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IDM:我太难了!

发布时间:2022-08-30 10:39:35 作者:bob贝博在线入口 来源:bob贝博
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  最近一周,业界最热门的话题莫过于汽车芯片缺货了,这给本已非常紧张的全球芯片产能又添了一把火,热度急剧上升。

  自从2019下半年全球半导体业复苏以来,晶圆代工就成了香饽饽,一直延续至今。由于订单纷至沓来,使得全球排名前十的晶圆代工厂营收和利润节节攀升,眼下,对于众多中小规模的IC设计企业来讲,找不到产能的状况普遍存在,产能爆满,使得有些代工厂想给苦苦哀求的客户挤出100k月产能都成了非常奢侈的事。而从目前来看,这种状况已经开始大面积扩展到IDM领域。

  特别事最近紧缺的汽车芯片,这个领域本来不是晶圆代工厂擅长的,相关技术和产能主要掌握在各大IDM厂手中,如英飞凌、恩智浦(NXP)、德州仪器、意法半导体、瑞萨等。由于最近几个月市场对汽车芯片的需求大增,使得这些IDM大厂措手不及,产能根本就不够用,据台湾地区媒体报道,包括瑞萨、恩智浦、英飞凌等IDM大厂已宣布涨价5%~10%,与此同时,为了摆脱车用芯片供不应求的困境,要想在短时间内解决问题,以往强调靠自有产能就能打天下的IDM厂,决定扩大外包代工,此时,各大晶圆代工厂又成为了焦点,使得它们本就很紧张的产能,不得不面对这种幸福的烦恼。而以台积电、联电、世界先进为代表的台系晶圆代工厂已接到IDM厂车用芯片急单,此外,日月光投控、欣铨、同欣电等封测厂或材料厂也已在迎接持续涌入的IDM厂新订单。

  出现这种局面,主要原因自然是宏观市场的变化,从上半年疫情的低迷当中快速恢复,而这种恢复速度似乎让广大的业界同仁始料未及,致使措手不及的状况频频出现。此外,相对于目前晶圆代工的风生水起,IDM的风光似乎不像以前那么耀眼了。

  早些年,IDM的芯片制造不仅完全能够自给自足,还经常会有剩余的产能为IC设计或其它IDM厂商代工生产芯片,然而,随着晶圆代工业的快速发展,其专业化水平越来越高,产品线越来越齐全,接单和生产效率也不断提升,风头呈现出压过IDM的态势。

  不久前,芯片行业老大英特尔的市值先后被台积电和英伟达超越,同时,还不得不将采用最先进制程工艺的芯片交由台积电代工生产。据韩媒《BusinessKorea》报道,由于英特尔7nm芯片因良率不佳,将延后至少6个月。

  在过去的十几年里,在看到晶圆代工业务的逐步成熟、高效率,以及良好的业绩之后,多家IDM大厂先后进入晶圆代工业,以寻求更好的发展机会。

  首先就是英特尔,其在2013年宣布采用自家的20nm制程工艺给Altera(后来被英特尔收购)代工生产FPGA,在业界引起了轩然,大概也就是从那时起,人们才相信英特尔真的想进入晶圆代工业了。后来,英特尔也正是宣布进入代工业,但由于长久运营的IDM模式与Foundry有着非常大的区别,转型需要做非常大的调整,包括思维方式的调整,这对于习惯了IDM式高利润的英特尔来说,确实是困难重重,以至于到今天也没能真正实现。

  除了英特尔,中国台湾的Powerchip,以及韩国的SK海力士,都在晶圆代工方面有布局,不同的是,SK海力士“尝试”的意味更浓,而Powerchip则是彻底转型。

  Powerchip曾是台湾地区最大的DRAM厂,过去曾大赚,也有大亏,2012年因DRAM价格下跌冲击,每股净值变成负数,那之后,该公司重新调整运营策略,转型为晶圆代工厂,除了替金士顿及晶豪科等代工DRAM外,也投入LCD驱动IC、电源管理IC、CMOS影像传感器等晶圆代工业务。

  显然,Powerchip实现了完美的转身,基于其多年的DRAM技术和制造功底,转型成代工厂以后,很快就实现了扭亏为盈。

  另外,在全球排名靠前的晶圆代工厂中,三星和格芯的状况相对来说,不如台积电、联电等企业,之所以如此,有一个原因就是它们还处在转型期,而不像中国台湾那几家纯晶圆代工厂,要么从一开始就是纯粹的晶圆代工厂,要么已经转型完毕,从而实现健康的运营和营收。

  在半个多世纪之前,集成电路产业刚出现的时候,就有了IDM,且产业都是以这种模式存在和运转的,IC设计和晶圆代工是后来才逐步出现并发展壮大的。

  因此,总体来看,IDM的产线相对比较老旧,而晶圆代工厂的产线则要新的多。而在快速发展的市场面前,老旧产线与新产线相比,竞争肯定处于劣势,特别是在最先进制程工艺方面,台积电孤注一掷的投入与发展最尖端芯片制造技术,在最近这些年得到了充足的回报。

