回顧歷史與審視現(xiàn)實(shí)，無晶圓產(chǎn)業(yè)走到頭了嗎？

從 FSA 到 GSA，無晶圓模式發(fā)展歷程

1980 年之前，全球半導(dǎo)體業(yè)首先是采用垂直集成模式，后再進(jìn)入集成器件制造模式（Integrated Device Manufacturer，簡稱 IDM）。該模式要求芯片制造商從 IC 產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始，自己開發(fā)工藝制程技術(shù)，運(yùn)行制造生產(chǎn)線，最后一直到 IC 產(chǎn)品的封裝、測試，都由自己獨(dú)立完成。

其間，在私募基金的幫助下，開始有少數(shù)具備 IC 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師組成的小公司，它們能依更快的速度設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品來滿足市場的需求。

由于半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步很快，芯片的工藝制程技術(shù)越來越復(fù)雜，初創(chuàng)小公司進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)的門檻越來越高。而另一方面，有些時(shí)候 IDM 廠卻有多余產(chǎn)能可以幫助小公司來制造它們設(shè)計(jì)的芯片。

Jodi Shelton

眾所周知，IDM 模式有其獨(dú)特優(yōu)勢。IDM 廠商能夠完全掌控一個(gè) IC 產(chǎn)品產(chǎn)出的全部過程，包括那些專有的技術(shù)(knowhow)，不易被競爭對手竊取。然而該模式也有其不足之處，IDM 產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜，IC 產(chǎn)品的生產(chǎn)周期又太長，往往會丟失市場機(jī)會，所以這樣的過程逐漸推動了無晶圓模式（Fabless Mode，也稱為無廠模式或 IC 設(shè)計(jì)業(yè)，F(xiàn)abless 公司也稱為 IC 設(shè)計(jì)公司）的成長。

FSA 會議

在 80 年代后期，中國臺灣地區(qū)首先推出了代工(foundry)服務(wù)，它專門為無晶圓公司加工制造 IC 產(chǎn)品。在那個(gè)時(shí)期代工最關(guān)鍵的是必須保證加工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)不會外泄，代工廠要保持中立地位。

因?yàn)榇S與設(shè)計(jì)公司的互相配合，奠定了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由 IDM 這樣一種制造模式，走向四業(yè)分離，即設(shè)計(jì)、制造、代工及封裝與測試（編者注：國內(nèi)傳統(tǒng)上將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分為三業(yè)，即制造、設(shè)計(jì)和封測，代工是包含在制造里面的）。無晶圓模式能更快地推動新的 IC 產(chǎn)品呈現(xiàn)，這促進(jìn)了半導(dǎo)體業(yè)更迅速地發(fā)展與增長。

然而，無晶圓模式在其初創(chuàng)階段也并非一帆風(fēng)順。直到 1990 年時(shí)，半導(dǎo)體業(yè)界的權(quán)威人士才普遍承認(rèn)無晶圓模式的成功。那時(shí)己經(jīng)有 Nvidia，Broadcom 及 Xilinx 等公司。早期還有一家 Cyrix 公司(1988 至 1997，1997 年被并入美國國家半導(dǎo)體）大出風(fēng)頭，由于其生產(chǎn)的產(chǎn)品在價(jià)格上具有競爭力，推動了全球計(jì)算產(chǎn)品的市場發(fā)展。

1994 年 Jodi Shelton 女士與六家設(shè)計(jì)公司的 CEO 組建了無晶圓廠半導(dǎo)體聯(lián)盟（Fabless Semiconductor Association,簡稱 FSA），目的是把無晶圓模式推向全球化。

至 2007 年 12 月 FSA 轉(zhuǎn)變成全球半導(dǎo)體聯(lián)盟(Global Semiconductor Alliance，簡稱 GSA）。這表明 FSA 已經(jīng)起到全球化的作用，它的作用不僅在 IC 設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，而且起到了加強(qiáng)全球半導(dǎo)體業(yè)間合作發(fā)展的作用。

Jodi Sheldon 與李力游

之后的無晶圓模式進(jìn)一步被半導(dǎo)體業(yè)界認(rèn)可，導(dǎo)致有些大的 IDM 公司開始賣掉產(chǎn)線，完全轉(zhuǎn)變成無晶圓公司，典型的如 Conexant System，AMD 以及 LSI Logic 等。工藝制程進(jìn)入 28 納米之后更是個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，全球眾多 IDM 廠更傾向采用輕晶園廠策略，即 fab lite 模式。包括德州儀器、飛思卡爾、英飛凌、賽普拉斯半導(dǎo)體等大牌的 IDM 廠都開始擁抱代工。

到 2007 年時(shí)，無晶圓模式己成為推動半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展的優(yōu)先模式。在 2007 年 GSA 跟蹤的 10 家 IC 設(shè)計(jì)公司銷售額己經(jīng)超過 10 億美元。

