活在臺積電的陰影下：芯片代工的最終格局落在哪里？

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

　　在晶圓代工產(chǎn)業(yè)里，臺積電是毋庸置疑的第一，高通此次的訂單，臺積電和三星大戰(zhàn)幾個回合后，依然強勢收入囊中。那么，當臺積電占據(jù)了全球60%晶圓代工市場后，其他諸如聯(lián)電、中芯國際、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，技術實力上，這些芯片代工廠商難以和臺積電匹及。那么他們又是如何生存下來?從臺積電開始的三十年來，芯片代工的最終格局會落在哪里?

　　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

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

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

　　從臺積電開始，陸陸續(xù)續(xù)有不少廠商跟著老大哥的步伐，比如聯(lián)電、格羅方德、中芯、世界先進等等。

　　根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，從2012年到2017年，臺積電常年穩(wěn)坐全球營收第一，前五名成員基本不變：格羅方德、聯(lián)電、中芯國際、三星，偶爾順序有調(diào)換，這也說明這個產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定性極高，一旦進入，并且做到一定量級，基本上不會被輕易取代，同時也預示著，其他后來者想要超越是難上加難。

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

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

　　格羅方德對外一直被戲稱為AMD的“女友”，原本是AMD自有的晶圓部門，后來AMD覺得這個晶圓廠有點拖后腿了，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，一直占據(jù)全球晶圓代工市場份額的第二位。

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

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

　　從最早的臺積電開荒拓土，到后面聯(lián)電、中芯國際的快速崛起，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，這些構成了晶圓代工真正的關鍵價值鏈。

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

　　對于半導體大廠而言，制程是技術，良率才是關鍵的know-how。有業(yè)內(nèi)人士表示，晶圓代工與 IC 設計的電路有關、不同的客戶有不同的電路結構，相當復雜。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。這一點在一些先進制程上體現(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積電來做。

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

　　IC insights最新的統(tǒng)計顯示，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的最小特征尺寸。2018年，0.5μm/200mm每片晶圓的平均營收(370美元)和小于20nm/300mm每片晶圓創(chuàng)造的營收(6050美元)之間的差異超過16倍。

　　然而追趕第一名的過程中，總是不免各種掉鏈子的事情。一方面是自身技術實力的差距，另一方面，各家在業(yè)務戰(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%。在先進制程方面，格羅方德也是一籌莫展，先是有消息稱他們攻關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以下的先進制程?，F(xiàn)在能做尖端技術的晶圓廠屈指可數(shù)。它成了難以輕易企及的市場，是真正有技術和服務能力的大廠的天下，比如臺積電、英特爾、三星。

　　其他晶圓代工的機會

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

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

　　根據(jù)IHS的統(tǒng)計，從工藝節(jié)點來看，各制程市場規(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)。

　　中芯國際上半年營收為17.22億美元，主要來源0.15/18um工藝，其次是45nm，最后是55/65nm。

　　即便是臺積電，其誕生于2001年的150/180nm也給臺積電帶來將近9%的營收。

　　相較于先進制程本質上是標準CMOS制程的線寬之爭，成熟制程市場的樣貌可說是百花齊放?；旌嫌嵦枴⒏唠妷?、射頻、微機電系統(tǒng)(MEMS)等制程技術，都可歸類在成熟制程的大傘之下，應用產(chǎn)品則有各種感測器、微控制器(MCU)、電源管理( PMIC)、訊號收發(fā)器(Tranceiver)等。

　　以人工智能為代表的技術革命期，也是晶圓代工廠商們危和機并存的時刻，危險在于能否在制程、良率上取得突破，機會則在于新的產(chǎn)業(yè)機會，垂直的語音芯片、視覺芯片等。

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

　　臺灣的晶圓代工廠世界先進就憑借電源管理芯片和指紋識別芯片出貨量的攀升，它們的第二季度的業(yè)績創(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。格羅方德在轉型過程中，更加注重于跨技術組合之中實現(xiàn)各種功能豐富的方案。其中包括FD SOI平臺、RFSOI及高效能SiGe、類比/混合訊號及其他技術，專門設計用于越來越多需要低功耗、即時連線能力及內(nèi)建智慧功能的各種應用。

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

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

　　所以，擺在格羅方德、中芯國際以及聯(lián)電面前的問題是，如何抓住當前物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能技術擴張的機會，加大在成熟制程市場份額的話語權，同時繼續(xù)投入巨額資金在先進制程的研發(fā)上，更長遠點看的話，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。

　　市場越來越大，無論是做小而美還是大而全，誰能抓住機會，誰就有可能以“農(nóng)村包圍城市”的方式突圍。