特約撰稿 莫大康
近期有報(bào)道，IBM、三星及GF將組成全球最大的芯片制造聯(lián)盟，并合作開發(fā)通用技術(shù)平臺，此舉或是為了對抗臺積電在代工中的獨(dú)霸天下。我們看到，全球半導(dǎo)體業(yè)正經(jīng)歷戲劇性的變化，由2010年增長32%到2011年僅增長0.4%。然而全球代工的表現(xiàn)相對亮麗，在2010年達(dá)266.35億美元(純代工)，同比增長44%；到2011年達(dá)276.8億美元，增長4%，可見全球代工的增長優(yōu)于半導(dǎo)體業(yè)的增長。

代工版圖的基因分析

依靠尺寸縮小來推動IC業(yè)增長的紅利漸漸遠(yuǎn)去，IDM廠開始擁抱代工。

代工業(yè)的興起源自我國臺灣對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的4業(yè)分離，設(shè)計(jì)、制造、封裝及測試起到?jīng)Q定性作用。同樣代工業(yè)的成長并非一帆風(fēng)順，初時(shí)經(jīng)歷了爬坡成長期，并且業(yè)界也曾抱懷疑的態(tài)度，因此全球代工業(yè)主要集中在我國臺灣，而眾多的美、日、歐等領(lǐng)先的廠商似乎并不看好它。僅是近期其才開始擁抱代工，典型的例子如2009年AMD被分拆成設(shè)計(jì)與代工制造兩部分，后者稱為GF。

隨著摩爾定律逐漸逼近終點(diǎn)，之前主要依靠尺寸縮小來推動工業(yè)增長的紅利漸漸遠(yuǎn)去。據(jù)Cadence估計(jì)，IC研發(fā)與設(shè)計(jì)的成本在急速上升，32nm/28nm的工藝研發(fā)費(fèi)用為12億美元，至22nm/20nm時(shí)則為21億美元。而IC產(chǎn)品的設(shè)計(jì)費(fèi)用由32nm的5000萬～9000萬美元漲至22nm時(shí)的1.2億～5億美元。從投資回報(bào)率角度出發(fā)，一個(gè)32nm芯片需要售出3000萬～4000萬塊、一個(gè)20nm芯片則需要6000萬至1億塊才能達(dá)到財(cái)務(wù)平衡，因此業(yè)界共識是工藝尺寸達(dá)到22nm或20nm時(shí)，可能通用的成本下降理論已不適用，導(dǎo)致產(chǎn)品會優(yōu)先選擇成熟的65nm、45nm或32nm工藝。

另外，目前半導(dǎo)體建廠費(fèi)用也大幅上升，達(dá)到40億～100億美元，稱之為gigafab。業(yè)界測算年銷售額必須大于100億美元才符合基本建廠條件，因此未來有能力再建新廠的廠商已屈指可數(shù)。

上述原因會對整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生很大的影響，導(dǎo)致未來眾多的頂級IDM大廠紛紛開始擁抱Foundry代工，因而未來全球半導(dǎo)體業(yè)中能夠繼續(xù)跟蹤定律的廠家數(shù)量在減少。據(jù)業(yè)界初步估計(jì)，未來全球能夠采用22nm、20nm甚至14nm的工藝及450mm硅片的廠家數(shù)量僅10家左右。

由硬件轉(zhuǎn)向應(yīng)用平臺

IC業(yè)正由過去硬件平臺的表征讓位給SoC與軟件結(jié)合等應(yīng)用平臺。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必須贏利，否則不能持續(xù)進(jìn)步，然而什么能推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)步呢？工藝只是推動半導(dǎo)體進(jìn)步的一個(gè)方面，摩爾定律僅解決了有關(guān)芯片性能和成本的問題，而不能解決芯片的功耗問題。因此科學(xué)地描述摩爾定律，應(yīng)該是在功耗基本不變的情況下，每經(jīng)過18個(gè)月后，每個(gè)芯片上晶體管的數(shù)量能增加一倍，而成本保持不變。

半導(dǎo)體業(yè)正由過去的CPU、處理器性能等硬件平臺的表征讓位給移動系統(tǒng)芯片SoC、硬件與軟件結(jié)合等所謂的應(yīng)用平臺，因?yàn)槟壳俺叽缈s小可能已走到盡頭。在半導(dǎo)體業(yè)中盛行的摩爾定律已引發(fā)另一個(gè)拐點(diǎn)，把晶體管做得更小未必會帶來好處。在新的SoC時(shí)代下，由于CMOS工藝的同質(zhì)化，導(dǎo)致IC設(shè)計(jì)的附加值會高于制造業(yè)，因此未來推動產(chǎn)業(yè)進(jìn)步更注重的是產(chǎn)品能滿足客戶的需求以及推出產(chǎn)品的時(shí)機(jī)，也即主要由應(yīng)用平臺來推動。

