當前， 我們(men) 使用的許多前沿數字化設備背後的技術都要依靠半導體(ti) 才能實現。 由於(yu) 無人駕駛、 人工智能、 5G和物聯網等新興(xing) 技術的發展，以及對技術研發的持續投入和市場主要參與(yu) 者間的激烈競爭(zheng) ， 未來十年全球半導體(ti) 行業(ye) 有望持續穩定增長。 半導體(ti) 行業(ye) 的兼並收購活動已經達到峰值，專(zhuan) 業(ye) 縱向整合逐漸成為(wei) 行業(ye) 重點。日本、 韓國正力圖通過收購重振本國半導體(ti) 行業(ye) ，而與(yu) 此同時，持續的貿易戰和知識產(chan) 權糾紛將使中國在全球範圍內(nei) 的大舉(ju) 投資受阻。隨著消費類電子產(chan) 品需求飽和，半導體(ti) 行業(ye) 的增長將趨於(yu) 平緩。 然而，許多新興(xing) 領域將為(wei) 半導體(ti) 行業(ye) 帶來充分的機遇，特別是汽車和人工智能的半導體(ti) 應用。

本期的智能內(nei) 參，我們(men) 推薦的報告《 半導體(ti) ：新興(xing) 機遇與(yu) 製勝策略 》， 深入探討汽車半導體(ti) 和人工智能芯片為(wei) 半導體(ti) 市場帶來的發展機遇，為(wei) 中國本土半導體(ti) 行業(ye) 參與(yu) 者，以及意圖進軍(jun) 中國半導體(ti) 市場的跨國企業(ye) 帶來全新視野。

半導體(ti) 行業(ye) 格局不斷演化

過去幾年， 全球半導體(ti) 行業(ye) 增長主要依賴智能手機等電子設備的需求， 以及物聯網、 雲(yun) 計算等技術應用的擴增。 預計全球半導體(ti) 行業(ye) 總收入將從(cong) 2018年的4,810億(yi) 美元增長到2019年的5,150億(yi) 美元， 且增長態勢有望持續至下一個(ge) 十年。

▲全球半導體(ti) 行業(ye) 銷售收入（2016年-2022年， 單位： 十億(yi) 美元）

汽車電子和工業(ye) 電子將成為(wei) 半導體(ti) 行業(ye) 增長最迅速的兩(liang) 大領域， 來自消費電子、 數據處理和通訊電子的收入將穩定增長。

▲各類別電子設備半導體(ti) 收入增長率（2017年-2022年）

亞(ya) 太仍將是全球最大的半導體(ti) 消費市場。中國產(chan) 品占比的增加正在刺激整個(ge) 亞(ya) 太市場的增長， 並將提供主要推動力。 此外， 並購活動的增加將有利於(yu) 半導體(ti) 行業(ye) 的未來發展。

▲半導體(ti) 行業(ye) 銷售額區域分析（2018年）

增長方麵， 2018年美國市場增速最快， 這主要得益於(yu) 動態隨機存取存儲(chu) 器的興(xing) 起和對微控製單元的高需求， 特別是在存儲(chu) 設備市場。 隨著存儲(chu) 器價(jia) 格上漲並貢獻巨大收益， 存儲(chu) 器市場發展迅速， 亞(ya) 太地區因此獲益。中國大陸集成電路產(chan) 業(ye) 增長了24.8%，有力推動了亞(ya) 太區域市場的發展。

然而， 盡管近年來中國半導體(ti) 廠商的競爭(zheng) 力得到顯著提升， 但關(guan) 鍵零部件仍需大量從(cong) 西方國家進口， 自給率不足20%。中國政府十分關(guan) 注這一問題， 製定了多項有利政策支持半導體(ti) 行業(ye) 的發展。

▲中國半導體(ti) 行業(ye) 主要參與(yu) 者

總體(ti) 而言，中國半導體(ti) 行業(ye) 有四類企業(ye) ：“國家隊”、“地方隊”、 私募/創投基金和跨國企業(ye) ， 競相推動中國成為(wei) 全球半導體(ti) 行業(ye) 的動力引擎。

汽車半導體(ti) 的突破口

汽車行業(ye) 曆經了長期的發展， 才實現了以安全與(yu) 舒適性為(wei) 核心的汽車電子前裝化。早在2004年，僅(jin) 有四分之一的出廠車輛內(nei) 置安全氣囊， 而配有前裝電動座椅的車輛不足50%。 然而， 在政府監管和消費者需求的驅動下， 安全相關(guan) 的電子係統迅速普及。 如今， 汽車行業(ye) 的創新大多出現在電子係統而非機械層麵。 2007年到2017年期間， 汽車電子成本占比從(cong) 約20%上升至40%左右。

