造芯江湖沒有永遠的老大
編輯 | Panken芯東西3月15日報道,近日,據(jù)半導(dǎo)體分析機構(gòu)IC Insights預(yù)測,2022年半導(dǎo)體行業(yè)資本支出將達到1904億美元的歷史新高,比三年前增長了86%。其中臺積電、三星、英特爾預(yù)計的資本支出分別將達到420億美元、379億美元和270億美元,三大巨頭占據(jù)了超過50%的資金支出。而在2020年,臺積電資本支出僅為170億美元,三星的半導(dǎo)體支出則是32.9萬億韓元(約合264億美元),雙方資本支出漲幅驚人。此外,去年2月英特爾宣布“IDM 2.0”戰(zhàn)略,計劃重新成為全球芯片制造第一,其英特爾代工服務(wù)(IFS)吸引了亞馬遜、高通等客戶,加入先進制程市場爭奪。先進制程研發(fā)進度上,臺積電、三星雙方都宣稱會在今年實現(xiàn)3nm的量產(chǎn);英特爾的Intel 4工藝將在今年下半年就緒,還計劃在2024年下半年完成18A工藝。從臺積電開創(chuàng)晶圓代工模式至今,全球芯片半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在垂直分工合作模式下高速發(fā)展,晶圓代工業(yè)也歷經(jīng)幾番風(fēng)云變幻。如今,新的戰(zhàn)火正在愈燃愈旺,隨著英特爾再度拾起代工大業(yè),晶圓代工江湖或?qū)⒈蝗箜敿庑酒圃炀揞^重新劃分地盤。本文福利:芯片代工巨頭再發(fā)力,芯片代工行業(yè)經(jīng)歷了怎樣的風(fēng)云變遷?推薦深度研報《晶圓代工行業(yè)密碼》,可在公眾號聊天欄回復(fù)關(guān)鍵詞【芯東西135】獲取。
01.英特爾稱霸制程馬拉松前半經(jīng)濟學(xué)維度摩爾定律已經(jīng)失效
▲摩爾定律的經(jīng)濟規(guī)律(圖片來源:中國360度****講座,黃節(jié)PPT)
摩爾定律的經(jīng)濟學(xué)維度是如今各類電子設(shè)備越來越便宜的原因,如果汽車工業(yè)也遵循摩爾定律,如今1美分就可以買到蘭博基尼跑車。但對于半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)的玩家來說,摩爾定律的經(jīng)濟維度背后卻是一場數(shù)十年的馬拉松。為了滿足摩爾定律,半導(dǎo)體廠商必須每18個月提升一倍晶體管密度。對半導(dǎo)體制造來說,這意味著廠商們必須馬不停蹄地完成設(shè)計、產(chǎn)線、系統(tǒng)產(chǎn)品的迭代和良率調(diào)教,并從現(xiàn)有制程中獲得足夠推進到下一制程的利潤。芯片制造廠商如果從這一競賽中掉隊,就意味著自身與市場上的頂尖公司出現(xiàn)代差,而無法獲得先進制程帶來的晶體管成本優(yōu)勢和市場定價權(quán),從而落后于競爭對手。隨著摩爾定律的門檻越來越高,先進制程的研發(fā)、產(chǎn)線的建設(shè)支出成本越來越高,經(jīng)濟維度的摩爾定律已經(jīng)失效。IBS數(shù)據(jù)顯示,最先進的3nm工藝開發(fā)將耗資40億至50億美元,而興建一條3nm產(chǎn)線的成本約為150億-200億美元。從整個芯片制造行業(yè)來看,能夠跟上先進制程發(fā)展的公司越來越少,只有寥寥數(shù)家能夠跟上這場馬拉松。作為摩爾定律的開創(chuàng)者,英特爾直到2014年都一直領(lǐng)跑半導(dǎo)體行業(yè)。英特爾如今最大的競爭對手,則是一家成立于1987年的中國臺灣公司。這家臺灣公司用一種新的商業(yè)模式,改變了整個半導(dǎo)體行業(yè)的格局。02.臺積電創(chuàng)建代工模式三大巨頭聚首芯片制造
▲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的逐步分化(圖片來源:中國360度****講座,黃節(jié)PPT)
1987年,張忠謀創(chuàng)建臺積電,開辟晶圓代工模式。張忠謀曾工作于美國模擬芯片巨頭德州儀器(TI),作為德州儀器的第一個華裔員工,他在德州儀器時最高任資深副總裁,是德州儀器的第三號人物。作為少有的華人高管,張忠謀無論在技術(shù)還是商業(yè)上都有著獨到之處。在技術(shù)上,張忠謀將德州儀器為IBM代工的電晶體良率從2%-3%提升至20%以上,甚至超過了IBM自有的產(chǎn)線。而在商業(yè)上,其通過毫不留情的降價策略,成功在當時將英特爾逼出了TTL市場。▲當時媒體報道張忠謀的報紙(圖片來源:中國臺灣玉山科技協(xié)會20周年慶祝大會暨論壇,張忠謀PPT)
