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Fablite如何成全I(xiàn)DM

2022-04-10
來(lái)源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
關(guān)鍵詞: Fablite IDM 臺(tái)積電

2月,臺(tái)積電董事長(zhǎng)張忠謀在接受媒體采訪時(shí)被問(wèn)到 “歐洲幾家大型IDM公司在電動(dòng)車(chē)新需求興起后是否會(huì)存在?”,張忠謀回答到“我不同意歐洲有幾家大型的IDM公司,大型這兩個(gè)字我不太同意,全世界現(xiàn)在沒(méi)有一個(gè)真正的IDM,IDM已經(jīng)都變成Fablite。”當(dāng)再被追問(wèn)到英特爾時(shí),張忠謀表示“英特爾也不是真正的IDM。英特爾是臺(tái)積電很大的客戶?!?/p>

Fablite之辯

在傳統(tǒng)印象中,IDM、Fabless、Foundry一直是半導(dǎo)體公司的三種運(yùn)營(yíng)形式,IDM做垂直集成,F(xiàn)abless注重設(shè)計(jì),而Foundry專注于制造。但是現(xiàn)在,半導(dǎo)體產(chǎn)品對(duì)于技術(shù)以及產(chǎn)品更新迭代的要求和速度正在逐步加快,IDM一方面要關(guān)注自己產(chǎn)品的路線圖,一方面要保證自家的生產(chǎn)能力,因此面臨巨大壓力。為了降低制造成本,實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)收益,IDM開(kāi)始發(fā)展Fablite,即輕晶圓廠模式,將部分制造外包給協(xié)助廠商代工,部分制造留下。當(dāng)然,這部分外包的制造多是無(wú)法帶來(lái)比較優(yōu)勢(shì)的成熟制程。

從資本投入的角度來(lái)看,數(shù)量較多的Fabless專注于芯片設(shè)計(jì),固定成本少,技術(shù)人員支出多,且由于半導(dǎo)體領(lǐng)域眾多所以競(jìng)爭(zhēng)門(mén)檻相比較低。相對(duì)來(lái)說(shuō)IDM與Foundry的工廠產(chǎn)線是固定資產(chǎn),半導(dǎo)體制造端所投入的設(shè)備成本不斷上升,高端芯片代工廠進(jìn)行芯片代工,其初期資本投入巨大,且回本周期漫長(zhǎng)。因此現(xiàn)在,某些IDM廠在考量未來(lái)運(yùn)營(yíng)方向時(shí),決定先朝Fablite模式轉(zhuǎn)型,再進(jìn)一步轉(zhuǎn)型成Fabless。

根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù),2021年半導(dǎo)體營(yíng)收預(yù)測(cè)中,超過(guò)100億美元營(yíng)收有17家半導(dǎo)體公司。其中,三星、英特爾、SK海力士、美光、德州儀器、英飛凌、ST意法半導(dǎo)體、東芝、恩智浦為IDM模式公司,占據(jù)榜單一半。而就算是這些半導(dǎo)體頭部大廠也面臨著IDM的共性壓力。

實(shí)際上,10年前,F(xiàn)ablite模式已經(jīng)被提出,在當(dāng)時(shí),英飛凌已經(jīng)成為Fablite。后來(lái),IDM迎來(lái)發(fā)展好時(shí)機(jī),專業(yè)分工縱深發(fā)展?,F(xiàn)在,F(xiàn)ablite則又開(kāi)始盛行。

沒(méi)有真正的IDM?

本月,供應(yīng)鏈消息稱,盡管手機(jī)行業(yè)的前景尚不明朗,但部分IC設(shè)計(jì)公司已察覺(jué)到OLED面板對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)芯片的強(qiáng)勁需求,三星繼續(xù)將一定比例的OLED DDI生產(chǎn)外包給中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)。

德州儀器在半導(dǎo)體制造上擁有悠久的歷史,其可能是最早的IDM。它有選擇性地采用Fablite,在32nm制程及以下,采用外協(xié)合作,自己不再投資建晶圓廠。硅片尺寸在6英寸和12英寸上,德州儀器則積極地進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。2009年6月,德州儀器在菲律賓建成全球最大的模擬芯片封測(cè)廠;2009年9月,德州儀器從奇夢(mèng)達(dá)手中買(mǎi)下300mm生產(chǎn)線,成為全球第一個(gè)300mm的模擬生產(chǎn)廠。而在2017年時(shí),德州儀器將65nm芯片委外聯(lián)華電子生產(chǎn),中芯國(guó)際為德州儀器生產(chǎn)130nm芯片,但是,晶圓最后的金屬鍍層還在德州儀器自己的工廠進(jìn)行。

