全球半導(dǎo)體邁入中年危機(jī) 對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)卻是轉(zhuǎn)機(jī)
中年的煩惱:錢!錢!!錢!!!
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/341628.htm隨著年齡慢慢長(zhǎng)大,青年期的浪漫與夢(mèng)想也漸漸被現(xiàn)實(shí)的考量所取代。
對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō),無(wú)論在年輕時(shí)做過(guò)多美麗的夢(mèng),一旦到了必須獨(dú)當(dāng)一面的成熟年齡,最大的煩惱都是錢。
在我剛讀大學(xué)的時(shí)候,我喜歡動(dòng)漫,喜歡打游戲,喜歡音樂(lè),喜歡漫無(wú)目的地四處閑逛,每個(gè)月可以瀟灑地把錢投到自己喜歡的事情上過(guò)月光的生活。
然而一畢業(yè),買房的壓力頂在頭上,不得不放棄這種自由而無(wú)用的生活方式,不僅花在興趣上的錢少了,用在興趣上的時(shí)間也少了(“時(shí)間就是金錢,我的朋友!”)。對(duì)于度過(guò)了青年期后進(jìn)入社會(huì)艱苦打拼的每一個(gè)朋友,我相信最大的考量都是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。
摩爾定律背后的邏輯慢慢失效:先進(jìn)工藝的單個(gè)晶體管價(jià)格不降反升
半導(dǎo)體業(yè)也是這樣。
在伴隨著光榮與夢(mèng)想走入成熟期(2010年)之后,突然發(fā)現(xiàn)正面臨一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題:摩爾定律遇到了瓶頸。
在之前,摩爾定律背后的邏輯是:半導(dǎo)體行業(yè)需要以一個(gè)合適的速度增長(zhǎng)以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的最大化。
上世紀(jì)60年代,摩爾發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體晶體管制程發(fā)展的速度對(duì)于一個(gè)半導(dǎo)體廠商至關(guān)重要。隨著制程的進(jìn)化,同樣的芯片的制造成本會(huì)更低,因?yàn)閱挝幻娣e晶體管數(shù)量提升導(dǎo)致相同的芯片所需要的面積縮小。所以制程發(fā)展速度如果過(guò)慢,則意味著芯片制作成本居高不下,導(dǎo)致利潤(rùn)無(wú)法擴(kuò)大。
另一方面,如果孤注一擲把所有的資本都用來(lái)發(fā)展新制程,則風(fēng)險(xiǎn)太大,一旦研發(fā)失敗公司就完蛋了。
摩爾發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上成功的半導(dǎo)體廠商的制程進(jìn)化速度大約是每年半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管數(shù)量翻倍,于是寫了著名的論文告訴大家這個(gè)發(fā)展速度是成本與風(fēng)險(xiǎn)之間一個(gè)良好的折中,半導(dǎo)體業(yè)以后發(fā)展可以按照這個(gè)速度來(lái)。摩爾定律背后的終極推動(dòng)力其實(shí)是經(jīng)濟(jì)因素。
依據(jù)摩爾定律縮小特征尺寸獲得紅利的過(guò)程就像挖掘金礦:在過(guò)去,離地表較近比較容易挖掘的金礦已經(jīng)被挖光了,到了今天,剩下的都是金礦深處的難啃的骨頭。
芯片特征尺寸縮小已經(jīng)越來(lái)越困難,必須克服各種科學(xué)技術(shù)和工程上的難題。歸根到底,再繼續(xù)縮小特征尺寸不是不能做,只是要錢,很多錢。
隨著特征尺寸縮小,芯片的成本上升很快。芯片的成本包括NRE成本(Non-Recurring Engineering,指芯片設(shè)計(jì)和掩膜制作成本,對(duì)于一塊芯片而言這些成本是一次性的)和制造成本(即每塊芯片制造的成本)。
在先進(jìn)工藝制程,由于工藝的復(fù)雜性,NRE成本非常高。例如FinFET工藝往往需要使用double patterning技術(shù),而且金屬層數(shù)可達(dá)15層之多,導(dǎo)致掩膜制作非常昂貴。
另外,復(fù)雜工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則也非常復(fù)雜,工程師需要許多時(shí)間去學(xué)習(xí),這也增加了NRE成本。
對(duì)于由先進(jìn)制程制造的芯片,每塊芯片的毛利率較使用落后制程制造的芯片要高,但是高昂的NRE成本意味著由先進(jìn)制程制作的芯片需要更多的銷量才能實(shí)現(xiàn)真正盈利。這使得芯片設(shè)計(jì)和制造所需要的資本越來(lái)越高,而無(wú)力負(fù)擔(dān)先進(jìn)工藝制程的中小廠商則不得不繼續(xù)使用較舊的工藝。這也部分地打破了摩爾定律 “投資發(fā)展制程-芯片生產(chǎn)成本降低-用部分利潤(rùn)繼續(xù)投資發(fā)展制程”的邏輯。
隨著摩爾定律背后的邏輯慢慢失效,半導(dǎo)體行業(yè)也慢慢地與鋼鐵,石油等傳統(tǒng)大工業(yè)越來(lái)越像:
進(jìn)入門檻高,資金需求大,之前幾個(gè)工程師孤軍奮戰(zhàn)在自家車庫(kù)里設(shè)計(jì)出商用芯片的浪漫故事不再出現(xiàn),因?yàn)槿鄙儋Y金的支持不可能使用先進(jìn)工藝,而不使用先進(jìn)工藝在市場(chǎng)上就缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。
對(duì)于大公司而言,由于先進(jìn)工藝需要的資本越來(lái)越多,意味著研發(fā)新產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越大。越來(lái)越多的公司在市場(chǎng)上的策略從拼命做新產(chǎn)品與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手死磕變成了如何降低風(fēng)險(xiǎn)在市場(chǎng)上堅(jiān)持下來(lái)。
于是,伴隨著2008年后的資本寬松,我們?cè)谶@兩年看到了半導(dǎo)體行業(yè)前所未見(jiàn)的公司兼并與重組。2015年,半導(dǎo)體行業(yè)并購(gòu)額超過(guò)了1300億美元。而今年,這一熱潮不但沒(méi)有減退,反而呈現(xiàn)出愈演愈烈之勢(shì),據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年前三個(gè)季度,全球半導(dǎo)體行業(yè)并購(gòu)額就超過(guò)了1200億美元,全年總額超過(guò)2015毫無(wú)懸念。這輪兼并也是半導(dǎo)體行業(yè)走向成熟期的標(biāo)志之一,意味著將來(lái)一方面使用先進(jìn)工藝的成本越來(lái)越高,另一方面豪強(qiáng)兼并市場(chǎng)上的玩家都是巨頭,新玩家?guī)缀醪豢赡苋ヌ魬?zhàn)這些巨頭。
當(dāng)資本不再相信夢(mèng)想
摩爾定律除了在經(jīng)濟(jì)學(xué)上推動(dòng)集成電路特征尺寸縮小成本下降外,還使集成電路的性能上升。當(dāng)集成電路性能上升到一定程度時(shí),量變的積累就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)變,從而使新的應(yīng)用成為可能,并且發(fā)展出新的市場(chǎng)。
評(píng)論