活在臺(tái)積電的陰影下：芯片代工的最終格局落在哪里？

　　就在昨日凌晨，高通正式對(duì)外發(fā)布了最新一代手機(jī)處理器驍龍855，臺(tái)積電的7nm制程生產(chǎn)線又要忙起來(lái)了。

　　在晶圓代工產(chǎn)業(yè)里，臺(tái)積電是毋庸置疑的第一，高通此次的訂單，臺(tái)積電和三星大戰(zhàn)幾個(gè)回合后，依然強(qiáng)勢(shì)收入囊中。那么，當(dāng)臺(tái)積電占據(jù)了全球60%晶圓代工市場(chǎng)后，其他諸如聯(lián)電、中芯國(guó)際、格羅方德也只能在“殘羹剩飯”里分食。

　　追上第一名并不是易事，技術(shù)實(shí)力上，這些芯片代工廠商難以和臺(tái)積電匹及。那么他們又是如何生存下來(lái)?從臺(tái)積電開始的三十年來(lái)，芯片代工的最終格局會(huì)落在哪里?

　　聽多了巨頭們廝殺的故事，不妨見見晶圓代工“小廠”的悲歡離合。

　　晶圓代工的開始

　　臺(tái)積電是純晶圓代工的第一人，在張忠謀之前，沒有人想過(guò)這門生意可以做成，以前更多的是IDM形式，半導(dǎo)體廠商基本上都有自己的晶圓廠，比如三星和英特爾，自己包攬芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)一條龍。當(dāng)時(shí)很多人認(rèn)為，IC設(shè)計(jì)公司不放心將自己的芯片設(shè)計(jì)交給外人生產(chǎn)，如果圖紙泄露怎么辦?

　　但是張忠謀帶著臺(tái)積電把這個(gè)事情做成功了，而且還帶出了一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)：晶圓代工(foundry)。而正是晶圓代工廠的出現(xiàn)，降低了新選手進(jìn)入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的門檻，這也是為什么在AI如火如荼的當(dāng)前，稍微有點(diǎn)技術(shù)和體量的初創(chuàng)公司都可以自己做芯片。

　　從臺(tái)積電開始，陸陸續(xù)續(xù)有不少?gòu)S商跟著老大哥的步伐，比如聯(lián)電、格羅方德、中芯、世界先進(jìn)等等。

　　根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，從2012年到2017年，臺(tái)積電常年穩(wěn)坐全球營(yíng)收第一，前五名成員基本不變：格羅方德、聯(lián)電、中芯國(guó)際、三星，偶爾順序有調(diào)換，這也說(shuō)明這個(gè)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定性極高，一旦進(jìn)入，并且做到一定量級(jí)，基本上不會(huì)被輕易取代，同時(shí)也預(yù)示著，其他后來(lái)者想要超越是難上加難。

　　臺(tái)積電最早于1986年成立，聯(lián)電雖然先臺(tái)積電6年成立，但是前期一直做自有品牌的芯片，直到1995年迫于生計(jì)壓力才放棄自有品牌，完全轉(zhuǎn)為純晶圓代工廠。

　　內(nèi)地的芯片代工產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一樣，在早期發(fā)展中稍微落后了幾步，如今抗住國(guó)內(nèi)大半個(gè)晶圓代工的中芯國(guó)際成立于2000年，雖然進(jìn)入時(shí)間略晚，但是發(fā)展速度不容小覷。今年8月，他們對(duì)外宣稱在14納米FinFET技術(shù)開發(fā)上獲得重大進(jìn)展，14nm芯片試產(chǎn)良品率高達(dá)95%。

　　格羅方德對(duì)外一直被戲稱為AMD的“女友”，原本是AMD自有的晶圓部門，后來(lái)AMD覺得這個(gè)晶圓廠有點(diǎn)拖后腿了，于是賣給了阿聯(lián)酋土豪。瘦死的駱駝比馬大，格羅方德雖然被AMD拋棄了，但是從2009年分拆重新組建以來(lái)，一直占據(jù)全球晶圓代工市場(chǎng)份額的第二位。

　　國(guó)內(nèi)的晶圓代工雖然起步晚，但是這幾年也在快速擴(kuò)張。有趣的是，晶圓代工廠現(xiàn)在大多都會(huì)選擇在國(guó)內(nèi)由建工廠：臺(tái)積電在南京，格羅方德在成都，聯(lián)電在廈門，力晶在合肥。

