集成电路代工与IDM领域竞争推动制造工艺快速发展 - 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

业界风云I 一、_ s R YT R E N 。s 集成电路代工与- DM 领域竞争 推动制造工艺快速发展 周建民 【摘要】半导体产业链中。集成电路的设计企业设计芯片所创造的价值很高。但是设计业 承担的风险也很大。集成电路的制造企业需巨额投资设备和加工工艺。代工模式全球兴 起。整合元件制造商I D M 在进行自主产品制造的同时，也兼I D M 代工。企业坚守哪种模 式由企业按照自身特点决断，技术进步才能做到适者生存o 【关键词】集成电路制造F o u n d 吖I D M 中图分类号】F 4 2 6 【文献标识码】A 【文章编号】16 7 4 2 5 8 3 ( 2 0 14 ) 0 2 0 0 18 0 2 全球半导体产业链在上个 世纪8 0 年代初开始分化，首先 是集成电路I C 设计业从I D M ( 整 合元件制造商) 中分离。导致 I C 设计业分离有两个原因：一 个是计算机辅助设计( C A D ) 逐 渐成熟，另一个是I C 设计的附 加值已经大于芯片制造所创造 的价值。 从19 8 1 年起，专门提供 E D A 工具的厂商，如M e n t o r 、 Cadence 等成立，1983 年 A l t e r a 等一批f a b l e s s ( 无芯 片生产能力的芯片设计公司) 应运而生。其次是代工业的崛 起。1 9 8 4 年台湾联电成立， 1 9 8 7 年台积电成立。在之后的 很长一段时间，代工模式并未 得到全球其他厂商的青睐，尤 其是美、日厂商。近来，全球 代工高潮迭起，诞生了格罗方 德，它兼并了新加坡的特许公 司，三星、英特尔等公司也涉 1 8I 集成电路应用2 0 1 4 年2 月 及芯片代工领域。 1 代工的价值与地位 2 0 1 7 年全球I C 销售额预计为 3 5 9 0 亿美元，代工最终市场价值 比例会略高于4 5 ，是2 0 0 7 年的 两倍多。 代工服务通常分为芯片制造 与封装及测试两类，俗称前道及 后道的代工服务。由于代工仅提 供服务，而不直接负责销售，所 以它对于产业的贡献，或者它最 终的市场价值要乘以一个系数来 体现。以前的估算是假设代工的 产值为1 ，通过封装与测试之后 的附加值也估算为l ，之后在销 售环节有约0 5 的利润。所以代 工的最终市场价值，可以依代工 产值乘以2 5 做作估算。 近期，市场分析公司美国 I cI n s i g h t 又提出代工乘以2 2 2 系数的新概念，为什么要调低系 数的原因不详，但是全球代工的 增长率明显高于半导体业，它的 权重因素提高可能是一种合理的 解释。 实际上全球代工产值包括 两部分：一是纯代工产值，二 是部分I D M 厂商也兼作代工的产 值，这部分的产值通常会被单独 统计。然而“I D M 代工”的概念 并非十分清晰，缺少一个量的度 量。通常业界认为企业的代工产 值大于企业总产值的1 1 0 时，可 称为“I D M 代工”。 业界通常通过代工的最终市 场价值与I C 市场销售额之比来反 映代工在产业中的地位。其中要 注意的是，通常半导体的年销售 额包括集成电路、分立器件及光 电器件与传感器4 类，如2 0 1 2 年 1 1 月w S T S 的统计数据为分立器 件1 9 3 0 3 亿美元、光电2 5 9 8 9 万方数据 亿美元、传感器7 9 3 4 亿美元、 I C 2 3 6 7 1 亿美元，2 0 1 2 年半导体总 产值为2 8 9 9 3 6 亿美元。而在I c 销 售额中又可分成逻辑、存储器、模 拟及微控制器4 类，如按照2 0 1 2 年 的数据，I c 集成电路占半导体销售 额的比例为8 1 6 。 目前代工的最终市场价值与 I c 销售额之比，仅指I C ，不包括分 立器件、光电及传感器。根据市场 调研公司I CI n s i g h t s 的最新数据 显示，2 0 13 年全球I C 市场销售额 预计是2 7 1 0 亿美元，而I C 代工厂 商的最终市场价值，即代工产值乘 以系数2 2 2 ，预计为4 3 9 4 亿美元 2 2 2 = 9 7 5 6 亿美元，所以两者的 占比略高于3 6 ，也就是说全球每 产出三颗集成电路芯片中，有一颗 来自代工。I CI n s i g h t 预期，2 0 1 7 年全球I C 市场销售额预计为3 5 9 0 亿美元，代工的最终市场价值比例 会略高于4 5 。