莫大康：芯片代工業(yè)紅火的思考
發(fā)布時(shí)間：2021-03-31 08:40
英特爾新上任的CEO提出IDM2.0，其中除了強(qiáng)調(diào)與全球代工業(yè)之間加強(qiáng)合作之外，英特尓要重操代工業(yè)，成立獨(dú)立的芯片代工事業(yè)部，引起業(yè)界極大反響。
據(jù)分析引起震驚的原因可能有以下三個(gè)主要方面：1)，英特爾是全球芯片制造業(yè)老大，典型的IDM，年銷(xiāo)售額達(dá)740億美元；2)，它之前曾做過(guò)代工，后無(wú)聲無(wú)息，此次能“東山再起”?；3)，對(duì)于全球代工業(yè)帶來(lái)的影響。
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中企業(yè)自主決策，自負(fù)盈虧是主線(xiàn)，因此至少在現(xiàn)階段不能過(guò)多的去評(píng)論它，今后會(huì)怎么樣？更何況英特爾是個(gè)龐然大物，它有足夠的實(shí)力地位。
什么是芯片代工？
上世紀(jì)90年代初，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在fabless推動(dòng)下，由IDM為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變成四業(yè)分離，包括設(shè)計(jì)、制造、封裝及代工。由于它迎合市場(chǎng)需求，產(chǎn)業(yè)鏈迅速壯大，并成型。
剛開(kāi)始的芯片代工，由于技術(shù)落后等，只能作為IDM廠(chǎng)商的拾遣補(bǔ)缺，顯然隨著fabless業(yè)的壯大，把代工業(yè)推向高潮。如今來(lái)看，全球代工業(yè)是受人青睞，呈現(xiàn)另一番繁榮景象。
芯片代工是一種服務(wù)體系。按臺(tái)積電的企業(yè)“宗旨”英文為Integrity/Commitment/Innovation/Partnership，中文為誠(chéng)信/承諾/創(chuàng)新/合作。
芯片代工是服務(wù)業(yè)，要想做好就必須降低客戶(hù)學(xué)習(xí)成本與工藝遷移成本。臺(tái)積電能夠占據(jù)晶圓代工的半壁江山，技術(shù)領(lǐng)先固然是一個(gè)原因，但是根本的原因是服務(wù)到位。
據(jù)臺(tái)積電2019年報(bào)：它為499個(gè)客戶(hù)，共生產(chǎn)10761種芯片。
2019年臺(tái)積電晶圓出貨量達(dá)1,010萬(wàn)片(12寸計(jì))，而2018年為1,080萬(wàn)片。
臺(tái)積電2019年的銷(xiāo)售額362億美元，市場(chǎng)占有率達(dá)52%。
先進(jìn)制程技術(shù)（16nm及以下更先進(jìn)制程）的銷(xiāo)售金額占整體晶圓銷(xiāo)售金額的50%，高于上一年的41%。能為客戶(hù)提供272種不同的制程技術(shù)。
眾所周知臺(tái)積電的代工價(jià)格要比對(duì)手高出20%-30%，顯然它有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，包括如下：
1）客戶(hù)的學(xué)習(xí)成本與工藝遷移成本低
2）技術(shù)安全性高
3）技術(shù)有延續(xù)性
因此做芯片代工的首要條件要有技術(shù)支撐，顯然技術(shù)有不同的種類(lèi)，各有所需，但是必須能滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，并占領(lǐng)市場(chǎng)。
臺(tái)積電的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可能發(fā)生在2009年金融危機(jī)時(shí)，原本退休的張忠謀第二次復(fù)出。它的第一個(gè)最重大的決策就是將2010年的資本支出，上調(diào)一倍追加到59億美元，一舉奠定臺(tái)積電在28納米的成功，也是日后奪下蘋(píng)果iPhone手機(jī)處理器芯片訂單的關(guān)鍵。
芯片代工業(yè)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)并不受業(yè)界的青睞，除臺(tái)積電，聯(lián)電之外，具強(qiáng)大實(shí)力的美國(guó)，歐洲及日本半導(dǎo)體業(yè)中似乎很少見(jiàn)到代工廠(chǎng)商的身影。但是此次疫情加上貿(mào)易戰(zhàn)后，由于地域政治等因素，美國(guó)，歐洲及日本都紛紛邀請(qǐng)臺(tái)積電去當(dāng)?shù)亟◤S(chǎng)。
全球芯片代工業(yè)的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)十分喜人，據(jù)Trendforce數(shù)據(jù)，2020年芯片代工總值851億美元(包括IDM代工在內(nèi))，增長(zhǎng)23%，預(yù)測(cè)2021年可能達(dá)945億美元，再增長(zhǎng)11%，顯然相比半導(dǎo)體業(yè)的增長(zhǎng)率高出許多。
