IDM之战,芯片公司的“孙孙三代”
2022-03-29 1137
本文是笔者与郭启航合着《芯路》后对芯片企业模式的反思。 分为五个部分,分别是:(1)《父子》,谈IDM和Foundry/Fabless。 (2)“今天爷爷来了”,谈IDMP。 (3)《欺负爸爸》,谈IDM。 (4)《活力儿子》谈Foundry/Fabless模式。 (4)“中国人都想当父亲,但儿子才是未来”,这是对国内设计企业急于在生产线上做IDM或者轻IDM的一些个人看法。
一、爸爸和儿子

爸。 1987年之前,全球集成电路产业大多采用IDM模式,即芯片设计、生产测试和封装三道工序在企业内部完成。 Intel、三星、海力士、美光是IDM的代表企业。 英特尔IDM巨头的芯片产能除了满足自身需求外,偶尔也会对外提供少量的芯片加工制造服务作为副业。当时,市场上还没有专业的OEM服务。儿子。 1987年,随着产品工业化的深入和社会分工的日益专业化,从IDM模式衍生出Foundry-Fabless模式。 台湾台积电创立了全球首家纯OEM芯片制造企业,使芯片设计企业摆脱了资本密集型和资产密集型的制造业务。 Foundry的代表企业有台积电、Grofeld、UTC、中芯国际、华虹集团等。Fabless更是明星云集,如高通、博通、Nvidia、联发科、海思等。

二、爷爷还活着。

有一种老模式,早期的美国IBM、中欧列强以及最近的日本巨头都采用了这种模式。 IDM仅集设计、制造、封装和测试于一体。与美国英特尔等集成电路IDM公司相比,日本公司并不是严格意义上的IDM公司。他们比IDM走得更远,上下游联系更紧密。 我们不妨把日本半导体公司这个模型被称为身份管理计划,这里,P指的是Product,是祖父的模型。直到1990年代,日本的半导体业务几乎都是大集团旗下的子部门,其对半导体技术和芯片产品的需求都来自于集团自身的终端产品。 这与美国英特尔等IDM企业完全不同,后者完全致力于满足市场最广泛的技术和产品要求。 以前的客户是自己的母公司集团,需求稳定,但很容易因为母公司集团的波动而出现不可抗拒的波动; 后者是整个市场,空间巨大,技术挑战广泛,有利于产品综合性能的提升。 日本的IDMP,在半导体发展初期,日本凭借IDMP模式取得了一定的领先优势,特别是日本企业在小家电等终端市场取得了辉煌的成就,间接带动了日本半导体的快速发展。半导体产业,曾培育出索尼、NEC、东芝、日立、富士通等世界级电子综合集团。IDMP的缺点也很明显。 首先,大集团半导体部门销售方向和研发方向固定,缺乏竞争环境,技术创新动力较弱。 其次,半导体部门容易受到集团终端部门的影响。终端销售好,半导体部门的业绩就好,反之亦然。 日本一度占据半导体产业大部分下游应用,包括电视、PC、收音机、家电等。 当风口转移到手机、平板电脑等移动智能终端上时,日本的终端制造迅速萎缩,导致全球六大手机制造商中缺少日本企业,间接导致日本手机市场萎缩。日本半导体产业。 受大集团宠爱的半导体板块也缺乏创新动力,集团效益不佳,因此对半导体板块的研发支持也相应减少。 再加上日本传统的终身雇佣制度,年轻人的目标是在大工厂工作一辈子。 除了日本大集团之外,在美国很难看到硅谷式半导体创业的火花。“IDMP模式”并不是日本的国家特色,欧洲的半导体行业也有类似的经历。 德国西门子和荷兰飞利浦都是综合性电子信息集团,其半导体部门实力很强。 1999年,德国西门子集团将半导体业务分拆成立新公司,这就是IDM企业德国英飞凌(INFINEON),如今在汽车电子芯片领域排名全球第二。 荷兰飞利浦集团于2006年将半导体业务剥离,成立了一家新公司,这就是当今汽车电子芯片全球排名第一的荷兰NXP公司。

三、霸道的父亲。 

人们普遍认为,设计公司有条件时可以在生产线上做IDM。 低端开一家芯片工厂的成本是1亿美元,如果想以UTC或者Grofond的运营水平来运营,成本是50亿美元。 台湾省联发科总裁曾评论道:“如果一家IDM公司的营业额超过5亿美元,我相信他们仍然可以维持自己的晶圆厂;但如果是一家营业额低于2亿或3亿美元的中型工厂,恐怕它必须发展成为一家无晶圆厂设计公司。” 这句话也可以理解为,如果纯芯片设计公司年收入达到5亿美元的水平,那么从经济实力上来说,IDM模式也算是可以考虑的。联发科2021年营收高达17.4亿美元,远超其宣称的能够为IDM自建工厂的经济门槛,而后并没有做出这样的选择。每日几乎所有 IDM 都是在 1990 年之前成立的。。30此后多年来,再没有大型设计公司转型IDM。包括高通(26.8年营收2021亿美元)、博通(18.7年营收2021亿美元)、英伟达(16.2年营收2021亿美元)等。 作为老牌IDM公司,AMD在2015年剥离了全部芯片制造部门,也就是今天的美国格罗菲尔德公司,退出了IDM模式。为什么说爸爸霸道呢? 两个原因:首先,成为 IDM 需要雄厚的财力。 其工厂设备不仅一次性投资较高,而且每2-3年就需要数百亿的投资,这是一笔极其沉重的资本支出负担。 即使在资本雄厚的美国,也只有英特尔有幸领先个人电脑行业,这使其能够大力投资逻辑技术的开发,使其成为该领域无可比拟的领先者,并依靠垄断利润不断投资工厂。 至于美国另一家IDM公司美光,也正是因为位于美国成本相对较低的地区(爱达荷州),才使其得以在1990年代和2000年代初期的半导体低潮中幸存下来。 。其次,IDM企业构筑了极高的围墙壁垒,且大多处于行业主导地位,无论是CPU的英特尔,模拟芯片的德州仪器,还是存储芯片的三星、海力士、美光。

