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模拟巨头,走到分岔口_国际期货,国际黄金

来源:正大期货  2023-03-23 11:23

回首芯片产业生长历程,在上世纪60年月起步初期,行业厂商均接纳的是IDM运营模式,即芯片设计、制造、封测都由自己完成。

经由多年的生长,随着以台积电为代表的Foundry的兴起,给产业模式带来了新的打击。已往20年,“Fabless Foundry”模式成为半导体行业生长的主要推手。

凭证IC insights数据统计,在1999-2020年间,相对于IDM厂商,全球前50 Fabless厂商的总营收增速更快、年平均增速达13.0%。Fabless厂商在其细分行业的市场占有率和话语权随之稳步提升。

图源:IC insights

而作为IDM模式中流砥柱的模拟芯片市场,也正在迎来新的颠簸。

差异于数字芯片对先进工艺制程和剖析处置能力的延续追求,模拟芯片重在平安而正确地实现单一功效,更追求产物稳固性。

由于模拟芯片影响着信号处置、信号转换和电力调治等基础性性能,在电子终端中,可将模拟芯片比作下层基础而将数字芯片比作上层修建,即:数字芯片决议着终端装备的高端化水平,而模拟芯片影响着终端装备的基础性能和数字芯片功效实现的稳固度。

因此,在生产模式上,模拟芯片与数字芯片有很大差异,相较于以Fabless Foundry模式见长的数字芯片厂商,IDM是模拟芯片厂商对照倾向的模式,以TI、ADI、瑞萨电子和安森美半导体等为代表的全球前十的模拟厂商均接纳IDM模式。

IDM模式中,模拟厂商可以针对产物需求来调试自身的工艺,让设计和工艺的连系度更慎密。此外,IDM公司还可以同步开展产物设计和工艺研发事情,研发设计部门和制造部门快速相同,缩短开发时间。

而现在,随着IDM运营模式下成本的大幅提升和第三方代工厂的崛起,模拟芯片行业的“树林”里分出了两条路。

01 模拟厂商蹊径之争:IDM VS Fablite

TI坚守IDM大本营,鼎力扩产12英寸晶圆厂

"人生就像滚雪球,主要的是找到湿雪和很长的坡道",这句广为撒播的巴菲特名言被奉为财富积累的圭臬和要义,许多企业都在探寻增进的"长坡厚雪"。

在半导体领域,若是从已往十年甚至更长的时间跨度来看,TI的雪球无疑极为乐成,这种乐成源于其战略的前瞻性。

作为当前全球市占率*的模拟IDM,模拟芯片营业已占有TI半导体总收入的近80%,而且从其治理层多次谈话来看,模拟芯片将在未来的很长时间里,继续成为TI的主要蹊径,甚至还将与嵌入式处置器一起扩大收入占比。

凭证计划来看,TI设计到2030年将内部制造芯片带来的收入从2020年占总营收的80%增添到2030年的90%以上。TI还希望内部封装芯片的比例能从2020年的60%提升到2030年的90%以上,使其能够更好地控制供应链。

同时,2022年TI内部生产的芯片中,只有40%是由300mm(12英寸)晶圆厂生产,但设计到2030年把这个比例提高到80%以上。

可以简朴明晰为,TI未来将遵照IDM模式,延续加大自身产能占比,且加速向300mm晶圆制造转移。

IDM模式的优势在于,能够整合内部手艺优势、积累工艺履历;协同设计与制造,实现产物快速迭代;IDM能降低成本,享有更高的产物附加值等等。

而对于12英寸产线,TI示意,在向300mm晶圆迁徙之后能够带来40%的成本节约,与此同时,公司还将把毛利提升到68%。这也注释了为什么TI云云努力地投入到这个转型中去。再加上,TI在已往几年里一直在砍掉分销商,通过直营的方式举行芯片销售,这势必将进一步提升其产物利润率的控制。

而为了实现这样的目的,TI不停加大资源支出设计。面临半导体行业周期,与大多数行业公司差异,TI没有设计削减资源支出或减缓新工厂的建设。

2月16日,TI宣布将投资110亿美元在美国犹他州的莱希制作第二座300mm晶圆制造厂,预计将于2023年下半年最先制作,最早将于2026年投产。据悉,该工厂紧邻德州仪器位于该区域的现有12英寸晶圆制造厂LFAB,建成后这两个工厂将合并为一个晶圆制造厂举行运营。

