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半导体

半导体

什么是半导体?

半导体是通常由硅组成的材料产品,其导电性高于绝缘体(如玻璃),但低于纯导体(如或铝)。它们的导电性和其他特性可以通过引入杂质(称为掺杂)来改变,以满足其所在电子元件的特定需求。

半导体也称为半成品或芯片,可以在数千种产品中找到,例如计算机、智能手机、电器、游戏硬件和医疗设备。

了解半导体

半导体器件可以显示一系列有用的特性,例如显示可变电阻、在一个方向上比另一个方向更容易通过电流以及对光和热作出反应。它们的实际功能包括信号放大、开关和能量转换。因此,它们在几乎所有行业中得到广泛使用,制造和测试它们的公司被认为是整体经济健康状况的优秀指标

半导体类型

从广义上讲,半导体分为四个主要产品类别:

### 记忆

存储芯片充当数据的临时仓库,并在计算机设备的大脑之间传递信息。内存市场的整合仍在继续,内存价格如此之低,以至于只有东芝、三星和 NEC 等少数巨头能够负担得起。

微处理器

这些是包含执行任务的基本逻辑的中央处理单元。英特尔在微处理器领域的主导地位已经迫使除 Advanced Micro Devices 之外的几乎所有其他竞争对手退出主流市场,并完全进入较小的细分市场或不同的细分市场。

商品集成电路

有时称为“标准芯片”,这些芯片是为常规加工目的而大批量生产的。该细分市场由非常大的亚洲芯片制造商主导,提供只有最大的半导体公司才能竞争的微薄利润率。

复杂的 SOC

“片上系统”本质上是关于创建具有整个系统功能的集成电路芯片。市场围绕着对结合了新功能和更低价格的消费产品不断增长的需求。随着内存、微处理器和商品集成电路市场的大门紧闭,SOC 细分市场可以说是唯一有足够机会吸引众多公司的市场。

半导体行业

半导体行业的成功取决于创造更小、更快、更便宜的产品。体积小的好处是可以在同一个芯片上放置更多的电源。芯片上的晶体管越多,它的工作速度就越快。这在行业中产生了激烈的竞争,新技术降低了每个芯片的生产成本。

这引起了称为摩尔定律的观察,该定律指出,密集集成电路中的晶体管数量大约每两年翻一番。这一观察以飞兆半导体和英特尔的联合创始人戈登·摩尔的名字命名,他在 1965 年写了一篇论文来描述它。如今,倍增周期通常被引用为 18 个月——英特尔高管大卫·豪斯引用的数字。

因此,芯片制造商不断面临压力,要求他们提出比几个月前定义的最先进产品更好、甚至更便宜的产品。因此,半导体公司需要维持大量的研发预算。半导体市场研究协会 IC Insights 报告称,预计 2022 年半导体公司的研发预算将增加 9%。他们还预测,2022 年至 2026 年期间的复合年增长率 (CAGR) 也将增长约 5.5%。

传统上,半导体公司控制从设计到制造的整个生产过程。然而,许多芯片制造商现在正在将越来越多的生产委托给业内其他公司。以制造为唯一业务的铸造公司最近脱颖而出,提供有吸引力的外包选择。除了代工厂,越来越专业的设计人员和芯片测试人员的队伍也开始膨胀。芯片公司正在变得更加精简和高效。薯片生产现在类似于美食餐厅的厨房,厨师们排着队为混合物添加恰到好处的香料。

在 1980 年代,芯片制造商的产量(所有制造的操作设备的数量)为 10-30%。

彭博 2021 年的研究建议,芯片制造商应争取不低于 90% 的良率(所有制造的操作设备的数量)。这需要非常昂贵的制造工艺。因此,许多半导体公司进行设计和营销,但选择外包部分或全部制造。这些公司被称为无晶圆厂芯片制造商,具有很高的增长潜力,因为它们不受与制造或“制造”相关的开销的负担。

