什么是半導(dǎo)體芯片行業(yè)三種運(yùn)作模式

新型半導(dǎo)體材料在工業(yè)方面的應(yīng)用越來(lái)越多。新型半導(dǎo)體材料表現(xiàn)為其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，擁有卓越的電學(xué)特性，而且成本低廉，可被用于制造現(xiàn)代電子設(shè)備中廣泛使用，半導(dǎo)體在集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應(yīng)用、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域應(yīng)用。本文將簡(jiǎn)單的介紹半導(dǎo)體芯片行業(yè)三種運(yùn)作模式。

半導(dǎo)體芯片是什么

一般情況下，半導(dǎo)體、集成電路、芯片這三個(gè)東東是可以劃等號(hào)的，因?yàn)橹v的其實(shí)是同一個(gè)事情。半導(dǎo)體是一種材料，分為表格中四類，由于集成電路的占比非常高，超過(guò) 80%，行業(yè)習(xí)慣把半導(dǎo)體行業(yè)稱為集成電路行業(yè)。而芯片就是集成電路的載體，廣義上我們就將芯片等同于了集成電路。

半導(dǎo)體芯片行業(yè)的三種運(yùn)作模式有 IDM、Fabless 和 Foundry。

1、IDM(Integrated Device Manufacture)模式

主要的特點(diǎn)如下：集芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封裝和測(cè)試等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一身;早期多數(shù)集成電路企業(yè)采用的模式;目前僅有極少數(shù)企業(yè)能夠維持。

主要的優(yōu)勢(shì)如下：設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化，有助于充分發(fā)掘技術(shù)潛力;能有條件率先實(shí)驗(yàn)并推行新的半導(dǎo)體技術(shù)(如 FinFet)。

主要的劣勢(shì)如下：公司規(guī)模龐大，管理成本較高;運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較高，資本回報(bào)率偏低。

這類企業(yè)主要有：三星、德州儀器(TI)。

2、Fabless(無(wú)工廠芯片供應(yīng)商)模式

主要的特點(diǎn)如下：只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷售;將生產(chǎn)、測(cè)試、封裝等環(huán)節(jié)外包。

主要的優(yōu)勢(shì)如下：資產(chǎn)較輕，初始投資規(guī)模小，創(chuàng)業(yè)難度相對(duì)較小;企業(yè)運(yùn)行費(fèi)用較低，轉(zhuǎn)型相對(duì)靈活。

主要的劣勢(shì)如下：與 IDM 相比無(wú)法與工藝協(xié)同優(yōu)化，因此難以完成指標(biāo)嚴(yán)苛的設(shè)計(jì);與 Foundry 相比需要承擔(dān)各種市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，一旦失誤可能萬(wàn)劫不復(fù)。

這類企業(yè)主要有：海思、聯(lián)發(fā)科(MTK)、博通(Broadcom)。

3、Foundry(代工廠)模式

主要的特點(diǎn)如下：只負(fù)責(zé)制造、封裝或測(cè)試的其中一個(gè)環(huán)節(jié);不負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì);可以同時(shí)為多家設(shè)計(jì)公司提供服務(wù)，但受制于公司間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

主要的優(yōu)勢(shì)如下：不承擔(dān)由于市場(chǎng)調(diào)研不準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷等決策風(fēng)險(xiǎn)。

主要的劣勢(shì)如下：投資規(guī)模較大，維持生產(chǎn)線正常運(yùn)作費(fèi)用較高;需要持續(xù)投入維持工藝水平，一旦落后追趕難度較大。

這類企業(yè)主要有：SMIC、UMC、Global Foundry。

IDM、Foundry、Fabless以及Fab-lite之間的合作和競(jìng)爭(zhēng)

Fabless與IDM之間的競(jìng)爭(zhēng)激烈。Fabless與IDM廠商都要直接面對(duì)客戶，處于同一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)層面，二者之間存在激烈的競(jìng)爭(zhēng)。相對(duì)而言，IDM 的品牌優(yōu)勢(shì)更為明顯，而眾多的Fabless 廠商只能通過(guò)捕捉市場(chǎng)熱點(diǎn)并迅速推出產(chǎn)品制勝，當(dāng)然也有少數(shù)技術(shù)實(shí)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(huì)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(wú)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(wú)法通過(guò)投資生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)收益，而Foundry 可以通過(guò)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(fèi)用及所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，而且一旦一個(gè)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(huì)越來(lái)越深入，二者之間的合作將更加密切。而有些時(shí)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(shuō)，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(jí)存儲(chǔ)器制造商三星實(shí)際上已成為臺(tái)積電的有力競(jìng)爭(zhēng)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。

最后，簡(jiǎn)單介紹下半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)鏈重要環(huán)節(jié)。

產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)分上、中、下游主要是三個(gè)環(huán)節(jié)：

這些名詞看著很復(fù)雜，那我就用大白話幫大家翻譯一下(對(duì)照著下面這張圖一起看)：

1、IC設(shè)計(jì)指的是集成電路設(shè)計(jì)。什么手機(jī)、電腦、智能設(shè)備玩意兒運(yùn)行邏輯都要在這個(gè)時(shí)候定好;

2、晶圓制造是啥意思呢?因?yàn)榧呻娐沸枰龅揭粋€(gè)晶片上，晶片是從砂石里層層提煉出來(lái)的東西，中間有拉晶、切割的工藝，要用到熔煉爐、CVD設(shè)備、單晶爐和切片機(jī)這幾樣設(shè)備。

3、晶圓加工就是在上一步做好的晶圓基礎(chǔ)上，把集成電路做到上面去主要包含鍍膜、光刻、刻蝕、離子注入這些工藝。這也需要多項(xiàng)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4、封測(cè)就是封裝+測(cè)試。目的是把上面做好的集成電路放到保護(hù)殼中，防止損壞、腐蝕。要用到切割減薄設(shè)備、引線機(jī)、鍵合機(jī)、分選測(cè)試機(jī)等設(shè)備。

最后，芯片就成品了。