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究竟怎样才能算真正成功的芯片代工?

时间:2021-03-29 作者:莫大康 阅读:
芯片代工是种模式,与IDM,Fabless等一样,它们各有自身的适应范围,难分伯仲。但是做芯片代工不易,做真正优秀的芯片代工更难。
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英特尔新上任的CEO提出IDM2.0,其中除了强调与全球代工业之间加强合作之外,英特尓要重操代工业,成立独立的芯片代工事业部,引起业界极大反响。

据分析引起震惊的原因可能有以下三个主要方面:1),英特尔是全球芯片制造业老大,典型的IDM,年销售额达740亿美元;2),它之前曾做过代工,后无声无息,此次能“东山再起”?;3),对于全球代工业带来的影响。

市场经济中企业自主决策,自负盈亏是主线,因此至少在现阶段不能过多的去评论它,今后会怎么样?更何况英特尔是个庞然大物,它有足够的实力地位。

什么是芯片代工?  

上世纪90年代初,半导体产业链在fabless推动下,由IDM为主导转变成四业分离,包括设计、制造、封装及代工。由于它迎合市场需求,产业链迅速壮大,并成型。

刚开始的芯片代工,由于技术落后等,只能作为IDM厂商的拾遣补缺,显然随着fabless业的壮大,把代工业推向高潮。如今来看,全球代工业是受人青睐,呈现另一番繁荣景象。

芯片代工是一种服务体系。按台积电的企业“宗旨”英文为Integrity/Commitment/Innovation/Partnership,中文为诚信/承诺/创新/合作。

芯片代工是服务业,要想做好就必须降低客户学习成本与工艺迁移成本。台积电能够占据晶圆代工的半壁江山,技术领先固然是一个原因,但是根本的原因是服务到位。

据台积电2019年报:它为499个客户,共生产10761种芯片。

2019年台积电晶圆出货量达1,010万片(12寸计),而2018年为1,080万片。

台积电2019年的销售额362亿美元,市场占有率达52%。

先进制程技术(16nm及以下更先进制程)的销售金额占整体晶圆销售金额的50%,高于上一年的41%。能为客户提供272种不同的制程技术。

众所周知台积电的代工价格要比对手高出20%-30%,显然它有独特的优势,包括如下:
1),客户的学习成本与工艺迁移成本低
2),技术安全性高
3),技术有延续性
因此做芯片代工的首要条件要有技术支撑,显然技术有不同的种类,各有所需,但是必须能满足客户的需求,并占领市场。

台积电的转折点可能发生在2009年金融危机时,原本退休的张忠谋第二次复出。它的第一个最重大的决策就是将2010年的资本支出,上调一倍追加到59亿美元,一举奠定台积电在28纳米的成功,也是日后夺下苹果iPhone手机处理器芯片订单的关键。

芯片代工业在很长一段时间内并不受业界的青睐,除台积电,联电之外,具强大实力的美国,欧洲及日本半导体业中似乎很少见到代工厂商的身影。但是此次疫情加上贸易战后,由于地域政治等因素,美国,欧洲及日本都纷纷邀请台积电去当地建厂。

全球芯片代工业的增长态势十分喜人,据Trendforce数据,2020年芯片代工总值851亿美元(包括IDM代工在内),增长23%,预测2021年可能达945亿美元,再增长11%,显然相比半导体业的增长率高出许多。

据Information Network的数据(仅供参考),台积电的产能,分别为2019年的月产932,000片(12寸计),2020年的977,000片及2021年1,023,000片。而三星的代工产能,相应为2019年的月产333,000片,2020年的376,000片及2021年的443,000片。可见台积电与三星的代工产能比值约为2.5,近期有缩小的趋势,而两者的产值比约为3.5。

台积电销售额中的客户占比,依2019,2020及2021年预计,分别是苹果占24%,24.2%及25.4%;海信为15%,12.8%及0%;高通为6.1%,9.8%及7.6%;AMD为4.0%,7.3%及9.2%;以及intel为5.2%,6.0%及7.2%。

据IC Insight 与Gartner数据,以2020年全球纯代工产值759亿美元计,其中大於130纳米的代工产值为19.3B美元,台积电约占30%;而90-45纳米段,15.8B,台积电约占50%;32-12纳米段,19.7B,台积电约占70%及10-5纳米段,21.1B中台积电约占90%以上。

台积电与三星在芯片代工业中互相角力,呈现不同的风格及策略,三星是不甘心落后,总是试图走新的路径超车,如最早使用EUV设备,及在3纳米时首先推进环栅晶体管架构(GAA)等。业界传2021年三星有可能与台积电同步试产3纳米制程。

业界估计台积电在下一代3纳米节点中仍继续使用FinFET架构,但是三星将选择纳米片晶体管、多桥沟道(MBC)FET和环栅晶体管(GAA)的器件。除了制造性能更好、体积更小的晶体管的动力之外,纳米片还为电路设计增加了FinFET所缺乏的自由度。

由此也反咉台积电处处为客户出发的理念,尽可能走稳妥之路,减少风险与损失。

芯片代工要以客户为中心  

近期全球半导体业在5G,AI,物联网及汽车电子等推动下增长加快,加上在芯片制造业中使用EUV设备已经逐渐成熟,以及英特尔的优势地位缺失等,导致全球最先进工艺制程技术的节奏掌握在台积电等芯片代工厂商手中。

再加上产业的大环境剧变,Covid19与地域政治角力等,把芯片制造业推向风口浪尖。一直以来傲慢的美国开始胁迫台积电等在美国建厂,反映芯片制程技术的优势已不在美国人手中。这一切表明芯片产能可能成为国家之间较量的重要武器之一。

显然以客户为中心,是个比较概念,客户的感受才是主要的,关键可能还要关注客户的产品在它的客户中的地位及市场份额。

因为芯片代工技术包括能提供全方位的第三方IP及它的自有单元库数量多,及质量高等是要素。为了提供更好的服务,芯片代工厂从产品的设计阶段就与客户在一起,实际上是共同推进DFM,有制造能力的设计。甚至对于少数未来可能主流的工艺技术,芯片代工厂要能比客户更早些下手,并与EDA工具厂商及半导体设备厂商等联手提早实现。从技术角度,只有相比客户领先一步,才能保证更好的服务于客户。所以任何时候芯片代工制造商要充分了解市场的需求,以及帮助客户去实现是最要紧的。

芯片代工是种模式,与IDM,Fabless等一样,它们各有自身的适应范围,难分伯仲。但是做芯片代工不易,做真正优秀的芯片代工更难。今日之台积电非一日之功,而是这多年以来辛勤累积的结果。

本文转自微信公众号“求是缘半导体联盟”

责编:Amy Guan

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