根據(jù)張忠謀的說法,1984年,他任通用儀器的總裁,一位資深行業(yè)人士想要創(chuàng)業(yè)成立一家半導(dǎo)體公司,就找到張忠謀希望獲得5000萬美元的投資。3周后,張忠謀再給他打電話,發(fā)現(xiàn)他只專注芯片設(shè)計,不建半導(dǎo)體工廠,用自己積蓄的500萬美元就成功創(chuàng)業(yè),不再需要投資。這是張忠謀首次聽說有專門做芯片設(shè)計的公司,既然有專門做設(shè)計的公司,就可以有專門做晶圓制造的公司。他這個想法最終成就了如今的晶圓制造霸主臺積電。這種代工模式推出之初并不被看好,英特爾等公司拒絕投資,張忠謀只是通過關(guān)系拿到了英特爾的一些訂單勉強生存。盡管誕生艱難,在半導(dǎo)體全球化的背景下,這種代工模式漸漸體現(xiàn)出了優(yōu)越性。對于當時占據(jù)市場優(yōu)勢的美國半導(dǎo)體公司,它們可以實現(xiàn)輕資產(chǎn)的運營方式,減少自身資本支出,并獲得專業(yè)芯片制造企業(yè)的工藝優(yōu)勢。對于芯片代工企業(yè)來說,其自身的產(chǎn)線不用再跟隨產(chǎn)品的迭代不斷遷移,在一個較為通用的制程中可以持續(xù)生產(chǎn),維持并改進自身的良率,從芯片制造環(huán)節(jié)獲得更多的利潤。對于電子產(chǎn)業(yè)的下游系統(tǒng)廠商,它們創(chuàng)建時不用再考慮背負一個半導(dǎo)體工廠,可以靈活地選用不同的代工廠商。此后,聯(lián)電轉(zhuǎn)為純代工廠;AMD的半導(dǎo)體制造業(yè)務(wù)被中東阿布扎比財團買下,成為了現(xiàn)在的格芯;2005年,已成為存儲芯片霸主的三星也和IBM、特許半導(dǎo)體結(jié)盟,進入晶圓代工領(lǐng)域,代工江湖格局初定。2019年,北京蘭璞資本創(chuàng)始合伙人、前英特爾中國區(qū)董事總經(jīng)理黃節(jié)在中國360度****講座上評價道,這種晶圓代工的模式幫助塑造了如今華為、中興等后來創(chuàng)建的企業(yè),改變了全球電子產(chǎn)業(yè)的格局,是一個革命性的變化。▲格芯全球各地的晶圓廠(圖片來源:格芯官網(wǎng))
03.三星、臺積電爭奪蘋果訂單英特爾代工業(yè)務(wù)首登場
▲蘋果2007年-2009年四款芯片參數(shù)(圖片來源:知乎用戶智曉生)
▲三星Galaxy S手機(左),蘋果iPhone 4(右)
值得注意的是,在這場官司期間,蘋果的A5、A5X、A6、A7芯片還是只能由三星來代工。為了避免對三星供應(yīng)的依賴,蘋果開始接觸臺積電。據(jù)悉2010年,時任蘋果運營副總裁Jeff Williams赴臺與臺積電前任董事長張忠謀及其夫人共進晚餐,在晚餐中雙方談?wù)摿艘黄鸷献鞯目赡苄浴?011年,臺積電2011年底派出近百人的“One Team”奔赴美國蘋果總部,解決了A6芯片的設(shè)計問題,并幫助蘋果處理了專利認證問題。2013年,蘋果向三星和臺積電雙方都下達了用于iPhone 6的A8芯片訂單。最終,臺積電完美實現(xiàn)了蘋果的要求,其產(chǎn)品被Jeff Williams稱為“Perfect(完美)”。而在之后用于iPhone 6s和iPhone 6s Plus的A9芯片中,三星更先進的14nm制程在功耗和能耗中輸給了臺積電。因此A9之后,每一代蘋果芯片訂單都被臺積電所拿下,蘋果、臺積電聯(lián)盟就此成立。▲蘋果A9芯片在手機中的示意圖
