華為海思、台積電、高通…在全球晶片產業鏈都是什麼位置?
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自去年中興制裁事件發酵至今,很多人都被各種晶片相關的專有名詞狂轟濫炸,其中的一部分往往會把行業外的人弄的暈頭轉向,例如fabless,foundry,還有IDM。
這些都是晶片產業鏈中一些特有模式的縮寫。
如果用看待傳統行業的眼光來理解這些專有名詞,哪怕把這些詞全都轉換成中文,依然會讓很多人感覺諱莫如深。
為了幫助大家能夠更加深入的理解這些晶片行業的產業模式,今天咱們給大家詳細介紹一期晶片產業鏈的演變。
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在晶片行業發展的最初階段,IDM模式幾乎主導了整個晶片產業鏈。
IDM簡單來說,就是這些原件製造商,其產業鏈的布局通吃了整條晶片產業鏈,從最初的晶片設計,到晶片製造,再到晶片封裝測試,模組,最終給市場提供完整的元器件,全部大包大攬,獨自完成。
我們上次用微雕藝術來比喻晶片的製造,那麼放到IDM廠商這裡,同樣用這個比方:
IDM廠商需要先完成雕刻前的書法繪畫(晶片設計),再完成成品微雕(晶片製造),微雕成品後的修飾於潤色(晶片封裝測試),最後完成作品外包裝,著色(提供最終成品元器件),然後直接拿到市場上就能賣。
例如,我們耳熟能詳的英特爾,就是現存比較典型的純IDM模式廠商,從電腦CPU的設計,製造,封裝,測試,到器件成品,全部有英特爾一家獨自完成。
電腦廠商直接從英特爾那裡購入成品CPU,就可以組裝電腦了。
這種模式在晶片行業發展的最初廣為流行,原因也很簡單,因為這種模式能夠最大限度的享受到產業鏈上下游的全部利潤,所謂不讓中間商賺差價的理念,古已有之。
然而這種模式在進入到上世紀八十年代以後,逐漸開始碰到了問題。
我們上次在講述摩爾定律的時候提到過,摩爾定律每一次工藝節點的提升必定伴隨著巨量的資金投入。
除了基礎工藝研發需要的投入以外,工藝提升對生產機台的性能要求也隨之提高,而機台的更新無疑又是一筆天文數字,例如如今10nm以下工藝所需的光刻機,大家耳熟能詳的ASML的EUV,每台的售價就超過了1億歐元。
如上次所講,追逐摩爾定律所需要的資金投入的增加並不是線性的,而是隨著工藝節點的縮小呈倍數甚至指數級的增長。
進入上世紀八十年代中葉之後,許多IDM玩家漸漸開始支持不住了。
在原先的遊戲中,上一個工藝節點突破後,廠商在市場上賺取的利潤,會把一部分用於下一工藝節點的研發投入,摩爾定律也因此形成良性循環,始終遵循著18-24個月的疊代周期。
然而到了上世界八十年代中葉以後,越來越多的晶片廠商發現,如果缺乏足夠的生產規模將入不敷出(對於工藝進階的研發投入漸漸的開始難以被工藝節點進化的所帶來的收益所覆蓋)。
大量的中小型晶片公司逐漸陷入了經營困境。
同時由於晶片的分類非常繁多,即使是大型晶片商,也只能維持一部分晶片品類生產線的工藝進化。
如果當時的情況繼續發展下去,可以想見,摩爾定律在三十多年前就會走到盡頭,或者至少在速度上會被大幅修正。
不過,這種局面,隨著橫空出世的台積電的出現,迅速被打破了。
1987年,德州儀器(TI)的資深副總裁張忠謀辭去在美高薪職位,回到台灣,創建了世界上第一家純做晶片製造的工廠(foundry)——台積電(TSMC)。
當時,全球的晶片還處於幾乎百分百的IDM狀態,因而沒有人看好張忠謀。
然而事實證明,張忠謀以其敏銳的眼光和對晶片行業的深刻的理解,早已洞悉了晶片產業鏈在當時陷入的困境。
而張忠謀不僅發現了這種困境,更以極強的執行力和行業號召力去改變了這一困境。
可以毫不誇張的說,張忠謀重新定義了晶片產業。
隨著台積電的興起,一種新的晶片產業模式開始了,即純設計公司(fabless)+純晶片代工廠(foundry)。
Foundry模式的出現,解放了一大批中小型的晶片公司,讓他們能夠省下大量的工藝研發投入和資本支出,從而專注於晶片設計的投入。
把工藝節點進化交給foundry和一部分頭部IDM廠商來完成,這大大提升了晶片產業的研發效率和資本效率。
而晶片產業也從那時候開始進入最為輝煌的黃金時代。
張忠謀,因其在半導體業的突出貢獻,被美國媒體評為半導體業50年歷史上最有貢獻人士之一和全球最佳經理人之一。
國際媒體稱他是「一個讓對手發抖的人」,而台灣則尊他為「半導體教父」。
張忠謀也無疑是名至實歸。
在很多行業,很多先發的人往往都被後浪拍死在了沙灘上。
然而台積電卻成為了一個異類。
台積電不僅是foundry的始作俑者,也是三十多年以來的基業長青者,更是整個晶片製造行業的集大成者。
直到今日,台積電已經占據全球晶片代工一半以上的產能,同時也是先進位程的引領者。
是台積電帶領晶片行業率先進入了7nm時代,同時台積電也在積極布局5nm, 3nm,甚至2nm的生產研發。
不出意外,至少在未來五年內,都無人可以撼動台積電在foundry屆的一哥位置。
在foundry模式的啟發下,專注於晶片測試和封裝的封測廠(testing & assembly house)也從晶片產業鏈中獨立開來。
晶片產業的fabless + foundry + testing & assembly house模式也逐漸開始定型,並和IDM模式一起開始了晶片行業的雙核時代,一直到今天。
同時傳統的IDM模式,也開始了內部改良。
前面提過,即使是大型的IDM廠商,也難以應對所有晶片品類的工藝進化。
因而,很多IDM廠商,保留了一部分其最核心或最擅長晶片品類的生產線,繼續維持IDM模式,而把另一部分相對非核心或者競爭力稍差的晶片品類交給foundry廠商來生產。
而這種介於純IDM和Fabless之間的模式稱為fab-lite模式(輕生產模式)。
現如今,全球唯一僅存的純IDM廠商只剩下 intel 一家。
而其能夠維持純IDM的秘訣在於,其較為單一的產品線(幾乎只生產CPU)。
不過,一般來講,對於依然保留生產線的晶片玩家,我們還是把他們歸類為IDM。
下面列舉一下這幾種主要模式的重要國內外廠商。
【純設計公司】Fabless:高通,英偉達,國內最著名的是華為旗下的海思,還有匯頂科技,展銳等。
【代工廠】Foundry:TSMC, UMC,均來自於台灣。
而大陸最著名的foundry是中芯國際,以及華虹半導體。
【封測廠】Testing & assembly house:美國的安靠以及台灣日月光,大陸最著名的有長電科技以及華天科技。
【IDM】:意法半導體,英飛凌,英特爾,德州儀器。
中國的士蘭微,以及剛剛收購了荷蘭恩智浦標準半導體事業部的聞泰科技。
在介紹完了晶片產業鏈的變遷之後,下次,我們將為大家回顧中國晶片產業的發展史。
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