其余的半導(dǎo)體IDM委外代工更加明顯,這些公司的委外代工多是出于利潤(rùn)最大的考慮,歐洲半導(dǎo)體大廠ST和英飛凌也都執(zhí)行Fablite策略。瑞薩、東芝等早早就把它們的SoC邏輯芯片外包給三星代工。日本企業(yè)過(guò)去有跟多IDM模式,比如東芝、索尼等。近年來(lái)幾年這這些大廠也在傾向做輕晶圓廠模式,東芝存儲(chǔ)(后改名為鎧俠)交由金士頓代工。索尼早就嘗試過(guò)了將PlayStation Portable (PSP)游戲機(jī)的部分組件委任富士康代工。

日本在過(guò)去幾年間陸續(xù)關(guān)停了大量晶圓廠。去年,瑞薩電子宣布,2022年將關(guān)閉位于日本山口縣的6英寸晶圓制造廠,將部分能轉(zhuǎn)移到其它8英寸廠,部分產(chǎn)品停產(chǎn)。實(shí)際上2020年時(shí),瑞薩就已經(jīng)宣布關(guān)閉其位于高知縣的6英寸晶圓廠。日本政府在大力推動(dòng)本國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)回到上世紀(jì)的份額和水平,日本也是IDM的聚集地,但是過(guò)去十年間,日本也關(guān)閉了最多的晶圓廠。

傳統(tǒng)意義上的IDM半導(dǎo)體公司都向著Fablite轉(zhuǎn)變,但是英特爾還是更加特殊一點(diǎn),其在去年公布IDM2.0的策略,但是由于代工工藝牽制,一方面在給別人代工、積極尋找客戶、抗衡臺(tái)積電的同時(shí),還需要將3nm等技術(shù)委托給臺(tái)積電。

英特爾是臺(tái)積電的的重要客戶,根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)statista調(diào)查,臺(tái)積電去年第一大客戶為蘋(píng)果,貢獻(xiàn)營(yíng)收占比高達(dá)25.4%。排名其后的是AMD和聯(lián)發(fā)科,分別貢獻(xiàn)營(yíng)收比例9.2%和8.2%。同時(shí)推算臺(tái)積電排名第四到第七的客戶,是博通、英偉達(dá)、高通、英特爾,貢獻(xiàn)營(yíng)收占比均在7%到8%之間。其中,英特爾貢獻(xiàn)了臺(tái)積電約7.2%的營(yíng)收。而英特爾此前就已經(jīng)開(kāi)始將部分芯片的生產(chǎn)外包了出去,外包生產(chǎn)的這部分芯片主要是英特爾的Xe GPU以及Atom CPU,而酷睿及Xeon等CPU仍將由英特爾自己的晶圓廠制造。去年,英特爾CEO飛抵中國(guó)臺(tái)灣,與臺(tái)積電進(jìn)行了會(huì)晤。業(yè)界表示,基辛格似乎對(duì)會(huì)談后英特爾與臺(tái)積電的合作非常熱情,英特爾和臺(tái)積電將保持密切合作關(guān)系,直到2025年臺(tái)積電有望在2nm節(jié)點(diǎn)上開(kāi)始生產(chǎn)。到2023年,隨著3nm生產(chǎn)工藝的出現(xiàn),英特爾最終可能成為臺(tái)積電三大增長(zhǎng)動(dòng)力之一。

在去年IDM2.0的發(fā)布同時(shí),基辛格對(duì)外確認(rèn),英特爾也希望進(jìn)一步增強(qiáng)與第三方代工廠的合作,并表示第三方代工廠現(xiàn)已為一系列英特爾技術(shù),從通信、連接到圖形和芯片組進(jìn)行代工生產(chǎn)。同時(shí),基辛格表示還透露,未來(lái)與第三方代工廠的合作將會(huì)不斷擴(kuò)大,涵蓋以先進(jìn)制程技術(shù)生產(chǎn)一系列模塊化芯片。并且,從2023年開(kāi)始,英特爾的客戶端和數(shù)據(jù)中心部門(mén)生產(chǎn)核心計(jì)算產(chǎn)品也將會(huì)部分交由第三方代工廠生產(chǎn)?;粮穹Q這樣的發(fā)展方式將優(yōu)化英特爾在成本、性能、進(jìn)度和供貨方面的路線圖,帶來(lái)更高靈活性、更大產(chǎn)能規(guī)模,為英特爾創(chuàng)造獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。不過(guò),英特爾希望繼續(xù)在內(nèi)部完成大部分產(chǎn)品的生產(chǎn)。

從Fabless轉(zhuǎn)向IDM困難很大,像AMD就沒(méi)有成功,繼而賣(mài)出格芯公司,而從IDM轉(zhuǎn)向Fablite更像是降維,也可以說(shuō)是“識(shí)時(shí)務(wù)”。

Fablite適用中國(guó)嗎?

