中國晶圓廠可以從台積電學到什麼？

中國正在大規模投資建設半導體，但由於技術所限，目前基本上都是集中在比國際先進水平落後一到兩代的技術上投入。

但是半導體行業觀察記者發現，某些從業人員或者旁觀者會有「中國投資的技術那麼差，這不浪費錢麼」這樣的論調。

作為一個對半導體產業有些許了解的人，聽到這話的第一感覺，就是為國內的半導體先驅心疼。

加入沒有中國半導體先驅們前赴後繼的在你們所謂落後的技術上的投入，我們現在怎麼會有便宜的電腦和便宜的手機用？鑒於近年來我們國家的晶圓廠建設非常火熱，且這個領域的投資額非常巨大，半導體行業觀察記者就從全球晶圓代工廠的領頭羊——台積電入手，給大家解析一下，為什麼某些人的觀點是短淺的。

台積電的崛起給中國大陸的啟示

回顧台積電的發展歷程，在1987年創立的時候，由於技術落後於IDM，除了創造一個新的製造和設計分離的模式，相信也沒有更好的切入方法。

而當時台積電能夠成功，也與很多IDM公司的人出來自立門戶設計，但又缺乏錢去打造Fab。

而交給IDM去做，又擔心泄露的可能。

因此可以說台積電的成功，是天時地利人和的結果。

而在台積電剛建立的那幾年，世界上最先進的工藝是1.6至1.2微米，而當時台灣也只是有5至2.5微米的技術，當時台灣也是落後世界先進技術好幾年。

這與中國大陸現狀很相近。

至於台積電是怎樣從落後，到追上，再到現在的差不多反超的呢？這與台積電1990年制定的，以IDM為標的的「群山計劃」密不可分。

當時的台積電為了獲得IDM的訂單，台積電就必須針對不同的客戶個別調整製程。

這是因為IDM的設計是基於其本身製程有關的。

而在這個過程中，台積電是遵循三個步驟的：第一階段就是使用IDM的製程技術；第二，結合互相獨立開發的技術；最後，台積電與IDM共同開發新技術。

通過這些合作，台積電慢慢玩成了技術積累。

也需要說明一下，這種做法與當時IDM的現狀有關。

在2005到2007年間，當時的晶圓尖端技術從90納米發展到65納米，成本開始上漲，包括ST、英飛凌、NXP、飛思卡爾在內的眾多大廠都停止了對先進晶圓廠的投入。

德州儀器也在2007年宣布放棄單獨開發32nm以下的工藝。

到了2009年，在晶圓製程從40nm轉移到32nm的時候，富士通、松下、瑞薩、東芝和索尼等都轉型為輕晶圓廠，這給台積電製造了天時。

到了2000年以後，Fabless的迅速增長，也擴大了代工市場的規模。

從下圖可以看出，20大半導體企業中Fabless的數目從2000年的零加，增加到2011年的4家，再到後面的迅速發展，甚至奠造了一個千億美金的Fabless高通。

可以說Fabless的崛起是地利。

Source：半導體產業年鑑

而在籠絡了一大批出色的人才之後，台積電更是如虎添翼，這就是人和。

現在回頭看，台積電能夠發展起來，還有兩個原因，一是台積電創立之前，已經有了代工的萌芽；二是當時純晶圓代工的模式條件尚未成熟，其發展的可能性並不明顯，大的半導體廠商沒留意。

中國大陸現在有很多方面和台積電相似，未來又將會怎樣發展呢？

先從能實現，又能掙錢的落後技術入手

首先我們要承認的是，我國技術基礎薄弱，積累不夠深，加上某些歷史原因造成國外對我們的限制。

如果我們和很多不明真相的人說的那樣，在建設晶圓廠的時候好高騖遠地直接瞄向最新的技術，這不僅會對經濟造成很大的壓力，對於研發人員來說，心理壓力也應該不少。

因此我們應該和台積電那樣，首先從低技術入手。

這不但與低技術更容易獲得以外，更重要的是我們所說的低技術，其實很掙錢。

因為晶圓廠產線建設是需要極高成本的，在我們日前發布的文章《為什麼說中國集成電路要崛起必須砸大錢》里，作者提到，目前建造一條12英寸32/28nm的規模生產線需要超過40億美元，12英寸14nm生產線投資高達100億美元。

