如何看待格羅方德來中國設工廠?

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日前,在成都宣布,將在成都設立子公司格芯半導體公司,占股51%,計劃投資90億美元建設一條12寸代工線。

聯繫台積電在南京設廠,聯電在廈門設廠,全球前三的晶圓代工廠都在中國設立了工廠。

那麼,這次格羅方德在中國設工廠到底有什麼意義呢?是否會對中國本土企業造成衝擊?

格羅方德是怎樣一家企業

相對於AMD的名聲,格羅方德對於一些網友可能就陌生一些,其實格羅方德最初是由AMD拆分而來,是AMD在前些年經營困難、賣大樓的窘迫情況下不得不將企業拆分的結果。

眾所周知,在半導體行業中,有三種運作模式:一是從事能獨立完成設計、製造、封裝測試、銷售的公司,被稱為IDM(Integrated Design and Manufacture),比如Intel;二是只從事IC設計,但沒有代工廠,這類公司被稱為Fabless,像AMD、ARM等都屬於Fabless;三是只做代工,不做設計,這類公司被稱為Foundry,最典型的就是台積電。

格羅方德的主要業務和台積電一樣,是做晶圓代工,由於其英文縮寫是GF,加上格羅方德和AMD之間一直保持著良好的合作,格羅方德曾經被一些發燒友戲稱為AMD的女朋友...

AMD和其老競爭對手Intel曾經都屬於IDM,不過由於AMD前些年在CPU上被Intel壓著打,在GPU上面對英偉達處於劣勢,公司經營比較困難,不得不甩包袱,將晶圓廠拆分出來,由中東土豪接手成為其大股東。

格羅方德又收購了新加坡特許半導體和IBM的晶圓廠。

其中,IBM為了甩包袱在將晶圓廠賣給格羅方德的時候還倒貼了15億美元。

換言之,就是IBM把晶圓廠送給格羅方德外加附送15億美元現金...

目前,格羅方德工廠主要在美國、德國和新加坡。

2015年,格羅方德市場占有率為9.6%,市場占有率和營業收入僅次於台積電。

2016年,格羅方德營收達55.45 億美元,同比增長10%,市場占有率達11%。

格羅方德中國設廠是迫不得已

對於格羅方德來說,到中國開設工廠實屬迫不得已。

雖然集合了IBM、AMD的晶圓廠和新加坡特許半導體,但格羅方德近年來的經營狀況確實令人堪憂,2013年虧損9億美元,2014年虧損15億美元,2015年虧損13億美元,2016年上半年虧損13.5億美元……甚至有格羅方德的大股東想要找中國投資人接盤的消息。

其實,成都並非是格羅方德的首選,格羅方德之前試圖在中國數個城市合資設廠但均遭到拒絕。

在去年還在和重慶渝德簽屬合作協議4個月之後項目依然沒能落地,據業內人士消息,計劃擱淺的原因在於格羅方德轉移的技術相對落後,以及格羅方德的要價過高導致的——小道消息是格羅方德只願意轉移從新加坡工廠淘汰的二手設備,這些設備只能用來加工40nm晶片,但即便如此格羅方德依舊要求占51%的股份。

要知道,在去年中芯國際就已經實現28nm HKMG工藝的商業化量產,國內華力微也實現了用28nm製造工藝為MTK加工晶片。

因此,在當下轉移40nm晶片生產線,而且還是格羅方德新加坡工廠淘汰的二手設備,其意義就相對比較有限了。

本次格羅方德在成都設立合資公司格芯半導體共分為兩期來執行,第一期是建設12英寸晶圓生產線,並轉移源自格羅方德新加坡工廠的技術,預計2018年底投產,產能約每月2萬片。

第二期是自2018年開始將從德國轉移技術,導入22nm SOI工藝,計劃2019年投產,投產後預計產能達到每月約6.5萬片。

從中可以看出,格羅方德是在近年來經營情況不佳的形勢下,才來中國合資設廠,而且從被重慶等數個城市拒絕的情況看,格羅方德開出的價碼含金量相對有限,而且在格羅方德14nm 工藝已經實現商業化量產,為AMD加工最新的Zen架構晶片的情況下,依舊選擇在2018年才將22nm SOI工藝導入中國,投產要到2019年。

