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历史转折中的晶圆代工五虎

畅秋 半导体行业观察 2021-01-17


自2019年全球半导体产业衰退,然后又回到复苏节奏,再到2020年的疫情爆发,这一年半以来,给全产业带来了极大的考验。而在所有的IDM、IC设计、晶圆代工,以及封测企业当中,表现最为亮眼和突出的就属晶圆代工业了。

刚进入2019下半年的时候,正是晶圆代工业率先呈现出回暖迹象,而到了2020年疫情爆发后,大量的IC设计企业,以及众多IDM的表现喜忧参半,让人欢喜让人忧,而封测业也受开工率不足的影响,业绩一度疲软。只有晶圆代工业,表现一如既往的稳定,主要代工厂业绩普遍看好。

如下图所示,这是今年第二季度晶圆代工厂排名榜单,同比增长大都为正,表现出了强劲的发展势头。而排名前五位的厂商,始终牢牢地掌控着全球晶圆代工市场,成为大者恒大的典型代表。

图片来源:拓墣产业研究院

而就在过去几年时间里,特别是从2017年开始到现在,晶圆代工五虎都先后发生了标志性的变化。而无论怎么变,它们的整体行业地位似乎从未改变。

下图所示为2017年全球晶圆代工厂商的排名情况,可以看出,排名前十的格局与2020年相比,没有明显变化,唯一不同的是三星,排名从2017年的第四,升至2020年的第二,市占率也增长了一倍多,这在很大程度上是由于三星集团将晶圆代工业务分拆独立出来后形成的局面,抛开这个因素的话,多年以来,全球晶圆代工市场格局稳如磐石。

图片来源:拓墣产业研究院

虽然整体格局没有什么变化,但具体到各家厂商,特别是排名前五的,在过去的四年时间了,变化可不像排名榜单呈现的那么一成不变。它们不但有变化,而且变化还都比较大,甚至出现了多起历史性变化事件。

转变于2017


前些年,作为巨无霸级别的IDM,三星一直觉得其晶圆代工业务水平还不够好,视行业霸主台积电为“眼中钉”,并通过大力投资、挖人等措施,不断完善其晶圆代工技术能力和客户认可度。

2017年,三星将晶圆代工业务独立出来,同年,传出三星发下豪言要超越格芯(GlobalFoundries)和联电,晋升为全球晶圆代工二哥,未来还要挤下台积电,跃居市场霸主。2018年初,在韩国首尔举办的三星晶圆代工论坛上,三星相关负责人表示:“今年的目标是到年底,将晶圆代工的市占率从第四名提升到第二名,超越联电和格芯。未来则打算超越台积电”。

根据IC Insights统计,2018年,在全球的纯晶圆代工厂当中,台积电实现约347.65亿美元的营收,原本排在第二位的GlobalFoundries营收约为66.4亿美元,而三星分拆出的晶圆代工业务营收增至100亿美元,这样就超过了GlobalFoundries,排在台积电之后,位列第二。

不过,三星市占率提高,主要得益于拆分晶圆代工部门的效应,并非业绩真有如此大幅的增长。由于三星的晶圆代工部门自立门户,不再隶属于系统LSI业务,因此,生产三星自家的Exynos手机芯片,也被算在三星的晶圆代工营收当中,营收和市占率因此猛增。

当时,为了增强芯片代工业务能力,三星在其设备解决方案部门(负责监管该公司的关键芯片业务)下设立了研发中心。研发中心被纳入三星在设备解决部门的八个已有研究机构,包括内存、系统大规模集成电路、半导体、封装、LED、生产技术、软件和显示中心。

三星做出了各种各样的努力,以进一步深入芯片代工业务,2018年早些时候还启动了三星先进的代工生态系统项目,来满足芯片代工业务相关客户的需求。一名行业观察人士表示:它通过加强与包括高通在内的主要客户的联系来促进增长。

一系列措施之后,虽然加快了追赶台积电的步伐,但总体进度相较于对手还是慢一拍,特别是在先进制程方面,无论是7nm,还是5nm,都落后于台积电。为了加快脚步,最近有外媒传出消息,今后两三年内,三星打算跳过4nm,直接进入3nm制程量产,以缩短因5nm制程落后于台积电而损失的时间。情况是否真是如此,还需要进一步观察。

张忠谋的2018


2015~2016年,随着三星先进制程能力的逐步成熟,其从台积电那里夺得了不少大客户订单,收入颇丰。彼时的智能手机市场处于平台期(开始出现衰退,但对相关产业链的影响有滞后效应),对于相关芯片的需求量还是比较旺盛。这两方面的因素,使得三星晶圆代工在2016年出现了大幅度的增长。

