被PC拖累的芯片，快跌没了
汤之上隆先生为日本精密加工研究所所长，曾长期在日本制造业的生产第一线从事半导体研发工作，2000年获得京都大学工学博士学位，之后一直从事和半导体行业有关的教学、研究、顾问及新闻工作者等工作，曾撰写《日本“半导体”的失败》、《“电机、半导体”溃败的教训》、《失去的制造业：日本制造业的败北》等著作。
存储市场从去年年中左右开始一路走跌，现在已经跌成一副半死不活的模样。
根据集邦咨询的最新数据，由于供应商已经开始减产，DRAM和NAND Flash在第二季度的跌幅会收敛，但是由于2023下半年需求复苏状况仍不明确，尚不能明确下行周期何时结束。
在3月28日（美国时间），存储巨头美光报告了其创纪录的亏损，并且表示将进一步削减2023年的资本支出、高级主管减薪、全面停发2023会计年度奖金，并且表示将扩大裁员，人力缩减比例将逼近15%。
惨淡的存储市场到底跌成什么样了？存储之外，MPU怎么也跌了？是否会发生半导体大厂的整合重组？
以下为编译全文：《英特尔和内存厂商能否生存？- 惊人的MPU/内存市场状况》
当日本队赢得WBC（世界棒球经典赛）冠军的时候，我在兴奋的同时却也感到了沮丧。联想到了目前糟糕的PC和半导体市场，我认为必须要写一篇有关这方面的文章。
在这篇文章中，我想要报道的是，PC市场的增长出现了急剧的减缓，随之而来的是处理器（MPU）、DRAM和NAND型闪存等半导体产业遭遇非常困难的局面。因此，美国英特尔公司和存储芯片厂商都面临困境，甚至有可能发生半导体厂商的兼并重组。这个问题非常严重。
01
PC市场的急速上升和下降
图1显示了PC每个季度的出货量。2011年第3季度，PC的出货量达到了历史最高的9540万台。然而，之后PC的出货量开始上下波动并逐渐减少，到了2019年左右降至6000万-7000万台。
图1 季度PC出货量和同比增长；来源：作者根据Gartner数据编写。
我认为这个原因是这样的。2007年，美国的苹果公司发布了iPhone。从2010年左右开始，正式进入智能手机时代。随后，这些智能手机开始取代PC。因此，从2011年左右开始，PC销售量下降，出货量呈现下降趋势。
然而，在2020年，新冠疫情在全球范围内爆发。因此，远程办公、在线学习和网购迅速普及。PC作为这些活动的必备工具，需求急剧增加。在2021年第1季度，同比增长率达到了60％。并且，在2021年第4季度，PC出货量接近2011年的峰值，达到了9130万台。
然而，到了2022年，随着疫苗接种的进展和新冠风险的降低，全球许多人已经摆脱了居家限制，开始了真实的活动。所以，由于新冠特殊需求而急剧增加的PC出货量，出现了急剧下降。
在2022年第4季度，PC出货同比增长率降至-28.5％，出货量也下降到了新冠疫情前的水平，即6530万台。尽管数据目前仅限于此，但在2023年第1季度之后，出货量似乎会进一步下降。那么，目前PC所使用的主要半导体器件MPU、DRAM和NAND的出货状况如何？未来会怎样？以下根据世界半导体市场统计（WSTS）的数据，对这三种半导体器件的出货额进行分析。
02
MPU、DRAM、
NAND的出货额
图2展示了MPU、DRAM、NAND出货额的年度变化。MPU在2022年达到历史最高水平，出货额达到了602亿美元。相反，DRAM和NAND在2021年至2022年期间均出现下降。
图2 MPU、DRAM和NAND出货额（-2022年）；来源：作者根据WSTS数据编写。
DRAM从2021年的930亿美元下降到2022年的778亿美元，下降了16％。同样，NAND在2021年创下历史最高记录，达到了560亿美元，超过了2018年的存储器泡沫高峰，但在2022年下降了16％，降至471亿美元。