因此這對於投資者來說，是一筆昂貴的支出。

如果從開始就只聚焦於最新的技術，除了技術的阻礙以外，還會帶來巨大的成本壓力。

再者，你們眼裡所謂的落後技術，正是掙錢的焦點所在，從這個易於獲到的技術入手，不但可以加快我們的建設進程，還可以減緩一部分成本壓力，為我們在先進技術的追趕上積累無量是技術還是經濟上的力量。

大家知道，現在量產的最先進的工藝製程就是台積電的16nm和三星的14nm，但這些先進工藝基本上只有手機SoC在採用。

而國內包括中芯國際和華力等廠商正在推進的所謂落後的製程，則是利潤收入最大的應用領域所在。

這不但與工藝技術成熟了，成本更好控制有關；更與這些所謂低技術生產出來的晶片經過多年孵化，讓市場高度成熟，應用非常廣泛。

極高性價比的晶片加龐大的市場，進而造就了這個晶圓廠的營收之力來源。

我們現在以國內最好的Foundry中芯國際和全球最好的Foundry台積電做對比，給大家直觀說明這點。

從應用上來看，中芯國際2016年Q3的主要營收同樣是來自通信，占了當季份額的46.1%，而消費類產品占了40.7%，計算機和其他的則占領了餘下的份額。

中芯國際2016年Q3的營收（按應用劃分）

根據台積電的公告資料顯示，台積電2016 年第4 季合併營收為新台幣2,622.3 億元，較第3 季增加0.7%，稅後利潤達到1,002 億元，也較前一季3.6%。

當中16 及20 納米製程出貨占台積電第4 季晶圓銷售金額的33%，28 納米製程出貨占全季晶圓銷售金額的24%。

總體而言，上述先進位程（包含28 納米及更先進位程）的營收達到全季晶圓銷售金額的57%。

從上述數據中我們可以看出，那些比先進進程稍微落後的28nm工藝才是營收的主要來源。

根據台積電方面表示，2016 年第4 季在通訊產品上的營收占總營收金額的66%，其次是在工業及標準型產品占總營收比例的20%，電腦產品占營收比重的8%，消費性產品則占有6%。

以上表明，無論中芯國際還是台積電，在通訊產品上面所占的營收是最多的。

更重要的一點，我們從台積電的營收可以看出，有些人嚴重所謂的落後工藝（28nm及以上），所占的營業額是最高的。

這也再次證明了我們上面提到的一點。

再者，從相關預測數據看來，這些所謂的落後工藝還會存在一段時間，並將持續占有很重要的位置，除了上面提到的工藝成熟和市場容量大以外，新興的物聯網等更成為重要的助力。

根據Gartner和IEK的相關數據顯示，今年還是22nm工藝產品占領最大的出貨量，而直到2020年，這塊的出貨量還是最大的。

不同工藝的晶圓每年的出貨量（source：日盛投顧）

而在IoT的興起，也勢必給所謂的落後工藝帶來巨大的收益。

這個萬億市場對WIFI、MCU、藍牙等有龐大的需求，而這些應用基本上都是在所謂的落後工藝上製造，所以說無論從事實還是國情看，國內發展所謂的落後工藝，是一個明智之舉。

