從IDM到fabless+foundry，半導(dǎo)體行業(yè)模式大局已定嗎？

半導(dǎo)體公司的種類

當(dāng)今全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有兩種商業(yè)模式，一種是IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，像英特爾這種，從設(shè)計，到制造、封裝測試以及投向消費市場一條龍全包的企業(yè)，稱為稱為IDM公司；另一種是垂直分工模式，有的半導(dǎo)體公司只做設(shè)計這塊，是沒有fab（工廠）的，通常就叫做Fabless，例如ARM公司、NVIDIA和高通等；而還有的公司，只做代工，只有fab，不做設(shè)計，稱為Foundry（代工廠），常見的臺積電等，而這種新模式出現(xiàn)的標(biāo)志是1987 年臺灣積體電路公司（TSMC）的成立。所以從現(xiàn)在的半導(dǎo)體企業(yè)總體來看，就可以分為IDM、Foundry、Fabless以及Fab-lite（介于IDM和Fabless之間）這四種形式了。

出現(xiàn)垂直分工模式的根本原因

首先，半導(dǎo)體制造業(yè)具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性特征，適合大規(guī)模生產(chǎn)。隨著制造工藝的進(jìn)步和晶圓尺寸的增大，單位面積上能夠容納的IC 數(shù)量劇增，成品率顯著提高。企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模會降低單位產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)競爭力。

其次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需的投資十分巨大，沉沒成本高。一般而言，一條8 英寸生產(chǎn)線需要8 億美元投資，一條12 英寸生產(chǎn)線需要12～15 億美元的投資，而且每年的運行保養(yǎng)、設(shè)備更新與新技術(shù)開發(fā)等成本占總投資的20%。這意味著除了少數(shù)實力強(qiáng)大的IDM廠商有能力擴(kuò)張外，其他的廠商根本無力擴(kuò)張。

正是在這樣的背景下，臺灣半導(dǎo)體教父張忠謀離開 TI（德州儀器），在臺灣創(chuàng)立了TSMC，TSMC 只做晶圓代工（Foundry），不做設(shè)計。Foundry 的出現(xiàn)降低了IC 設(shè)計業(yè)的進(jìn)入門檻，眾多的中小型IC 設(shè)計廠商紛紛成立，絕大部分是無生產(chǎn)線的IC 設(shè)計公司（Fabless）。Fabless 與Foundry 的快速發(fā)展，促成垂直分工模式的繁榮。

IDM、Foundry、Fabless以及Fab-lite之間的合作和競爭

Fabless與IDM之間的競爭激烈。Fabless與IDM廠商都要直接面對客戶，處于同一個競爭層面，二者之間存在激烈的競爭。相對而言，IDM 的品牌優(yōu)勢更為明顯，而眾多的Fabless 廠商只能通過捕捉市場熱點并迅速推出產(chǎn)品制勝，當(dāng)然也有少數(shù)技術(shù)實力強(qiáng)大的Fabless 可以立足研發(fā)，推出自己的差異化產(chǎn)品，成為細(xì)分子行業(yè)的龍頭。

Foundry與IDM之間的合作會更緊密。由于IC制造前期投入資金量較大，固定成本較高，如果一條生產(chǎn)線建立后不能進(jìn)行大量生產(chǎn)則無法收回成本。2002 年以后，由于加工工藝和設(shè)備的成本直線上升，許多IDM 廠商無法通過投資生產(chǎn)線實現(xiàn)收益，而Foundry 可以通過為多家客戶代工同類型產(chǎn)品而獲益，在這種情況下，許多IDM廠商將制造環(huán)節(jié)外包給Foundry廠商。兩者的合作不但可以分擔(dān)研發(fā)先進(jìn)工藝所需的費用及所面臨的風(fēng)險，而且一旦一個新工藝投入量產(chǎn)，IDM和Foundry都能從中獲益。隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，建設(shè)IC 制造生產(chǎn)線的固定成本將更高，IDM 廠商將有更多的業(yè)務(wù)外包給Foundry，雙方的共同研發(fā)也會越來越深入，二者之間的合作將更加密切。而有些時候IDM還做代工，像是2013英特爾宣布將利用即將推出的14nm 3D晶體管技術(shù)為芯片廠商Altera代工FPGA，是英特爾首次向其他廠商開放其最先進(jìn)的制造工藝，換句話說，像是英特爾這種IDM也做代工貿(mào)易。另一案例是三星為蘋果公司代工iPhone中使用的A4、A5、A6甚至A7處理器，全球頂級存儲器制造商三星實際上已成為臺積電的有力競爭者。另外，瑞薩、東芝等日本廠商也把它們的SoC邏輯芯片外包給三星代工。