此表明，2 0 1 7 年I c 代工的份额将是2 0 0 7 年2 2 6 的两 倍多。 2 代工与设计比翼双飞 目前，代工业如日中天。全球 代工7 0 以上的客户来自f a b l e s s ， 代工与f a b l e s s 比翼双飞。估计今 后数年内代工的年均增长率可达 l O 以上。 全球代工7 0 以上的客户来自 f a b l e s s ，其余的来自I D M 。可以明 显地看到由于C P u 、m e m o r y 等的垄 断，几乎都是I D M 制造。另外如模 拟电路，由于品种多、产量小，加 上工艺专有性强等因素，代工也没 有市场。目前代工市场热销的产品 主要是通信芯片，包括手机基带处 理器、平板处理器、F P G A 以及各种 I C 驱动电路等产品。 I N 。u s T R YT R E N 。sl 业界风云 目前，代工的主流工艺技术 是2 8 n mH K M G 工艺。台积电表示， 2 0 1 3 年将进行2 0 n m 制造工艺的量 产，其在制造工艺方面与英特尔相 比落后约一代。这并非表明代工在 技术方面有致命的缺陷，而是从策 略上看，代工是接受客户的订单， 由于最先进工艺制造工艺有风险， 投资巨大，显然代工在成本方面缺 乏优势。 据G a r t n e r 于S e m i c o nW e s t 展 览会上披露的数据，全球代工销 售额按工艺分析，仅有2 8 n mH K M G 制造工艺及未来2 0 n m 制造工艺 的销售额会节节高升，其余的如 6 5 n m 5 5 n m 及4 5 n m 4 0 n m 的销售额 基本趋稳，每年分别在6 0 亿美元左 右，而9 0 n m 、3 2 n m 及2 8 n mp o l y 制 造工艺的销售额分别在2 0 亿美元左 右，而且有下降的趋势。 为进一步揭示代工在全球 Ic 市场中日益重要的地位，IC I n s i g h t s 把“最终市场价值”销 售乘数应用于台积电的季度销售收 入上，并把结果与英特尔的季度 I C 销售额加以比较。由于先进制 造工艺在台积电的销售额中所占比 例较高，所以I cI n s i g h t s 公司估 计台积电客户群的平均毛利率为 5 7 ( 5 7 的毛利率相当于2 3 3 倍的 销售额乘数) 。利用2 3 3 的乘数， I CI n s i g h t s 公司认为台积电于 2 0 1 3 年的“最终市场价值”I C 销售 额已经超过了英特尔。 另据台积电2 0 1 3 的季度运营 报告，其季度毛利率达4 9 ，运营 利润达3 7 。其中，2 8 n m 占2 9 ， 4 0 n m 4 5 n m 占2 1 ，6 5 n m 占1 8 。 台积电目前在2 8 n m 制造工艺的市场 占有率达9 0 ，占有绝对优势地位。 根据I H S 数据，2 0 1 3 年全球代 工总销售额预计达4 1 5 亿美元，而纯 代工销售额为3 5 0 亿美元，来自I D M 的代工销售额达6 5 亿美元。随着工 艺制造工艺技术的进步，代工厂要 达到量产水平需花费的时间与成本 迅速上升，所以每个代工厂能够支 持的f a b l e s s 公司数量会逐渐减少。 如在6 5 n m 工艺时可以支持6 0 8 0 家 f a b l e s s ，到4 0 n m 时减少至4 0 5 0 家，而进入2 8 n m 时仅可支持2 0 3 0 家，预计到2 0 n m 时只能支持1 2 1 6 家。另外，代工与f a b l e s s 之间是 一种互利关系，代工企业希望与量 大而有稳定订单的f a b l e s s 公司合 作；而作为f a b l e s s 公司，一旦选择 某个代工企业之后，需要通过磨合 才能进入量产状态，不是万不得已 通常很难更换代工企业。 全球代工模式如日中天，近阶 段有一枝独秀的趋势。而半导体业 自2 0 l O 年高增长之后，始终徘徊在 3 0 0 0 亿美元左右，预期2 0 1 4 年可能 会有明显的增长。 企业坚守哪种模式，是I D M 、代 工或者混合型，完全由企业自主决 断。如昔日的存储器巨头三星迅速 调整策略，转攻逻辑制造工艺和代 工，I D M 中的英特尔也欲涉足代工。 全球代工业由台积电独霸的局 面己持续多年，跟随者要超过它十 分困难，不过此局面终究会改变。 目前，高通、联发科及中国大陆的 f a b l e s s ，如全志科技、瑞芯微等把 2 8 n m 等订单转到三星和格罗方德手 中，这说明未来高端代工之间的竞 争将进一步加剧。一 2 0 1 4 年2 月集成电路应用| 1 9 万方数据