▲汽車前裝電子

▲汽車行業(ye) 曆經了長期的發展， 才實現了以安全與(yu) 舒適性為(wei) 核心的汽車電子前裝化

▲ 電子係統在汽車總成本中的占比（%）

半導體(ti) 成本（即電子係統零部件的成本）已經從(cong) 2013年的每車312美元增加到了如今約400美元。 汽車半導體(ti) 供應商正獲益於(yu) 微控製單元、 傳(chuan) 感器、 存儲(chu) 器等各類半導體(ti) 設備需求的大幅上漲。 到2022年， 半導體(ti) 成本預計將達到每車近600美元。

▲汽車電子和半導體(ti) 每車成本占比

半導體(ti) 供應商在汽車產(chan) 業(ye) 供應鏈中扮演著至關(guan) 重要的角色。 在傳(chuan) 統汽車行業(ye) 生態體(ti) 係中， 半導體(ti) 供應商將產(chan) 品銷售給一級電子係統供應商， 後者將技術整合成模塊交給整車廠裝配。 近幾年來， 汽車行業(ye) 經曆了翻天覆地的變革， 未來幾年的生態體(ti) 係將被徹底改造。 人工智能、電動汽車、無人駕駛、 能源儲(chu) 存和網絡安全等技術的發展； 公眾(zhong) 對安全和共享出行等話題的社會(hui) 意識； 汙染等環境問題引發的擔憂；基礎設施支出等經濟層麵的考量以及亞(ya) 洲市場的增長等諸多因素都將重塑汽車行業(ye) 。

▲半導體(ti) 在汽車生態體(ti) 係中的角色

自動化、電氣化、 數字互聯與(yu) 安全性：未來十年， 這四大趨勢將推動汽車電子和子係統中的半導體(ti) 元器件不斷增加。

▲汽車半導體(ti) 的主要趨勢

盡管手機在當前以及未來都是半導體(ti) 企業(ye) 的最大市場， 但多年以來這一領域的增長已經十分飽和。 而汽車半導體(ti) 市場卻是個(ge) 例外。 隨著高級駕駛輔助係統和車載信息娛樂(le) 等電子部件越來越多地應用於(yu) 汽車， 這一領域需求強勁， 成為(wei) 半導體(ti) 企業(ye) 的重要增長市場。

▲全球各地區汽車半導體(ti) 收入及產(chan) 量

▲汽車半導體(ti) 應用和設備增長預測

人工智能芯片競賽開啟

人工智能框架大致可分為(wei) 三個(ge) 層麵。 基礎設施層麵包括核心的人工智能芯片和大數據， 這是技術層麵的傳(chuan) 感和認知計算能力的基礎。 應用層麵處於(yu) 最頂層， 提供無人駕駛、 智能機器人、 智慧安防和虛擬助手等服務。 人工智能芯片是人工智能技術鏈條的核心， 對人工智能算法處理尤其是深度神經網絡至關(guan) 重要。

“深度” 指神經網絡模型中的層級和節點數量。 近年來， 層級之間的複雜程度以及節點數量呈現指數級增長， 這對計算力提出了極大的挑戰。 傳(chuan) 統的中央處理器雖然在處理一般工作負荷——尤其是基於(yu) 一定規則的工作——方麵的性能較為(wei) 突出，但現在已經難以滿足人工智能算法的並行計算要求。

▲人工智能芯片在人工智能不同層麵的角色

解決(jue) 並行計算問題主要有兩(liang) 種方法： 第一， 在現有的計算架構上添加專(zhuan) 用加速器； 第二， 完全重新開發，創造模擬人腦神經網絡的全新架構。 第二種方法仍處於(yu) 初期開發階段， 不適合商業(ye) 應用。 因此， 目前主要采用的方法是添加人工智能加速器。 多種類型的人工智能芯片均可以實現加速， 主流加速器包括圖形處理器、現場可編程門陣列， 以及專(zhuan) 用集成電路，這包括張量處理器、 神經網絡處理器、 神經網絡處理器、 矢量處理器和大腦處理器等變體(ti) 。 每種人工智能芯片都有其自身的優(you) 勢和劣勢。

深度學習(xi) 有兩(liang) 種完全不同的人工智能部署方式: 訓練和推理。 人工智能基於(yu) 大數據“訓練” 神經網絡模型， 利用訓練數據集獲取新訓練好的模型。 這些新訓練好的模型隨後便被賦予新的能力， 根據新的數據集進行“推理” 得出結論。

