2024年电子行业十大市场及应用趋势

2023-12-28 11:18:06

全球半导体行业经历几年的低谷之后,到2024年终于将迎来新一轮的上升周期。截至目前,已经有多个细分领域释放出“复苏”迹象,这些细分市场的具体表现如何?


本期,国际电子商情(esm-china)分析师团队,围绕生成式ai、加速计算、智能驾驶noa、汽车芯片、宽禁带半导体、存储芯片、显示面板、脑机技术、卫星通信、芯片分销等热点议题或领域,做了趋势分析与市场展望。




01

趋势一:

生成式ai高速发展,

进一步走向边缘

作者:illumi huang




2023年无疑是以chatgpt、stable diffusion为代表的生成式ai火爆的一年,openai的企业八卦甚至都能在这一年成为绝对的热点。谷歌这个搜索巨擘甚至都因为gpt大模型的大规模应用,感受到了前所未见的“白色恐怖”。


包括meta、百度、微软、阿里等在内的诸多行业巨头,都在争先恐后地推属于自己的大模型;英伟达更是为这一代gpu架构特别加入了用于大模型计算加速的transformer引擎,各路大算力ai芯片企业在2023年都调转了市场宣传方向,主动强调芯片在生成式ai模型大规模训练或推理方面的能力。


让生成式ai写代码、做设计、创造生产力,都在2023年上演了一幕又一幕的奇迹。甚至借助与生成式ai对话,在不写一行代码的情况下,就由生成式ai完成芯片设计数字前端的大量工作。在2023年的英伟达gtc秋季开发者大会上,黄仁勋演示了“给生成式ai一份工厂的2d图纸pdf文档”,生成式ai在很短的时间内就交付整个工厂物理级精准的(physically accurate)数字孪生。


我们认为,未来的生成式ai市场价值走向,绝不会是chatgpt面向大众收取服务费用的模式。例如芯片设计、数字孪生构建这样的前期展示,生成式ai走进不同行业、走向垂直细分市场,才是其创造价值的方向。2023年就已经有部分企业开始推出企业级的生成式ai凯发官网入口首页的解决方案和服务,2024年会是这一模式发展的关键。


除了ai技术研究以外,垂直市场的生成式ai应用,也意味着生成式ai绝不只是跑在云上,而是持续走向边缘——尤其对模型有更多fine-tuning(微调)和基于市场的定制需求时。设计、建筑、科研、医疗、制造等领域都将因生成式ai得到深刻变革。


不只是企业边缘或数据中心边缘,生成式ai推理还会在更多的端侧设备:比如说pc、手机甚至嵌入式应用上,都将发挥越来越重要的作用。如intel即将大面积推广的ai pc概念,联发科也为手机ap soc特别加入了生成式ai加速引擎。总之,不同位置的市场参与者都正跃跃欲试,准备在生成式ai新时代分一杯羹。


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趋势二:

加速计算持续渗透到各行各业

作者:illumi huang




尤以数据中心加速计算需求的逐步增加为外在表现,cpu这类通用处理器在系统架构中的地位已经不像过去那么绝对。2023年能够佐证这一命题的最佳论据,是这一年的q2-q3自然季度,英伟达的季度营收首次超过了intel(英伟达fy2024 q2 vs. intel fy2023 q2)——虽然这番对比可能和ai的高速发展有关,而且从企业层面来看,这一季乃是近些年来intel的低谷,也是英伟达的高峰。


此前,ark investment预测,2020-2030年的10年间,包括gpu、asic、fpga等在内的加速器,在数据中心服务器内的价值会以21%的cagr(年复合增长率)增长。到2030年,加速器市场价值会达到410亿美元,cpu则为270亿。换句话说,加速器显著压缩了cpu的市场空间。这也是当前intel、arm为代表的传统cpu巨头,正努力推动xpu异构策略的原因。


如果要说垂直细分市场,仍以半导体行业为例:目前,半导体制造foundry厂的数据中心的算力供给仍以cpu为主。但实际上,半导体制造的某些工作,比如opc成像(image formation)需要大量矩阵乘运算——这些工作很适合gpu或其他加速器去推进。


2023年的英伟达开发者大会上,英伟达面向光刻这一步骤特别发布了culitho加速库,真正让gpu参与到计算中来,其性能与能效比传统通用计算处理器提升了数十倍。据说只需500台包含gpu加速的服务器,就能够完成过去4万台cpu服务器才能完成的工作,数据中心空间占用是以前的1/8,功耗则是以前的1/9。