Fablite模式由IDM演變而來，是企業(yè)為了減少投資風(fēng)險的一種策略。目前全球半導(dǎo)體業(yè)中Fab-Lite模式盛行，大多數(shù)的IDM幾乎無一例外地執(zhí)行這個策略。眾所周知，歐洲半導(dǎo)體總是先知先覺，如Freescale和NXP合并之前，早在2004年及2006年就分別改變策略，撤銷不賺錢的部門，保留贏利的部門，NXP目前已把重心放在照明及醫(yī)療儀器等方面；歐洲半導(dǎo)體大廠ST和Infineon也都執(zhí)行Fab Lite策略；日本半導(dǎo)體的變化更大，曾經(jīng)是全球半導(dǎo)體重鎮(zhèn)，市場占有率達(dá)50%。但是，今非昔比，目前日本半導(dǎo)體市場占有率已經(jīng)下降到20%。因為日本半導(dǎo)體業(yè)相對保守，它們只專注于國內(nèi)市場，產(chǎn)業(yè)鏈長，雖然幾經(jīng)改革，但是成效不大。目前新瑞薩、富士通等，也迫于壓力開始走Fab Lite路線；其中引人注目的是模擬芯片大廠德州儀器，它策略非常實際是有選擇性地采用Fab-Lite，即在32nm制程及以下，采用外協(xié)合作，自己不再投資建晶圓廠。而對硅片尺寸在6英寸~12英寸、工藝線寬在0.18微米~1.0微米的模擬芯片制程上，德州儀器則積極地進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。2009年6月，德州儀器在菲律賓建成全球最大的模擬芯片封裝/測試廠;2009年9月，德州儀器在美國達(dá)拉斯從奇夢達(dá)手中買下300mm生產(chǎn)線，成為全球第一個300mm的模擬生產(chǎn)廠。德州儀器還在日本的Aizu收購了Spansion的兩家晶圓廠，加上成都“成芯”的收購案，了解到相對于模擬器件行業(yè)中的其他公司，德州儀器可能是獨一無二的。

這些都是為什么純粹可以定義為傳統(tǒng)意義上的IDM半導(dǎo)體公司現(xiàn)在除了Intel幾乎都已經(jīng)轉(zhuǎn)為Fab-lite甚至Fabless了，IDM轉(zhuǎn)變成fabless的現(xiàn)象，AMD就是一個例子。但是還沒有一家fabless公司成功演變成IDM公司。而最大的Foundry公司臺積電更是利潤率的表現(xiàn)上更是趕超大多數(shù)的Fabless公司，可以看出來代工廠已經(jīng)不再是剛開始附屬者的定位了，它現(xiàn)在有能力影響整個行業(yè)，無論是IDM、Fabless還是Fab-lit財報的表現(xiàn)好壞，毛利率高一個點還是第一個點都要看Foundry的“眼色”了。

未來會流行什么模式？

近50年的半導(dǎo)體業(yè)，其發(fā)展模式在不斷地調(diào)整。之前是IDM，在上個世紀(jì)90年代初開始興起fabless、設(shè)計業(yè)，緊接著foundry代工業(yè)跟隨而行。進(jìn)入新世紀(jì)后開始Fab-Lite(輕晶圓廠)模式。未來會流行什么模式，還無法預(yù)測。

半導(dǎo)體業(yè)目前己逐漸逼近定律的極限，工藝研發(fā)費用迅速上升以及未來建廠費用太高，如32nm/28nm的工藝研發(fā)費用，對于領(lǐng)先者要8億美元，即便是跟隨者也要6億美元，到20nm時費用相應(yīng)分別增加到13.5億美元及10億美元。而從fabless角度，產(chǎn)品的設(shè)計與掩模費用也成倍增長，導(dǎo)致每年新開發(fā)的產(chǎn)品數(shù)量減少。再加上建廠費用大幅增加，新進(jìn)入企業(yè)的費用至少在30億美元~40億美元。這些因素迭加在一起，使市場變得更加殘酷，近期幾乎沒有新進(jìn)者，半導(dǎo)體業(yè)臺積電一家獨大“大者恒大”的局面越來越明顯。

據(jù)2012年美國應(yīng)用材料公司提供的資料，2010年全球top5投資者占總投資的60%，到2012年已增加至75%;而全球top5設(shè)備供應(yīng)商，在2010年提供的設(shè)備市場占有率達(dá)61%，到2012年增加到67%。

有人預(yù)計，全球半導(dǎo)體業(yè)將呈三足鼎立之勢，他們分別是英特爾、三星及臺積電。目前來看，全球已不超過10家公司愿意繼續(xù)大幅投資來跟蹤定律，眾多頂級芯片供應(yīng)商紛紛退下陣來，采用Fab Lite策略，開始擁抱代工。觀察過去30年全球半導(dǎo)體排名，日本強(qiáng)盛時代已不復(fù)存在，目前英特爾很強(qiáng)勢，己連續(xù)20年排名第一，然而未來半導(dǎo)體行業(yè)還會發(fā)生什么變化，業(yè)界拭目以待。

全球半導(dǎo)體業(yè)呈現(xiàn)出各種態(tài)勢，是由新的市場環(huán)境下各家公司的生存環(huán)境決定的，都有它們的合理性。然而可以肯定的是，企業(yè)的壟斷地位不可能持久。隨著Foundry壟斷性的增強(qiáng)，其勢必要提高收費，這種做法也已經(jīng)開始進(jìn)行了，如果Foundry的這種行為逐步嚴(yán)重，那么同時它的壟斷性就越強(qiáng)，就對給需要代工的半導(dǎo)體企業(yè)很大的壓力，利潤率被一點點的壓榨。最后的問題就在于Foundry公司是否能把握好價格線？會不會“被代工”廠商最終無法接受給代工廠打工的結(jié)果？一旦打破這種局面，相信Fabless+Foundry的模式一定會破裂，說不定結(jié)局是Fabless“一怒沖冠”聯(lián)合建Fab以擺脫Foundry的魔爪。但Foundry是有多想不開才會走到這一步呢？Who knows,everything is possible,isn’t it？