近期業界再次點燃中國半導體業要不要搞IDM模式的討論,盡管意見存有分岐,其實也是十分正常。
事實上采用什么模式可能并不重要,而是要想清楚兩種模式,代工與IDM究竟差異在那里?及現階段中國半導體業要實現什么樣的目標。
中國半導體業以代工啟步
全球半導體業發展有差異性,表現在僅美國、日本、韓國及臺灣地區等大力發展,而許多第一世界國家,它們都采用“拿來主義”。而美日韓及臺灣地區的發展模式是各不相同,各有特色,足見只要適合自己的需要,就是正確的。
相對而言,美國半導體業的綜合實力最強,它集中fabless、IDM、設備等優勢,而且在應用方面有蘋果、谷歌等支撐。
對于日本半導體業,表面上看似在節節地衰退,實際上可能要客觀的去評價它。日本半導體的研發力量很強,材料占全球的60%以上。另外如韓國、臺灣地區的半導體也都各有所長,在全球有一定的話語權。
中國大陸半導體業以代工啟步,其中有跟隨臺灣地區半導體方面的因素,另外代工也適合中國大陸半導體業啟步的發展需要。
按“十三五”半導體規劃,中國選擇IDM模式是必然的趨勢
在“十三五”中國半導體業規劃中,提出產業要實現“自主可控”,及另一個明確的目標,國產化率2020年時達到40%,及2025年時達到70%。
盡管中國式的“國產化率”定義可能有值得商榷的地方,其中包括兩個方面,一個是把代工(包括前道后道)的產值作為產品的銷售額計,以及另一個把眾多外資半導體廠的銷售額也統計在內。
現階段中國半導體業上馬IDM的原因,可能與最終要實現產業“自主可控”,及提高進口替代,擴大國產化率等相關。
對于“十三五”規劃,國家下定決心,成立大基金,帶動地方資本等進行突破,所以必須有一個顯見的目標能提升。
在這樣的思路指導下,通過比較,發展存儲器可能是個相對合理的產品,因為存儲器的產值大,可替代性高,歷史上觀察日本、韓國都是采用此法都取得突破成功。
IDM模式真到了時候嗎?
中國半導體業在討論發展模式時的分岐點,其實大部分業界也認為中國半導體不能只做一種代工,需要IDM模式,只是真的到時候了嗎?
代工與IDM的差別究竟在什么地方:
通常IDM模式,采用最先進的工藝制程技術,把產品做到極致,并盡可能的擴大產能,把產品成本降低,把競爭對手擠出市場。
IDM模式一定會做出貨量大的產品。因為推出一個新的產品,需要研發投入巨大的人力、財力、物力以及時間,之后為了保持競爭力,尚需要不斷的研發及提高產品性價比。
因此只有出貨量大到足夠分擔研發費用,才會釆用IDM模式,把產品的進程牢牢的控制在自己手中。
如英特爾的CPU,三星的DRAM、NAND及3D NAND都是如此。所以關鍵是把產品達到最大的生產經濟規模和降低成本,并透過持續的研發新技術制程,可以把競爭對手趕出市場。然而這樣的方法用在晶圓代工領域中,可能并不適用。
但是IDM模式也有它的另一方面,如相對于代工,它可能有產品的庫存,因此風險更大,以及需要主動的,不斷的提升工藝制程技術,加強研發,而這兩個方面恰恰對于中國半導體業都不是強項。
通常晶圓代工是提供一個工藝技術平臺,它要滿足許多個客戶的需求,并為客戶提供全方位的服務。
由于代工講求客制化,對于大小客戶都要能接納,加上產品繁雜、所以工藝技術平臺是在通用性下實現多樣化。因此代工模式的核心是“服務”,它要滿足客戶time to market及time to money,在此方面臺積電有獨特的優勢。
所以它與CPU、存儲器等要將產品的工藝技術做到極致,是迥然不同的。
如英特爾每年的研發費用超過100億美元,而臺積電的研發費用每年僅20億美元。兩者的差異反映對于技術的先進性要求不同。