过去几年,这类故事在诸多领域内上演。随着摩尔定律的放缓,制造工艺获得的性能和能效红利逐渐不及半导体技术最早发展的那些年亮眼,但社会数字化转型、节能减碳大趋势仍然要求性能与能效进一步提升。满足市场需求的,一定是通用计算之外的加速计算,这也是我们做出此番预测的理论依据。


实际上,ai技术在各行各业的落地,本质上就是加速计算发展的一种形式和表现。超级计算机市场很快就要被加速器占领,模拟仿真、数字孪生、量子计算这些hpc应用都已经开始大范围应用加速计算;而广义上,超算属于数据中心的一部分——社会与生活的数字化转型会将加速计算持续应用到各行各业。


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趋势三:

自动辅助导航驾驶群雄逐鹿

作者:裕宁




自动辅助导航驾驶(noa,navigate on autopilot),也常被业界称为“领航辅助驾驶”或“高阶智能驾驶”,其本质是把导航和辅助驾驶相结合,是一种基于车辆传感器和高精度地图数据的自动驾驶辅助系统,旨在帮助驾驶员在高速公路及城市道路中上更加安全、高效地行驶。


按应用场景分,noa主要可分为高速noa和城市noa。当前,高速noa已实现规模落地,城市noa正进入快速推进阶段。在2023年1-9月,中国乘用车高速noa渗透率为6.7%,同比增加2.5个百分点;城市noa渗透率为4.8%,同比增加2.0个百分点。2023年全年,高速noa渗透率接近10%,城市noa超过6%。


中国noa的发展始于2019年特斯拉向中国用户推送了noa功能,随后理想、蔚来、小鹏等新势力也纷纷入局,推出高速领航辅助功能。目前,高速noa逐渐成为各家车企品牌追逐的“标配”功能,感知、规控算法以及产品功能定义成为各家品牌车型noa功能体验优劣的关键。


而从2023年开始,“重感知、轻地图”的呼声越来越高,中国本土厂商主要基于bev transformer技术,对系统感知能力进行优化和升级,以减少对高精地图的依赖,从而降低成本、推动城市noa的快速落地,这也使得城市noa功能落地与否成为判定车企品牌智驾发展水平的重要标准,因此头部车企以及供应商纷纷开始加码布局。


但全场景多元化,特别是中国复杂的交通路况给城市noa的发展带来了挑战,参与企业不但需要具备应对复杂场景的算法逻辑方案,同时还要考虑大模型、多模态数据、自动化标注、智算中心等新技术。总体而言,noa仍然处于消费市场导入前期,短期内还无法到达商业化成熟,本土车企仍需要在功能发展的同时,对用户进行充分正确的引导与教育。


04

趋势四:

关键应用牵引,

宽禁带半导体应用多点开花

作者:momo zhong




当半导体行业正逐步进入后摩尔时代,宽禁带半导体走上历史舞台,被视为“换道超车”的重要领域。预计在2024年,以碳化硅(sic)、氮化镓(gan)为代表的宽禁带半导体材料将继续在通信、新能源汽车、高铁、卫星通信、航空航天等场景中应用,并在全球应用市场实现快速上量。


碳化硅(sic)器件最大应用市场在新能源汽车,有望开启百亿级市场。碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底,可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求,当前碳化硅衬底已应用于射频器件(如5g、国防等)及功率器件(如新能源等)。而2024年将是sic的扩产大年。wolfspeed、博世、罗姆、英飞凌、东芝等idm厂商已宣布加速扩产,相信2024年sic产量将提高至少3倍以上。


氮化镓(gan)电力电子产品在快充领域已经规模应用,接下来需要进一步提高工作电压及可靠性、需要持续往高功率密度、高频与高集成方向发展,并进一步拓展应用领域。具体来说,消费电子、汽车应用、数据中心以及工业和电动汽车的使用不断增加,将推动gan产业增长超过60亿美元。


氧化镓(ga₂o₃)商业化脚步渐近,特别是在电动汽车、电网系统、航空航天等领域。相比于前两者,ga₂o₃单晶的制备可透过类似于硅单晶的熔融生长法来完成,因此拥有较大的降本潜力。同时,近年来,基于氧化镓材料的肖特基二极管与晶体管在结构设计、制程等方面取得了突破性的进展,有理由相信,2024年将迎来首批肖特基二极管产品投放市场。