而在2018—2019年,台積電在南京的工廠已經可以生產16nm晶片了,中芯國際也很有可能掌握14nm製造工藝。

可見格羅方德對於在中國大陸設廠的誠意並不算太高,來中國開設合資公司實屬迫不得已。

並非花大價錢買落後技術

SOI是指絕緣層上的矽,是一種用於集成電路的供應商製造的新型原材料。

SOI技術作為一種全介質隔離技術,可以用來替代矽襯底。

FD-SOI就是在襯底上做文章,在電晶體相同的情況下,採用FD-SOI技術可以實現在相同功耗下性能提高30%左右,或者在相同性能下,功耗降低30%左右。

雖然現在的主流是FinFET,即便是格羅方德自己都購買了三星14nm FinFET工藝授權。

但這並不意味著SOI工藝是落後的。

主要原因在於現階段Intel和台積電在矽襯底上能夠做出滿足要求的晶片,所以依舊使用矽襯底,台積電市場份額巨大,而Intel有最好的技術,兩家選擇了FinFET,自然而然整個產業鏈就跟著走。

對此,FinFET和FD-SOI工藝的發明人之一胡正明教授就認為:FinFET和UTB-SOI(FD-SOI)技術是可以並存的,不過在未來幾年內,兩者都會想盡辦法彼此超越對方成為主流技術。

根據公布的數據,22nm FD-SOI工藝的功耗比中芯國際目前掌握的28nm HKMG降低了70%,22nm FD-SOI擁有堪比14/16nm FinFET的性能和功耗,唯一的缺點就在於採用SOI工藝成本較高。

因此,22nm FD-SOI並非落後技術,本次成都與合資並非重複引進淘汰產能。

何況SOI工藝在在傳感器、射頻晶片和物聯網方面頗具市場潛力。

就以射頻晶片來說,由於在成本、集成度上的優勢,RF-SOI已經在手機射頻晶片的斬獲80%-90%的市場份額——採用RF-SOI可以使同一張矽晶片上可以實現更多邏輯與控制的集成,這就避免了採用GaAS(砷化鎵)技術必須採用單獨晶片控制GaAS晶片的情況。

而且國內華虹宏力已經掌握了0.18um 200mm的RF-SOI量產技術,並實現在成本上優於GaAS。

另外,SOI還具有了較高的跨導、降低的寄生電容、減弱的短溝效應、較為陡直的亞閾斜率,與體矽電路相比,SOI電路的抗輻照強度提高了100倍。

在高溫環境下,SOI器件性能明顯優於體矽器件。

國內對SOI工藝寄予一定希望

對於SOI工藝,國內的一些其他動作還是比較值得關注和玩味的。

在去年,上海矽產業投資有限公司收購法國Soitec公司14.5%的股份(消息人士表示:如果不是國外政府限制,在商業談判時是打算實現中資控股的)。

上海矽產業投資有限公司由國家集成電路大基金和上海嘉定工業區等機構共同出資成立。

顯而易見,上海矽產業投資有限公司很有可能是中國資本收購的海外半導體公司,獲取半導體技術的執行者。

FD-SOI技術的確在跨導,高頻,低功耗,抗靜電等方面有顯著優點,並且製程設計和流片上較為簡單,有利於縮短開發周期,但其矽晶片成本則明顯昂貴於Fin-FET晶片(這正是規模生產的邊際效益不足,導致的個體成本偏高,8寸SOI矽片甚至十倍價格於Fin-FET 的體矽片)。

法國Soitec公司是一家設計和生產創新性半導體材料的科技公司,擁有約3600項專利,其核心技術是FD-SOI技術。

Soitec所掌握的SmartCut技術使其具備的生產全球最好的SOI矽片的技術實力,國際上其它SOI wafer供應商SunEdison(MEMC)和日本信越SEH也是得益於SOITEC的SmartCut技術授權,因此,Soitec的技術實力是毋庸置疑的。