从图2来看，DRAM和NAND均下降了16％，但MPU却保持稳定增长，达到历史最高水平。因此，我认为整体情况并没有那么糟糕。
然而，当使用同样的WSTS数据，将季度出货额的变化制成图表时，会看到不同的情况。
03
MPU、DRAM
和NAND的季度出货额
图3显示了MPU、DRAM和NAND的季度出货量。第一眼就令人咋舌，因为这三种类型的半导体的出货额在2022年下半年都大幅下降了。我惊讶地发现，即使是本应增长的MPU也在急剧下降。
图3MPU、DRAM和NAND的季度出货额（~2022年第四季度）；来源：基于WSTS数据由作者编写。
图4是2015年第1季度到2022年第4季度的特写图。首先，DRAM从2021年第三季度的257亿美元下降到2022年第四季度的127亿美元，下降了49%。其次，NAND在2021年第四季度为153亿美元，一年后下降55%至84亿美元。
图4 MPU、DRAM和NAND的季度出货额（2015年第一季度-2022年第四季度）；来源：基于WSTS数据由作者编写。
而MPU，从年度趋势来看应该是增长的，尽管在2022年第三季度达到创纪录的184亿美元的季度值，但在同年第四季度，仅仅三个月后，MPU急剧下降40%，达到113亿美元。
DRAM的出货额在短短一年多的时间里下降了近一半，NAND在一年内下降了55%，MPU在短短三个月内下降了40%。如此可怕的出货额下降前所未见。
以上是基于截至2022年12月的WSTS数据的分析。WSTS发布的数据最多提前两个月。因此，笔者掌握的WSTS数据到2023年1月为止。
本来想着，从2022年12月起，上述情况不可能在一个月内发生重大变化。慎重起见，所以分析一直进行到2023年1月。然而，情况和我想的大相径庭，而且是朝着更坏的情况变化。
04
MPU、DRAM
和NAND的月度出货额
图5显示了MPU、DRAM和NAND的每月出货额。当看到这个惨不忍睹的结果时，我迷茫了好一阵子。
图5 MPU、DRAM和NAND的月度出货额（2015年第一季度-2022年第四季度）；来源：由作者根据WSTS数据编制而成。
MPU从2021年12月的55亿美元下降到2023年1月的29亿美元，下降约52%；DRAM从2022年5月的98亿美元下降到2023年1月的26亿美元；NAND从2022年5月的55亿美元减少到2023年1月的16亿美元。
MPU的市场缩小了52%，DRAM缩小了26%，NAND缩小了29%。简而言之，MPU跌了一半，DRAM跌了四分之一，NAND跌了三分之一。笔者被这一惨不忍睹的数字震惊了。
现在，我们来看一下3种半导体的3个月移动平均同比增长率（图6）：2023年1月，MPU为负28%，DRAM为负52%，NAND为负53%（不如说是衰退率？）。
图6 MPU、DRAM和NAND的三个月移动平均同比增长率（至2023年1月）；来源：由作者根据WSTS数据编制而成。
他们的增长（衰退）率已经超过了2019年的内存萧条和2008年的雷曼兄弟时间冲击。唯二比现在更糟糕的衰退是1997年Windows 95推出之后的-63%，以及2001年IT泡沫破灭之后的-78%。而且，根据图6的趋势，这次的萧条有可能达到历史最低水平。
那么，生产MPU、DRAM和NAND的半导体厂商的情况如何？笔者怀着害怕的心情进行了这些调查。
05
英特尔和AMD
在美国的销售情况