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趋势五:

存储芯片有望摆脱低迷行情

作者:裕宁




因生成式ai普及带动相关半导体产品需求急增,2024年全球半导体市场有望迎来复苏。尤其是存储芯片,预计2024年销售额将达到1,297.68亿美元,增幅高达44.8%,成为推升半导体市场营收成长的主要动能。


智能手机、pc和服务器是存储芯片的三大主流应用领域,随着生成式ai技术和chatgpt大语言模型的发展,存储应用正逐步多元化,在人工智能更贴近生活的同时也催生出更多的ai存储应用,给存储应用企业带来更多的发展动力。


关注存储行业,自2023年q4起,dram与nand flash均价就开始出现全面上涨的趋势。针对2023年q4 存储的市场表现,esm-china认为,dram的合约价涨幅控制在个位数,nand flash的合约价最高可到双位数。预计存储器的整体涨势会延续到2024年上半年。


在hbm方面,考虑到与传统服务器相比,ai服务器使用的内存至少多出1-8倍,以实现更快的计算处理,并采用hbm3和ddr5 dram等高性能内存产品,这不仅会推动需求,而且对盈利能力产生了积极影响。对此,全球hbm大厂纷纷计划于2024年将hbm芯片产量提高一倍,并减少其他类别存储芯片的投资,尤其是库存水平较高、盈利能力差的nand。


除了涨价、ai应用之外,终端需求的复苏也很有可能加速推动存储的发展。尤其是随着网通设备、安防监控、大数据、物联网、pc、工业、医疗和汽车等领域的快速发展,为存储产业创造了广阔的机会,市场需求前景良好。


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趋势六:

中国车规芯片“转向高端”成新课题

作者:clover lee




汽车芯片对可靠性、稳定性要求极其严苛,其芯片认证一般要耗费3-5年时间,对芯片厂商来说无疑是巨大的成本投入。在早些年,本土芯片企业量产车规级芯片,还算是相当新鲜的“新闻事件”。近年来,随着通过车规认证的企业越来越多,本土车规级芯片“扎堆”上车的趋势日益突显。


2018年前后,在中国有很多企业宣布进军车规芯片赛道——既包括初创汽车芯片企业,也包括转向车规芯片赛道的半导体企业。如今,这些企业纷纷晒出“成绩单”。直至2023年12月,中国企业已在iso 26262 asil-d认证(针对全部汽车产业链企业,按严格程度依次划分为a、b、c、d等级)方面获得多项突破,包括“首个通过asil-d认证的操作系统内核”“首个asil-d认证的mcu在底盘域上车”“首个asil-d认证的ip发布”等。


虽然车规芯片比普通芯片投入成本大,但是汽车芯片赛道庞大的市场机遇在不断吸引新进者。esm-china综合数据显示:预计到2028年,全球新能源汽车销量将突破3,000万辆,中国新能源汽车销量将突破1,000万辆。届时,每辆汽车的半导体芯片价值约为900-1,000美元,随着未来汽车的半导体含量将更高,新能源汽车的渗透率也会再提升。仅在中国市场,汽车芯片就有庞大的机会。

具体来看,汽车芯片可按功能分为控制类(mcu和ai芯片)、功率类、传感器和其他(如存储器)类;按应用可分为汽车动力总成系统、高级驾驶辅助系统(adas)、信息娱乐系统、车身电子稳定系统等。应用在不同系统里的汽车芯片,也有不同的质量要求和标准规定。比如,尾灯等零件需符合asil-a,灯和刹车灯要求符合asil-b,巡航控制一般要求满足asil-c,与安全保障相关的安全气囊、防抱死刹车、动力转向系统要求满足asil-d。


以中国车规mcu芯片厂商为例,这些厂商一般会从车身控制切入,再进一步往域控、发动机控制和动力总成mcu产品方向发展。所以,目前已经量产的本土车规级mcu,主要集中在中低端应用方面,涉及中高端应用的量产产品还不多。因此,未来如何转向高端应用将是中国车规mcu企业思考的课题。目前,兆易创新、中颖电子、灵动股份、小华半导体等,在车规级mcu方面有布局。