而到了2016~2017年,随着台积电先进制程的进一步成熟,三星晶圆代工部分大订单又被台积电抢了回去。在先进制程方面,台积电处于绝对领先地位。台积电在2011年便攻克了 28nm HKMG制程,之后先进制程发展迅速,其7nm制程于2018下半年实现量产,5nm制程于2019年4月进行风险试产,并在2020年第二季度实现量产。

在技术迭代速度方面,半导体制造技术步入14/16nm节点之后,需要采用FinFET工艺来抑制晶体管漏电和可控度降低的问题,由此导致技术开发难度和资本投入都大幅度增加,因此这一门槛也被视为先进制程技术的准入标准。台积电的28nm制程从2011年开始量产,领先竞争对手3~5 年,并从2014年开始量产16/20nm的,之后就进入了快速增长期,到2015年两种制程的占比已经达到49%。

台积电为了充分发挥技术优势,非常注重先进制程量产后的迅速扩容。如台积电的130nm制程在2003年投入量产后,其营收占比仅用一年时间就从0陡升到28%;28nm制程的营收占比在2011年投入量产后,同样只用了一年就从2%爬升到22%。迅速扩张先进产能帮助台积电在每一个先进制程节点都能快速抢占客户资源、扩大先发优势,并使其产能结构明显优于同业竞争对手,这样,更高的产品附加值带来了更高的毛利率。

正是因为有这样的技术积累,使得台积电近几年在更先进的7nm和5nm制程节点量产进度和良率方面全面碾压竞争对手。甚至迫使一些对手改变了发展战略。

在奠定了7nm制程的行业地位之后,台积电的创始和领路人张忠谋于2018年6月5日正式退休,台积电进入了一个新的发展时期。不过,张忠谋给台积电注入的魂并没有因为他的离开而改变,这家晶圆代工龙头企业依然按照张忠谋的信条和行事原则运营和发展着,那就是:一生只赚一桶金,那就是半导体;他一生只做一件事,那就是把半导体企业做到极致。

特色工艺双雄


与台积电和三星你追我赶地追求先进制程工艺领先地位不同,全球排名第三和第四的两家晶圆代工厂(GlobalFoundries和UMC)则不约而同地将发展策略放在了特色工艺上,同时也基本放弃了10nm及更先进制程的研发。

在五大晶圆代工厂商中,GlobalFoundries的历史最短(成立于2009年),而且是脱胎于传统的IDM公司AMD,在经过了一系列的分拆、整合、并购和更名以后,才形成了今天的格芯。

虽然有中东母公司的巨额投入,但格芯的盈利能力一直难以令人满意。2018年,该公司正式对外宣布,放弃10nm及更先进制程技术的研发,将精力放在特色工艺技术研发,特别是SOI工艺技术上来。之后,该公司先后出售了几项业务,以将资源集中于核心业务。

而UMC与格芯的策略非常相似,也于2018年宣布不再投入14nm FinFET以下先进制程工艺结点技术的研发,将主要精力放在特色工艺技术和优化客户服务水平上。这样做,一方面是可以避开与台积电硬碰硬式的竞争,影响资金利用效率,另外,这使其在稳健的发展策略和道路上又迈进了一步。

科创板巨头


全球排名第五的中芯国际,在2020年迎来了其历史性的一刻,即正式登陆科创板,成为A股市场上最受关注的高科技股。

晶圆代工业需要源源不断的海量资金支持,而对于中国大陆重点扶持的中芯国际来说,只有“大基金”的支持是不够的,在自身体量和营收水平还不够的情况下,必须通过市场化手段融资。

据统计,若本次发行成功,按本次发行价格27.46元/股计算,超额配售选择权行使前,预计该公司募集资金总额为462.87亿元,扣除发行费用6.35亿元(含税),预计募集资金净额为456.52亿元。若超额配售选择权全额行使,预计该公司募集资金总额为532.3亿元,扣除发行费用7.27亿元(含税),预计募集资金净额为525.03亿元。

中芯国际A股+H股的双重身份也是少有的,这也充分体现出科创板对于发展本土晶圆代工产业的支持力度,以及本土产业对其需求的迫切程度。从此,中芯国际也进入了一个新的发展阶段。

结语


近些年,全球晶圆代工产业的整体格局未发生大的变化,但具体到各家企业,特别是榜单上的五虎,在2017~2020年,它们的变化不可谓不大。而随着更多因素掺杂进来,这个领域的竞争局面很可能会有新的变化。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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