從半導(dǎo)體行業(yè)結(jié)構(gòu)看，晶圓代工廠正處于主導(dǎo)地位

來(lái)源：fabricatedknowledge

Fabless產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在變化半導(dǎo)體行業(yè)中投資建立晶圓廠的環(huán)節(jié)是要求NCNR（不可取消、不可退款）訂單的，因?yàn)橥顿Y晶圓廠的成本很高，而且最近這些成本一直在增加；因此，無(wú)晶圓廠客戶必須承擔(dān)投資晶圓廠的部分財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)，并且不能取消訂單。Fabless 被認(rèn)為是成本中心，主要由亞洲代工廠負(fù)責(zé)加工，這也促使了無(wú)晶圓廠公司蓬勃發(fā)展。并且2020 年開(kāi)始的芯片導(dǎo)短缺凸顯了晶圓廠的戰(zhàn)略重要性，尤其是在汽車等行業(yè)。此外，隨著代工廠的幾何尺寸越來(lái)越小，工藝難度也越來(lái)越大，英特爾和三星都在努力克服這些困難。并且各個(gè)公司和國(guó)家都希望其半導(dǎo)體供應(yīng)多樣化，但制造晶圓廠很難。投資只是其中的一部分，它還需要這項(xiàng)投資可以具有持續(xù)性。就像 ASML 需要客戶（臺(tái)積電、英特爾、三星）的大量投資一樣，晶圓廠也需要與客戶共同投資和風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)，以更好地度過(guò)半導(dǎo)體周期。這也是晶圓廠和無(wú)晶圓廠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的表現(xiàn)。隨著先進(jìn)半導(dǎo)體的規(guī)模和制造工藝難度的增加，晶圓廠和無(wú)晶圓廠公司的市場(chǎng)格局一分為二，例如 AMD 和 Globalfoundries。像 Globalfoundries 就選擇放棄之前的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗麄兎Q繼續(xù)這樣做是不經(jīng)濟(jì)的，然后選擇轉(zhuǎn)向 SOI 和 RF 設(shè)備等專業(yè)技術(shù)。但隨著摩爾定律的迅猛發(fā)展，平面縮放到 FinFet 之后將會(huì)遇到更多問(wèn)題，晶圓廠也會(huì)成為稀缺資源。因?yàn)橐坏┠忝撾x摩爾定律的步伐，幾乎沒(méi)有人能重新獲得它。另外在半導(dǎo)體的周期性發(fā)展中一些產(chǎn)業(yè)問(wèn)題也可以凸顯晶圓廠的重要性。落后的供需問(wèn)題在半導(dǎo)體生產(chǎn)周期中，產(chǎn)能不足和產(chǎn)能過(guò)剩都在反復(fù)出現(xiàn)，產(chǎn)能不足主要集中在高端芯片領(lǐng)域，而產(chǎn)能過(guò)剩又通常發(fā)生在內(nèi)存芯片當(dāng)中。而這一次出現(xiàn)的短缺卻是針對(duì)成熟芯片，比如：28nm以上芯片。那么對(duì)成熟芯片的需求來(lái)源于哪里？相比智能手機(jī)，汽車公司嚴(yán)重依賴成熟的芯片設(shè)計(jì)工藝，因?yàn)樗鼈兲峁┑墓δ芸煽壳覂r(jià)格低廉。但問(wèn)題是，如果所有汽車公司同時(shí)將同類型芯片的含量增加三倍，那么就會(huì)出現(xiàn)典型的需求沖擊，使供應(yīng)無(wú)法及時(shí)做出反應(yīng)。并且落后的供應(yīng)很難再增加，因?yàn)榇蠖鄶?shù)落后的晶圓廠都在使用二手的制造設(shè)備。比如：代工廠建造了一個(gè)領(lǐng)先的晶圓廠，并在 4 年內(nèi)將其完全折舊，為高通和 AMD 等公司提供領(lǐng)先的芯片。當(dāng)領(lǐng)先的人轉(zhuǎn)移到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，他們就利用了這個(gè)容量，并將其重新用于微控制器、混合信號(hào)、連接和這類產(chǎn)品。