格芯成都廠為何會停擺？

本文選自台灣作者lynn的科技博客

2019年無疑是半導體產業轉折的一年，過去講求效能與功耗的先進位程因為智慧型手機處理器、繪圖顯示卡的爆髮式成長，成為各家晶圓代工廠的主要客戶需求，但隨著消費市場轉緩，先是蘋果財報揭露iPhone銷售衰退15%、資料中心的建設減緩以及全球電子產品消費市場冷卻，都使得先進位程的成長光環漸失，迫使半導體廠商重新擬定發展策略。

今年才剛開始，全球半導體產業已經動作頻頻，各家廠商都在重新布局2019年的營運策略，其中又以格芯（Global Foundry, GF）最為積極。

世界第二大的晶圓代工廠格芯（Global Foundry, GF）於2019年1月31日宣布將新加坡的8吋Fab-3E晶圓廠以2.36億美元的價格售予世界先進後，2月中旬又傳出格芯與成都市政府在高新區的12吋廠投資計劃停擺，此已是格芯先前投資重慶喊卡後，投資中國大陸再次失利。

事實上，如果清楚格芯的營運現況，便會發現這樣的舉動絲毫不令人意外，要了解整件事情的來龍去脈，必須要先掌握格芯的策略轉變以及成都廠的興建背景。

格芯12吋廠並未引進FD-SOI的22nm製程，只能做40nm製程

事實上， 2017年格芯洽談進入中國的時候，這座12吋廠計劃分為兩期的工程進行，第一期是建立12吋晶圓的生產線，並轉移格芯新加坡廠的技術，預計於2018年底投產；第二期則規劃導入德國廠所研發的22nm SOI製造工藝，計劃2019年開始進行試產。

目前這座12吋廠只有進行到第一期工程結束，廠內都是使用從新加坡廠轉移過來的技術跟設備，該新加坡廠是2010年收購的特許半導體旗下的晶圓廠，留下的都是一些老舊、甚至已經淘汰的二手設備。

受制於這些設備與技術，這座12吋廠事實上只能作到40nm的製程，而且產線人員也才剛送到新加坡進行培訓結束── 該晶圓廠根本尚未開始、也無法進行量產。

對於渴求半導體產業快速發展的中國而言， 40nm的工藝並不重要，中芯國際14nm工藝已幾近量產，關鍵是當初格芯承諾轉移22nm FD-SOI製造工藝到中國，但2018年格芯卻爆發大幅虧損事件，使得第二期工程遲遲沒有開始，並取消一系列的技術轉移。

FD-SOI (Fully-Depleted Silicon-On Insulator)製程與主流的FinFET (Fin Field-Effect Transistor)製程都是半導體產業中可量產的技術，其中FinFET主要用於高性能器件，像是GPU和CPU，例如台積電的主流製程均採用FinFET。

FD-SOI在市占率雖然不如FinFET，但優勢是功耗較低， 22nm製程的器件可擁有勘比14/16 nm FinFET電晶體的功耗，而且理論上可以做到10nm以下，值得一提的是格芯已經掌握12nm FD-SOI的技術，由於低功耗的優勢，該技術普遍被認為在傳感器、通訊晶片以及物聯網應用上頗具潛力。

但這項技術卻有個致命缺點： SOI晶圓成本非常昂貴

目前全球只有三家供應商能提供合規的SOI晶圓，分別是法國的Soitec、日本信越半導體以及美國的SunEdison，由於供應量少，導致SOI晶圓的價格遠高於主流的矽晶圓，價差可以貴上數倍。

那為什麼成都仍想要引進FD-SOI製程？背後真正的目標是為了規避台積電的FinFET專利，還有不再仰賴台灣地區半導體產業的支援以達到自主研發，使得中國對於發展FD-SOI製程很有興趣。

中國國家集成電路大基金、上海嘉定工業區還有其他機構共同出資成立的上海矽產業投資有限公司，已經投資了SOI晶圓的創始公司── 法國Soitec公司14.5%的股權來確保SOI晶圓的供應，代表中國發展自主半導體產業的野心。

但這次顯然踢到了鐵板，中國原先計劃藉由格芯轉移22nm的FD-SOI製程來扶植自有的半導體產業，但好巧不巧遇到格芯在2018年宣布策略變動、 2019年初開始收緊陣線，從中國撤退──這樁技術轉移的生意可能已經宣告破局。

