中国芯片圈背水一战:晶圆代工除了前二都赔钱

晶圆厂就是从事将沙子原料转化成“芯片”的点金工作。在接受到芯片设计厂商的订单后,首先需要将晶圆给制作出来,其次还需要按照设计图的要求,通过光刻等一系列的操作将其制作成最终的芯片。其整体的制作时间长,工艺复杂,生产过程不能收到任何差错。所以只要在集成电路生产的地方发生小小的地震对于整体生产线的影响是非常之大的。

国内晶圆代工工艺制程差距大

作为技术及资本密集型行业,晶圆代工行业集中度达到了空前的地步。自中芯国际2000年成立开始,中国大陆在半导体制造领域一直追赶,但目前差距仍然十分明显。

从产能端来看,本土晶圆制造代工厂给国外设计公司做代工,国内设计公司也依靠海外代工厂去制造芯片。

从制程端来看,与海外巨头有2-3技术代的差距。2017年,设计公司采用0.13um节点占比53%,2018年90nm及以下节点制程的需求将超过0.13um,至2025年中国设计公司70%会用到90nm以内制程。而大陆目前最先进的工艺制程为28纳米,仅有中芯可提供,第一代FinFET14纳米技术进入客户验证阶段,而全球最领先的台积电则已向5纳米进军。与英特尔和三星对比,代表大陆最先进水平的中芯在量产14纳米与其有近5年的时间差距。

晶圆代工台积电一家独大,中国大陆仍在追赶

目前,全球晶圆代工的格局比较稳定,台积电独占全球晶圆代工市场的50%左右,全球无人能及。英特尔也是全球芯片制造商,但只是自产自销并不代工。TOP10厂商中国大陆后来居上占据两个,但中芯国际和华虹半导体合计份额也只有6.7%,与一线龙头相距甚远。

制造技术方面,台积电2018年已经量产7nm工艺,今年是量产第二代7nm工艺(N7+),而且会用上EUV光刻技术。已经研发的5nm工艺会在2020年第二季度量产,之后向着5nmplus(N5+)迈进。

三星今年9月份将完成韩国华城的7nmEUV工艺生产线,2020年1月份量产,5nmFinFET工艺技术研发已完成,预计2021年量产。

英特尔的10nm(对标台积电的7nm)制程量产时间上已经落后于台积电,正在研发的7nm工艺(对标台积电的5nm)还没有公布具体的量产时间。

联电与格芯相继宣布暂时搁置7nm制程研发,全球芯片制造工艺竞争可谓相当激烈。5nm工艺无论在性能还是效能上相比于7nm都有优势,但业界认为5nm只是一个新的过度节点,3nm很可能是下一个完整节点。

中国大陆的两家公司目前量产的最先进工艺还是28nm的,两家都有14nm工艺量产的计划,中芯国际是2019年下半年量产,华虹是2020年量产,但制程工艺仍然要比台积电等公司要落后很多。

晶圆代工必做前两名

赵海军表示,集成电路产业具有周期性,一是整个经济发展过程中每四五年有一次周期,二是每一年都有周期。

因为现在它的驱动是手机行业,手机并不是每个月都有新型号,而是4月份一次、11月份一次,所以半导体是每年Q2、Q3季度最热,Q1最冷。

今年预计是全球半导体行业的“小年”,主要原因有三个:

1、去年存储器价格增长过高,现在价格在回落,回到比较合理的价位。

2、今年大家都热切等待着5G、AI的出现,很多市场都不投入新的产品,因为今年投入就是一个过渡期。

3、国际贸易波动的影响,大家急着转移产业链,这些都对我们行业产生了影响,但中国的情况可能与全球的情况有所不同。

集成电路代工产业的发展趋势以手机驱动。

1、高性能计算(HPC)推动一年一节点,这需要成功的研发方法、不变的FinFET架构、设备与材料的配合。

2、市场应用生态发生变化,最大驱动器是照相机eCam,手机照相机驱动至少三代FinFET发展,接下来5G会是巨大数据流,手机会变成数据处理中心。

3、EUV5nm箭在弦上,3nm指日可待。

4、18寸无法打造一年一代的生态,现在技术解决不了。

赵海军表示,IC代工产业发展趋势可从技术、生态、平台来看。摩尔定律红利推动工艺节点,产品市场细致分化推动生态和平台。在市场生态方面,HPC、射频低功耗、高压与触控驱动、智能卡与嵌入式处理器、功率与模拟、图形传感器、专用存储器,八个应用板块形成从高到低全面覆盖。

谈到未来发展的两个动力,一是先进工艺方面,摩尔红利还在,用户用同样的钱能买到更好性能的产品,如果技术方面可以实现,摩尔红利一直能持续到1nm节点;二是产品市场的细致分化,设计和制造融在一起,去抓存量增量。因此,最后真正的成功在于坚守+商业模式。

对于国内发展历史,赵海军选择一个词:“因为选择,所以不同”。

中芯国际走过了过去19年的历程,存储器厂做了一年半以后废掉,因为它更先进的产品和技术出现了,旧厂没有用了。

2011年以后,中芯国际的技术走向成熟,自己也能做出PDK、IP,使得中国的设计公司也可以来做。

大家相信中国的IC一定出现野蛮的生长时期,做的办法就是“面多了加水,水多了加面”是误打误撞的。

国内的代工厂有四个选择:做领导者,做变革者,做跟随者或者利基者,国内基本选择的都是做快速的跟随者。

实现的方式是争取做大客户、大平台、大几率事件的第二供应商,做成以后再实现在细分市场做第一供应商。战略跟随的方法就是产能、低价、高质、快速。

中国是全球最大的半导体市场,今年大约占45%-47%。国内已经有了这么大的需求量,但国内已经有的供给还是非常小的。

所以这里可以看到,一方面说明前途巨大,另一方面也说明有一些根深蒂固本质上的原因在阻碍着,要想更大就要克服这些阻碍。

未来驱动市场成长的主要应用产品类型有移动通讯、云计算/大数据、智能物联和汽车电子。

14nm及以下先进技术节点为代工制造企业创造30%以上的营收贡献,成为主要驱动力。

而先进工艺节点呈现小众、VIP会员定制的发展趋势,HPC摩尔定律红利驱动先进节点一年一代,盈利窗口只有两年。

赵海军也提到,格罗方德退出(先进工艺节点竞争)不是因为没有钱,最重要的是既要准时交付,更要客户绑定,形成可持续推进。

最后,赵海军说,晶圆代工厂要做细分市场前两名,第一名挣大钱,第二名基本不挣钱,第三名就会赔钱。

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