2022年12月,TI LFAB厂已最先生产模拟和嵌入式产物。犹他州李海晶圆厂源自2021年7月德州仪器9亿美元对美光12英寸晶圆厂的收购。

2022年9月,TI位于美国德州理查森的最新12英寸晶圆厂最先了劈头投产,延续几个月扩大规模,以知足电子产物未来增进的半导体需求。RFAB2与RFAB1相连,是德州仪器新增的六家12英寸晶圆制造厂之一。RFAB1在2009年投产,那时是天下上*家12英寸模拟晶圆厂。

2022年5月,TI位于德克萨斯州谢尔曼的全新12英寸半导体晶圆制造基地已经正式破土动工,该制造基地总投资300亿美元,首座工厂预计于2025年最先投产。

现实上,早在2009年TI就从奇梦达手中买下300mm生产线,打造了业内*家12英寸模拟晶圆厂RFB1。谋划多年的TI,已在300mm晶圆厂领域确立极高的护城河,现在已有2座300mm晶圆厂稳固量产,到2030年这个数字将到达8座。

综合来看,TI延续增强自行生产规模,与许多其他IDM企业越来越依赖委外代工形成鲜明对比。

在已往10年内,TI的利润率一直保持上升态势。根据TI的说法,缔造高利润率与他们用12英寸晶圆厂生产模拟芯片、降低成本有关。

高毛利是模拟芯片厂商保持竞争力的一个主要因素,而迈向12英寸则是他们保障高毛利,盈利未来的方式之一。

在举行了这一系列的操作以后,TI未来不只能够在产物供应和供应链控制上掌握了自动权,在产物订价上更将游刃有余。思量到模拟芯片制程的长寿命和TI的高毛利,加上美国芯片法案带来的资助,TI正在往更高的一个层级迈进。

02 一众模拟IDM大厂转向Fablite

与TI相比,随着产业生长的转变,ADI、安森美、瑞萨电子等模拟大厂选择将相当大的一部门产能外包给代工厂,由传统的模拟IDM逐渐走向了Fablite模式。

Fablite模式是指IDM Fabless的综合,是一种轻晶圆模式,即IDM企业将部门制造营业转由协力厂商代工,自身则保留一部份制造营业。

Fablite模子由IDM演化而来,是企业降低投资风险的一种计谋。

现实上,早在10年前,Fablite模式已经被提出。据IC Insights考察显示,在2014年之前的5年里,全球有72家晶圆厂被关闭,其中8英寸和6英寸晶圆厂高达65%,12英寸晶圆厂占11%。这意味着全球半导体行业不愿意蒙受伟大的产能压力,正在走向Fablite或Fabless。

那时欧洲的模拟芯片企业先知先觉,好比恩智浦、ST和英飞凌等,都较早最先实行Fablite计谋。好比2015年恩智浦收购飞思卡尔后,就很少再睁开其他大的收购,更多时刻是不停剥离一些营业。ST和英飞凌等也都执行Fablite计谋,出于利润*化的思量将部门产能委外代工。

日本在已往几年间陆续关停了大量晶圆厂。去年瑞萨电子宣布,2022年将关闭位于日本山口县的6英寸晶圆制造厂,将部门能转移到其它8英寸厂,部门产物停产。现实上2020年时,瑞萨就已经宣布关闭其位于高知县的6英寸晶圆厂。

瑞萨高管Sailesh Chittipeddi示意,虽然公司依然坚持芯片自主制造设计,但先进工艺节点会选择外包给台积电等代工厂。他说:“从久远来看,更先进的节点我们将不得不依赖第三方,对于任何比成熟工艺的40纳米更高级的芯片,我们都必须依赖代工相助同伴。”

纵然在履历了2021年全球芯片产能欠缺问题后,瑞萨电子也示意,纵然日本政府推动振兴本土半导体制造业,仍会选择将先进的工艺节点外包给台积电等代工厂,专注于成本控制。

克日,瑞萨电子在媒体相同会上强调了其一直坚持的Fablite计谋,增添了前端和后端流程的外包占比。停止2022年,瑞萨电子自产比例不到一半,前后端工艺均为40%。

瑞萨电子总裁兼首席执行官Hidetoshi Shibata示意,“瑞萨将继续投资自己的工厂,但总体而言,将提高代工/OSAT 外包的比例。尤其是前端工艺,我们会让自己工厂和代工厂的定位更容易明晰。” 例如,先进的工艺使用代工厂。对于更成熟的工艺将使用自己工厂和代工厂的“夹杂模式”。