值得注意的是,随着中国车规芯片的量产需求加大,许多提供车规认证服务的企业,以及助力车规级芯片测试的企业,也正加大自己在中国汽车市场的布局。同时,提供加快车规芯片上市时间、缩短验证周期的服务也在增加。


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趋势七:

显示行业复苏,多点需求开花

作者:zengde xia




在经历价格持续波动以及“动态控产”影响后,显示行业有望2024年复苏。


在智能手机市场,预计2024年出货量或同比出现小幅增长,尤其新兴市场的复苏更明显。在应用面板方面,预计2024年中国品牌可折叠手机显示面板需求(不含副屏)有望超过1,400万块,其中中国厂商将为本土客户供货超过92.8%。


随着2023年第4季度个人电脑市场开始复苏,2024年it面板需求有望实现增长。继在手机市场不断渗透后,it市场正成为oled面板的重点战场。如2024年苹果有望将更轻薄的混合oled面板引入到下一代ipad pro。为了进一步向it面板市场渗透,各大面板厂商频频布局,三星宣布已启动g8.7新厂投资计划,京东方规划b16、jdi重点发展eleap技术等。


受大型体育赛事的召开等因素影响,2024年tv面板需求有望加速恢复。据预测,2024年全球电视整机出货量或微增超过一点一个百分点。2024年oled电视及mini led背光电视出货均有望走出谷底。不过,亦有观点认为,2024年白牌增长受阻,或阻碍全球电视整机出货量增长。此外,若外部环境再度恶化,不排除2024电视整机出货量仍存在衰退可能。


在车载面板方面,随着全球出货量不断增长,该市场规模方面有望在2024年超过百亿美元。随着需求持续升温,oled面板在车载市场的应用占比也在持续提高。有分析认为,到2027年,车载oled 将增加到400万台左右。若按照销售额占比计算,2027年oled将达17%。不过,oled技术在车载领域仍存在一定挑战。天马微指出,oled 技术在车载显示领域的应用还面临着车规级稳定性、寿命等考验,尚需一定时间的沉淀。

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趋势八:

2024年脑机技术或将进入应用阶段

作者:challey peng




近日,马斯克旗下的脑机接口(bci)公司neuralink希望利用大脑植入物让瘫痪人士恢复运动能力,目前正在准备首次人体试验。最新研究显示,脑机技术正在帮助脑损伤患者改善认知状况,其应用似乎即将进入落地阶段。


脑机接口技术其实已经发展了数十年的时间。


如上所说,处于最前沿的neuralink的脑机接口技术已经获得了重大突破:找到了高效实现脑机接口的方法。此外,加州大学旧金山分校(ucsf)的脑机接口技术研究团队首次证明了可以从大脑活动中提取人类说出某个词汇的深层含义。中国的“脑计划”也在全面开展推进中。


2024年,脑机接口技术将进入新的发展阶段。


1.非侵入式脑机接口技术可能会通过更高分辨率的脑波成像技术和更强大的信号处理算法来提升性能。


2.随着无线和可穿戴设备的发展,脑机接口设备可能会变得更加便携,用户体验更加友好。


3.随着人工智能和机器学习技术的发展,更先进的算法将用于处理和解析脑电信号,从而提高脑机接口的性能;更多的脑机接口设备也将集成ai。


4.脑机接口技术可能会在治疗和康复领域得到更广泛的应用,例如帮助中风或瘫痪患者恢复运动能力。


5.相关的伦理和法规将被讨论和出台。


中国对脑机接口技术的重视程度不亚于发达国家,近两年已经将此技术上升为国家战略。中国的“脑计划”,即“脑科学与类脑研究”,作为“科技创新2030重大项目”即将全面启动。随着该计划的推进,脑认知原理解析、认知障碍相关重大脑疾病发病机理与干预技术研究、类脑计算与脑机智能技术及应用、儿童青少年脑智发育研究、技术平台建设等都将取得不小的进展。其中,脑机接口作为底层核心技术,关乎中国“脑计划”几乎所有关键内容。


在高端科技领域,脑机接口是中国最有可能迎头赶上甚至“直线超车”的领域之一。目前来看,由于只涉及成熟半导体工艺,在脑机接口核心器件的设计方面,中国并不落后,也不存在“卡脖子”的问题。不过,人工智能方面及算力可能是中国脑机技术发展需要突破的地方。


