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Batalha IDM, "neto e neto de três gerações" da empresa de chips
2022-03-29 1137
Este artigo é uma reflexão sobre o modo das empresas de chips depois que o autor foi coautor de Core Road com Guo Qihang. Está dividido em cinco partes, sendo elas: (1) “Pai e Filho”, falando sobre IDM e Foundry/Fabless. (2) “O vovô está aqui hoje”, fala do IDMP. (3) "Bully Dad", falando sobre IDM. (4) "Vibrant son" fala sobre o modelo Foundry/Fabless. (4) "Todos os chineses querem ser pais, mas os filhos são o futuro", que são algumas opiniões pessoais sobre a ânsia das empresas de design nacionais em fazer IDM na linha de produção ou IDM leve.
一、Pai e filho

Pai Antes de 1987, a maioria das indústrias de circuitos integrados do mundo estavam no modo IDM, ou seja, os três processos de design, produção e teste de chips e embalagem eram concluídos dentro da empresa. Intel, Samsung, Hynix e Micron são as empresas representativas da IDM. Além de atender às suas próprias necessidades, a capacidade de produção de chips dos gigantes da Intel IDM ocasionalmente fornecia uma pequena quantidade de serviços de processamento e fabricação de chips para o exterior como atividade secundária. Naquela época, não havia serviço OEM profissional no mercado.Filho. Em 1987, com o aprofundamento da industrialização dos produtos e a crescente especialização da divisão social do trabalho, o modelo Foundry-Fabless derivou do modelo IDM. A TSMC, na província de Taiwan, fundou a primeira empresa de fabricação de chips OEM pura do mundo, liberando as empresas de design de chips dos negócios de fabricação que exigem alto capital e muitos ativos. As empresas representativas da Foundry incluem TSMC, Grofeld, UTC, SMIC, Hua Hong Group, etc. Fabless está cheio de estrelas, como Qualcomm, Broadcom, Nvidia, MediaTek, HiSilicon e assim por diante.

二、Vovô ainda está vivo.

Existe um modelo antigo, que foi adoptado pela antiga IBM americana, pelas potências médias europeias e pelos recentes gigantes japoneses. O IDM integra apenas design, fabricação, embalagem e testes. Em comparação com empresas de IDM de circuitos integrados como a Intel nos Estados Unidos, as empresas japonesas não são empresas de IDM no sentido estrito. Eles vão além do IDM, e o upstream e o downstream estão mais intimamente ligados. Poderíamos também colocar as empresas japonesas de semicondutoresEste modelo é chamadoIDMP,Aqui, P refere-se ao Produto, que é o modelo dos avôs..Até a década de 1990, os negócios de semicondutores do Japão eram quase todos subdepartamentos de grandes grupos, e sua demanda por tecnologia de semicondutores e produtos de chips vinha dos próprios produtos terminais do grupo. Isto é completamente diferente das empresas de IDM como a Intel nos Estados Unidos, que estão totalmente comprometidas em atender aos mais extensos requisitos técnicos e de produtos do mercado. O antigo cliente é o seu próprio grupo controlador e sua demanda é estável, mas é fácil ter flutuações irresistíveis devido às flutuações do grupo controlador; Este último é todo o mercado, com um enorme espaço e uma vasta gama de desafios técnicos, o que contribui para a melhoria do desempenho integral dos produtos. IDMP do Japão, no estágio inicial de desenvolvimento de semicondutores, o Japão ganhou uma certa vantagem em virtude de seu modo IDMP, especialmente as brilhantes conquistas das empresas japonesas nos mercados de terminais, como pequenos eletrodomésticos, que indiretamente levaram ao rápido desenvolvimento do Japão indústria de semicondutores e grupos integrados eletrônicos de classe mundial, uma vez cultivados, como Sony, NEC, Toshiba, Hitachi e Fujitsu.As desvantagens do IDMP também são óbvias. Em primeiro lugar, os departamentos de semicondutores de grandes grupos têm uma direção fixa de vendas e de I&D, falta de ambiente competitivo e fraca motivação para a inovação tecnológica. Em segundo lugar, o departamento de semicondutores é facilmente influenciado pelo departamento de terminais do grupo. Se as vendas dos terminais forem boas, o desempenho do departamento de semicondutores será bom e vice-versa. O Japão já ocupou a maior parte das aplicações downstream da indústria de semicondutores, incluindo TV, PC, rádio, eletrodomésticos, etc. Quando a saída é transferida para terminais móveis inteligentes, como telefones celulares e tablets, a fabricação de terminais no Japão está diminuindo rapidamente, resultando na falta de empresas japonesas entre os seis maiores fabricantes de telefones celulares do mundo, o que indiretamente leva ao encolhimento de Indústria japonesa de semicondutores. O sector dos semicondutores, que é mimado por grandes grupos, também carece de motivação para inovar e os benefícios do grupo não são bons, pelo que o apoio à I&D para o sector dos semicondutores é correspondentemente reduzido. Juntamente com o tradicional sistema de emprego vitalício no Japão, os jovens pretendem trabalhar em grandes fábricas durante toda a vida. É difícil ver a centelha do empreendedorismo de semicondutores ao estilo do Vale do Silício nos Estados Unidos fora dos grandes grupos japoneses.O "modo IDMP" não é uma característica nacional do Japão, e a indústria de semicondutores na Europa tem uma experiência semelhante. A Siemens na Alemanha e a Philips nos Países Baixos são grupos integrados de informação electrónica e as suas divisões de semicondutores são muito fortes. Em 1999, o Grupo Siemens da Alemanha separou seu negócio de semicondutores e criou uma nova empresa, que é a INFINEON da Alemanha, uma empresa IDM, que hoje ocupa o segundo lugar no mundo de chips eletrônicos automotivos. O Grupo Philips da Holanda separou seu negócio de semicondutores em 2006 e criou uma nova empresa, que é a NXP Company da Holanda, que hoje ocupa o primeiro lugar no mundo de chips eletrônicos automotivos.