图7显示了MPU厂商英特尔和AMD的销售趋势。英特尔在2016年未能实现从14纳米到10纳米的小型化，此后五年的时间里也未能大规模量产10纳米。其在2021年创下了790亿美元的历史新高，在第二年即2022年下降到631亿美元。
图7：英特尔和AMD的销售额（-2022年）；来源：作者根据英特尔和AMD的财务报告数据编制。
与此同时，另一家公司AMD在2015-2017年前后的销售额甚至没有达到英特尔的10%。然而，自从2018年将生产外包给台积电以来，其销售额迅速增长，在2022年达到创纪录的236亿美元，销售额增加到了英特尔的37%。
英特尔的下降和AMD的上升形成了鲜明的对比。由此可以说，PC出货量下降造成的损失可能直接打击了英特尔。
接下来，我绘制了英特尔和AMD的营业利润图表（图8）。我再一次感到惊讶。
图8 英特尔和AMD的营业利润（-2022年）；资料来源：作者根据英特尔和AMD的财务报告的数据编制。
06
英特尔和AMD的营业利润
从图8-1中的年度营业利润来看，英特尔在2020年取得237亿美元，但在2022年却一头栽下，跌至23亿美元，仅为2022年的十分之一。而自2018年以来一直在增加营业利润的AMD，在2022年已经达到60亿美元，超过了英特尔。
季度营业利润更令人震惊（图8-2），英特尔在2022年第一季度取得81亿美元（可能创下纪录）。然而，在接下来的第二季度，它陷入了负5亿美元的运营亏损；第三季度勉强实现了10亿美元的盈余，但在第四季度又是负7亿美元。
另一方面，正如预期的那样，AMD在2022年第四季度出现了负1.5亿美元的运营赤字，但情况并不像英特尔那样糟糕。首先，AMD是一家Fabless，所以如果市场条件恶化，它所要做的就是减少对台积电的外包，这是很容易采取的措施。
而英特尔拥有超过13万名员工，在美国、爱尔兰和以色列都有量产工厂，而且还在亚利桑那州和俄亥俄州分别建设MPU和代工工厂，投资额达400亿美元。
英特尔曾宣布，它将在2025年前重组数千人并削减100亿美元的成本。然而，这还不足以止血。该公司可能不得不采取大胆措施，例如停止在亚利桑那州和俄亥俄州的新工厂建设，否则该公司将无法持久。英特尔，因为其庞大的规模，可能面临着企业生存的危机。
07
三星和SK 海力士的业绩
现在让我们看看三星和SK 海力士的表现，它们生产DRAM和NAND。这些公司的情况也和英特尔一样糟糕。
首先，如图9所示，三星的半导体业务在2022年第四季度的营业利润为0.27万亿韩元，同比下降97%。据推测，存储处于亏损状态，晶圆代工厂的利润确保了少量盈余。而韩国股市消息流传的预测是，该公司在2023年第一季度将陷入4.47万亿韩元的亏损。
图9 三星半导体业务的季度销售额和营业利润/图10 SK 海力士的季度销售额和营业利润；来源：作者根据三星/SK 海力士的财务报告数据编写。
然而，除了半导体之外，三星还有许多其他业务，即使它陷入上述的亏损，也不太可能动摇其业务。事实上，三星已经宣布在2023年将投资与前一年相同的水平（47.9万亿韩元）。
另一方面，SK 海力士的表现比三星更差：它在2022年第四季度公布了1.7万亿韩元的营业亏损，预计2023年第一季度的赤字将增加到负3.11万亿韩元。
SK 海力士的业务几乎只有DRAM和NAND。因此，如果它继续出现赤字，它将无法继续生存下去。不过，由于SK 海力士有SK集团的支持，所以也有人认为SK 海力士会没事。然而，我不这么认为。
当初，SK 海力士的前身“海力士”被SK集团下属的SK电信于2011年收购，成为了“SK 海力士”。如果SK集团认为“SK 海力士是累赘”，它可以很容易地把它卖掉。不能保证SK集团会一直来拯救它。
