2019年無疑是半導體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折的一年,過去講求效能與功耗的先進制程因為智能手機處理器、繪圖顯示卡的爆發(fā)式成長,成為各家晶圓代工廠的主要客戶需求,但隨著消費市場轉(zhuǎn)緩,先是蘋果財報揭露iPhone銷售衰退15%、資料中心的建設減緩以及全球電子產(chǎn)品消費市場冷卻,都使得先進制程的成長光環(huán)漸失,迫使半導體廠商重新擬定發(fā)展策略。
今年才剛開始,全球半導體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)動作頻頻,各家廠商都在重新布局2019年的營運策略,其中又以格芯(Global Foundry, GF)最為積極。
世界第二大的晶圓代工廠格芯(Global Foundry, GF)于2019年1月31日宣布將新加坡的8吋Fab-3E晶圓廠以2.36億美元的價格售予世界先進后,2月中旬又傳出格芯與成都市政府在高新區(qū)的12吋廠投資計劃停擺,此已是格芯先前投資重慶喊卡后,投資中國大陸再次失利。
事實上,如果清楚格芯的營運現(xiàn)況,便會發(fā)現(xiàn)這樣的舉動絲毫不令人意外,要了解整件事情的來龍去脈,必須要先掌握格芯的策略轉(zhuǎn)變以及成都廠的興建背景。
格芯12吋廠并未引進FD-SOI的22nm制程,只能做40nm制程
事實上, 2017年格芯洽談進入中國的時候,這座12吋廠計劃分為兩期的工程進行,第一期是建立12吋晶圓的生產(chǎn)線,并轉(zhuǎn)移格芯新加坡廠的技術,預計于2018年底投產(chǎn);第二期則規(guī)劃導入德國廠所研發(fā)的22nm SOI制造工藝,計劃2019年開始進行試產(chǎn)。
目前這座12吋廠只有進行到第一期工程結束,廠內(nèi)都是使用從新加坡廠轉(zhuǎn)移過來的技術跟設備,該新加坡廠是2010年收購的特許半導體旗下的晶圓廠,留下的都是一些老舊、甚至已經(jīng)淘汰的二手設備。
受制于這些設備與技術,這座12吋廠事實上只能作到40nm的制程,而且產(chǎn)線人員也才剛送到新加坡進行培訓結束── 該晶圓廠根本尚未開始、也無法進行量產(chǎn)。
對于渴求半導體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的中國而言, 40nm的工藝并不重要,中芯國際14nm工藝已幾近量產(chǎn),關鍵是當初格芯承諾轉(zhuǎn)移22nm FD-SOI制造工藝到中國,但2018年格芯卻爆發(fā)大幅虧損事件,使得第二期工程遲遲沒有開始,并取消一系列的技術轉(zhuǎn)移。
FD-SOI (Fully-Depleted Silicon-On Insulator)制程與主流的FinFET (Fin Field-Effect Transistor)制程都是半導體產(chǎn)業(yè)中可量產(chǎn)的技術,其中FinFET主要用于高性能器件,像是GPU和CPU,例如臺積電的主流制程均采用FinFET。
FD-SOI在市占率雖然不如FinFET,但優(yōu)勢是功耗較低, 22nm制程的器件可擁有勘比14/16 nm FinFET電晶體的功耗,而且理論上可以做到10nm以下,值得一提的是格芯已經(jīng)掌握12nm FD-SOI的技術,由于低功耗的優(yōu)勢,該技術普遍被認為在傳感器、通訊芯片以及物聯(lián)網(wǎng)應用上頗具潛力。
但這項技術卻有個致命缺點: SOI晶圓成本非常昂貴
目前全球只有三家供應商能提供合規(guī)的SOI晶圓,分別是法國的Soitec、日本信越半導體以及美國的SunEdison,由于供應量少,導致SOI晶圓的價格遠高于主流的硅晶圓,價差可以貴上數(shù)倍。
那為什么成都仍想要引進FD-SOI制程?背后真正的目標是為了規(guī)避臺積電的FinFET專利,還有不再仰賴中國***地區(qū)半導體產(chǎn)業(yè)的支援以達到自主研發(fā),使得中國對于發(fā)展FD-SOI制程很有興趣。
中國國家集成電路大基金、上海嘉定工業(yè)區(qū)還有其他機構共同出資成立的上海硅產(chǎn)業(yè)投資有限公司,已經(jīng)投資了SOI晶圓的創(chuàng)始公司── 法國Soitec公司14.5%的股權來確保SOI晶圓的供應,代表中國發(fā)展自主半導體產(chǎn)業(yè)的野心。
但這次顯然踢到了鐵板,中國原先計劃藉由格芯轉(zhuǎn)移22nm的FD-SOI制程來扶植自有的半導體產(chǎn)業(yè),但好巧不巧遇到格芯在2018年宣布策略變動、 2019年初開始收緊陣線,從中國撤退──這樁技術轉(zhuǎn)移的生意可能已經(jīng)宣告破局。
