2012年晶圆代工产业环境现状分析

    内容摘要：未来的Foundry研发模式正朝着包括低功耗SOC、3D集成及SIP等的CMOS技术兼容，实现技术平台化的方向发展。

    1全球晶圆代工业市场及发展历程分析

    80年代未期，中国台湾地区首先提出代工概念，使得半导体业由单一的IDM分裂成Fabless设计、制造、封装与测试，从而进一步加快了半导体产业的发展。半导体产业的销售额也随之扩大，由1993年的770亿美元，增长到2000年的2040亿美元及2010年的3005亿美元（年均增长率CAGR在1993年至2010年间达到了8%）。全球代工业规模也由1995年的42.8亿美元，增长到2000年的105亿美元及2010年的264亿美元，代工业的年均增长率CAGR（CAGR在1995年至2010年间达到了13%）大于半导体业。预计到2015年，全球晶圆代工业的销售额可达463亿美元。

    根据统计，晶圆代工业在2010年的销售额是264亿美元。如果按代工在半导体业中创造销售额的贡献率放大到最终IC产品，在2010年差不多全球产出的芯片的销售额中有28.3%以上由代工业贡献，如图2所示。

    但是从本质上看，代工业是被动的，需要等待接受别人的订单。因此，除了担心大量投资之后拿不到足够数量的订单之外，也必须考虑订单是否会有可能流入到其它代工厂中。所以，对于代工业最有利的是IDM继续执行“轻晶圆”策略。总体上，由于IDM继续奉行“轻晶圆”策略，全球代工业的年均增长率会高于半导体业，所以前景仍是看好。

    因此，全球晶圆代工业将继续保持激烈的竞争。

    一方面，传统的晶圆代工厂为了保持技术和生产规模的优势地位，需要不断投入巨额的研发资金和资本金支出，开发和扩大先进工艺产能，形成规模，满足市场需求和半导体业的技术发展需求，保持优势地位，从而扩大与竞争对手的距离。另一方面，由于代工业的年均增长率高于半导体业，传统的IDM三星和Intel也在逐步加强代工业务，从而加入到这一阵营的竞争中。因此在全球代工业面前，要么投入巨资，如GlobalFoundries那样，加入到第一阵营竞争的队列，获取高额利润，否则就只能在细分市场领域进行深耕，在力所能及的领域及一些特殊工艺的领域寻找机会。

    2半导体产业发展的三大趋势对于代工产业的影响

    2.1全球半导体整合与兼并趋势，给代工厂带来的机遇与挑战

    在集成电路产业中，大者恒大的趋势几乎成为行业的共识。英特尔在PC领域的CPU市场，三星电子在半导体存储市场都逐渐形成了越来越大的领先优势，也进一步巩固了两者在全球半导体行业的头两把交椅。晶圆代工业也是如此。

    从2008年开始，全球半导体产业掀起了新一轮的兼并高潮，ATIC兼并特许，使GlobalFoundries悄然成为全球代工的第三位。从2010年的业绩看，GlobalFoundries35.1亿美元的销售额，已非常接近代工第二位联电的39.7亿美元。在IDM中，2009年，在持续亏损和金融危机的双重打击下，日本排名第二和第三的芯片制造商———瑞萨科技与NEC电子宣布合并。而TI从2009年以来一直在利用庞大的现金资产兴建新厂，购并其他业者的工厂，希望透过购并及合并方式，来快速弥补自己技术、产品、IP、市场，及客户层次上之落差，完成自己在全球模拟IC市占率上的成长目标。在这一轮的全球半导体整合与兼并过程中，一方面，部分晶圆代工厂通过兼并与整合来扩大规模，提升竞争优势地位，另一方面，IDM出现了分化，一部分IDM逐渐向“轻晶圆”模式发展，这样给晶圆代工业带来了发展机会，但同时一部分IDM逐渐加强一体化的布局，增强自身整体竞争优势，也给晶圆代工业带来了挑战。

    2.2发展先进制程中，代工厂与技术联盟的合作

    面对先进制程研发的挑战，全球集成电路制造商之间必须开展合作。图3展示了全球集成电路制造商之间的技术合作情况。

    IBM在半导体先进制程领域一直充当引领产业技术发展的发动机。多年来，IBM不断向联盟内的晶圆代工厂授权和传输先进制程技术，并让这些晶圆代工厂能够快速掌握这些先进技术，顺利进入量产。

    IBM技术联盟的核心是IBM位于纽约州EastFishkill的工厂，成员包括IBM、GlobalFoundries、英飞凌、瑞萨科技、三星电子、意法半导体、东芝等，在国内，中芯国际和华润上华也是IBM联盟的成员。

    2005年，IMEC与Infineon，Intel，Matsushita，Philips，Samsung，STMicroelectronics以及TI进行小于45nm技术节点的工艺流程和器件研究，同时，TSMC也成为了IMEC小于45nmCMOS研究计划成员。

    从代工业自身发展的需求和趋势来看，晶圆代工厂应脱离原本单纯的制造范畴，需统合整个生产过程中的设计、设计服务平台、IP、封装测试等领域。

    未来的Foundry研发模式正朝着包括低功耗SOC、3D集成及SIP等的CMOS技术兼容，实现技术平台化的方向发展。

    2.3“无晶圆”与“轻晶圆”模式发展

    对代工厂发展的影响市场研究机构ICInsights2010年底的报告指出，在2010年，营收可超越10亿美元的无晶圆厂（Fabless）半导体业者数量创新高，达到13家；该数字在2008与2009年分别为8家与10家。该机构对Fabless的定义，除了纯无晶圆的设计公司，还包括那些自家拥有晶圆厂，却把大多数产能外包给晶圆代工厂的公司。

    2011年全球IDM厂商为降低营运成本，将持续走向轻资产化路线并加速关闭旧厂房的步伐。根据SEMI的统计，2009年全球总计有27条生产线关闭，2010年则有15条生产线被关闭，这2年合计关闭逾40条生产线，主要是IDM厂房。2011年至少有8条生产线关闭，也主要是IDM厂房。另一个现象是，过去IDM委外释单主要以先进工艺为主，从28纳米等先进工艺进行研发生产合作，并释出40纳米工艺生产订单。但由近期关闭厂房情况可发现，6寸及8寸产能快速减少，因此，成熟工艺委外代工订单将不容小觑。

    随着半导体产业生态的变化，“无晶圆”与“轻晶圆”模式的快速发展，晶圆代工业的发展前景看好。