在收購達成之後,中方的IC設計廠商能夠通過格羅方德和三星的代工廠來獲得使用FD-SOI技術,同時Soitec公司還承諾如果未來中國大規模採用了這個技術,需要多少晶圓都可以提供。

在這裡必須指出,中方的IC設計廠商能夠使用能夠通過格羅方德和三星的代工廠來獲得使用FD-SOI技術是非常有意義的。

目前,雖然國際上對採用ARM內核的手機SoC晶片在境外代工廠流片沒有多大限制,比如華為海思麒麟、展訊的SoC都可以在台積電流片。

但對於國內自主設計的CPU,如果要在台積電流片,就必須使用代理穿馬甲(台積電裝瞎賺錢),這不僅大幅太高了晶片的成本,還非常不利於自主CPU的規模化生產。

而如果中方的IC設計廠商能夠通過格羅方德的代工廠生產SOI工藝的晶片,而且Soitec公司充分保障晶圓供應,這對國內IC設計公司而言的確是一個好消息,比如採用ST 28nm SOI工藝流片的龍芯3A3000。

雖然龍芯和ST保持了多年良好的合作,但多一個流片渠道不僅有利於提升龍芯的議價能力,更有利於保障流片渠道的穩定性(此前多次發生因龍芯流片量小,而被嫌棄不得不排隊等檔期以致拉長研發周期的情況)。

對國內企業是否會造成衝擊

目前,中芯國際是中國大陸晶圓代工企業的龍頭老大,在資金上得到了國家集成電路大基金的鼎立支持,已在上海、天津、深圳三地宣布擴產計劃,其中在上海和深圳啟動建設300毫米晶圓生產線,深圳廠預計2017年底投產,目標產能為每月4萬片晶圓。

在商業上,相關部門積極協調,拉了高通、華為這樣的大客戶,而中芯國際的重要股東大唐電信,其麾下的聯芯也採用了28nm HKMG工藝量產手機晶片,這款晶片將會被用於小米旗下的某款智慧型手機。

在技術上,中芯國際也獲得了比利時微電子研究中心的支持,成立了合資公司開發下一代CMOS邏輯工藝。

按照計劃,中芯國際將在2018年實現14nm製造工藝的試生產。

作為中國大陸僅次於中芯國際之後實現28nm製造工藝的上海華力微電子,最近也是大動作連不斷,先是從台灣聯電高薪聘請了50人的28nm工藝研發團隊。

在去年年底,投資387億元的300毫米生產線正式開工,預計在2022年前投產,月產能可達4萬片,工藝則涵蓋28nm、20nm、14nm,可以滿足國內IC設計公司對先進晶片製造工藝的需求。

而格羅方德只不過在2018年導入22nm SOI工藝,一切順利的話,投產要到2019年。

因此,對於中芯國際的威脅遠遠不如台積電來得大,而且中芯國際的14nm FinFET工藝也比格羅方德的22nm SOI工藝更加主流,而這意味著中芯國際可以有機會獲得更多的訂單。

而台積電也在南京開啟了16nm產線,計劃2019年就到達預計產能,因此格羅方德在華投資既沒有必要在Fin-FET領域,也難以對大陸既有的Fin-FET企業造成威脅,反而對格羅方德推動SOI技術生態和產業鏈完整化更為重要,半導體行業的規模效應尤為突出,產業規模越大,成本才能越低。

因此成都的SOI兩期工程,第一期RF-SOI低風險進度快,關鍵在第二期的22nm SOI,如果順利實施,有助於完善SOI生態,降低成本,以及讓SOI技術得到更多的市場份額,屆時中國將成為SOI技術較為成熟的國家。

因此格羅方德在成都的投資,對於國內半導體行業來說,更象一種兩面下注,既是技術補充(畢竟在RF等領域有明顯優勢),又能在Fin-FET與SOI的競爭中成為對沖。

該合資公司的成立很有可能是與海矽產業投資有限公司收購法國Soitec公司股份是一脈相承的,國內可以藉此機會實現中國大陸對SOI工藝相關技術的掌握。


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