全球IC代工版圖生變

　　近期有報道，IBM、三星及GF將組成全球最大的芯片制造聯(lián)盟，并合作開(kāi)發(fā)通用技術(shù)平臺，此舉或是為了對抗臺積電在代工中的獨霸天下。我們看到，全球半導體業(yè)正經(jīng)歷戲劇性的變化，由2010年增長(cháng)32%到2011年僅增長(cháng)0.4%。然而全球代工的表現相對亮麗，在2010年達266.35億美元(純代工)，同比增長(cháng)44%；到2011年達276.8億美元，增長(cháng)4%，可見(jiàn)全球代工的增長(cháng)優(yōu)于半導體業(yè)的增長(cháng)。

代工版圖的基因分析

　　依靠尺寸縮小來(lái)推動(dòng)IC業(yè)增長(cháng)的紅利漸漸遠去，IDM廠(chǎng)開(kāi)始擁抱代工。

　　代工業(yè)的興起源自我國臺灣對于半導體產(chǎn)業(yè)鏈的4業(yè)分離，設計、制造、封裝及測試起到?jīng)Q定性作用。同樣代工業(yè)的成長(cháng)并非一帆風(fēng)順，初時(shí)經(jīng)歷了爬坡成長(cháng)期，并且業(yè)界也曾抱懷疑的態(tài)度，因此全球代工業(yè)主要集中在我國臺灣，而眾多的美、日、歐等領(lǐng)先的廠(chǎng)商似乎并不看好它。僅是近期其才開(kāi)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(chēng)為GF。

　　隨著(zhù)摩爾定律逐漸逼近終點(diǎn)，之前主要依靠尺寸縮小來(lái)推動(dòng)工業(yè)增長(cháng)的紅利漸漸遠去。據Cadence估計，IC研發(fā)與設計的成本在急速上升，32nm/28nm的工藝研發(fā)費用為12億美元，至22nm/20nm時(shí)則為21億美元。而IC產(chǎn)品的設計費用由32nm的5000萬(wàn)～9000萬(wàn)美元漲至22nm時(shí)的1.2億～5億美元。從投資回報率角度出發(fā)，一個(gè)32nm芯片需要售出3000萬(wàn)～4000萬(wàn)塊、一個(gè)20nm芯片則需要6000萬(wàn)至1億塊才能達到財務(wù)平衡，因此業(yè)界共識是工藝尺寸達到22nm或20nm時(shí)，可能通用的成本下降理論已不適用，導致產(chǎn)品會(huì )優(yōu)先選擇成熟的65nm、45nm或32nm工藝。

　　另外，目前半導體建廠(chǎng)費用也大幅上升，達到40億～100億美元，稱(chēng)之為gigafab。業(yè)界測算年銷(xiāo)售額必須大于100億美元才符合基本建廠(chǎng)條件，因此未來(lái)有能力再建新廠(chǎng)的廠(chǎng)商已屈指可數。

　　上述原因會(huì )對整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生很大的影響，導致未來(lái)眾多的頂級IDM大廠(chǎng)紛紛開(kāi)始擁抱Foundry代工，因而未來(lái)全球半導體業(yè)中能夠繼續跟蹤定律的廠(chǎng)家數量在減少。據業(yè)界初步估計，未來(lái)全球能夠采用22nm、20nm甚至14nm的工藝及450mm硅片的廠(chǎng)家數量?jì)H10家左右。

由硬件轉向應用平臺

　　IC業(yè)正由過(guò)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(chǎn)業(yè)必須贏(yíng)利，否則不能持續進(jìn)步，然而什么能推動(dòng)半導體產(chǎn)業(yè)進(jìn)步呢？工藝只是推動(dòng)半導體進(jìn)步的一個(gè)方面，摩爾定律僅解決了有關(guān)芯片性能和成本的問(wèn)題，而不能解決芯片的功耗問(wèn)題。因此科學(xué)地描述摩爾定律，應該是在功耗基本不變的情況下，每經(jīng)過(guò)18個(gè)月后，每個(gè)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(yè)正由過(guò)去的CPU、處理器性能等硬件平臺的表征讓位給移動(dòng)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(yè)中盛行的摩爾定律已引發(fā)另一個(gè)拐點(diǎn)，把晶體管做得更小未必會(huì )帶來(lái)好處。在新的SoC時(shí)代下，由于CMOS工藝的同質(zhì)化，導致IC設計的附加值會(huì )高于制造業(yè)，因此未來(lái)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步更注重的是產(chǎn)品能滿(mǎn)足客戶(hù)的需求以及推出產(chǎn)品的時(shí)機，也即主要由應用平臺來(lái)推動(dòng)。

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

　　所以近期半導體業(yè)中兩次根本性的創(chuàng )新，如2007年的高k金屬柵HKMG工藝技術(shù)與2011的3D晶體管結構都出自英特爾之手。業(yè)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(mǎn)足多個(gè)客戶(hù)的需求，而英特爾可以為產(chǎn)品下全力去攻克工藝難關(guān)。一個(gè)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(shù)上開(kāi)發(fā)IP需要更長(cháng)的時(shí)間，然而產(chǎn)品的生存周期越來(lái)越短，所以臺積電在技術(shù)推進(jìn)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(guò)去的臺灣雙雄稱(chēng)霸，轉變?yōu)榕_積電獨大。

　　全球代工版圖的劃分目前業(yè)界基本認可的是分成兩大陣營(yíng)，第一陣營(yíng)為滿(mǎn)足先進(jìn)制程訂單，擁有300mm生產(chǎn)線(xiàn)；第二陣營(yíng)為滿(mǎn)足成熟產(chǎn)品市場(chǎng)。目前代工版圖的改變主要集中在第一陣營(yíng)中。

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

　　然而臺積電的擔憂(yōu)是維持近50%的毛利率及50%的市場(chǎng)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(wú)法超越它，但是能蠶食它的市場(chǎng)份額。

　　最近IBM、三星及GF三家公司將組成聯(lián)盟，三家公司都有獨特的貢獻，IBM和GF帶來(lái)了90nm技術(shù)，三星的加入拓展了65nm和45nm技術(shù)，顯見(jiàn)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(shí)它的代工部分銷(xiāo)售額才4億美元，進(jìn)入2011年，在蘋(píng)果等的驅動(dòng)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(chǎng)的產(chǎn)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(yōu)勢，但是由于蘋(píng)果與三星在終端產(chǎn)品方面是競爭關(guān)系，業(yè)界傳言蘋(píng)果會(huì )把訂單轉交給臺積電，僅是時(shí)間問(wèn)題。另一方面代工不僅依賴(lài)于技術(shù)，更多方面在管理及經(jīng)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(yōu)勢：一是有阿布扎比公司的支持；二是技術(shù)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(lái)GF有可能超過(guò)聯(lián)電成為全球代工第二。

　　目前排名第二的UMC有實(shí)力，但是它的業(yè)務(wù)重點(diǎn)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(yíng)，近期業(yè)界有人認為其可能已下降至第二陣營(yíng)中。因為從近期來(lái)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(fā)展策略。中芯國際新的發(fā)展策略，可能更多考慮的是企業(yè)自身的利益，然而不一定能馬上奏效。