  反观IDM,在市场需求、新技术和生产效率的压力下,不得不淘汰老旧产能,特别是4英寸和6英寸硅工艺产线,大多集中在IDM工厂里。

  据IC Insights统计,在过去的10年中(2009-2018年),全球半导体制造商总共关闭或重建了97座晶圆厂。其中,关闭了42座150mm(6英寸)晶圆厂和24座200mm(8英寸)晶圆厂,而关闭的300mm晶圆厂数量仅占关闭总数的10%。具体如下图所示。

  从地区来看,日本关闭的晶圆厂数量最多,而这里恰恰是IDM的聚集地,在全球范围内,先进半导体市场主要包括北美、欧洲、日韩和中国台湾,而在这几大地区当中,IDM比重最高的就属日本了,这里的IC设计和晶圆代工业很弱,芯片元器件企业多以IDM形式存在着。以瑞萨为例,该公司最近关闭的两座晶圆厂都是6英寸的,包括位于日本高知县的一家工厂,该工厂主要生产模拟、逻辑器件以及一些型号陈旧的微型元器件。此外,瑞萨还将位于日本滋贺县大津的工厂调整为生产光电器件。据悉,瑞萨预计将会在2020年或2021年再关闭两座6英寸晶圆厂。

  IC Insights预计,随着建设新的晶圆厂和制造设备的成本飙升,未来将会有越来越多的IC公司专注于晶圆代工或Fabless模式,也将会有越来越多的低效率晶圆厂被关闭。

  德州仪器目前在9个国家有15座晶圆厂,当然,这些厂房中包括即将关闭的落后产能,以及新建的12英寸产能。2019年4月,Diodes公司完成了对位于英国苏格兰Greenock的德州仪器6英寸/8英寸晶圆厂(GFAB)的收购,这也是TI逐步摒弃落后产能策略的一部分。

  在关闭落后产能方面,行业内主要的模拟和模数混合芯片IDM厂商都有着普遍的共识,除了TI和瑞萨之外,另一家大厂ADI也计划在2021年关闭位于加利福尼亚州米尔皮塔斯的6英寸晶圆厂。

  这样,落后产线不得不关闭,新产线还没有准备好,而市场又是变化多端。在这种情况下,今后几年,IDM风头被晶圆代工厂压一头的局面恐怕还将延续。

  在应对市场变化和竞争方面,IDM也早有布局,就以汽车芯片市场为例,过去几年,在全球半导体业并购潮期间,就有多起布局汽车芯片的大手笔,如恩智浦2015年收购飞思卡尔(Freescale),瑞萨2017年收购Intersil,英飞凌2015年收购国际整流器(IR),以及2019年收购赛普拉斯(Cypress),还有英特尔2017年收购Mobileye,大都是为了争取更多的车用芯片商机。

  在提前布局的情况下,使得这些厂商在车用芯片市场爆发后,具有足够的技术和产品储备,才能在竞争中立于不败之地。当下,这几家汽车芯片IDM大厂订单爆满就说明尽早布局的重要意义。

  然而,计划赶不上变化,虽然在技术储备、产能优化等方面早有准备,但在市场面前,它们的准备依然显得不足,这就充分体现在了产能方面,不得不向晶圆代工厂求助。

  一是市场正处于变革期,变化快较,新兴的应用和技术一旦走对路,就会出现爆款产品或应用,如去年的TWS蓝牙芯片,以及CMOS图像传感器,以及最近的汽车芯片,都是在相对短的时间内出现爆发式增长;二是IDM不如晶圆代工灵活,在应对市场快速变化方面效率较低,而经过30年的发展,在专业化和产品线的细化及丰富程度方面都已经非常成熟的晶圆代工厂,在应对市场和应用变化方面就灵活得多;三是黑天鹅事件,也就是今年的疫情,对产业发展节奏和市场需求产生了很大的影响,如上半年疫情严重时,人们都呆在家里,使得数据中心和云服务,以及笔记本电脑的相关芯片需求量暴增,但手机市场则较为惨淡。而到了下半年,疫情缓解,经济复苏,人们走出了家门,此时,手机市场又开始上涨,而上半年火爆的数据中心市场开始疲软,相应的处理器和存储芯片市场行情明显不如上半年。在这些纷繁复杂且难以预测的因素影响下,相对于晶圆代工,IDM的业绩时好时坏,显得没那么稳定。

  综上,相对于晶圆代工,IDM经营的难度似乎在加大,这或许也是英特尔和三星这两家半导体巨头,在近些年越来越重视晶圆代工的重要原因吧。三星在2017年将晶圆代工业务独立出来,要与台积电一较高下,英特尔也推出了晶圆代工业务,但并不成功,这两年又将越来越多、越来越重要的芯片生产外包给了晶圆代工厂。这两强的动作可以看作是当下行业发展状况的一个缩影。

  与此同时,中国大陆正在大力发展着IDM,但是,在当下的形势和环境下,要想发展出具有一定规模、技术水平和影响力的IDM企业,难度不小,因此,各种新型的商业模式也在摸索中发展,如各种协同和虚拟IDM,都在寻找着属于自己的一席之地。

  看来,无论是在成熟、先进市场,还是像中国这样处于成长期的市场,发展IDM似乎越来越难了。