三、Um pai dominador. 

Existe uma visão comum de que as empresas de design podem fazer IDM na linha de produção quando tiverem condições. O custo de abertura de uma fábrica de chips de baixo custo é de US$ 1 bilhão, e se você quiser operar no nível operacional da UTC ou Grofond, o custo é de US$ 50 bilhões. O chefe da MediaTek na província de Taiwan comentou certa vez: "Se o faturamento de uma empresa IDM ultrapassar US$ 5 bilhões, acredito que ela ainda poderá manter suas próprias fábricas, mas se for uma fábrica de médio porte com faturamento inferior a US$ 2 bilhões ou US$ 3 bilhões, receio que ela tenha que se tornar uma empresa de design fabless." Esta frase também pode ser entendida como se a receita anual de uma empresa pura de design de chips atingir o nível de US$ 5 bilhões, então o modo IDM pode ser considerado em termos de força econômica.A receita da MediaTek em 2021 chegou a US$ 17.4 bilhões, excedendo em muito o limite econômico declarado de ser capaz de construir sua própria fábrica para IDM, e então não fez tal escolha.Hoje em diaQuase todos os IDMs foram estabelecidos antes de 1990.。30Ao longo dos anos, desde então, nenhuma grande empresa de design transformou o IDM.,Incluindo Qualcomm (receita de 26.8 bilhões de dólares em 2021), Broadcom (receita de 18.7 bilhões de dólares em 2021), Nvidia (receita de 16.2 bilhões de dólares em 2021) e assim por diante. Como uma empresa IDM estabelecida, a AMD retirou todos os seus setores de fabricação de chips em 2015, ou seja, a atual Grofeld Company dos Estados Unidos, e retirou-se do modo IDM.Por que você diz que papai é dominador? Duas razões:Primeiro, ser um IDM exige muito dinheiro. O equipamento da sua fábrica não só tem um elevado investimento único, mas também precisa de dezenas de milhares de milhões de investimentos a cada 2-3 anos, o que representa um encargo de despesas de capital extremamente pesado. Mesmo nos Estados Unidos, ricos em capital, apenas a Intel tem a sorte de liderar a indústria de computadores pessoais, o que lhe permite investir pesadamente no desenvolvimento da tecnologia lógica, tornando-a um líder incomparável neste campo e contando com os lucros do monopólio para continuamente investir em fábricas. Quanto à Micron, outra empresa de IDM nos Estados Unidos, é também porque está localizada numa área de custo relativamente baixo nos Estados Unidos (Idaho), o que lhe permite sobreviver à maré baixa dos semicondutores na década de 1990 e início de 2000. .Em segundo lugar, as empresas IDM construíram barreiras extremamente altas e a maioria delas está em uma posição dominante na indústria, seja Intel para CPU, Texas Instruments para chips analógicos, Samsung, Hynix e Micron para chips de memória.