這一場三星、蘋果和臺積電三家廠商的故事由于太過精彩,被外媒形容為“看一部標準三角戀意大利歌劇”。在三星和臺積電暗中爭奪蘋果這個大客戶時,英特爾也在暗自籌備代工業(yè)務(wù)。2010年11月,英特爾公布了其首個芯片代工用戶美國FPGA創(chuàng)企Achronix Semiconductor。根據(jù)雙方協(xié)議,英特爾將為Achronix Semiconductor生產(chǎn)22nm的FPGA。之后,又一家美國FPGA創(chuàng)企Netronome成為英特爾22nm制程的客戶。制程工藝上,英特爾繼續(xù)發(fā)力。2011年,英特爾量產(chǎn)了全球第一個3D柵極晶體管,將芯片制程推進到32nm,領(lǐng)先于臺積電和三星。黃節(jié)透露,彼時,英特爾根據(jù)死亡谷理論,認為只有營收破百億美元的公司才能趕上自己的步伐,而臺積電在營收和凈利上都有所不足,三星只能說有能夠追趕英特爾的可能。2013年,英特爾代工業(yè)務(wù)迎來重要突破,F(xiàn)PGA芯片巨頭Altera和英特爾達成14nm的代工協(xié)議。Altera成立于1984年,當時其年銷售額達40億-50億美元,是臺積電的前五大客戶,Altera和臺積電的合作時間已持續(xù)了20年之久。當時臺積電的舉動也能夠說明Altera的重要性。據(jù)臺媒報道,在英特爾與Altera宣布合作時,中國臺灣地區(qū)為凌晨5點。英特爾和Altera的合作宣布后不到五分鐘,臺積電就發(fā)布了主題為臺積電與Altera合作關(guān)系不變的新聞稿。張忠謀也稱:“倘若沒有Altera如此優(yōu)異的客戶作為伙伴,就無法成就臺積電今日的地位?!?/span>據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,這是因為臺積電給予了另一家FPGA巨頭賽靈思同樣的合作地位,使得Altera和臺積電的關(guān)系惡化。2015年12月,英特爾以167億美元的高價收購了Altera公司,成為了其公司歷史上的最大交易。04.三星正陷入良率陷阱英特爾誓要重奪龍頭地位
▲高通驍龍888和888+的參數(shù)(圖片來源:AnandTech)
據(jù)臺媒報道,高通計劃將下一代3nm處理器的訂單交給全球晶圓代工龍頭臺積電,而目前正由三星代工的4nm驍龍8處理器訂單也將轉(zhuǎn)移到臺積電。近日,韓媒也爆料稱,由于自身的散熱和良率問題,三星正進行內(nèi)部審查。重要客戶高通再次轉(zhuǎn)向臺積電,對于正陷入良率問題的三星來說,可能是一個危險的信號。同時,由于疫情和地緣政治等因素,全球發(fā)生缺芯問題,半導(dǎo)體市場快速擴張,制造端話語權(quán)不斷變大,英特爾也重新殺回了代工江湖。去年2月,英特爾的新任CEO基辛格上任后,宣布“IDM 2.0”戰(zhàn)略,借助缺芯東風(fēng),在歐美大肆圈地建廠。今年1月份,英特爾宣布在美國俄亥俄州投資200億美元建設(shè)兩座新的晶圓廠,計劃于2025年投產(chǎn),且未來的投資金額可能增至1000億美元。之后,英特爾又啟動了10億美元的基金以發(fā)展代工廠創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),并正式推出了IFS(英特爾代工服務(wù))加速器這一生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)盟,為其代工服務(wù)建立上游的開放、合作生態(tài)。▲英特爾收購高塔半導(dǎo)體后的代工服務(wù)與制程路線圖(圖片來源:英特爾2022年投資者大會)
今年2月,英特爾又宣布以54億美元收購全球第九大晶圓代工廠商高塔半導(dǎo)體(Tower semiconductor),展現(xiàn)了英特爾在代工領(lǐng)域的決心。更有外媒透露,英特爾將開放x86架構(gòu)授權(quán),以吸引客戶采用其代工服務(wù)。三星、臺積電同樣動作頻頻,分別在先進封裝和人才大力投資。3月13日,據(jù)韓媒報道,三星電子在DS(半導(dǎo)體事業(yè)暨裝置解決方案)事業(yè)部內(nèi)新設(shè)立了測試與封裝中心(TP) ,加大先進封裝上的投資,和臺積電進行競爭。臺積電則開始大力招募人才,解決芯片人才荒問題。臺媒披露,臺積電新一輪校招活動已啟動,計劃今年招聘超過8000名新員工。其中,碩士畢業(yè)生入職工程師的平均年薪可達200萬新臺幣(約合45萬人民幣)。臺積電、三星、英特爾三大巨頭即將重新會首代工江湖。05.結(jié)語:三星/英特爾/臺積電加大投資力度先進制程競爭進入白熱化
*博客內(nèi)容為網(wǎng)友個人發(fā)布,僅代表博主個人觀點,如有侵權(quán)請聯(lián)系工作人員刪除。