安森美近期也在转变计谋,由传统IDM模式向加倍天真的Fablite模式转型。近年来,安森美已经卖掉了其位于美国缅因州南波特兰、比利时Oudenaarde、爱达荷州波卡特洛的200mm晶圆厂,以及位于日本的新泻工厂。

同时,安森美逐渐退出小规模晶圆厂,将重心转向300mm晶圆的产能,并提高通用封装后端厂的天真性,进一步加大该部门的外部产能,其外部产能从2021年的34%增添到现在的约45%。

这种转型再叠加公司其他的战略调整,让安森美已往几年获得了不错的业绩显示。2022财年,安森美收入同比增进24%至创纪录的83亿美元,毛利率亦创新高。

安森美总裁Hassane EI-Khoury示意,之以是选择这样的模式,主要是由于传统的大规模扩张产能的方式,有时与获得的回报率并不匹配,以是安森美倾向接纳加倍天真的制造蹊径和计谋。未来将维持这样的制造蹊径和计谋,并退出规模不足的晶圆厂。

几年前,ADI也开启了Fablite模式,只保留了部门的6英寸和8英寸工厂,而收购的Maxim也是同样选择和代工厂相助,自己工厂最先出售和减产,300mm晶圆则是与代工厂配合开发工艺的模式。

可见,除了TI之外,传统意义上的模拟IDM半导体公司险些都向着Fablite转变,从纯粹IDM到Fablite的模式,可以说是半导体产业生长历程中的一条进化蹊径。从产业生长的大维度上看,产业分工将加倍精致、高效,而Fablite与IDM企业做代工只是大象转身的一个侧面。

03 国产模拟厂商的出路

作为全球最主要的模拟芯片消费市场,中国模拟芯片市场空间广漠,生长性见长。

据Frost&Sullivan统计,2021年中国市场规模约2731亿元,预计2025年中国模拟芯片市场规模将增进至3340亿元,年复合增进率约为6%,增速高于全球模拟芯片市场整体增速。

数据泉源:Frost&Sullivan

与重大的市场需求相比,海内模拟IC厂商由于规模较小和资金方面的压力,当前以Fabless模式为主。

有业内人士向笔者示意,海内多数模拟厂商接纳Fabless模式,这是由企业的生长阶段所决议的。芯片制造环节为重资产模式,对前期资源积累要求较高,但现在海内多数模拟厂商产物线单一,订单量小,抗风险能力弱,经不起市场颠簸。若是海内设计企业自建产线,以现在体量,极易陷入小马拉大车的逆境。因此,多数体量不足的公司均接纳Fabless模式,与Foundry公司保持亲热相助以只管保持优越产能供应。

但Fabless也有优势,好比迭代速率快、可以选择具有手艺多元化、产物多元化、客户群体多元的优势的代工厂相助,而且可以削减资金压力和内部治理问题等。此外,Fabless和Foundry利益高度一致,深度相助没有挂念。而IDM和Fabless往往是竞争对手,二者的相助一定会有冲突。

向Fablite模式生长

Fabless使厂商可专注于设计,为中小规模厂商的起步方式。但随着芯片产能紧缺情形的恶化,以及地缘政治因素下对于产能可控的思量,海内越来越多的Fabless模拟厂商也最先逐步自建晶圆或封测产线,向Fablite模式生长,以到达防微杜渐的作用。

例如,海内*的图像传感器格科威,现在正在通过召募资金建设部门晶圆BSI生产线和晶圆制造试点线,从Fabless向Fablite运营模式转型。建成后,部门BSI图像传感器产物的生产将由直接采购BSI晶圆变为先采购尺度CIS逻辑电路晶圆,再自力举行晶圆键合、晶圆减薄等BSI晶圆的特殊加工工序。同时,格科微还引进了华虹半导体、粤芯半导体、中芯国际等海内晶圆代工厂投资,举行有选择的代工与设计。

除格科微之外,现在海内也有不少模拟厂商在探索Fab-Lite谋划模式,如卓胜微最先自建滤波器产;思瑞浦最先自建测试中央;圣邦微电子对外确立了全资子公司来确立测试项目;开元通讯以自有工艺与海内*的8英寸MEMS大型代工厂举行量产相助。

国产模拟厂商由Fabless模式向Fablite转型有许多利益:首先是性价比更高;再者,Fablite模式可以更好地控制产物的质量和可靠性,产物开发周期更可控;此外,对代工厂的依赖降低,产能分配守候问题不再受影响;Fablite一样平常专注于对照成熟或者对照老的节点,模拟芯片一样平常接纳成熟的节点。而且模拟芯片产物生命周期长,相对于先进手艺节点需要更少的资金运行;可以更好的应对市场转变,好比汽车芯片欠缺,低成本的方式消除内部生产需求不足等。

