú)線終端通信的巨大增長(zhǎng)潛力將進(jìn)一步加速DSP的應(yīng)用。第三，原本基于MCU的家電應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)在越來(lái)越多地采用DSP器件，以增加產(chǎn)品的功能和性能。
目前，集成有MCU功能的DSP已不足為奇，而為滿(mǎn)足更多應(yīng)用處理的需求，這類(lèi)DSP架構(gòu)繼續(xù)向內(nèi)容更豐富、更復(fù)雜的SoC架構(gòu)發(fā)展。這些先進(jìn)的SoC結(jié)合了RISC微處理器的通用性能與DSP多媒體處理專(zhuān)長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)性?xún)r(jià)比和省電性的雙贏。另外，帶有更完善外圍電路、嵌入式閃存和片上仿真的DSP產(chǎn)品也是發(fā)展趨勢(shì)。
可編程邏輯器件：高性能和低成本并行
可編程邏輯器件(PLD)的增長(zhǎng)主要由FPGA器件帶動(dòng)。有關(guān)分析調(diào)查顯示，現(xiàn)在FPGA在容量和性能上能夠滿(mǎn)足一大半ASIC的設(shè)計(jì)需求。可編程器件供應(yīng)商一直在尋找進(jìn)一步提高器件密度和性能的方法，無(wú)論是Altera的Stratix II還是賽靈思最新的Virtex-4系列都是例證，不斷提升的數(shù)字信號(hào)處理性能、更加豐富的嵌入式內(nèi)核處理選擇，以及整合高速串行連接技術(shù)是這些高性能FPGA產(chǎn)品的共同特點(diǎn)。
而全球及中國(guó)消費(fèi)電子市場(chǎng)的爆炸性增長(zhǎng)，為低成本FPGA產(chǎn)品創(chuàng)造了巨大的發(fā)展空間。賽靈思的Spartern系列和Altera的Cyclone系列都是針對(duì)低成本、大指量消費(fèi)類(lèi)和汽車(chē)電子應(yīng)用的FPGA產(chǎn)品。
EDA：市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩，希望寄托在ESL與DFM
根據(jù)市場(chǎng)研究公司Gartner Dataquest首席EDA分析師Gary Smith的預(yù)測(cè)，在最理想的情況下，2004年全球EDA營(yíng)收總額為39.9億美元，僅增長(zhǎng)2.2%；而2005年增長(zhǎng)率將進(jìn)一步降低到1%，營(yíng)收總額僅達(dá)40.3億美元。
盡管2005年EDA行業(yè)增長(zhǎng)放緩，但希望仍存，其中一個(gè)興奮點(diǎn)就是一種已經(jīng)討論了多年的新的設(shè)計(jì)方法學(xué)——電子系統(tǒng)計(jì)(ESL)設(shè)計(jì)。EDA業(yè)界三大巨頭Synopsys、Cadence和Mentor，以及其他許多公司預(yù)計(jì)都將在2005年推出ESL新工具；另一興奮點(diǎn)就是可制造性設(shè)計(jì)(DFM)。Gartner Dataquest預(yù)測(cè)，2005到2006年，(EDA行業(yè))所有新的增長(zhǎng)將體現(xiàn)在ESL和DFM領(lǐng)域。
汽車(chē)電子：半導(dǎo)體行業(yè)新寵
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期以來(lái)一直波瀾不驚的汽車(chē)電子如今正在重新興起，備受半導(dǎo)體公司重視，甚至于英飛凌科技任命了一位前汽車(chē)行業(yè)資深人物擔(dān)任該公司新任首席執(zhí)行官，并宣布投資10億美元興建汽車(chē)IC工廠，以及擴(kuò)大該公司在美國(guó)底特律的區(qū)域汽車(chē)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，這些都發(fā)生在2004年。
英飛凌這些舉措并不孤立。實(shí)際上，盡管近年來(lái)全球汽車(chē)與卡車(chē)市場(chǎng)僅增長(zhǎng)2到3個(gè)百分點(diǎn)，但汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)卻保持高速增長(zhǎng)。根據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)，未來(lái)5年內(nèi)汽車(chē)電子裝置成本將占到汽車(chē)整車(chē)成本的50%左右，而目前，中檔車(chē)的這個(gè)比例只是20%左右。汽車(chē)已由單一的機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展成高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在這個(gè)變革中，微控制器(MCU)無(wú)疑充當(dāng)了急先鋒的角色。
隨著汽車(chē)向更節(jié)能、更舒適、更安全、更智能的方向發(fā)展，車(chē)用MCU也迎來(lái)了更廣闊的發(fā)展空間，8位、16位MCU將集成更多的功能，并將擔(dān)綱汽車(chē)MCU應(yīng)用主流角色，而32位MCU也會(huì)在汽車(chē)導(dǎo)航、音響、動(dòng)力控制方面找到用武之地；此外，采用時(shí)鐘頻率達(dá)400MHz處理器的導(dǎo)航系統(tǒng)也將在在汽車(chē)中出現(xiàn)。