2018年格芯的策略被迫改變,趨于保守與緊縮
格芯過去10年一直處于虧損的狀態(tài),而且隨著時間推進,虧損金額逐步擴大,使得經(jīng)營體質(zhì)日漸虛弱,母公司對于營運的信心也受到?jīng)_擊,對注資自然趨于保守── 晶圓代工產(chǎn)業(yè)是個高度資本密集的競賽。
到了2018年, 7nm制程轉(zhuǎn)為需要重新投資的EUV制程,資金門檻一口氣提高許多,迫使格芯不得不放棄7nm的先進制程,專攻成熟且客制化的制程,并宣布接下來一系列的裁員與營運緊縮政策。(相關文章可以參考:從投資成本、市場客群及財務結構等方面,剖析格羅方德為何放棄7nm制程)
轉(zhuǎn)變方向后的格芯,不像過去與臺積電、三星一同競爭手機的SoC芯片訂單、處理器與游戲繪圖卡訂單、也不在先進制程上燒錢競爭,目前格芯的產(chǎn)品策略都轉(zhuǎn)作客制化程度高的物聯(lián)網(wǎng)芯片,企圖將主力產(chǎn)品轉(zhuǎn)型成兩項服務組合:
第一項是CMOS制造服務,代工產(chǎn)品涵蓋處理器、類比芯片、微控制器與嵌入式記憶體,屬于主流芯片制造的服務;另一項產(chǎn)品線是射頻(Radio Frequency, RF)制程,提供無線通訊芯片的制造服務,主要產(chǎn)品為車聯(lián)網(wǎng)芯片、 5G通訊以及Wi-FI、 LTE芯片。
旗下晶圓廠據(jù)點過于分散,避免過度投資以降低營運成本
目前格芯原先有十間晶圓廠,但可量產(chǎn)的僅剩八間,原先分別有五間8吋廠及五間12吋廠,地理地點分散于美國佛蒙特州、紐約州、新加坡(Fab 3E已出售)、德國以及中國大陸(已經(jīng)停工)。
格芯各廠區(qū)太過分散,要互相整合資源或是援助都很困難,供應商也不可能每一間都就近服務,衍生的人力、交通與物料成本都太過昂貴,必須就近服務才符合效益。
這并不是格芯的決策錯誤所造成,而是因為格芯大部分的晶圓廠都是靠收購取得,舉例來說, 2010年收購了新加坡特許半導體、 2014年收購IBM的晶圓廠(還獲得15億美金補償)、但研發(fā)中心卻位于德國,才使得各廠區(qū)分散在全球各地,更清楚的分布狀況可以參考下圖:
這次成都廠的停工裁員是很清楚的一個信號:格芯已經(jīng)承受不住虧損,加上外部市場趨緩,必須采取了一連串的措施來改善營運體質(zhì),第一步就是減少企業(yè)開支、裁員并整頓廠區(qū),很遺憾地,中國四川廠區(qū)成為第一個棄守的據(jù)點。
為何棄守中國? 缺乏半導體聚落與貿(mào)易風險是關鍵因素
由于半導體產(chǎn)業(yè)是一項資本、勞力以及技術都高度密集的產(chǎn)業(yè),一間晶圓代工廠需要一個完整的供應鏈就近服務,才能順利向客戶提供量產(chǎn)服務。
舉例來說,三星跟臺積電,大部分的廠房都集中在單一地點的工業(yè)區(qū),各廠房之間的距離也不會太遠,為的就是要形成產(chǎn)業(yè)聚落,例如新竹科學園區(qū)、臺南科學園區(qū)等等的工業(yè)區(qū)。
為什么半導體產(chǎn)業(yè)需要聚落?除了晶圓代工廠本身的廠商,上游的供應商也會跟著進駐該工業(yè)區(qū),方便就近服務客戶,并進行銷售、服務以及維護,形成一整個產(chǎn)業(yè)聚落,降低彼此之間的溝通與合作成本。
四川成都現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)聚落還不完整,雖然中國積極引進,以合資的方式導入半導體供應鏈,但還需要數(shù)年的時間發(fā)展,周遭的產(chǎn)業(yè)鏈還尚未完整,進駐的廠商必須高度仰賴外援才有辦法運作。
唯一例外的是臺積電南京廠,當一家臺積電宣布要前往中國南京設廠以就近服務中國客戶,就有辦法帶著全部的供應商跟著過去,短時間內(nèi)形成產(chǎn)業(yè)聚落,不久就能順利量產(chǎn)─ ─ 格芯可沒有這種程度的號召力。
除了供應鏈不到位之外,國際貿(mào)易風險因素也是重要的考量要點 。。。
格芯改采緊縮政策以降低成本的背景下、成都的廠房尚未開始量產(chǎn)、先進制程尚未導入、人員訓練不完善、供應鏈不到位,同時國際貿(mào)易風險又高,位于中國成都的Fab 11廠自然優(yōu)先被放棄。
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原文標題:格芯成都廠為何會停擺?
文章出處:【微信號:WW_CGQJS,微信公眾號:傳感器技術】歡迎添加關注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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