[原创] 代工厂转型IDM的“反潮流”
2020-05-22
14:00:04
来源: 半导体行业观察
天下大势分久必合，合久必分。这在集成电路产业也存在。
最近，武汉新芯集成电路制造有限公司（以下简称“武汉新芯”）宣布，其采用50nm Floating Gate工艺SPI NOR Flash宽电压产品系列XM25QWxxC全线量产。值得注意的是，该系列Nor Flash产品是武汉新芯自有品牌推出的。
公开资料显示，2017年武汉新芯开始聚焦IDM (Integrated Device Manufacturer)战略。相关报道指出，该战略实施后，其NOR Flash产品由过往去全部做代工的模式转型为部分经营自有品牌，部分开放代工。具体表现为，消费类的产品以自己品牌为主，避免存储市场起落过大，为了维持稳定，一些高端客户仍采用代工模式。
其实晶圆厂转IDM，武汉新芯并不孤独，早在之前，华润微电子有限公司(简称“华润微电子”)就宣布了相关决定，旗下的一些功率器件代工转型IDM。作为中国大陆晶圆代工的代表性企业，公司在发展过程中做出这样的决定，也是有他们的考量。。
根据其公布的企业招股书显示，华润微电子主营业务可分为产品与方案、制造与服务两大业务板块。华润微电子产品与方案业务板块聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域。制造与服务业务主要提供半导体开放式晶圆制造、封装测试等服务。
从上图可以看到，2016年，华润微电子主营业务收入构成中，产品及方案、制造及服务的比重为：30.52%、69.48%。到了2019年上半年，产品及方案、制造及服务的比重占比已经变为：43.4%、56.6%。不难发现，以代工厂出生的华润微电子一边继续做着代工业务，而另一边不断得提升IDM产品的占比，从而将一部分产品的重心慢慢切换到IDM上。
在过去的三十多年里，市场的发展趋势是代工成为主流。尤其是在国内，因为产业基础的不一样，所以相关领域的代工现象，更是常见。但进入最近几年。似乎一股逆潮流有兴起之势。
须知，在台积电未成立之前，世界上只有一种IDM模式，以英特尔为例，它自己设计芯片后，在自有的晶圆厂生产，并且自己完成芯片测试与封装。但在张忠谋开创的晶圆代工(foundry)模式中，台积电专注负责中段的芯片制造。
上海矽睿科技有限公司创始人 、上海市工程师学会常务理事、上海市总工程师工作委员会副主任，IC咖啡创始人之一，IC咖啡创业学院院长，博士谢志峰曾指出，代工模式有其存在的必要性。
在IDM模式里面，产能不能被充分利用，在产品滞销时，工厂是空闲的，不能满载，对制造生产线来说非常浪费，因为半导体制造设备非常昂贵。有了分工模式以后，工厂可以规避这样的风险。
该模式也促进了一大批设计公司的诞生，不再需要投资大笔金额建立制造厂，公司只需要几亿美金或者几千万美金就能做芯片，由此诞生了高通这类强大的Fabless公司。根据Gartner数据显示，在2019年全球半导体供应商收入排名中，高通在全球第六位。
不仅如此，中国的海思、展讯等企业都是因为有了代工模式，才成为世界上大家所重视的芯片产品公司。除了这些逻辑芯片公司之外，一些国外熟悉的IDM企业，在国内也是以代工模式运营。例如专注于CIS的格科微（第一阵型的Sony和Samsung都是IDM）、而类似无锡新洁能、东微和凯思等专注于功率器件的领先企业，也都是Fabless。这在国外的领先厂商中，是很少见的。甚至在Nor Flash领域，走在前面的美光、Cypress、旺宏和华邦都是IDM。
正是在这种环境的影响下，Foundry转IDM似乎就变得理所当然。
根据华润微电子公开资料显示，其采用 IDM 经营模式，主要原因为功率半导体等产品更加需要设计研发与制造工艺及封装工艺紧密结合，IDM 经营模式能够更好整合内部资源优势，更有利于积淀技术及形成产品群，并根据客户需求进行高效的特色工艺定制。同时，基于晶圆制造、封装测试等环节的雄厚生产资源，其还能满足自身产品生产需要外的产能用于服务半导体行业内其他企业。
武汉新芯的解释则为寻找新的利益增长点。2016年，全球半导体行业持续上演深度调整与整合，市场经历小幅的衰退，武汉新芯需要重新考虑公司如何在已有业务的基础上，寻求新的利益增长点，此时国内半导体厂商都聚焦在高端工艺的追逐。为有效管控企业风险和平衡产能利用率，武汉新芯选择另辟蹊径，决定深入挖掘深耕多年的NOR Flash业务的增长新路径。
而在笔者看来，除了上文自述的原因外，这些Foundry转型IDM可能有以下几点考虑：
一方面，这两家厂商转型采用IDM模式的市场都拥有巨大的潜力。就功率半导体来说，相关资料显示，我国是全球最大功率半导体市场，而且增长强劲。根据数据，2018年中国功率半导体市场空间占全球比例为43%。
功率半导体厂商以欧美日为主。占据全球功率半导体70%的市场份额，英飞凌、安森美是典型代表；中国大陆以低端功率半导体为主，目前实力较弱，占据全球10%的市场份额，供需缺口很大。
而正如上文所说，他们几乎全部都是IDM模式，这难免会让华润微电子动心。