微處理器：雙內(nèi)核引領(lǐng)潮流
在2004年，微處理器市場(chǎng)上的兩大巨頭英特爾(Intel)與AMD互換了角色——英特爾變成了AMD的產(chǎn)品與技術(shù)跟隨者。盡管英特爾的自尊心可能受到影響，但該公司依然錢(qián)袋鼓鼓，信心十足，并稱(chēng)該公司開(kāi)發(fā)雙內(nèi)核技術(shù)已經(jīng)很多年了。英特爾亞太區(qū)安騰業(yè)務(wù)經(jīng)理吳定嚴(yán)說(shuō)：“未來(lái)并行處理技術(shù)會(huì)應(yīng)用得越來(lái)越多，英特爾不再一味地提高處理器的時(shí)鐘頻率，會(huì)從并行處理入手，推出雙核乃至多內(nèi)核安騰2處理器?！?nbsp;
此外，硬件協(xié)助虛擬化(Silvervale)也將成為處理器的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，這樣的處理器可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，可以最大限度地利用處理器的資源。多線程技術(shù)也還將應(yīng)用于處理器上提高處理效率。
微控制器：32位MCU需求強(qiáng)勁，增長(zhǎng)最快
就中國(guó)市場(chǎng)而言，目前主流的微控制器(MCU)仍是8位產(chǎn)品。但由于當(dāng)今的應(yīng)用需要更高的系統(tǒng)集成度和更好的性能表現(xiàn)，ARM中國(guó)總裁譚軍博士認(rèn)為，向32位轉(zhuǎn)變是必然趨勢(shì)。他更強(qiáng)調(diào)從成本和性?xún)r(jià)比方面看，中國(guó)市場(chǎng)的MCU應(yīng)用會(huì)從8位跳過(guò)16位直接轉(zhuǎn)變到32位應(yīng)用。其他業(yè)界人士也預(yù)測(cè)2005年將會(huì)有許多中國(guó)本地的設(shè)計(jì)從8位向32位轉(zhuǎn)移。
除了在內(nèi)核處理位數(shù)上的變化外，MCU的另一個(gè)顯著變化是將會(huì)融合更多的功能，如使用閃存技術(shù)、增加模擬功能、與DSP融合、增加USB、CAN等板級(jí)外設(shè)功能和采用超小封裝等。
存儲(chǔ)器：需求上升，技術(shù)進(jìn)展積極
瑞薩科技認(rèn)為，2005年由于手機(jī)及數(shù)字消費(fèi)電子市場(chǎng)的增長(zhǎng)，全球及中國(guó)大陸存儲(chǔ)器件尤其是大容量、低功耗及小尺寸存儲(chǔ)器市場(chǎng)需求將上升。在各種應(yīng)用領(lǐng)域中，計(jì)算仍是DRAM最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，并逐步向DDR2過(guò)渡，預(yù)計(jì)2005年上半年將有40%的DDR會(huì)轉(zhuǎn)向DDR2。此外，隨著移動(dòng)電話正逐步增加拍照、彩屏及高端的游戲等更多功能及特性，預(yù)計(jì)全球用于移動(dòng)電話的DRAM消耗量也將勁增。
而根據(jù)數(shù)字電視所包含存儲(chǔ)器的高密度要求，數(shù)字電視很可能成為SDRAM甚至DDR市場(chǎng)一項(xiàng)重要的應(yīng)用。在多媒體應(yīng)用中，更高性能的NAND型閃存將替代NOR型閃存成為設(shè)計(jì)首選。
此外，由于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的需求正在不斷增長(zhǎng)，類(lèi)似QDR/QDR-II SRAM等專(zhuān)門(mén)針對(duì)高速通信應(yīng)用的新技術(shù)也必將得到更廣泛的應(yīng)用。而作為下一代新型存儲(chǔ)技術(shù)，MRAM、FRAM以及PCRAM也都取得了積極的進(jìn)展，可望在更多的應(yīng)用領(lǐng)域取代SRAM、DRAM和閃存。MEMS存儲(chǔ)概念也正日益得到關(guān)注。目前IBM以及新興公司Nanochip正在開(kāi)發(fā)替代閃存和微型硬盤(pán)的MEMS存儲(chǔ)器件。
DSP：需求勁增，集成度邁向新高
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，由于3G和VoIP開(kāi)始商業(yè)運(yùn)營(yíng)，3G寬帶無(wú)線基礎(chǔ)通信系統(tǒng)、IP電話系統(tǒng)、多信道調(diào)制解調(diào)器以及多信道xDSL的蓬勃發(fā)展，將帶動(dòng)DSP市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)。其次，無(wú)線終端通信的巨大增長(zhǎng)潛力將進(jìn)一步加速DSP的應(yīng)用。第三，原本基于MCU的家電應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)在越來(lái)越多地采用DSP器件，以增加產(chǎn)品的功能和性能。