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趋势九:

手机卫星通信受追捧,

产业成长性可期

作者:zengde xia




继2022年推出mate50支持卫星单向短报文,2023年上半年推出p60支持卫星双向长信息后,2023年8月华为又推出全球首款直连卫星的通讯的mate 60 pro,再度让手机卫星通讯受到关注。无独有偶,苹果也开始相关布局和投入。据有关报告断言,传统手持电话用户将持续缩减,而卫星直连通讯市场的用户数量将在2032年增加到1.3亿左右。


2022年12月,3gpp已针对卫星与5g新空口(nr)技术一体化开展研究,并将该一体化技术命名为“非地面网络(ntn)”。3gpp对卫星通信的重视程度提升,对整个卫星通信行业影响深远,各家卫星通信运营商纷纷寻求卫星通信与地面蜂窝网络融合的市场机遇。据预测,到2030年,全球非地面网络移动连接数预计将达到1.75亿,全球卫星服务的年度市场规模将超过1,200亿美元。


另据华为资料显示,卫星通信等非地面通信技术有利于包容性世界的构建以及低成本使能新应用。非地面与地面通信系统的一体化,将直接实现全球的3d式覆盖,不仅能在全球范围内提供宽带物联网(为偏远地区提供与蜂窝网络数据速率相近的宽带连接服务,例如,用户数据下载速率达到5 mbit/s,上传速率达到500 kbit/s)和广域物联网服务,还将支持精确增强定位导航(自动驾驶导航、精准农业导航、机械施工导航、高精度用户定位)、实时地球观测(可延伸到更多场景中,如实时交通调度、民用实时遥感地图、结合高分辨率遥感定位技术的高精导航、快速灾害应对)等新功能。


除了卫星通讯市场外,物联网市场也将迎来新增长机会。由于创新者提供的卫星物联网凯发官网入口首页的解决方案的可访问性增加,未来十年物联网设备预计将增加两倍。卫星蜂窝物联网将作为物联网领域新的增长点,预计到2032年,其可寻址市场将达到106亿台。此外,2031年全球卫星物联网将主要依靠低轨小卫星展开服务,卫星物联网终端2021-2031年复合增长率或达到26%;市场规模方面,合计卫星物联网市场未来十年复合增长率达到11%,突破30亿美元。

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趋势十:

分销商聚焦“内外兼顾”策略

作者:clover lee




上游供应端和下游需求端都会影响芯片分销行业的市场表现。我们在前文列举了许多细分市场将复苏,相信基于以上各个领域的利好因素,也会推动芯片分销行业迎来新的增长期。


在经历了2022年的“企业营收增速放缓”,2023年的“需求端持续遇冷”之后,预计到2024年,随着全球半导体整体回暖,分销市场也会展现积极的一面。截至目前,业内已经有多家分析机构表示,看好2024年全球半导体市场的表现。综合多家机构的数据,我们可以推出——2024年全球半导体收入在6,000亿美元左右,其yoy %将达到双位数。在此背景下,分销市场也将有更好的表现。当然,这一切需建立在没有“黑天鹅”事件的基础上。


值得注意的是,芯片分销市场“向好”的迹象,在2023年下半年就已显现。虽然从整体上看,许多分销商2023年的营收都不理想,但是通过观察上市分销商2023年的季报,尤其是大中华区的上市分销商,从第三季度开始出现了同比上升的趋势,这在一定程度上收窄了其2023年的跌幅。


esm-china认为,2023年分销行业整体表现不佳已成事实,预计2024年在供需两端同时发力的情况下,分销行业会迎来新的上升周期。至于该周期能持续多久,主要看需求端的复苏有多强劲。同时,地缘政治也影响着半导体市场的格局。随着各国/地区不断加强本土半导体产业链建设,分销行业也会迎来一些新的变化。在各种因素的综合影响下,我们看到全球分销商在坚持两条策略。


大型跨国分销商在深耕本土市场,在持续提供国际品牌的同时,也加强了与本土芯片原厂之间的合作;中国分销商则在加快“出海”布局,在海外市场加大对中国芯片的输出,在中国市场进一步完善对国际品牌的供应。预计2024年,我们能看到会更多的分销商,将施行这种“内外兼顾”的策略。


来源:国际电子商情微信公众号



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