另外,純晶圓代工模式一直是臺積電引以為傲的強項,臺積電只做代工,沒有自家的產品,不與客戶競爭,對于每個客戶都是海納百川的心態,是其成功最大秘訣。
現階段國際半導體大廠不約而同競逐晶圓代工市場,因為全球代工中80%以上的利潤屬于臺積電。
其中,三星在存儲器領域獨大,要擴張版圖跨入晶圓代工可以理解,而英特爾輝煌的PC時代已過,積極拓展新的業務,朝向晶圓代工也是可能。
中國半導體業的發展不太可能是“水到渠成”,而一定是要有賭一把的決心。觀察產業為什么說已到跨入IDM模式的時候,原因至少有兩個方面,一個是全球存儲器業發展己到轉折點,DRAM的尺寸縮小趨緩,接近極限;而NAND閃存正由2D NAND向3D NAND迅速過渡。
所以近幾年存儲器業總的產能偏緊,眾多存儲器廠正在窺測方向,導致少見的存儲器價格持續上升,及存儲器業銷售額不斷創新高,反映供需矛盾仍有缺口。
此時中國毅然決心加入戰局,至少有同步的優勢。另一方面是中國IC產業鏈日趨完善,“十三五”產業規劃的要求,而單純依靠IC設計,代工業的增長己不太可能滿足需求,迫切需要IDM模式來帶動產業鏈的全面躍升。
選擇存儲器是理性的表現
實際上做IC產品,決定做什么,是十分困難的。因為全球半導體業己日趨成熟,各類產品已為幾家大的廠家壟斷,2016年全球半導體業達3350億美元。
按WSTS的數據分類方法,半導體分IC及非IC(分立、傳感及光電等),其中IC占81.9%,為2745億美元。而IC中又分成四大類,其中模擬為452億美元,占IC中的16.4%;微處理器與微控制器為612億美元,占22.2%;邏輯為907億美元,占33%;及存儲器為772億美元,占28%。
理性分析,邏輯電路總量最大,但產品分散度太高,品種多,無法集中兵力;模擬電路,利潤高,但它的工藝難度大,品種分散,加上一個模擬公司的真正成熟可能需要花10-20年時間,所以恐怕也不太適合于中國。
剩下中國可以突破的兩大類,分別是存儲器及微處理器。眾所周知,微處理器十分重要,所以中國的啟步也并不晚,如龍芯等己經跟蹤近20年。現階段雖然取得了成績,但是難言成功。所以中國的微處理器業正依多頭并進方式繼續在推進,但是估計不太可能在近期內會有很大的進展。
因此,比較下來只有存儲器可以作為選項之一。盡管它的難度也很大,但是別無它法,想在短時期內取得可觀的銷售額,作為有效的替代進口,存儲器可能是唯一的選擇。
如果暫不計產品的競爭力,一條存儲器生產線,月產12英寸硅片100000片,并假設成品率達90%,及每個硅片售價達到2000美元以上,則年銷售額可達20億美元以上。
現階段中國IC銷售額要實現年均20%的增長,在芯片制造業中主要依靠先進制程的突破及產能擴充,然而這樣的進程有可能趕不及,因此為了實現“十三五規劃”的目標,發起對于存儲器產品的總攻,可能是理性的表現。
但是什么時間能取得成功,是2020年,還是2025年,恐怕目前尚難以回答。因為它涉及人才及產業大環境等的改善,需要時間及堅持。另外不可忽視國際上對于中國進軍存儲器業的強烈反應程度。
中國半導體業要對全球半導體業作出新的貢獻
中國半導體業發展中不必要化太多的時間去討論IDM,或者代工模式,實際上不存在那種模式更為優秀,而僅是在哪個階段,哪種模式更適合于中國半導體業的發展需要。現階段的關鍵要集中精力突破存儲器的研發,來確保實現按計劃的量產。
不管如何中國半導體業向IDM模式挺進,是一次飛躍,無論對于中國,甚至全球半導體業都是個巨大的貢獻。