角逐14纳米 全球半导体代工战火再起

icbank 0
角逐14纳米 全球半导体代工战火再起

半导体行业观察微信公众号 icbank

推荐 半导体圈 微信公众号 icquan (广告公关,业务合作)这就是半导体的圈子

 

全球代工的战火再起,由之前的28nm向16nm/14nmFinFET工艺延伸。28nm制程可以认为是半导体业的拐点。因为一直以来依尺寸缩小所推动产业进步至此发生巨大的变化,通常每两年前进一个工艺节点,减少制造成本约50%的节奏,到了28nm以下开始减缓,部分情况下成本反而会有所上升。反映到产业层面,企业向更小尺寸迈进的动力己不如从前。许多顶级的IDM大厂,从28nm开始执行轻资产策略(fablite),拥抱代工。这导致全球代工厂如日中天。

特别是日前三星继英特尔之后宣布14nm将量产,使得代工争夺战中16nm/14nm订单成为新的焦点。全球代工第一阵营中,原先有台积电、联电及格罗方德(Globalfoundries),现在IDM超级大厂三星及英特尔也加入代工行列,导致代工第一阵营中的争斗形势呈现复杂化。

苹果与高通订单成风向标

全球代工的客户70%来自fabless,而依目前的态势,其中高通与苹果两家大户的订单成为争夺焦点。反映出半导体业的推动力正由PC转向移动终端,包括手机及平板电脑等,整个产业供应链发生大的改变。

高通依靠向全球智能手机提供芯片及专利授权,2013年销售额己达248亿美元,其中1/3来自授权费用。据Ddaily2014年5月的数据,在全球移动处理器市场中,高通市占率分别为:2011年48.7%、2012年42.9%、2013年53.6%。苹果相应分别为14.4%、15.90%和15.70%。这是因为苹果仅在手机及平板电脑中采用自己设计的处理器芯片,Mac计算机中仍采用英特尔芯片。

高通在移动处理器行业拥有无可争议的霸主地位,虽然说目前已经有其他fabless厂商对于高通形成压力,但其优势依旧非常明显,各大品牌手机的旗舰机几乎都清一色地使用了高通芯片。目前高通的高端芯片骁龙805,64位8核,采用20nm工艺。

苹果手中也握有大订单,之前由三星代工,近期它自己设计的20nm制程A8芯片已部分移至台积电加工。显然台积电是想继续扩大战果,争取2015年它的16nm生产线上可为苹果的A9处理器代工。但是情况是错综复杂的,其中既有竞争关系,也有技术方面的问题。谁都清楚,2015年三星与格罗方德联盟可能提前进入14nm量产,相比台积电的16nm制程具有优势。连张忠谋也坦承这一步台积电可能会落后,所以把希望寄托在2016年的10nm制程决战上。

但是,三星与格罗方德联盟有可能受到产能不足困绕,为未来竞争平添了变数。而目前台积电已经拥有20nm制程产能达7万片/月。不管如何,高通与苹果的订单会成为争夺焦点,但是苹果的原则是不把鸡蛋放在同一个篮子里。

代工战场谁能胜出?

代工业的成长不可能一蹴而成,其中台积电的老大地位不可动摇。尤其是2009年张忠谋第二次执掌公司以来,采用令人胆寒的积极投资扩张策略,在2010年~2013年期间总投资达300多亿美元,使得先进制程技术不断推进,再次稳固了代工龙头地位,并取得十分喜人的结果。

2013年台积电总产能约月产130万片(8英寸计),其中28nm产能为月产13万片(12英寸计),全球市占率按销售额计达80%。而且它的28nm爬坡速度非常快,2011年第四季度它的28nm刚刚启步,季销售额才1.5亿美元,至2012年年底已经占年销售额170亿美元的24%,达40.8亿美元,2013年年底占近200亿美元销售额的37%,达到65亿美元。

以每月6万片晶圆的产能来计算,台积电20nm制程晶圆的平均价格估计在2014年第四季度达到每片6000美元,与28nm晶圆平均价格(约4500美元~5000美元)相较有很大的提升。而估计其16nm/14nm的FinFET晶圆的生产成本约为每片4000美元,加上毛利率约45%,销售价格则为每片7270美元。如果台积电对于20nm制程的预测准确,从整体上看它的20nm制程的市占率,将会在2014年第四季度时达到全球的95%。