IoT相關產品的製程要求（source：日盛投顧）

另外，據半導體行業記者觀察記者了解到，中芯國際之所以在0.15/0.18um這個工藝上的營收是最大比例，這與近年來PMIC和觸控IC的市場火熱有關。

所以尋找合適技術和應用的完美結合點，無論從經濟還是技術發展來看，對我國的晶圓廠發展都有積極的意義。

一味的追求先進，這才是致命的。

對新技術的追趕上要有的放矢

由於摩爾定律的作用，工藝進程是一定都在往前進步的，所謂先進的工藝也會成為落後工藝。

雖然現在2Xnm工藝為主流，如10nm這些先進工藝在2016年僅占1%，而7nm在2017年預估市占也只是由0.1%。

但根據預估，到了2020年，前者的份額可以去到12%，後者的份額也會到4%。

所以我們也需要跟進先進工藝的研發。

但是我們也不能盲目的跟進，要先了解全球競爭者的市場格局，了解全球的競爭態勢，知己知彼，才能選擇更好的方向。

首先先說一下全球晶圓代工市場的成長態勢。

由於現在物聯網、虛擬現實和人工智慧等新型應用的興起，這勢必會帶來Fabless的成長，進而推動Foundry產業的前進。

再加上中國瘋狂成長的fabless，可以看見，Foundry是前景看好的。

從過去三年半導體產業鏈上看，Foundry在半導體中的份額過去三年都在穩步上升，這是一個很好的勢頭。

Foundry在半導體產業鏈中的份額（source：日盛投顧）

而根據IC insights的報告顯示，由於越來越多的IDM開始採用生產外包的方式，甚至類似AMD那樣，出售Fab成為Fabless，晶圓廠在未來的成長動能非常強勁。

據他們預測，純晶圓代工市場將在未來五年持續蓬勃發展，估計該市場2016~2021年間的複合年平均成長率(CAGR)為7.6%，市場規模由2016年的500億美元，在2021年成長至721億美元。

龐大的市場容量推動讓我們能夠有信心和資金投入到這個產業中去。

但是我們又應該怎麼去追趕呢？這裡我們就需要看一下先進的領導者的表現。

同樣是IC Insights的報告顯示，2016年的十大晶圓代工廠排名中，前四大廠商──台積電(TSMC)、GlobalFoundries、聯電(UMC)與中芯國際(SMIC)──占據整體純晶圓代工市場的85%；而前三位的市場份額更是高達79%。

台積電的2016年全球市占率更是達到驚人的59%。

這裡僅僅是純晶圓代工市場，IDM領域的Intel和Samsung更是全球晶圓廠工藝的領先者之一。

因此我們需要了解一下他們的優勢，探索我們追趕的方向。

首先看一下台積電的優勢。

根據日盛投顧的報告，台積電能夠領先全球的一個根本就在於他們絕對不與客戶競爭。

其實這是一個倍受關注的問題。

回顧一下三星去年失掉蘋果A10的訂單，除了在A9上的性能不如台積電外，有傳言蘋果擔憂三星盜取其相關設計，所以終止了和三星的合作。

因此對於國內的晶圓廠來說，這是一個需要堅守的準則。

對於國內某個H開頭的晶圓廠來說，這可能是一個值得重點考慮的問題。

另外，高資本支出與研發，創造技術與規模領先；高階技術改善成熟的製程，維持成熟製程的競爭；先進封裝技術的配合新技術開發；開放創新平台，加速供應鏈方面的創新；建立台積電大聯盟，結合客戶、EDA、IP、設備及原材料供應商的協同合作。

以上幾點也都是台積電領先全球的要素。

從國內晶圓廠的現狀看，這幾點的投入都是必須的，著重提一下高階技術改善成熟製程和先進封裝技術配合新技術開發者兩年。

從上面的數據，我們可以知道，台積電在28nm上所占的營收很高，這也基本上是相對比較成熟的工藝。

我們看一下，他們有28LPT、28HPL、28HPM和28HP。

台積電針對不同應用開發不同了不同工藝，所以才有了今天的收穫，這個也值得國內的晶圓廠學習。

不同晶圓廠在28nm上的工藝（source：ST）

至於先進封裝技術配合新技術研發，這也是在台積電上體現得淋漓盡致。

2016年發布的蘋果A10處理器，就是用到了台積電的FOWLP技術，這給廣大的半導體從業者帶來了一個新的激勵，也會給台積電帶來不錯的收益。

而這種思路也是值得國內廠商學習的。

而Intel在10nm製程導入ARM IP；GlobalFoundry跳過10nm，主攻7nm；三星堆台積電的亦步亦趨。

三個巨頭根據自己所處的形勢做的的三種不同策略，也能給國內的廠商一定的參考意義。

綜上所述，對於以中芯國際為代表的國內晶圓廠來說，如何尋找一個契機，就成為崛起的關鍵。

而現在流行的物聯網、人工智慧、伺服器等，會不會成為成就中國台積電的契機？

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