投资半导体行业

除了投资个别公司外,还有几种方法可以监控整个行业的投资表现。其中包括基准PHLX 半导体指数(称为 SOX)及其在交易所交易基金中的衍生形式。还有一些指数将该行业细分为芯片制造商和芯片设备制造商。后者开发和销售用于设计和测试半导体的机械和其他产品。

此外,某些海外市场,如台湾、韩国以及日本,对半导体的依赖程度较低,因此它们的指数也为全球产业的健康状况提供了线索

半导体投资的特殊考虑

如果半导体投资者能记住一件事,那应该是半导体行业是高度周期性的。半导体制造商经常看到基于芯片产品的潜在需求的“繁荣与萧条”周期。时机成熟时,芯片制造商的利润率可能非常高;然而,当需求下降时,芯片价格可能会大幅下跌,并对许多行业的供应链产生重大影响

需求通常跟踪终端市场对个人电脑、手机和其他电子设备的需求。时机成熟时,英特尔和东芝等公司无法以足够快的速度生产微芯片来满足需求。在艰难时期,它们可能是彻头彻尾的残酷。例如,缓慢的 PC 销售可能会使整个行业及其股价陷入混乱。

同时,将“筹码周期”说成是一个单一性质的事件是没有意义的。虽然半导体本质上仍然是一种商品业务,但它的终端市场如此之多——个人电脑、通信基础设施、汽车、消费产品等——以至于一个领域的产能过剩不太可能导致整个公司倒闭。

周期性风险

令人惊讶的是,该行业的周期性可以为投资者提供一定程度的安慰。在其他一些技术领域,比如电信设备,人们永远无法完全确定财富是周期性的还是长期的。相比之下,投资者几乎可以肯定,市场将在不远的将来某个时候出现转机。

虽然周期性提供了一些安慰,但它也给投资者带来了风险。芯片制造商必须经常参加高风险赌博。最大的风险来自这样一个事实,即在一个重大开发项目之后,公司可能需要数月甚至数年的时间才能确定他们是否中了大奖,或者把一切都花光了。延迟的原因之一是行业的相互交织但分散的结构:不同的行业在不同的时间达到顶峰和触底。

例如,代工厂的低谷往往比芯片设计者早得多。另一个原因是该行业的交货时间长:开发芯片或建立代工厂需要数年时间,而产品在赚钱之前甚至需要更长的时间。

半导体公司面临的经典难题是技术驱动市场还是市场驱动技术。投资者应该认识到,两者都对半导体行业有效。

由于公司将大量收入用于研发,可能需要数月甚至数年才能获得回报——如果技术有缺陷,有时甚至不需要——投资者应警惕那些声称拥有半导体行业的最新和最伟大的技术。

半导体常见问题解答

半导体与导体或绝缘体有何不同?

半导体本质上是导体和绝缘体的混合体。导体是具有高导电性的材料,当施加电压时允许电荷流动,而绝缘体不允许电流流动,而半导体在必要时交替充当绝缘体和导体。

什么是 N 型半导体?

n 型半导体是一种杂质混合半导体,它使用五价杂质原子,如磷、砷、锑、铋。

什么是 P 型半导体?

p 型半导体是一种非本征半导体,它含有硼和铝等三价杂质,可提高纯硅制成的普通半导体的导电率。

什么是本征半导体?

本征或纯半导体是没有添加任何杂质或掺杂剂的半导体,例如 p 型和 n 型半导体。在本征半导体中,激发电子数和空穴数相等:n = p。

## 强调

  • 半导体行业的生死存亡都遵循一个简单的信条:更小、更快、更便宜。

  • 投资者应记住,半导体行业是一个高度周期性的行业,受周期性繁荣和萧条的影响。

  • 在数以千计的电子产品中发现,半导体是一种导电性高于绝缘体但低于纯导体的材料。

  • 有四种基本类型的半导体。

  • 除了投资于制造半导体的特定公司外,还有 ETF、指数基金和指数,将行业细分为芯片制造商和芯片设备制造商。