由此可以看出台积电代工老大地位不可动摇的原因:一是成品率高达90%,对手们可能约70%;二是拥有向客户提供支持的约6300项IP专利,业界戏称如有个“图书馆”一样;三是产能迅速到位,如28nm的产能达月产13万片,是格罗方德的3倍。

台积电在代工中独霸的态势,尽管近期内无法动摇它,但是一定会受到侵蚀,也即它不太可能维持住48%以上的高毛利率。其中的争夺既有16nm/14nm也有28nm代工。28nm目前仍是主战场,因为这一块的全球市场规模约有80亿美元~100亿美元。三星与格罗方德联盟的优势在于提出了FDSOI的28nm新工艺路线,对于要求更低功耗的芯片具有吸引力。另外,它们的代工价格一定会低于台积电。

至于联电与中芯国际的28nm,尽管它们都声称马上能准备好,但受限于产能,以及技术上的爬坡时间,想要获得大的突破,尚需时间。

另外,不可否认英特尔是个潜在对手。因为从工艺制程的技术水平以及研发投入上看,它肯定都是全球最领先的。但是,英特尔欲从IDM模式转向代工不是一件容易的事。一方面是把大量的产能转向代工,英特尔从思想上尚未下最后的决心,英特尔处理器的平均毛利率高达68%,代工厂毛利率可无法有那么高。另一方面,它缺乏代工所需配套的IP,这不是短期内就能准备就绪的。所以近期英特尔的高管透露了其意图,仅是通过代工来维持少数几个高利润率的客户。

产业格局前景难料

与28nm代工产业不同,未来全球16nm/14nm及以下的代工格局前景难料。因为目前全球半导体业的现状是这样的:从技术上每两年前进一个工艺节点,理论值是2013年14nm及2015年10nm,可实际上英特尔的14nm量产推迟到了2014年第四季度,相比正常情况延长了两个季度。台积电更是灵巧,声言2014年是20nm量产及2015年才是16nm量产的时间点。

三星电子推出先进代工制程14nmFinFET的应用处理器(AP)试制品,将先提供给高通、苹果、超微(AMD)等主要客户,但是目前它们的产能不足,三星才月产1万~1.5万片,格罗方德才3.5万片。两者加总才月产5万片。

更关键的是,目前10nm工艺制程都是处于研发阶段,包括英特尔、台积电及三星在内,离真正量产尚有距离,其中的变数还很多。最乐观的预测,10nm制程也要到2016年才能量产。另外,10nm制程之后,究竟如何往下走,尚不十分清楚,其中包括EUV何时准备好难以预言,10nm时193nm光刻工艺的成本与栅极材料的替代品的工艺等尚未完全就位。

按Gartner的观点,从近期来看,在1~2年内FinFET的量产,全球代工的产能需求不会超过月产5万片。而到2018年前也不会有大于月产25万片的市场需求。而这样的市场需求有两家大的代工厂已经足够,所以现在众多的一线代工厂纷纷进入FinFET工艺,未来一定会发现有人失声。

按Pacific Crest Securities的分析师的观点,从投资规模计,16nm/14nmFinFET技术投资1万片产能要12.7亿美元的投资,再增加2万片需25亿美元的投资。

还有一个不能言透的问题,技术方面谁能真正过关,即成品率能同步吗?据目前的态势,无论台积电的20nm量产还是英特尔的14nm量产,都出现了推迟的现象,都有成品率的问题存在其中。所以,未来究竟谁的技术真正过关还需观察。

客观地分析,英特尔占有一定优势。因为它从2011年的22nm节点就开始采用FinFET技术,至今已经是第二代了,经验相对多一些。否则也不可能发生原是台积电老客户的Altera,突然转向拥抱英特尔的14nm芯片代工的情况。还有,近期松下电子也下单给英特尔。足以证明其在技术方面可能高出一头。但是也不可否认,英特尔在代工方面尚有许多问题。所以在16nm/14nm这一区段,无论台积电、三星与格罗方德联盟,还是英特尔,哪家都不具备必胜的把握。

总之,未来全球16nm/14nm及以下的代工格局前景难料。

(《中国电子报》版权所有,转载请注明出处)

 

 说明:文章转载自网络,如有侵犯您的权益,留言告知后会立即删除。

私人微信 416000888 (班可可)

千人QQ群:304078628