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全球IC代工版圖生變

更新時間:2016-12-14 09:31:48點擊次數: 文章來源:深北電子



代工版圖的基因分析

  依靠尺寸縮小來推動IC業增長的紅利漸漸遠去,IDM廠開始擁抱代工。

  代工業的興起源自我國臺灣對于半導體產業鏈的4業分離,設計、制造、封裝及測試起到決定性作用。同樣代工業的成長并非一帆風順,初時經歷了爬坡成長期,并且業界也曾抱懷疑的態度,因此全球代工業主要集中在我國臺灣,而眾多的美、日、歐等領先的廠商似乎并不看好它。僅是近期其才開始擁抱代工,典型的例子如2009年AMD被分拆成設計與代工制造兩部分,后者稱為GF。

  隨著摩爾定律逐漸逼近終點,之前主要依靠尺寸縮小來推動工業增長的紅利漸漸遠去。據Cadence估計,IC研發與設計的成本在急速上升,32nm/28nm的工藝研發費用為12億美元,至22nm/20nm時則為21億美元。而IC產品的設計費用由32nm的5000萬~9000萬美元漲至22nm時的1.2億~5億美元。從投資回報率角度出發,一個32nm芯片需要售出3000萬~4000萬塊、一個20nm芯片則需要6000萬至1億塊才能達到財務平衡,因此業界共識是工藝尺寸達到22nm或20nm時,可能通用的成本下降理論已不適用,導致產品會優先選擇成熟的65nm、45nm或32nm工藝。

  另外,目前半導體建廠費用也大幅上升,達到40億~100億美元,稱之為gigafab。業界測算年銷售額必須大于100億美元才符合基本建廠條件,因此未來有能力再建新廠的廠商已屈指可數。

  上述原因會對整個半導體產業鏈產生很大的影響,導致未來眾多的頂級IDM大廠紛紛開始擁抱Foundry代工,因而未來全球半導體業中能夠繼續跟蹤定律的廠家數量在減少。據業界初步估計,未來全球能夠采用22nm、20nm甚至14nm的工藝及450mm硅片的廠家數量僅10家左右。

  由硬件轉向應用平臺

  IC業正由過去硬件平臺的表征讓位給SoC與軟件結合等應用平臺。

  半導體產業必須贏利,否則不能持續進步,然而什么能推動半導體產業進步呢?工藝只是推動半導體進步的一個方面,摩爾定律僅解決了有關芯片性能和成本的問題,而不能解決芯片的功耗問題。因此科學地描述摩爾定律,應該是在功耗基本不變的情況下,每經過18個月后,每個芯片上晶體管的數量能增加一倍,而成本保持不變。

  半導體業正由過去的CPU、處理器性能等硬件平臺的表征讓位給移動系統芯片SoC、硬件與軟件結合等所謂的應用平臺,因為目前尺寸縮小可能已走到盡頭。在半導體業中盛行的摩爾定律已引發另一個拐點,把晶體管做得更小未必會帶來好處。在新的SoC時代下,由于CMOS工藝的同質化,導致IC設計的附加值會高于制造業,因此未來推動產業進步更注重的是產品能滿足客戶的需求以及推出產品的時機,也即主要由應用平臺來推動。

  英特爾作為IDM的領頭羊,而臺積電作為全球代工的領頭羊,實際上兩者沒有可比性,因為并不處于同一起跑線上。英特爾仍沿著之前處理器路線圖在前進,由于其毛利率達68%,2011年銷售額為500億美元,因此每年有能力拿出近50億美元來研發。而臺積電銷售額為140億美元,毛利率為48%,每年研發費用為10億美元,兩者財力差距甚大。

  所以近期半導體業中兩次根本性的創新,如2007年的高k金屬柵HKMG工藝技術與2011的3D晶體管結構都出自英特爾之手。業界估計臺積電與英特爾在邏輯工藝上的差距至少為兩年,原因也十分明顯,臺積電要滿足多個客戶的需求,而英特爾可以為產品下全力去攻克工藝難關。一個復雜的SoC要求低成本,必須采用與其選用的IP相適應的晶體管結構?,F在從技術上開發IP需要更長的時間,然而產品的生存周期越來越短,所以臺積電在技術推進的策略上要晚于英特爾合乎情理。

  全球代工版圖將變

  全球代工的版圖將由過去的臺灣雙雄稱霸,轉變為臺積電獨大。

  全球代工版圖的劃分目前業界基本認可的是分成兩大陣營,第一陣營為滿足先進制程訂單,擁有300mm生產線;第二陣營為滿足成熟產品市場。目前代工版圖的改變主要集中在第一陣營中。

  全球代工業一直由我國臺灣地區的雙雄稱霸,臺積電與聯電約占全球代工市場份額的70%,其中尤以臺積電最為出色。臺積電的優勢在于能提供完整的一站式服務,包括掩膜、第三方IP及封裝等,它在繼續大幅投資追趕先進制程工藝,導致毛利率與市場占有率上升。近期眾多IDM大廠敢于擁抱代工,最先進制程的訂單不得不給它。它的成功來自于經驗的積累與濟濟的人才,因此后進者不可能在近期內超過它。

  然而臺積電的擔憂是維持近50%的毛利率及50%的市場份額有一定的難度,后面有眾多的追趕者如UMC、GF及三星等,雖然無法超越它,但是能蠶食它的市場份額。

  最近IBM、三星及GF三家公司將組成聯盟,三家公司都有獨特的貢獻,IBM和GF帶來了90nm技術,三星的加入拓展了65nm和45nm技術,顯見它們的目標都是為了對抗臺積電在代工中的獨霸天下。

  另一家典型代表是三星,在2010年時它的代工部分銷售額才4億美元,進入2011年,在蘋果等的驅動下,已達到19.5億美元,擠下中芯國際名列全球第4。近期三星放言繼續加大代工的投資,擴充在美國奧斯汀廠的產能,并積極參與IBM的邏輯工藝平臺。雖然三星在邏輯工藝方面有優勢,但是由于蘋果與三星在終端產品方面是競爭關系,業界傳言蘋果會把訂單轉交給臺積電,僅是時間問題。另一方面代工不僅依賴于技術,更多方面在管理及經驗的積累,所以三星在代工中的表現不可能如它的存儲器那樣出色,三星仍是一家以存儲器為主的制造商。

  再有是GF,它有三大優勢:一是有阿布扎比公司的支持;二是技術上加入了以IBM為首的邏輯工藝平臺,能縮小與臺積電之間的差距;三是在德國、紐約與新加坡都有fab,未來GF有可能超過聯電成為全球代工第二。

  目前排名第二的UMC有實力,但是它的業務重點有許多,包括設計、光伏等,顯然它也并不企圖與GF在代工中決一高低。

  原先排名第三的中芯國際,屬于第一陣營,近期業界有人認為其可能已下降至第二陣營中。因為從近期來看,迫于扭虧為盈的巨大壓力,中芯國際可能改變之前倡導的積極擴張策略為穩健型發展策略。中芯國際新的發展策略,可能更多考慮的是企業自身的利益,然而不一定能馬上奏效。


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