四、Filho vibrante

O nascimento do modo Foundry-Fabless reduziu bastante o limite do design do chip. Alguns engenheiros de chips experientes podem formar uma equipe para realizar negócios de design de chips e, em seguida, pagar para que empresas de fundição de chips processem e produzam, formando produtos de marcas independentes. A escala de rendimentos das empresas Fabless também está a aumentar, e elas estão a competir com os gigantes tradicionais do IDM. Os profissionais dos fabricantes de fundição fazem coisas profissionais, concentram-se em aumentar o investimento em P&D, melhorar a utilização da capacidade, reduzir custos e ganhar muito dinheiro. De acordo com os dados estatísticos de 2005 a 2018, a taxa de crescimento das empresas Foundry e Fabless excede em muito a da Intel, a empresa líder em IDM no mesmo período.

Um fenômeno interessante é que Grofangde, desmembrada pela AMD, tornou-se a segunda maior fundição do mundo e seu desempenho operacional tem sido insatisfatório. Sofreu um prejuízo líquido durante muitos anos, que é completamente incomparável com a taxa de lucro líquido anual do maior TSMC, que ultrapassa 30%, e os seus benefícios são ainda piores do que os do SMIC e do Grupo Hua Hong, que são o quinto e sexta maiores empresas. Isso, por sua vez, mostra que o negócio de fabricação de chips no modo AMD IDM original realmente não tem profissionalismo e desempenho de custo, e não tem competitividade de mercado. Está corroendo o antigo capital do negócio do design?

Os pais estão todos caminhando para o modo filho..

Embora meu pai seja dominador, às vezes ele se sente culpado. Como o pai precisa cobrir todos os aspectos e assumir o controle de todos os aspectos dos assuntos, quando compete com os jovens, muitas vezes ele não consegue fazê-lo em alguns aspectos. Na prática da indústria de semicondutores, pais proeminentes estão se aproximando do modo filho.1. Por exemplo, a AMD nos Estados Unidos pensa em tudo de um lado para o outro e descobre que a enorme fábrica afetou o seu investimento focado em design. A fábrica foi dividida e o pulso quebrado do homem forte pode brilhar novamente.2. Por exemplo, a Samsung Electronics de ontem cultivou com sucesso a placa Foundry de 100%IDM e se tornou a segunda maior empresa de fundição de chips do mundo depois da TSMC, e estabeleceu a meta de "tornar a fundição de chips a número um do mundo até 2030".3. Por exemplo, empresas como Texas Instruments, Infineon e NXP Renesas, que antes insistiam em 100% de fabricação integrada (IDM), transferiram a demanda adicional de fabricação de chips para a TSMC e outras fundições.4. A Intel de hoje, por exemplo, descobriu que a atualização da tecnologia de fabricação de chips foi perdida para a jovem TSMC e está hesitante em aprender a AMD.

五、Todos os chineses querem ser pais, mas os filhos são o futuro.