因為(wei) 需要將龐大的數據集應用到神經網絡模型中， 因此訓練階段需要大量的計算能力。 這就要求具有先進並行計算能力的高端服務器能夠處理大量高度並行的各類數據集。 因此， 這一階段的工作通常利用雲(yun) 端硬件設備完成。 而推理階段既可以在雲(yun) 端完成也可以借助邊緣設備（產(chan) 品）進行。 與(yu) 訓練芯片相比， 推理芯片需要更全麵地考慮功耗、 延時和成本等因素。

▲深度學習(xi) 兩(liang) 大階段

人工智能芯片創新剛剛起步， 供應商在芯片加速方麵采取的辦法各不相同。 例如，穀歌選擇了專(zhuan) 用集成電路的路線， 而微軟則已證明采用現場可編程門陣列亦可獲相當抑或更好的結果。 同時， 賽靈思、 百度和亞(ya) 馬遜均在努力減少應用專(zhuan) 用集成電路的傳(chuan) 統障礙。

到2022年， 人工智能芯片市場在整個(ge) 人工智能市場中的占比預計超過12%， 複合年均增長率達到54%。 美洲地區將引領全球人工智能市場， 歐洲、中東(dong) 及非洲地區和亞(ya) 太地區緊隨其後。 2022年， 美洲地區將占據主導市場地位。

▲全球人工智能與(yu) 人工智能芯片市場（2022年）

根據部署方式， 人工智能芯片市場可分為(wei) 基於(yu) 雲(yun) 技術和網絡邊緣兩(liang) 個(ge) 細分市場。

▲人工智能芯片市場部署

雲(yun) 端是人工智能芯片最大的細分市場， 原因在於(yu) 數據中心為(wei) 提升效率， 降低運營成本並改善基礎設施管理， 對人工智能芯片的采用持續增長。 特別需要指出的是，人工智能訓練市場的規模將達到約170億(yi) 美元， 其中雲(yun) 端推理芯片市場的規模將達到70億(yi) 美元。 從(cong) 產(chan) 品類別來看， 圖形處理器已經成為(wei) 人工智能芯片的主流趨勢， 擁有超過30%的市場份額， 高於(yu) 其他所有產(chan) 品類別。

人工智能芯片不僅(jin) 可以部署在雲(yun) 端， 還可以應用於(yu) 多種網絡邊緣設備， 如智能手機、 無人駕駛汽車以及監控攝像頭。 應用於(yu) 網絡邊緣設備的人工智能芯片多為(wei) 推理芯片， 且專(zhuan) 業(ye) 程度越來越高。 到2022年， 人工智能推理芯片市場的規模預計將增至20億(yi) 美元， 複合年均增長率達到40%。

產(chan) 品成本的不斷上漲將使人工智能芯片供應商獲益。 例如， 蘋果公司的A11芯片成本上升到了27.50美元。 人工智能芯片的成本增長將使智能手機價(jia) 格上漲， 讓智能手機製造商獲得更多收入。 人工智能芯片的應用亦已從(cong) 高端機型擴展到中端機型， 這亦有可能為(wei) 智能手機供應商帶來更多收入。

無人駕駛不僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 複雜的人工智能應用場景， 而且還具有重要意義(yi) 。 無人駕駛預計將有力推動人工智能推理芯片應用， 使人工智能推理芯片市場的規模增至50億(yi) 美元， 複合年均增長率達到40%。

傳(chuan) 感、 建模與(yu) 決(jue) 策是無人駕駛的三大必備流程， 每一個(ge) 流程都涉及推理芯片應用。無論是環境傳(chuan) 感或障礙物躲避， 無人駕駛對人工智能芯片的計算力都提出了很高的要求。

在人工智能技術的支持下， 監控係統的智能程度不斷升級。 過去十年內(nei) ， 監控係統行業(ye) 經曆了三個(ge) 重要的轉型階段。 第一，“高分辨率” 階段， 即係統能夠錄製超清視頻。 第二，“聯網” 階段， 即係統實現聯網和互聯。

並購活動回歸理性

半導體(ti) 並購活動已經經過巔峰期， 汽車、人工智能以及網絡/數據中心等正在成為(wei) 最受歡迎的新興(xing) 垂直領域。 日本和韓國一直致力於(yu) 振興(xing) 國內(nei) 半導體(ti) 行業(ye) ， 他們(men) 積極參與(yu) 美國和歐洲中型企業(ye) 收購， 並與(yu) 中國展開合作。 同時， 圍繞知識產(chan) 權和國防安全問題的爭(zheng) 議還將抑製中國企業(ye) 走向全球化的進程。中國收緊對美國高科技公司的境外投資成為(wei) 新常態， 全球並購市場規模整體(ti) 縮水。 盡管如此， 半導體(ti) 大型企業(ye) 集團仍在各垂直領域尋找擁有高市場份額和利潤的潛在目標。

