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邀請演講眾所周知,半導體芯片的設計和制作環節非常多,簡單來看,主要是分為芯片設計、生產、封測三大環節。
圖表1:芯片生產流程
資料來源:前瞻產業研究院整理
(二)生產模式介紹
越是先進的芯片,其設計開發成本和生產制造成本往往越高,一家半導體公司往往無法單獨負擔。此時就衍生出了兩種生產模式,一種是IDM(垂直整合模式,integrated design and manufacture),另外一種是Fabless-Foundry模式。
IDM即一個公司包辦從設計、制造到銷售的全部流程,需要雄厚的運營資本才能支撐此營運模式,如Intel、三星、TI(德州儀器)、東芝、ST(意法半導體)、Nuvoton(新唐)等。其中,三星電子的晶圓廠雖然主要是為了制造自己設計的芯片,但由于建廠成本太高,它同時也給蘋果公司為iPhone、iPad設計的處理器提供代工服務。
Fabless-Foundry是電路設計和代工生產相分離的模式,衍生出這一模式的原因主要有兩個:首先,半導體制造業具有規模經濟性特征,適合大規模生產。隨著制造工藝的進步和晶圓尺寸的增大,單位面積上能夠容納的IC 數量劇增,成品率顯著提高。企業擴大生產規模會降低單位產品的成本,提高企業競爭力。其次,半導體產業所需的投資十分巨大,沉沒成本高。一般而言,一條8 英寸生產線需要8 億美元投資,一條12 英寸生產線需要12~15 億美元的投資,而且每年的運行保養、設備更新與新技術開發等成本占總投資的20%。這意味著除了少數實力強大的IDM廠商有能力擴張外,其他的廠商根本無力擴張。
但IDM模式自然有其優勢:首先,從IC 設計到完成IC制造所需的時間較短,不需要進行硅驗證(Silicon Proven),不存在工藝流程對接問題,所以新產品從開發到面市的時間較短。IDM模式還有一個突出的優勢便是不會受制于人。目前IC制程工藝最先進的是臺積電,很多IC設計公司都將生產委托于它,如蘋果、華為、高通、MTK等。這時候臺積電的產能問題將左右各大手機芯片廠商的出貨量。為了處理器的性能和功耗,大家都在追逐最先進的IC制程工藝,在新的制程工藝成熟之前,肯定會遇到良率和產能問題,把產能優先保障給誰,也是各個設計廠商需要競爭之處。

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