據(jù) FSA 2005 年 5 月的資料，在 1994 年全球半導(dǎo)體銷售額達(dá) 1,000 億美元，彼時(shí)的 IC 設(shè)計(jì)公司銷售額才 32 億美元；2000 年全球半導(dǎo)體銷售額剛超過 2000 億美元時(shí)，相應(yīng)的 IC 設(shè)計(jì)公司銷售額為 176 億美元；而到 2015 年，全球半導(dǎo)體銷售額己達(dá) 3350 億美元，相應(yīng)的設(shè)計(jì)公司銷售額己增長到 842 億美元（2015 年半導(dǎo)體與無晶圓公司銷售數(shù)據(jù)來自 IC Insights 2016 年 4 月)。

據(jù) FSA 的數(shù)據(jù),在 1994 至 2010 年的 16 年間，全球 IC 設(shè)計(jì)公司的營收由 32 億美元增加到 736 億美元，增長達(dá) 23 倍，年均復(fù)合增長率（CAGR）達(dá)到 21.66%。

按 IC Insights 的數(shù)據(jù)，2015 年全球設(shè)計(jì)公司排名中第一次把蘋果 / 臺積電列于第七，它的銷售額為 30.85 億美元，同比增長 111%，可見終端電子產(chǎn)品供應(yīng)商的自制 IC 產(chǎn)品獲得認(rèn)可。

無晶圓模式的成長動能

在市場經(jīng)濟(jì)推動下，半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展是理性的。對于如存儲器、CPU 等需求量很大的 IC 產(chǎn)品，采用 IDM 模式有它的獨(dú)特優(yōu)勢。另外，盡管單一模擬 IC 產(chǎn)品的數(shù)量并不大，但是由于模擬產(chǎn)品種類多，工藝要求特殊，技術(shù)要求非常高，也需要 IC 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累，因此目前也以 IDM 為主。

所以，全球無晶圓模式的黃金時(shí)期主要集中在進(jìn)入新世紀(jì)之后，全球移動產(chǎn)品的盛行階段。

據(jù) IC Insights 2015 年 1 月的數(shù)據(jù)，比較 1999 至 2014 年期間的半導(dǎo)體產(chǎn)品銷售額年均復(fù)合增長率(CAGR)，設(shè)計(jì)公司銷售額年均復(fù)合增長為 15%，IDM 銷售額年均復(fù)合增長為 3%，全球半導(dǎo)體銷售額綜合年均復(fù)合增長為 5%。

又據(jù)中國臺灣拓?fù)溲芯克?2016 年 11 月數(shù)據(jù)，全球 IC 設(shè)計(jì)業(yè) 2014 年銷售額為 880 億美元，同比增長 7.1%，2015 年銷售額為 805 億美元，同比下降 8.5%，并估計(jì) 2016 年設(shè)計(jì)業(yè)銷售額為 775 億美元，再次下降 3.2%。這表明全球 IC 設(shè)計(jì)業(yè)也日趨成熟，近幾年?duì)I收都出現(xiàn)了下降，高速增長的往日榮景不再。

另據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，2015 年全球 IC 設(shè)計(jì)業(yè)按地區(qū)計(jì)：美國占 62%，中國臺灣地區(qū)占 18%，中國占 10%。

2015 年 5 月，總部位于新加坡的 Avago 以 370 億美元收購 Broadcom（博通），也是顯示無晶圓模式成熟的一項(xiàng)標(biāo)志性事件，博通在被收購前年?duì)I收為 84 億美元，長期位居全球 IC 設(shè)計(jì)公司的榜眼位置，業(yè)界稱 Avago 此舉為“蛇吞象”。（編者注：合并后的新公司稱博通）

為什么無晶圓模式能取得驕人成績

1) 風(fēng)險(xiǎn)資本(VC)的支持。GSA 2012 年發(fā)布一個(gè)統(tǒng)計(jì)，列舉了過去 12 年全球風(fēng)險(xiǎn)資本支持的初創(chuàng)設(shè)計(jì)公司在種子期（seed，早期階段投資）的數(shù)量：2000 年為 54 家，2001 年為 53 家，2002 年為 32 家，2003 年為 28 家，2004 年為 42 家，2005 年為 37 家，2006 年為 22 家，2007 年為 22 家，2008 年為 4 家，2009 年為 4 家，2010 年為 7 家，2011 年為 6 家。這個(gè)數(shù)據(jù)反映了自 2008 年之后，實(shí)際上風(fēng)險(xiǎn)資本己經(jīng)開始遠(yuǎn)離半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

2）IC 設(shè)計(jì)業(yè)技術(shù)迅速進(jìn)步，也與全球代工技術(shù)同步發(fā)展。據(jù)高通(Qualcomm)2007 年 1 月的資料，高通與 IDM（編者注：其實(shí)就是指英特爾）的工藝制程技術(shù)差異變化：130 納米工藝，高通與 IDM 之間的差距為 24 個(gè)月；90 納米工藝，差距為 12 至 15 個(gè)月；65 納米工藝，差距為 6 個(gè)月；在 45 納米工藝節(jié)點(diǎn)上，高通與 IDM 的差距縮短至 3 個(gè)月。