目前，集成有MCU功能的DSP已不足為奇，而為滿(mǎn)足更多應(yīng)用處理的需求，這類(lèi)DSP架構(gòu)繼續(xù)向內(nèi)容更豐富、更復(fù)雜的SoC架構(gòu)發(fā)展。這些先進(jìn)的SoC結(jié)合了RISC微處理器的通用性能與DSP多媒體處理專(zhuān)長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)性?xún)r(jià)比和省電性的雙贏。另外，帶有更完善外圍電路、嵌入式閃存和片上仿真的DSP產(chǎn)品也是發(fā)展趨勢(shì)。
可編程邏輯器件：高性能和低成本并行
可編程邏輯器件(PLD)的增長(zhǎng)主要由FPGA器件帶動(dòng)。有關(guān)分析調(diào)查顯示，現(xiàn)在FPGA在容量和性能上能夠滿(mǎn)足一大半ASIC的設(shè)計(jì)需求。可編程器件供應(yīng)商一直在尋找進(jìn)一步提高器件密度和性能的方法，無(wú)論是Altera的Stratix II還是賽靈思最新的Virtex-4系列都是例證，不斷提升的數(shù)字信號(hào)處理性能、更加豐富的嵌入式內(nèi)核處理選擇，以及整合高速串行連接技術(shù)是這些高性能FPGA產(chǎn)品的共同特點(diǎn)。
而全球及中國(guó)消費(fèi)電子市場(chǎng)的爆炸性增長(zhǎng)，為低成本FPGA產(chǎn)品創(chuàng)造了巨大的發(fā)展空間。賽靈思的Spartern系列和Altera的Cyclone系列都是針對(duì)低成本、大指量消費(fèi)類(lèi)和汽車(chē)電子應(yīng)用的FPGA產(chǎn)品。
EDA：市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩，希望寄托在ESL與DFM
根據(jù)市場(chǎng)研究公司Gartner Dataquest首席EDA分析師Gary Smith的預(yù)測(cè)，在最理想的情況下，2004年全球EDA營(yíng)收總額為39.9億美元，僅增長(zhǎng)2.2%；而2005年增長(zhǎng)率將進(jìn)一步降低到1%，營(yíng)收總額僅達(dá)40.3億美元。
盡管2005年EDA行業(yè)增長(zhǎng)放緩，但希望仍存，其中一個(gè)興奮點(diǎn)就是一種已經(jīng)討論了多年的新的設(shè)計(jì)方法學(xué)——電子系統(tǒng)計(jì)(ESL)設(shè)計(jì)。EDA業(yè)界三大巨頭Synopsys、Cadence和Mentor，以及其他許多公司預(yù)計(jì)都將在2005年推出ESL新工具；另一興奮點(diǎn)就是可制造性設(shè)計(jì)(DFM)。Gartner Dataquest預(yù)測(cè)，2005到2006年，(EDA行業(yè))所有新的增長(zhǎng)將體現(xiàn)在ESL和DFM領(lǐng)域。
汽車(chē)電子：半導(dǎo)體行業(yè)新寵
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期以來(lái)一直波瀾不驚的汽車(chē)電子如今正在重新興起，備受半導(dǎo)體公司重視，甚至于英飛凌科技任命了一位前汽車(chē)行業(yè)資深人物擔(dān)任該公司新任首席執(zhí)行官，并宣布投資10億美元興建汽車(chē)IC工廠，以及擴(kuò)大該公司在美國(guó)底特律的區(qū)域汽車(chē)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，這些都發(fā)生在2004年。
英飛凌這些舉措并不孤立。實(shí)際上，盡管近年來(lái)全球汽車(chē)與卡車(chē)市場(chǎng)僅增長(zhǎng)2到3個(gè)百分點(diǎn)，但汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)卻保持高速增長(zhǎng)。根據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)，未來(lái)5年內(nèi)汽車(chē)電子裝置成本將占到汽車(chē)整車(chē)成本的50%左右，而目前，中檔車(chē)的這個(gè)比例只是20%左右。汽車(chē)已由單一的機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展成高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在這個(gè)變革中，微控制器(MCU)無(wú)疑充當(dāng)了急先鋒的角色。
隨著汽車(chē)向更節(jié)能、更舒適、更安全、更智能的方向發(fā)展，車(chē)用MCU也迎來(lái)了更廣闊的發(fā)展空間，8位、16位MCU將集成更多的功能，并將擔(dān)綱汽車(chē)MCU應(yīng)用主流角色，而32位MCU也會(huì)在汽車(chē)導(dǎo)航、音響、動(dòng)力控制方面找到用武之地；此外，采用時(shí)鐘頻率達(dá)400MHz處理器的導(dǎo)航系統(tǒng)也將在在汽車(chē)中出現(xiàn)。
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