英特爾作為IDM的領(lǐng)頭羊，而臺積電作為全球代工的領(lǐng)頭羊，實(shí)際上兩者沒有可比性，因?yàn)椴⒉惶幱谕黄鹋芫€上。英特爾仍沿著之前處理器路線圖在前進(jìn)，由于其毛利率達(dá)68%，2011年銷售額為500億美元，因此每年有能力拿出近50億美元來研發(fā)。而臺積電銷售額為140億美元，毛利率為48%，每年研發(fā)費(fèi)用為10億美元，兩者財(cái)力差距甚大。

所以近期半導(dǎo)體業(yè)中兩次根本性的創(chuàng)新，如2007年的高k金屬柵HKMG工藝技術(shù)與2011的3D晶體管結(jié)構(gòu)都出自英特爾之手。業(yè)界估計(jì)臺積電與英特爾在邏輯工藝上的差距至少為兩年，原因也十分明顯，臺積電要滿足多個(gè)客戶的需求，而英特爾可以為產(chǎn)品下全力去攻克工藝難關(guān)。一個(gè)復(fù)雜的SoC要求低成本，必須采用與其選用的IP相適應(yīng)的晶體管結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在從技術(shù)上開發(fā)IP需要更長的時(shí)間，然而產(chǎn)品的生存周期越來越短，所以臺積電在技術(shù)推進(jìn)的策略上要晚于英特爾合乎情理。

全球代工版圖將變

全球代工的版圖將由過去的臺灣雙雄稱霸，轉(zhuǎn)變?yōu)榕_積電獨(dú)大。

全球代工版圖的劃分目前業(yè)界基本認(rèn)可的是分成兩大陣營，第一陣營為滿足先進(jìn)制程訂單，擁有300mm生產(chǎn)線；第二陣營為滿足成熟產(chǎn)品市場。目前代工版圖的改變主要集中在第一陣營中。

全球代工業(yè)一直由我國臺灣地區(qū)的雙雄稱霸，臺積電與聯(lián)電約占全球代工市場份額的70%，其中尤以臺積電最為出色。臺積電的優(yōu)勢在于能提供完整的一站式服務(wù)，包括掩膜、第三方IP及封裝等，它在繼續(xù)大幅投資追趕先進(jìn)制程工藝，導(dǎo)致毛利率與市場占有率上升。近期眾多IDM大廠敢于擁抱代工，最先進(jìn)制程的訂單不得不給它。它的成功來自于經(jīng)驗(yàn)的積累與濟(jì)濟(jì)的人才，因此后進(jìn)者不可能在近期內(nèi)超過它。

然而臺積電的擔(dān)憂是維持近50%的毛利率及50%的市場份額有一定的難度，后面有眾多的追趕者如UMC、GF及三星等，雖然無法超越它，但是能蠶食它的市場份額。

最近IBM、三星及GF三家公司將組成聯(lián)盟，三家公司都有獨(dú)特的貢獻(xiàn)，IBM和GF帶來了90nm技術(shù)，三星的加入拓展了65nm和45nm技術(shù)，顯見它們的目標(biāo)都是為了對抗臺積電在代工中的獨(dú)霸天下。

另一家典型代表是三星，在2010年時(shí)它的代工部分銷售額才4億美元，進(jìn)入2011年，在蘋果等的驅(qū)動下，已達(dá)到19.5億美元，擠下中芯國際名列全球第4。近期三星放言繼續(xù)加大代工的投資，擴(kuò)充在美國奧斯汀廠的產(chǎn)能，并積極參與IBM的邏輯工藝平臺。雖然三星在邏輯工藝方面有優(yōu)勢，但是由于蘋果與三星在終端產(chǎn)品方面是競爭關(guān)系，業(yè)界傳言蘋果會把訂單轉(zhuǎn)交給臺積電，僅是時(shí)間問題。另一方面代工不僅依賴于技術(shù)，更多方面在管理及經(jīng)驗(yàn)的積累，所以三星在代工中的表現(xiàn)不可能如它的存儲器那樣出色，三星仍是一家以存儲器為主的制造商。

再有是GF，它有三大優(yōu)勢：一是有阿布扎比公司的支持；二是技術(shù)上加入了以IBM為首的邏輯工藝平臺，能縮小與臺積電之間的差距；三是在德國、紐約與新加坡都有fab，未來GF有可能超過聯(lián)電成為全球代工第二。

目前排名第二的UMC有實(shí)力，但是它的業(yè)務(wù)重點(diǎn)有許多，包括設(shè)計(jì)、光伏等，顯然它也并不企圖與GF在代工中決一高低。[!--empirenews.page--]

原先排名第三的中芯國際，屬于第一陣營，近期業(yè)界有人認(rèn)為其可能已下降至第二陣營中。因?yàn)閺慕趤砜?，迫于扭虧為盈的巨大壓力，中芯國際可能改變之前倡導(dǎo)的積極擴(kuò)張策略為穩(wěn)健型發(fā)展策略。中芯國際新的發(fā)展策略，可能更多考慮的是企業(yè)自身的利益，然而不一定能馬上奏效。