而且，三星和SK 海力士还面临着进一步的挑战。
08
美国芯片法案的通过
和 “护栏”条款
2022年8月9日，美国总统拜登签署了《芯片和科学法案》（芯片法案），法案包括为美国半导体制造和研发注入527亿美元的资金。
如图11所示，三星和SK 海力士是芯片法案补贴的潜在接受者之一，三星计划建立一个代工厂，SK 海力士计划建立一个半导体研发中心和材料及先进封装设施。
图11 根据美国芯片法案获得补贴的主要候选厂商；来源：作者根据 "CHIPS法案已经为美国半导体生产激发了200亿美元的私人投资"（2022年12月14日）等编写。
然而，与芯片法案同时发布的一份概况介绍显示，"这些基金有强大的'护栏'。这些 ‘护栏’是指接受补贴的公司在接下来的10年内不得在中国投资/扩大先进的芯片制造设施。”
这里，先进芯片被定义为16/14nm的逻辑芯片，半间距18nm及以上DRAM和128层以上的3D NAND。这包括中国的Foundry的SMIC、DRAM的CXMT、NAND的YMTC，但对于中国来说还包括TSMC南京工厂、三星的西安工厂（3D NAND）、SK 海力士的无锡工厂（DRAM）和大连工厂（3D NAND）。
09
三星和SK海力士
将退出中国市场？
存储厂商，无论是DRAM还是NAND，都是通过每两年更新一代来保持其竞争力，处于领先地位。因此，告诉存储厂商不要投资，就等于告诉他们去死。美国政府已经给了他们一年的缓刑，但这并不是一个基本的解决方案。
注：2023年3月21日，美国商务部宣布了 "护栏 "的细节，10年内禁止接受补贴的公司在中国等国家投资。韩国存储厂商在10年内对先进工艺的投资不得超过5%，对旧工艺的投资不得超过10%。因此，尽管 "10年内禁止任何投资 "的规定已略有放松，但情况仍然很严重。例如，三星西安工厂的总投资约为270亿美元，因此，在未来10年内可投资的最高金额为先进工艺13.5亿美元，旧工艺27亿美元，即每年先进工艺1.35亿美元，旧工艺2.7亿美元。然而，这将不足以开发尖端工艺，他们能做的最好的事情就是保持工厂的运行。换句话说，韩国的内存工厂很可能沦为 "垃圾工厂"。
三星的西安工厂和SK 海力士的无锡工厂都进军中国，因为那里有巨大的市场和中国政府的优惠待遇。
然而，三星和SK 海力士也不太可能维持只能生产传统内存且不再产生任何利润的工厂，因为这并不理性。难道他们会退出中国市场吗？
但这种退出将是非常昂贵的。因此，预计三星和SK 海力士的形势将相当严峻，其业绩正在恶化。
10
半导体厂商
会不会整合重组？
到目前为止，我们已经描述了PC市场的急剧放缓，PC所使用的MPU、DRAM和NAND市场令人瞠目结舌的糟糕状况，以及英特尔、三星和SK 海力士的业绩恶化，还有美国芯片中的 "护栏"条款加剧三星和SK 海力士的业绩恶化。
半导体的历史表明，半导体厂商的整合重组发生在重大的经济衰退时期：2001年IT泡沫破灭时，日本退出了DRAM业务，只留下一家公司——尔必达；2008年雷曼兄弟倒闭后，德国DRAM厂商Qimonda于2009年破产；2012年尔必达也破产，2013年被美国Micron Technology收购。
目前由于新冠特殊需求的结束而导致的大萧条可能处于有史以来最糟糕的水平。因此，整合可能会发生，特别是英特尔和内存厂商，他们的业绩已经恶化。半导体相关公司将需要为此做好准备。
下一届WBC将于三年后的2026年举行。届时全球半导体行业会是什么样子？我不得而知。
来源：内容由芯世相（ID：xinpianlaosiji）编译自「EE Times Japan」，作者：汤之上隆