四、活力儿子

Foundry-Fabless模式的诞生,大大降低了芯片设计的门槛。少数经验丰富的芯片工程师可以组建团队,开展芯片设计业务,然后付费给芯片代工企业加工生产,形成自主品牌产品。 Fabless企业的收入规模也在不断上升,正在与传统IDM巨头展开竞争。 Foundry厂家专业的人做专业的事,集中精力加大研发投入,提高产能利用率,降低成本,赚大钱。 根据2005年至2018年的统计数据,Foundry和Fabless企业的增速远超同期IDM龙头企业英特尔。

一个有趣的现象是,被AMD分拆出来的格方德已经成为全球第二大Foundry,经营业绩却一直不尽如人意。连续多年出现净亏损,与最大的台积电超过30%的年净利润率完全无法相提并论,效益甚至远不如排名第五的中芯国际和华虹集团。和第六大公司。 这反过来又说明,原来AMD IDM模式下的芯片制造业务确实没有专业性和性价比,没有市场竞争力。它是否侵蚀了设计行业的旧资本?

爸爸们都在向儿子模式迈进。

父亲虽然霸道,但有时也会感到愧疚。 因为爸爸需要包揽方方面面,负责方方面面的事情,所以在和年轻人竞争的时候,他往往在某些方面做不到。 在半导体行业的实践中,杰出的爸爸们正在向儿子模式靠拢。1、比如美国的AMD左思右想,发现庞大的工厂影响了其在设计上的集中投入。工厂分裂了,壮士断腕又可以再辉煌了。2、比如昨天的三星电子,已经从100%IDM成功培育出Foundry板,成为仅次于台积电的全球第二大芯片代工公司,并制定了“让芯片代工成为全球第一”的目标到 2030 年”。3. 例如,昨天的德州仪器、英飞凌和恩智浦瑞萨不再坚持 100%IDM,而是将芯片制造的增量需求转嫁给了台积电和其他代工厂。4、以如今的英特尔为例,发现芯片制造技术的升级已经输给了年轻的台积电,正在犹豫是否要学习AMD。

五、中国人都想当父亲,但儿子才是未来。

现在我们看到台积电、高通、英伟达、博通等都选择了最年轻的“Foundry/Fabless”模式,充满了生机和活力! Intel、德州仪器、NXP、英飞凌等都选择坚持IDM模式,成熟稳重! 全世界只有日本半导体公司一直坚持爷爷模式,而且老态龙钟! 直到三菱电机半导体事业部、日立半导体事业部和NEC电子经营困难,从各自的总部分离出来,重组为瑞萨电子,日本半导体才部分从IDMP模式进入IDM模式。中国的做法则不同。普遍观点认为,中国面临美国乃至整个西方世界的高科技封锁,将面临海外芯片代工企业拒绝为其代工的巨大风险。因此,设计公司有必要进行IDM转型。 因此,近年来杭州士兰微、无锡华润微、比亚迪半导体、格科微、闻泰、卓胜微等都在向IDM模式转型。笔者认为,一些有经济实力的纯芯片设计企业有必要建厂来解决短期内的产能供给。 从实际情况来看,相关企业更多地关注仿真、功耗等非先进技术,这实在是远远不够解渴,无法在短时间内从专业代工厂得到满足,原因有二。 首先,头部的OEM企业忙于12英寸先进产能的扩张,在这些非先进工艺上没有太多精力。 其次,就中国国情而言,本土OEM企业距离台积电获得巨额利润并能进行自筹资金的阶段还很远,因此它们高度依赖国家和地方政府产业投资平台的资金。 众所周知,无论是国家部委还是地方政府,都更倾向于做高、大、高质量的生产线和产品,期待突破,而不是“低水平重复建设”。因此,虽然头部代工企业认可非先进工艺的盈利能力,但很难获得足够的资金来完成8英寸甚至124英寸5投资以下纳米生产线

但从长远来看,还是要看产品的性价比和市场竞争力。 中国会出现数十家、数百家擅长芯片设计、芯片制造和工厂管理的半导体企业吗? 显然不是,毕竟行业有分工,并不一定能凭借坚强的意志实现美好的目标。 此外国内一些消费电子巨头、汽车巨头、通信巨头、电网巨头都亲自出去做芯片设计。虽然芯片设计、制造、最终用户的一体化还没有形成,但芯片设计+最终用户的模式毕竟走的是日本IDMP祖父模式的老路。我认为这不是一个长期的解决方案。

我认为未来几年,中国IDM企业将分为三个归宿:首先,它仍然是一家IDM企业,主要是在模拟和存储方面。其次,剥离制造,回归纯粹的芯片设计企业。第三,控制权向头部铸造企业转移,既保证了原有产能的供给,又避免了将过多的精力分散到不擅长的制造业务上。第三种模式实际上是日本索尼集团正在走的方向。 索尼是全球CMOS图像传感器行业的领导者,一直是IDM企业; 考虑到索尼CMOS图像传感器主要销售给集团内的相机、手机、摄像机等业务部门,索尼当时是一家IDMP企业。 今天,索尼选择与台积电合作,在日本建设一条12英寸先进生产线,专门用于满足索尼的产能需求,日本政府也为此提供了巨额补贴。
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