2018年格芯的策略被迫改變，趨於保守與緊縮

格芯過去10年一直處於虧損的狀態，而且隨著時間推進，虧損金額逐步擴大，使得經營體質日漸虛弱，母公司對於營運的信心也受到衝擊，對注資自然趨於保守── 晶圓代工產業是個高度資本密集的競賽。

到了2018年， 7nm製程轉為需要重新投資的EUV製程，資金門檻一口氣提高許多，迫使格芯不得不放棄7nm的先進位程，專攻成熟且客制化的製程，並宣布接下來一系列的裁員與營運緊縮政策。

（相關文章可以參考：從投資成本、市場客群及財務結構等方面，剖析格羅方德為何放棄7nm製程）

轉變方向後的格芯，不像過去與台積電、三星一同競爭手機的SoC晶片訂單、處理器與遊戲繪圖卡訂單、也不在先進位程上燒錢競爭，目前格芯的產品策略都轉作客制化程度高的物聯網晶片，企圖將主力產品轉型成兩項服務組合：

第一項是CMOS製造服務，代工產品涵蓋處理器、類比晶片、微控制器與嵌入式記憶體，屬於主流晶片製造的服務；另一項產品線是射頻(Radio Frequency, RF)製程，提供無線通訊晶片的製造服務，主要產品為車聯網晶片、 5G通訊以及Wi-FI、 LTE晶片。

旗下晶圓廠據點過於分散，避免過度投資以降低營運成本

目前格芯原先有十間晶圓廠，但可量產的僅剩八間，原先分別有五間8吋廠及五間12吋廠，地理地點分散於美國佛蒙特州、紐約州、新加坡（Fab 3E已出售）、德國以及中國大陸（已經停工）。

格芯各廠區太過分散，要互相整合資源或是援助都很困難，供應商也不可能每一間都就近服務，衍生的人力、交通與物料成本都太過昂貴，必須就近服務才符合效益。

這並不是格芯的決策錯誤所造成，而是因為格芯大部分的晶圓廠都是靠收購取得，舉例來說， 2010年收購了新加坡特許半導體、 2014年收購IBM的晶圓廠（還獲得15億美金補償）、但研發中心卻位於德國，才使得各廠區分散在全球各地，更清楚的分布狀況可以參考下圖：

GF_Location

這次成都廠的停工裁員是很清楚的一個信號：格芯已經承受不住虧損，加上外部市場趨緩，必須採取了一連串的措施來改善營運體質，第一步就是減少企業開支、裁員並整頓廠區，很遺憾地，中國四川廠區成為第一個棄守的據點。

為何棄守中國? 缺乏半導體聚落與貿易風險是關鍵因素

由於半導體產業是一項資本、勞力以及技術都高度密集的產業，一間晶圓代工廠需要一個完整的供應鏈就近服務，才能順利向客戶提供量產服務。

舉例來說，三星跟台積電，大部分的廠房都集中在單一地點的工業區，各廠房之間的距離也不會太遠，為的就是要形成產業聚落，例如新竹科學園區、台南科學園區等等的工業區。

為什么半導體產業需要聚落？除了晶圓代工廠本身的廠商，上游的供應商也會跟著進駐該工業區，方便就近服務客戶，並進行銷售、服務以及維護，形成一整個產業聚落，降低彼此之間的溝通與合作成本。

四川成都現有的產業聚落還不完整，雖然中國積極引進，以合資的方式導入半導體供應鏈，但還需要數年的時間發展，周遭的產業鏈還尚未完整，進駐的廠商必須高度仰賴外援才有辦法運作。

唯一例外的是台積電南京廠，當一家台積電宣布要前往中國南京設廠以就近服務中國客戶，就有辦法帶著全部的供應商跟著過去，短時間內形成產業聚落，不久就能順利量產─ ─ 格芯可沒有這種程度的號召力。

除了供應鏈不到位之外，國際貿易風險因素也是重要的考量要點 。

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格芯改採緊縮政策以降低成本的背景下、成都的廠房尚未開始量產、先進位程尚未導入、人員訓練不完善、供應鏈不到位，同時國際貿易風險又高，位於中國成都的Fab 11廠自然優先被放棄。

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