同时在NOR Flash领域，近年来随着物联网的发展，NOR Flash市场规模开始逐步扩大。以TWS耳机为代表的可穿戴设备、手机屏幕显示的AMOLED和TDDI技术，以及功能越来越强大的车载电子等领域，是NOR Flash市场空间获得重新增长的主要动力。观察NOR Flash领域的前几大厂商，不难发现，这些厂商大部分都是IDM厂。武汉新芯此举也是恰好迎合其新的增长点。有行业从业者告诉笔者，在当前Nor Flash紧缺的情况下，Foundry直接做IDM，让他们在产品供给上有Fabless所不具备的优势。
另一方面，从产品技术上看，以上产品对晶圆制造技术有很强的依赖，这就让他们转型有更大的优势。
以华润微电子为例，公司在功率半导体方面拥有丰富的积累，这是毋庸置疑的；武汉新芯在闪存领域已积累了十多年的研发制造经验。更重要的是，这些企业前期已经投入了产线建设，这使得他们在转型IDM的时候，只需组建自己的设计团队。相对而言，Fabless如果转型IDM，还需要投巨资建立制造厂，前者明显就更容易实现，这就让Foundry转型IDM变得更顺理成章。
在过往，Fabless和Fab河水不犯井水，各司其职。然而随着Fab开始转型IDM，情况就开始产生变化。
在一则DeepTech的报道中指出，由于武汉新芯策略的转变，他们曾经的一些NOR Flash代工客户就开始到中芯国际投单。在产能紧缺的时候，如果Fabless还要面临这些Fab与其直接竞争，呈现出越来越大的劣势。但在笔者看来，Fabless也不是处于全然被动的状态。
首先，与才开始进行芯片设计的Fab相比，Fabless在这方面有着更加丰富的设计经验，其次，Fabless本身也积累了不少客户，只要能够用优质产品留住客户，也就不会有太大的危机。除此之外，得益于过去几年国内的大规模投入建设晶圆厂，国内现在还有一些传统厂商扩产和新型厂商出现，为Fabless提供了更多的选择。
以功率器件代工市场为例，华虹集团在无锡高新技术产业开发区内就投资建设了一条月产能4万片的12英寸（300mm）集成电路生产线，支持5G和物联网等新兴领域的应用。而功率器件就是一个重要产品。在去年九月，他们也举办了一个隆重的首批功率器件交付仪式。除了华虹以外，广州粤芯半导体也是这个市场的一股新生力量。根据相关资料显示，到2022年，公司将建成月产4万片12寸的产能，当中也包含了功率半导体。
但即使如此，笔者认为，在类似CIS、Nor Flash和功率器件等领域，做IDM也会是一个大趋势。尤其是在功率器件领域。
功率器件这是一个需求量非常大的产品，能够很大程度地填充产能，再加上他们通过代工完善了技术，这就催生了很多的Fabelss，而更多的Fabelss的出现，又让新的Foundry投入其中。这就缔造了国内这个领域的代工模式的繁荣。但笔者必须强调一下，这并不是国内独创。我国台湾省就有MOSFET代工，最近两年连马来西亚的Siltera也投入到功率器件代工.
作为一个对工艺非常依赖的领域，且据闻国内也有某些做代工的企业也动了这个心,那么对于这些Fabless来说，挑战仍然存在。
从另一个层面看，即使晶圆厂不转型，但他们提供了一个如此好的平台，对于一些Fabless来说，入门门槛就变低了。所以为了保证产能、保持竞争力，为了进一步发展，这些行业转做IDM也是一个不错的选择。
还是以文中所提到的功率半导体领域。全球功率半导体龙头均为IDM(设计制造一体化)企业，如英飞凌、安森美、ST、罗姆等，他们拥有自己的晶圆厂、芯片厂、封测厂。在中国台湾有茂达电子、富鼎电子等一批功率器件的设计企业。在国内，士兰微、扬杰科技为代表性的IDM企业，中车时代电气及比亚迪也选择IDM模式生产IGBT，这意味着制造能力建设是功率半导体企业走向中高端核心要素。
同样在存储领域，观察全球存储器产业构成中，三星、SK海力士、美光等无一例外都是IDM厂商，都有自己的晶圆制造厂与封测厂，产业布局相当完善。国内存储领域龙头长江存储，也是一家IDM公司。究其原因，存储器产业的特点是拼制造工艺、拼产能，这样才能把成本降下来，最终赢得市场，所以生产制造能力是存储器厂商的核心竞争力，厂商往往严格把控。
此外，还有CIS领域，目前，在全球三大CIS厂商中，索尼和三星是IDM、它们的产品主要由自家工厂生产，而北京豪威（被韦尔股份收购）是Fabless，其CIS主要交给晶圆代工厂生产。除了这三家之外，SK海力士、安森美和意法半导体市占率紧随其后，都是IDM。
但在我国，无论是台湾还是大陆地区，Fabless产业都相对比较强，而IDM都是弱项。
此前，IC Insights发布了一份研究报告，主要分析了全球六大地区芯片元器件的营收市占率情况，统计内的每个地区企业包括IDM和Fabless这两种。
从图中看，美国、韩国、欧洲和日本的IDM都比较强。大陆和台湾两个地区的Fabless和IDM的比例关系和结构，以及市占率非常接近。
如上所述，在各领域巨头大部分都为IDM的情况下，国内某些领域的厂商想继续往前走，做IDM也许是很好的选择。但成为IDM需要投入巨大成本建造工厂，这是一个对大多数企业来说是难以逾越的鸿沟。
但从另一个角度看，无论哪个领域，甚至我们认为只能做IDM的领域，中国大陆都存在大量的中小Fabelss企业，存在即是合理。但对于这些Fabelss来说，这是一个值得思考的问题。
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