2016年， 全球半導體(ti) 並購交易額曾達到1,200億(yi) 美元的峰值。 2017年， 半導體(ti) 行業(ye) 並購交易額大幅下跌。 除了以往交易導致並購目標減少以外， 歐洲和美國收緊監管審查也是一大重要原因。 由於(yu) 單筆交易額增加， 2018年全球並購交易額再次增長。 例如， 美國博通公司以179.9億(yi) 美元收購了CA Technology。

▲全球半導體(ti) 並購交易（2014年-2018年）

▲ 全球前十大半導體(ti) 並購交易（2018年）

2014年至2015年， 東(dong) 亞(ya) 地區（中國、 日本、 韓國以及中國台灣） 的並購交易量迅速增長， 交易額突破220億(yi) 美元。 但經過幾年的快速擴張後， 2017年和2018年的並購活動有所停滯。 2017年， 東(dong) 亞(ya) 地區的半導體(ti) 並購交易量下降1%， 交易額僅(jin) 增長2%。

▲中國大陸、 日本、 韓國以及中國台灣並購交易額（2014年-2018年）

▲中國大陸、 日本、 韓國以及中國台灣的前十大並購交易（2018年）

▲國內(nei) 並購交易量增長——東(dong) 亞(ya) 地區（2014年-2018年）

過去五年裏，中國半導體(ti) 行業(ye) 快速發展的最主要原因是有利的政府政策。中國目前是全球最大的半導體(ti) 芯片進口國， 政府的總體(ti) 戰略是減少對外國進口產(chan) 品的依賴， 發展國內(nei) 的半導體(ti) 行業(ye) 基礎。 這一政策促使中國企業(ye) 紛紛進軍(jun) 半導體(ti) 行業(ye) ， 並通過收購獲取先進技術。

毫無疑問，中國大陸是東(dong) 亞(ya) 地區境內(nei) 並購活動最活躍的地區。 從(cong) 2014年至2018年期間， 並購交易量的複合增長率高達24%。 例如， 2018年阿裏巴巴收購了杭州中天微係統有限公司。 在此之前， 阿裏巴巴已經投資了五家芯片公司： 寒武紀、 Barefoot Networks、 深鑒科技、 耐能和翱捷科技。相較於(yu) 中國大陸， 日本、 韓國和中國台灣的並購活動相對平緩。 並購交易的主要目的是提高市場地位， 增加市場份額， 以及尋找新興(xing) 應用。

總體(ti) 而言， 自2016年以來， 東(dong) 亞(ya) 地區的跨境並購交易量出現下滑， 尤其在美國加強了對尋求前沿技術的中國企業(ye) 的調查之後。 2017年， 白宮發布了有一份題為(wei) 《確保美國在半導體(ti) 行業(ye) 長期領先地位》 的報告， 指出中國的半導體(ti) 政策對美國產(chan) 生的潛在威脅， 並建議美國政府采取措施防止或者嚴(yan) 格限製中國企業(ye) 的收購， 同時收緊對重要半導體(ti) 知識產(chan) 權流動的法規限製。 但是， 盡管政府的並購審查日益加強， 北美和歐洲仍是東(dong) 亞(ya) 地區半導體(ti) 企業(ye) 的主要並購目的地。

智東(dong) 西認為(wei) ， 半導體(ti) 行業(ye) 雖然在傳(chuan) 統電子設備市場已經趨於(yu) 飽和，但在汽車電子、人工智能等新興(xing) 行業(ye) 將迎來爆炸式增長 。 到2022年，汽車半導體(ti) 元器件的成本將達到每車600美元。 微控製單元、 傳(chuan) 感器和存儲(chu) 器等汽車半導體(ti) 設備需求激增 ，而雲(yun) 技術領域也將成為(wei) 人工智能芯片的最大市場。 中國已經成為(wei) 全球主要半導體(ti) 廠商的重要收入來源，其中許多企業(ye) 有超過一半的營收來自中國， 意圖進軍(jun) 中國市場的跨國企業(ye) 應當綜合考慮包括政策、 技術、市場營銷、物流和全球策略等在內(nei) 的多方因素。

本文摘自智東(dong) 西