3）無晶圓廠的盈利能力強(qiáng)
根據(jù) FSA 數(shù)據(jù)，比較 2000 至 2005 年 IC 設(shè)計(jì)業(yè)與半導(dǎo)體業(yè)整體的凈資產(chǎn)收益率(ROE)：2000 年，IC 設(shè)計(jì)業(yè)的 ROE 為 26.4%，半導(dǎo)體整體為 17.8%；2001 年，IC 設(shè)計(jì)業(yè)的 ROE 為負(fù) 8.8%，半導(dǎo)體整體為負(fù) 9.6%；2002 年，IC 設(shè)計(jì)業(yè)的 ROE 為負(fù) 1.7%，半導(dǎo)體整體為負(fù) 5.5%；2003 年，IC 設(shè)計(jì)業(yè)的 ROE 為 8.7%，半導(dǎo)體整體為 1.5%；2004 年，IC 設(shè)計(jì)業(yè)的 ROE 為 17.8%，半導(dǎo)體整體為 12%；2005 年，IC 設(shè)計(jì)業(yè)的 ROE 為 15.1%，半導(dǎo)體整體為 9.0%。明顯可以看出，IC 設(shè)計(jì)業(yè)的投資盈利回報(bào)率要勝過半導(dǎo)體業(yè)平均值。

注;凈資產(chǎn)收益率（英文簡稱 ROE），又稱股東權(quán)益報(bào)酬率、凈值報(bào)酬率、權(quán)益報(bào)酬率，是衡量企業(yè)獲利能力的重要指標(biāo)。

4） 第三方 IP 的成熟，促進(jìn) IC 設(shè)計(jì)業(yè)的迅速擴(kuò)張。如今的 IC 設(shè)計(jì)與二十年前己大不同，很多 IC 設(shè)計(jì)公司主要依賴于第三方 IP 來開發(fā)產(chǎn)品。據(jù) Gartner 2014 年 4 月數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體設(shè)計(jì) IP 市場增長 11.5%，達(dá) 24.5 億美元，其中處理器專利提供方 ARM 公司占總市場的 43.2%，Synopsys 占 13.9%，第三名 Imagination 占 9%。

無晶圓模式的未來初探

無晶圓模式紅紅火火己經(jīng)有很長一段時(shí)間，近年顯示出頹勢，未來會怎么樣？業(yè)界眾說紛紜，全球 IC 設(shè)計(jì)業(yè)的銷售額連續(xù)兩年下降已是一個(gè)不爭的事實(shí)，另據(jù)市場研究機(jī)構(gòu) IC Insights 的數(shù)據(jù)，2015 年 IC 設(shè)計(jì)業(yè)慘淡經(jīng)營，業(yè)績增長還不如芯片制造商，這種狀況 25 年以來僅出現(xiàn)兩次。

造成這種情況可能有多個(gè)方面因素。首先，臺積電的壟斷地位不斷鞏固，導(dǎo)致它的代工價(jià)格堅(jiān)挺，而從半導(dǎo)體應(yīng)用市場來看，終端電子產(chǎn)品市場價(jià)格總體始終處于下降趨勢，這就造成了矛盾。其次，為了實(shí)現(xiàn)差異化，增強(qiáng)競爭力，終端電子產(chǎn)品供應(yīng)商開始自己設(shè)計(jì)芯片，典型的例子如蘋果、海思、三星、Facebook 等。第三，隨著工藝尺寸進(jìn)入 10 納米、7 納米及以下，芯片設(shè)計(jì)開發(fā)費(fèi)用呈火箭狀上升，同時(shí)隨著工藝制程的縮小，代工對于設(shè)計(jì)公司的支持能力收窄，這都會影響到設(shè)計(jì)公司是否采用最先進(jìn)的工藝制程來開發(fā)產(chǎn)品。

未來無晶圓模式將會走向何方？總體上 IC 設(shè)計(jì)加晶圓代工模式，兩者間的互相依存關(guān)系不會改変，但是增長態(tài)勢減緩可能是事實(shí)。另一方面，由于全球手機(jī)市場漸趨飽和，而未來的產(chǎn)品市場呈碎片化，因此未來 IC 設(shè)計(jì)業(yè)的集中度可能減緩?；蛘撸琁C 設(shè)計(jì)業(yè)者都忍受不住價(jià)格壓力時(shí)，多家公司聯(lián)合起來收購晶圓廠或許是一種可能。

市場經(jīng)濟(jì)，勝者為王，在半導(dǎo)體業(yè)中沒有一種模式是“常勝將軍”。今天可能是 IDM 占優(yōu)，明天是設(shè)計(jì)公司加晶圓廠占優(yōu)，未來也許或有新的模式出現(xiàn)？

所以，采用什么樣的“模式”未必有那么重要，關(guān)鍵要能為客戶創(chuàng)造附加值。業(yè)界曾有人猜測，將來可能會出現(xiàn)是終端電子產(chǎn)品制造商加晶圓廠的模式（編者注：在半導(dǎo)體業(yè)的早期，很多公司采用這種模式，大家耳熟能詳?shù)哪ν辛_拉、西門子和飛利浦都曾采用這種模式，現(xiàn)在的三星可以視為是這種模式），這種舊夢重溫是否會實(shí)現(xiàn)？恐怕暫時(shí)誰也無法回答。

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