如今最前沿的光刻技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到 14 納米、10 納米，甚至 7、5 和 3 納米，而微控制器和模擬器件需要的功能仍處于 65 納米到 180 納米的范圍內(nèi)。所以落后產(chǎn)品不再容易獲得，因?yàn)橛刑嗳艘苿?dòng)到了更高級(jí)的節(jié)點(diǎn)。其次，隨著晶圓尺寸的發(fā)展，如今已經(jīng)聚焦于 12 英寸。8 英寸主要是鋁制后端和 12 英寸主要是銅制后端，導(dǎo)致兩者不兼容。產(chǎn)品的升級(jí)也不那么容易兼容。最后供應(yīng)端沒(méi)有特別強(qiáng)勁的需求時(shí)也導(dǎo)致落后的晶圓廠很少能在接近產(chǎn)能的地方運(yùn)行。以臺(tái)積電的產(chǎn)能利用率為例：可見(jiàn)晶圓廠的產(chǎn)能難以達(dá)到 100% 利用率，這也是供應(yīng)更加緊張的一個(gè)原因。當(dāng)我們受到來(lái)自汽車和其他成熟芯片的需求沖擊時(shí)，我們難以應(yīng)對(duì)。為了增加產(chǎn)能，公司必須建造新的晶圓廠，然后花費(fèi)大量金額購(gòu)買(mǎi)新工具，所有這些都是為了制造市場(chǎng)價(jià)格是這些芯片全新時(shí)成本的 1/100 的芯片。導(dǎo)致芯片價(jià)格上漲?？梢?jiàn)如果長(zhǎng)期處于這種情況下則Fabs 的投資是更合理的，因此 Fabs 已經(jīng)開(kāi)始推動(dòng)他們的客戶簽訂長(zhǎng)期協(xié)議 (LTA) 和不可取消且不可退貨的訂單 NCNR。無(wú)晶圓廠正在承受更大的沖擊臺(tái)積電今年投資了 400 億美元在芯片制造當(dāng)中。因此，臺(tái)積電（和其他晶圓廠）之類的公司不會(huì)讓他們的客戶擺脫這種資本密集型決定的束縛。但是在當(dāng)前的情況中很難保證他們的客戶可以多年支付略高且一致的價(jià)格和數(shù)量。因此，NCNR 也處于落后的邊緣。因此那些落后的晶圓廠對(duì)重要的增量客戶有著更嚴(yán)格的控制，否則他們將陷入破產(chǎn)境地。現(xiàn)在NCNR 還在被強(qiáng)制執(zhí)行，因?yàn)榫A廠掌握著控制權(quán)，晶圓廠實(shí)際上是將資本密集型業(yè)務(wù)的部分周期性風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)偨o無(wú)晶圓廠和資本輕型業(yè)務(wù)。NCNR 實(shí)際上也是一把雙刃劍。無(wú)晶圓廠的公司將比過(guò)去的周期更吃緊，因?yàn)榻K端市場(chǎng)的需求正在下降，整個(gè)供應(yīng)鏈，包括設(shè)備供應(yīng)商的交貨不及時(shí)、導(dǎo)致產(chǎn)能的建設(shè)都會(huì)有所影響。例如，Qorvo 在中國(guó)低端手機(jī)的應(yīng)用很多，隨著需求下降，由于無(wú)法履行其數(shù)量承諾，他們被迫寫(xiě)下供應(yīng)協(xié)議。與此同時(shí)，英偉達(dá)在其游戲領(lǐng)域的無(wú)意加密暴露創(chuàng)造了一個(gè)經(jīng)典的庫(kù)存周期。英偉達(dá)也面臨無(wú)法無(wú)法履行合同的問(wèn)題。不過(guò)美光卻認(rèn)為他們的庫(kù)存調(diào)整正在擴(kuò)大，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心帶來(lái)得強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。就目前而言，無(wú)晶圓廠公司似乎承受著比這個(gè)庫(kù)存周期歷史上更大的沖擊。

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