Fablite模式的好處有很多。首先是更具成本效益;再者,F(xiàn)ablite模式能更好的把控產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期也更可控,減少了對(duì)代工廠的依賴,不再受產(chǎn)能分配等待問(wèn)題。

具體到中國(guó)的IDM公司們,目前國(guó)內(nèi)的IDM中多處于自給自足的狀態(tài),暫未實(shí)現(xiàn)向fablite的轉(zhuǎn)變。比如說(shuō),士蘭微打造了自給自足的閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,而華潤(rùn)微有接近一半的收入來(lái)源于代工服務(wù)。在疫情和全球半導(dǎo)體鏈不穩(wěn)定的情況下,發(fā)展IDM給這些公司帶來(lái)裨益。IDM企業(yè)憑借設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試等優(yōu)勢(shì),有著成熟供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì),能夠快速在保證產(chǎn)品供應(yīng),這使得近年來(lái)國(guó)內(nèi)IDM企業(yè)順利回歸市場(chǎng),大獲成功。

除了IDM向Fablite模式傾斜之外,現(xiàn)在還有一個(gè)趨勢(shì)是Fabless開(kāi)始自建晶圓廠向Fablite模式發(fā)展,這在中國(guó)企業(yè)身上有體現(xiàn)。

國(guó)內(nèi)的圖像傳感器公司格科微便在這樣的轉(zhuǎn)型中,其占據(jù)了5nm及以下CMOS圖像傳感器市場(chǎng)絕大多數(shù)份額。格科微公司 IPO 募投項(xiàng)目之一“12英寸CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”計(jì)劃投入68.5億元,項(xiàng)目已開(kāi)始動(dòng)工,預(yù)計(jì)陸續(xù)于2022-2023年建成投產(chǎn)。本次,格科微將通過(guò)募投自建部分晶圓BSI產(chǎn)線、晶圓制造中試線,從而實(shí)現(xiàn)從Fabless向Fablite轉(zhuǎn)變。建成以后,部分BSI圖像傳感器產(chǎn)品的生產(chǎn)將從直接采購(gòu) BSI 晶圓轉(zhuǎn)變?yōu)橄炔少?gòu)標(biāo)準(zhǔn) CIS 邏輯電路晶圓,再自主進(jìn)行晶圓鍵合、晶圓減薄等BSI晶圓特殊加工工序。同時(shí),格科微還引進(jìn)了華虹半導(dǎo)體、粵芯半導(dǎo)體、中芯國(guó)際等國(guó)內(nèi)晶圓代工廠投資,進(jìn)行有選擇的代工與設(shè)計(jì)。

除格科微之外,開(kāi)元通訊同樣也在進(jìn)行Fablite的運(yùn)營(yíng)。去年7月份,開(kāi)元通訊在公開(kāi)平臺(tái)表示,公司以Fablite的經(jīng)營(yíng)模式,以自有工藝與國(guó)內(nèi)頂尖的8英寸MEMS大型代工廠進(jìn)行量產(chǎn)合作。

結(jié)合中國(guó)實(shí)際,對(duì)fablite可以從正向與反向兩條傳導(dǎo)鏈條來(lái)看。

Fabless擁有自己的生產(chǎn)線的最直接的好處在于降低了試錯(cuò)成本,是從Fab側(cè)向design house側(cè)的正反饋。拿元器件來(lái)看,過(guò)去從設(shè)計(jì)到試產(chǎn)的過(guò)程中,電子產(chǎn)品需要依賴生產(chǎn)線,設(shè)計(jì)圖除了模擬還需要有實(shí)物生產(chǎn)比對(duì)。業(yè)內(nèi)人士向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫表示,這些測(cè)試約占設(shè)計(jì)成本20%。Fablite模式讓Fabless可以用一條自己的產(chǎn)線在短時(shí)間內(nèi)測(cè)試對(duì)應(yīng)芯片產(chǎn)品,減少試錯(cuò)成本,提高良率,也能加快研發(fā)速度。

反過(guò)來(lái),fablite模式使具有生產(chǎn)能力的廠商同時(shí)也具備了芯片的自主設(shè)計(jì)能力,這可以從數(shù)量、規(guī)模和分布上提升我國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最前端的研發(fā)水平。




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