Agora podemos ver que TSMC, Qualcomm, Nvidia, Broadcom, etc. escolheram o modelo mais jovem "Foundry/Fabless", cheio de vigor e vitalidade! Intel, Texas Instruments, NXP, Infineon, etc. optaram por aderir ao modo IDM, que é maduro e estável! Somente as empresas japonesas de semicondutores em todo o mundo sempre aderiram ao modo vovô, e são velhas e senis! Somente quando a Mitsubishi Electric Semiconductor Division, a Hitachi Semiconductor Division e a NEC Electronics tiveram uma operação difícil é que se separaram de suas respectivas sedes e se reorganizaram na Renesas Electronics é que os semicondutores japoneses entraram parcialmente no modo IDM do modo IDMP.A prática da China é diferente.A visão comum é que a China enfrenta o bloqueio de alta tecnologia dos Estados Unidos e até mesmo de todo o mundo ocidental, e enfrentará o enorme risco de empresas estrangeiras de fundição de chips se recusarem a contratá-los. Portanto, é necessário que as empresas de design transformem o IDM. Portanto, nos últimos anos, Hangzhou Shilanwei, Wuxi Huarunwei, BYD Semiconductor, Gekewei, Wentai e Zhuoshengwei estão todos mudando para o modo IDM.O autor acredita que é necessário que algumas empresas de design de chips puros com força econômica construam fábricas para resolver o fornecimento de capacidade no curto prazo. Da situação real, as empresas relacionadas concentram-se mais em tecnologias não avançadas, como simulação e energia, que estão realmente longe de saciar a sede e não podem ser satisfeitas em fundições profissionais em pouco tempo por duas razões. Primeiro, as empresas OEM à frente estão ocupadas com a expansão da capacidade de produção avançada de 12 polegadas e não têm muita energia nesses processos não avançados. Em segundo lugar, considerando as condições nacionais da China, as principais empresas OEM locais estão longe do estágio em que a TSMC obtém lucros enormes e pode fazer investimentos de reciclagem por conta própria, sendo, portanto, altamente dependentes de fundos de plataformas de investimento industrial dos governos nacional e local. Como todos sabemos,Independentemente dos ministérios estaduais ou dos governos locais, eles estão mais inclinados a fabricar linhas de produção e produtos de alta, grande e alta qualidade, esperando avanços em vez de "construção redundante de baixo nível". Portanto, embora as principais empresas de fundição reconheçam a lucratividade de processos não avançados, é difícil obter fundos suficientes para completar 8 centímetros ou mesmo124 polegadas5Investimento nas seguintes linhas de produção de nanômetros.

No entanto, no longo prazo, depende do desempenho dos custos e da competitividade dos produtos no mercado. Haverá dezenas ou centenas de empresas de semicondutores na China que sejam boas em design de chips, fabricação de chips e gerenciamento de fábrica? Obviamente que não, afinal existe especialização no setor, e não é certo que se consiga atingir um objetivo bonito com muita vontade. alémAlguns gigantes domésticos de eletrônicos de consumo, gigantes automobilísticos, gigantes das comunicações e gigantes da rede elétrica saíram para projetar pessoalmente os chips. Embora a integração entre design de chip, fabricação e usuário final ainda não tenha sido formada, o modelo de design de chip + cliente final está seguindo o modelo antigo do modelo avô do IDMP japonês, afinal. Não creio que esta seja uma solução a longo prazo..

Acho que nos próximos anos, as empresas de IDM na China serão divididas em três destinos:Primeiro, ainda é um empreendimento de IDM, principalmente em simulação e armazenamento.Em segundo lugar, a fabricação é eliminada e devolvida a empresas puras de design de chips.Em terceiro lugar, a transferência de direitos de controlo para as principais empresas de fundição não só garante o fornecimento da capacidade de produção original, mas também evita a distração de energia excessiva no negócio de produção que não é bom.O terceiro modo é na verdade a direção que o Grupo Sony do Japão está tomando. A Sony é líder na indústria global de sensores de imagem CMOS e sempre foi uma empresa de IDM; Considerando que os sensores de imagem CMOS da Sony eram vendidos principalmente para câmeras, telefones celulares, câmeras de vídeo e outras divisões de negócios do grupo, a Sony era uma empresa IDMP naquela época. Hoje, a Sony optou por cooperar com a TSMC para construir uma linha de produção avançada de 12 polegadas no Japão, especialmente projetada para atender à demanda de capacidade de produção da Sony, e o governo japonês concedeu enormes subsídios em resposta.
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