半導體製造之晶圓代工篇

摘要：在晶圓製造的產業鏈中，代工企業是現在晶圓製造的主要模式即Foundry模式。

晶圓代工廠商不負責晶片設計，只負責晶片製造或封測，避免了與晶片設計企業在產品設計上的競爭，並且可以同時為多家晶片設計公司提供晶片，因此Foundry模式迅速發展成為半導體產業的主要模式。

上世紀60年代，早期的半導體公司都是IDM (全產業鏈)模式，像英特爾、三星等企業具備設計、製造、封測等整個生產流程，公司運營規模龐大、技術全面深厚。

但隨著技術升級成本越來越高、生產效率的要求提升，促使整個行業向著垂直分工模式發展。

例如將輕資產的設計部分、重資產的製造部分、技術水平較低的封裝檢測等分離，這種垂直分工的模式大大提升了整個產業的運作效率，使得研發投入更加集中，加速了晶片技術發展且使得晶片行業的准入門檻降低。

圖1 晶片生產全流程分布

晶圓代工台積電一家獨大，中國大陸仍在追趕

目前，全球晶圓代工的格局比較穩定，台灣的台積電獨占全球晶圓代工市場的50%左右，全球無人能及。

英特爾也是全球晶片製造商，但只是自產自銷並不代工。

TOP10廠商中國大陸後來居上占據兩個，但中芯國際和華虹半導體合計份額也只有6.7%，與一線龍頭相距甚遠。

製造技術方面，台積電2018年已經量產7nm工藝，今年是量產第二代7nm工藝(N7+)，而且會用上EUV光刻技術。

已經研發的5nm工藝會在2020年第二季度量產，之後向著5nm plus(N5+)邁進。

三星今年9月份將完成韓國華城的7nm EUV工藝生產線，2020年1月份量產，5nm FinFET工藝技術研發已完成，預計2021年量產。

英特爾的10nm(對標台積電的7nm)製程量產時間上已經落後於台積電，正在研發的7nm工藝(對標台積電的5nm)還沒有公布具體的量產時間。

聯電與格芯相繼宣布暫時擱置7nm製程研發，全球晶片製造工藝競爭可謂相當激烈。

5nm工藝無論在性能還是效能上相比於7nm都有優勢，但業界認為5nm只是一個新的過度節點，3nm很可能是下一個完整節點。

中國大陸的兩家公司目前量產的最先進工藝還是28nm的，兩家都有14nm工藝量產的計劃，中芯國際是2019年下半年量產，華虹是2020年量產，但製程工藝仍然要比台積電等公司落後兩代以上，很難承擔大型IC設計客戶(如高通、華為)的重要訂單。

晶片製造工藝的競爭已經相當激烈，技術工藝升級越來越困難、研發投入越來越多，使得相繼有企業退出競爭轉而去深耕成熟工藝產品，這因此也給了國內企業追趕的時機。

表1 2019 第二季度全球TOP10晶圓代工營收市占率排名

(資料來源：公開資料整理)

全球晶圓代工首現負成長，國內企業差異化布局尋求突破

根據拓墣產業研究院數據統計，2019二季度全球晶圓代工持續疲軟，受全球貿易摩擦、市場需求不濟、庫存尚待消化等原因影響，二季度晶圓代工總產值同比下滑約8%，市占率排名前三的仍為台積電、三星、格芯，台積電受益於7nm先進位程的客戶需求拉升，下滑幅度較小為4%，三星、格芯分為下滑9%和12%，前十廠商僅有華虹半導體受惠於Smart Card、IoT、Automotive的MCU和功率器件等市場需求份額較為穩定。

晶圓代工短期受手機及虛擬貨幣增速放緩拖累，但長期需求仍然看好，未來晶圓代工增長的驅動力將逐漸由智慧型手機轉向AI、5G、IoT、汽車等新應用市場。

國內市場方面，2017年上半年，中芯以20%的銷售額位居第二，華虹6%位居第五。

為避免與台積電正面競爭，國內企業在加速先進工藝研發的同時，也在進行產品的差異化戰略布局。

例如中芯國際在14nm製程研發之際，還推進成熟平台產品差異化布局，目前已經擁有CIS(圖像傳感器)、RF(射頻)、電源管理晶片、MCU等，以求開發新產品、新渠道，進一步提高產能利用率。

華虹半導體是國內少有的擁有代工IGBT技術的企業，公司深耕8寸矽片製程，主要生產電源管理、分立器件、智慧卡、高壓分立器件、射頻、MCU、內嵌式存儲等產品。

圖2 2017上半年大陸晶圓代工企業銷售份額與出貨份額分布

（資料來源：公開資料整理）

結語

可以看出，晶圓代工屬於資本密集型行業，全球晶圓代工市場競爭相當激烈，在這種燒錢模式下，已經有如格芯、聯電等選手退出，國內企業想要在代工市場分一杯羹，除了加大先進工藝的研發投入外，還應儘量避免與行業巨頭正面競爭，做好產品的差異化戰略布局，並做好企業激勵體制吸引海外高端人才。

相信在國內晶片市場的巨大需求下，國產化替代趨勢也將會越來越好。