　　2014年10月，中國(guó)成立國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，簡(jiǎn)稱大基金，首批規(guī)模高達(dá)1200億元。大基金的建立讓國(guó)內(nèi)做芯片代工的中芯、華虹以及華力微電子快速追趕臺(tái)灣晶圓代工的步伐。

　　從最早的臺(tái)積電開荒拓土，到后面聯(lián)電、中芯國(guó)際的快速崛起，至此，晶圓代工的大格局基本初定。

　　第一名之外的故事

　　晶圓代工的關(guān)鍵除了制程之外，還有產(chǎn)量、良率與背后的一連串支援服務(wù)，這些構(gòu)成了晶圓代工真正的關(guān)鍵價(jià)值鏈。

　　對(duì)比普通晶圓代工廠和臺(tái)積電在制程以及良率上的區(qū)別，顯而易見無(wú)論是聯(lián)電還是格羅方德，其都落后臺(tái)積電兩代制程以上。舉個(gè)例子，聯(lián)電是2014第二季度宣布28nm量產(chǎn)，而臺(tái)積電在2011第四季度就已經(jīng)開始28nm的量產(chǎn)。相較之下，中芯國(guó)際走的更慢，直到2015年上半年，才將28nm提上日程。

　　對(duì)于半導(dǎo)體大廠而言，制程是技術(shù)，良率才是關(guān)鍵的know-how。有業(yè)內(nèi)人士表示，晶圓代工與 IC 設(shè)計(jì)的電路有關(guān)、不同的客戶有不同的電路結(jié)構(gòu)，相當(dāng)復(fù)雜。即便是一些做晶圓代工十幾年的大廠，良率還是不高、問題多多。這一點(diǎn)在一些先進(jìn)制程上體現(xiàn)尤為明顯。比如AMD不滿格羅方德7nm的良品率，不得不將代工交給臺(tái)積電來(lái)做。

　　有數(shù)據(jù)顯示，純晶圓代工每片晶圓帶來(lái)的營(yíng)收在2014年達(dá)到頂峰，為1149美元，隨后緩慢下滑直到今年才迎來(lái)反彈。

　　IC insights最新的統(tǒng)計(jì)顯示，4大純晶圓代工廠每片晶圓的平均收入在很大程度上取決于工藝技術(shù)的最小特征尺寸。2018年，0.5μm/200mm每片晶圓的平均營(yíng)收(370美元)和小于20nm/300mm每片晶圓創(chuàng)造的營(yíng)收(6050美元)之間的差異超過(guò)16倍。

　　然而追趕第一名的過(guò)程中，總是不免各種掉鏈子的事情。一方面是自身技術(shù)實(shí)力的差距，另一方面，各家在業(yè)務(wù)戰(zhàn)線上也走了不少的彎路。

　　今年6月，格羅方德宣布全球裁員5%。在先進(jìn)制程方面，格羅方德也是一籌莫展，先是有消息稱他們攻關(guān)7nm制程遇到問題，隨后格羅方德在官網(wǎng)發(fā)布公告，要暫緩7nm制程的開發(fā)，專注獲利高的14/12nm制程。

　　聯(lián)電也在今年宣布不投資12nm以下的先進(jìn)制程。現(xiàn)在能做尖端技術(shù)的晶圓廠屈指可數(shù)。它成了難以輕易企及的市場(chǎng)，是真正有技術(shù)和服務(wù)能力的大廠的天下，比如臺(tái)積電、英特爾、三星。

　　其他晶圓代工的機(jī)會(huì)

　　目前，晶圓代工產(chǎn)業(yè)中有幾個(gè)正在快速增長(zhǎng)的行業(yè)：智能手機(jī)、高性能計(jì)算、自動(dòng)駕駛汽車以及物聯(lián)網(wǎng)。

　　但是并不是所有的芯片都需要像手機(jī)處理這樣，對(duì)制程有著嚴(yán)苛的要求。在晶圓代工產(chǎn)業(yè)中，真正讓它們生存下來(lái)的是那些已經(jīng)非常成熟的制程。