據(jù)Information Network的數(shù)據(jù)（僅供參考），臺(tái)積電的產(chǎn)能，分別為2019年的月產(chǎn)932,000片（12寸計(jì)），2020年的977,000片及2021年1,023,000片。而三星的代工產(chǎn)能，相應(yīng)為2019年的月產(chǎn)333,000片，2020年的376,000片及2021年的443,000片。可見(jiàn)臺(tái)積電與三星的代工產(chǎn)能比值約為2.5，近期有縮小的趨勢(shì)，而兩者的產(chǎn)值比約為3.5。
臺(tái)積電銷(xiāo)售額中的客戶(hù)占比，依2019，2020及2021年預(yù)計(jì)，分別是蘋(píng)果占24%，24.2%及25.4%；海信為15%，12.8%及0%；高通為6.1%，9.8%及7.6%；AMD為4.0%，7.3%及9.2%；以及intel為5.2%，6.0%及7.2%。
據(jù)IC Insight 與Gartner數(shù)據(jù)，以2020年全球純代工產(chǎn)值759億美元計(jì)，其中大於130納米的代工產(chǎn)值為19.3B美元，臺(tái)積電約占30%；而90-45納米段，15.8B，臺(tái)積電約占50%；32-12納米段，19.7B，臺(tái)積電約占70%及10-5納米段，21.1B中臺(tái)積電約占90%以上。
臺(tái)積電與三星在芯片代工業(yè)中互相角力，呈現(xiàn)不同的風(fēng)格及策略，三星是不甘心落后，總是試圖走新的路徑超車(chē)，如最早使用EUV設(shè)備，及在3納米時(shí)首先推進(jìn)環(huán)柵晶體管架構(gòu)（GAA）等。業(yè)界傳2021年三星有可能與臺(tái)積電同步試產(chǎn)3納米制程。
業(yè)界估計(jì)臺(tái)積電在下一代3納米節(jié)點(diǎn)中仍繼續(xù)使用FinFET架構(gòu)，但是三星將選擇納米片晶體管、多橋溝道（MBC）FET和環(huán)柵晶體管(GAA)的器件。除了制造性能更好、體積更小的晶體管的動(dòng)力之外，納米片還為電路設(shè)計(jì)增加了FinFET所缺乏的自由度。
由此也反咉臺(tái)積電處處為客戶(hù)出發(fā)的理念，盡可能走穩(wěn)妥之路，減少風(fēng)險(xiǎn)與損失。
芯片代工要以客戶(hù)為中心
近期全球半導(dǎo)體業(yè)在5G，AI，物聯(lián)網(wǎng)及汽車(chē)電子等推動(dòng)下增長(zhǎng)加快，加上在芯片制造業(yè)中使用EUV設(shè)備已經(jīng)逐漸成熟，以及英特爾的優(yōu)勢(shì)地位缺失等，導(dǎo)致全球最先進(jìn)工藝制程技術(shù)的節(jié)奏掌握在臺(tái)積電等芯片代工廠(chǎng)商手中。
再加上產(chǎn)業(yè)的大環(huán)境劇變，Covid19與地域政治角力等，把芯片制造業(yè)推向風(fēng)口浪尖。一直以來(lái)傲慢的美國(guó)開(kāi)始脅迫臺(tái)積電等在美國(guó)建廠(chǎng)，反映芯片制程技術(shù)的優(yōu)勢(shì)已不在美國(guó)人手中。這一切表明芯片產(chǎn)能可能成為國(guó)家之間較量的重要武器之一。
顯然以客戶(hù)為中心，是個(gè)比較概念，客戶(hù)的感受才是主要的，關(guān)鍵可能還要關(guān)注客戶(hù)的產(chǎn)品在它的客戶(hù)中的地位及市場(chǎng)份額。
因?yàn)樾酒ぜ夹g(shù)包括能提供全方位的第三方IP及它的自有單元庫(kù)數(shù)量多，及質(zhì)量高等是要素。為了提供更好的服務(wù)，芯片代工廠(chǎng)從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就與客戶(hù)在一起，實(shí)際上是共同推進(jìn)DFM，有制造能力的設(shè)計(jì)。甚至對(duì)于少數(shù)未來(lái)可能主流的工藝技術(shù)，芯片代工廠(chǎng)要能比客戶(hù)更早些下手，并與EDA工具廠(chǎng)商及半導(dǎo)體設(shè)備廠(chǎng)商等聯(lián)手提早實(shí)現(xiàn)。從技術(shù)角度，只有相比客戶(hù)領(lǐng)先一步，才能保證更好的服務(wù)于客戶(hù)。所以任何時(shí)候芯片代工制造商要充分了解市場(chǎng)的需求，以及幫助客戶(hù)去實(shí)現(xiàn)是最要緊的。
芯片代工是種模式，與IDM，F(xiàn)abless等一樣，它們各有自身的適應(yīng)范圍，難分伯仲。但是做芯片代工不易，做真正優(yōu)秀的芯片代工更難。今日之臺(tái)積電非一日之功，而是這多年以來(lái)辛勤累積的結(jié)果。
（來(lái)源：求是緣半導(dǎo)體聯(lián)盟）