Fablite模式让设计与制造工艺更慎密连系,有利于公司做出差异化产物。因此,Fablite将成为规模相对较小但对产能和要害生产环节有所控制的模拟芯片企业的生长趋势。

03 向虚拟IDM和IDM模式演进

另一方面,模拟厂商从Fabless直接进入IDM模式跨渡过大,虚拟IDM(Virtual IDM)助力设计与工艺连系兼顾资源投入,Fabless公司转入时风险相对较低,或为优越的过渡模式。

虚拟IDM是半导体生态链的一种设计制造模式,是综合成本、资源、手艺、市场等因素对半导体产业的影响而提出来的一种模式。与传统IDM相比,少了晶圆代工的环节,与Fabless相比,多了封装测试和市场客户的环节。

虚拟IDM模式连系自有工艺平台协助Foundry公司生产,也可在产线中安装自有装备、并提供职员支持,公司通常拥有工艺专利或封测厂等内部资源。这让虚拟IDM有能力拓展高端产物,与相对低毛利的Fabless厂商实现差异化竞争。代表厂商如芯源系统、矽力杰等。此外,尚未上市的广州粤芯半导体同样执行虚拟IDM为营运计谋,为用户提供多样化的模拟芯片需求。

然而,面临TI的战略和计划,不只让跟在厥后的竞争对手煞费苦心,也让海内那些在已往希望通过低售价来替换TI获取市场的做法也许会在未来几年行不通。

同时,又由于模拟芯片量少样多的特征Foundry成本优势被弱化,因此耐久来看IDM模式或允许协助国产模拟厂商修建壁垒。

详细到中国的IDM公司们,现在海内的IDM中多处于自给自足的状态,暂未实现向Fablite的转变。华润微、士兰微等IDM公司也延续厚实模拟电路产物线。

由于尺度化水平越高、销售量越大的产物对单元成本优化的敏感性越强,国产模拟芯片的IDM化将率先最先于尺度化水平较高、销售量较大的料号。例如,士兰微率先实现AC-DC产物的IDM化,以在通用类产物实现成本优势。

综上,就模拟芯片而言,IDM模式会更具成本和手艺优势,海内已有模拟芯片厂商最先向IDM模式生长。但从另一方面来看,IDM天真性太低,产能小了不够用,建多了又会造成伟大虚耗,遇到淡季仅仅养产线就是伟大肩负。尤其国产芯片的市场颠簸较大,海内IDM的腾挪空间较小,就显得弹性加倍不足。这也是国产IDM模拟厂商需要郑重看待的一大挑战。

环视市场现状和生长趋势,海内模拟IC厂商正处于快速生长阶段,模拟IC国产化率进一步提升的内部和外部条件均趋于成熟。

整体而言,笔者以为在模拟芯片领域IDM优势显著,或为国产模拟厂商的必经之路;但在短期内,Fabless模式可辅助规模较小的公司专注设计、更天真切入高生长赛道,也有自身优势。同时,海内代工厂制程和工艺知足要求,手艺日臻成熟,可以与Fabless模拟厂商举行协同;而虚拟IDM和Fablite模式兼顾设计、工艺的连系与前期资源投入,是较好的过渡模式。

在当前国产替换时机和新兴手艺动员下,海内模拟IC厂商迎来了内部和外部的双重历史时机,在产物、手艺、客户、市场份额等方面有望加速突破,推动模拟芯片国产化历程。

04 写在最后

据美国半导体工业协会(SIA)公布的数据显示,2022年全球芯片销售中,模拟芯片销售额同比增进了7.5%,到达890亿美元,是所有芯片种类中销售额增幅*的品类。模拟芯片在一波又一波风潮中,延续保持增进,未来远景广漠。

无论是模拟芯片厂商对制造产线的不停收购,照样IDM向Fablite模式的精简,以及Fabless到晶圆生产线的新建,都说明晰制造对于芯片的主要性。在大宗产物领域,垂直整合仍然具有很大的竞争意义。同时,接纳天真、合适的制造分销模式也是模拟芯片企业保证竞争力必须综合思量的问题。

归根结底,选择哪种谋划模式不能一概而论,模拟厂商需要凭证行业属性、企业自身优劣、市场环境以及战略计划等多方面因素举行评估,选择一个适合自身生长的模式才是*的。




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