　　根據(jù)IHS的統(tǒng)計(jì)，從工藝節(jié)點(diǎn)來(lái)看，各制程市場(chǎng)規(guī)模及占比分別為：16nm及以上工藝(2017：20%，104億美金)、16-28nm先進(jìn)工藝(2017：19%，101億美金)，28-90nm成熟工藝(30%，157億美金)，90nm以上的8 寸(28%，145億美金)，其他(3%，17億美金)。

　　中芯國(guó)際上半年?duì)I收為17.22億美元，主要來(lái)源0.15/18um工藝，其次是45nm，最后是55/65nm。

　　即便是臺(tái)積電，其誕生于2001年的150/180nm也給臺(tái)積電帶來(lái)將近9%的營(yíng)收。

　　相較于先進(jìn)制程本質(zhì)上是標(biāo)準(zhǔn)CMOS制程的線寬之爭(zhēng)，成熟制程市場(chǎng)的樣貌可說(shuō)是百花齊放。混合訊號(hào)、高電壓、射頻、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等制程技術(shù)，都可歸類在成熟制程的大傘之下，應(yīng)用產(chǎn)品則有各種感測(cè)器、微控制器(MCU)、電源管理( PMIC)、訊號(hào)收發(fā)器(Tranceiver)等。

　　以人工智能為代表的技術(shù)革命期，也是晶圓代工廠商們危和機(jī)并存的時(shí)刻，危險(xiǎn)在于能否在制程、良率上取得突破，機(jī)會(huì)則在于新的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，垂直的語(yǔ)音芯片、視覺芯片等。

　　像物聯(lián)網(wǎng)的芯片，汽車自動(dòng)駕駛雷達(dá)的芯片等等，這些也是成熟制程晶圓代工的主要戰(zhàn)場(chǎng)，28nm以上的工藝都可以搞定。當(dāng)越來(lái)越多的晶圓代工廠瞄準(zhǔn)同樣的方向，其競(jìng)爭(zhēng)必然會(huì)更加白熱化。所以在成熟制程上，如果良品率差不多，打的就是價(jià)格戰(zhàn)?；蛘呤橇肀賾?zhàn)場(chǎng)，從差異化晶圓代工入手。

　　臺(tái)灣的晶圓代工廠世界先進(jìn)就憑借電源管理芯片和指紋識(shí)別芯片出貨量的攀升，它們的第二季度的業(yè)績(jī)創(chuàng)歷史新高。

　　聯(lián)電正在和客戶聯(lián)合開發(fā)，拓展新的特殊制程。RFSOI與MEMS，更是布局重點(diǎn)。格羅方德在轉(zhuǎn)型過(guò)程中，更加注重于跨技術(shù)組合之中實(shí)現(xiàn)各種功能豐富的方案。其中包括FD SOI平臺(tái)、RFSOI及高效能SiGe、類比/混合訊號(hào)及其他技術(shù)，專門設(shè)計(jì)用于越來(lái)越多需要低功耗、即時(shí)連線能力及內(nèi)建智慧功能的各種應(yīng)用。

　　另外在先進(jìn)制程方面，一般往往是應(yīng)用在像CPU以及GPU這樣需要高度集成的低功耗、高性能的芯片中。但由于智能手機(jī)出貨量的增速放緩以及加密數(shù)字貨幣價(jià)格的下跌，其需求并沒有大家預(yù)料中的增長(zhǎng)快速。

　　然而晶圓代工廠商還面臨一個(gè)新的問題，現(xiàn)在的先進(jìn)制程未來(lái)也會(huì)成為成熟制程，這是必然的趨勢(shì)。

　　所以，擺在格羅方德、中芯國(guó)際以及聯(lián)電面前的問題是，如何抓住當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能技術(shù)擴(kuò)張的機(jī)會(huì)，加大在成熟制程市場(chǎng)份額的話語(yǔ)權(quán)，同時(shí)繼續(xù)投入巨額資金在先進(jìn)制程的研發(fā)上，更長(zhǎng)遠(yuǎn)點(diǎn)看的話，晶圓代工廠也可以考慮踏出自己的一畝三分地，從純粹的晶圓代工在往后延伸。

　　市場(chǎng)越來(lái)越大，無(wú)論是做小而美還是大而全，誰(shuí)能抓住機(jī)會(huì)，誰(shuí)就有可能以“農(nóng)村包圍城市”的方式突圍。