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“造晶圓廠就像修高速公路，我們是建路搭橋的。路修好以后，路上跑得不管是什么車，我們都歡迎?！?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E4%B8%AD%E8%8A%AF%E5%9B%BD%E9%99%85/">中芯國際市場資深副總裁許天燊先生說。在高速路上的車對速度追求越來越快的今天，也對這些修路搭橋的基建供應商提出了更高的要求，他們在工藝升級換代上的軍備競賽也愈演愈烈。
縱軸是摩爾定律，橫軸就是More than Moore(超越摩爾定律）
“為什么臺積電做的成功，因為我們做得比較賣力。”在談到超越摩爾定律(More than Moore)時，臺積電中國區(qū)副總經理羅鎮(zhèn)球先生這樣說。實際上臺積電工廠里面純粹的邏輯(pure logic)產品是很少的，不管在哪個工藝節(jié)點都是如此，40nm、65nm、90nm，基本上生產的都是特殊工藝，就是衍生出來的工藝產品。臺積電做得最賣力，把每一個工藝節(jié)點旁邊所有衍生出來工藝全都做齊全了，這些東西是別人沒有的。臺積電的工藝是摩爾定律和超摩爾定律雙軸并進, 縱軸是沿著摩爾定律繼續(xù)往前走，橫軸是在每個節(jié)點上把工藝衍生的愈廣、愈精，那么整體競爭力肯定就愈強。應該說這才是核心競爭力，因為臺積電發(fā)展出來的是工藝的一個面，而不是摩爾定律的一個點。
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圖一 臺積電中國區(qū)副總經理羅鎮(zhèn)球
由于FinFET工藝對資金需求巨大，談到這對FinFET工藝開發(fā)有何影響時，羅鎮(zhèn)球先生認為，因為越往前走，研發(fā)的投入越來越高，有很多IC產品不見得要跟著往前走，所以臺積電才會開始做先進封裝，把很多顆IC堆疊封裝在一起。這個就是體現摩爾定律的另一種方式，在一個體積或一個面積里面裝載更多的晶體管?，F在臺積電已經實現把多外IC堆疊，例如一顆CPU核加上一顆射頻芯片，再加上一個存儲器芯片，用先進封裝把它們連結封包在一起，這個就是廣義上的實現摩爾定律持續(xù)推進。
臺積電看好物聯網的市場前景，從四五年前就開始建構物聯網工藝平臺。陸續(xù)推出了28nm、40nm, 55nm節(jié)點的超低功耗工藝，以及包含了射頻、嵌入式閃存、邏輯與很多樣的傳感器…等衍生性工藝，這些工藝的組合可以讓國內的客戶很容易的設計出物聯網產品?！斑@是一套組合拳：第一個叫超低功耗，第二個叫特殊工藝集成，第三個叫先進封裝。這三項技術缺一不可，先用先進工藝把芯片做小, 把功耗降低，再將各種不同的功能高度集成，加上先進封裝, 這就可以設計出具備競爭力的產品?！迸_積電不只做晶圓代工，現在也投入先進封裝，主要原因是臺積電發(fā)現了一些新的市場需求必需加上先進的封測技術才能提升性能,降低成本，只要有市場需求, 臺積電就會帶頭去做拉動使整個行業(yè)往前發(fā)展。例如臺積電現在做的芯片尺寸級封裝，叫CoWoS(Chip On Wafer On Silicon) ，技術上相當困難，是需要投入巨大多的人力和資金才能做得起來。臺積電已經投入了很多資源在先進封裝上。
羅鎮(zhèn)球先生認為物聯網就是中國半導體行業(yè)要落實彎道超車、飛躍發(fā)展的最好的一個方向。有感于羅先生對中國半導體行業(yè)的拳拳之心，這里我再一次引用他在這次年會上的原話，希望國家能夠重視對于存儲器與集成電路制造設備和材料的發(fā)展。“我覺得在國家的綱要里面，一直忽略掉兩個很重要的部分。國家做的事情，肯定是要投入比較長期的，有戰(zhàn)略意義的項目，中國臺灣做半導體這個行業(yè)很久了，有兩個項目是中國臺灣一直沒有做好的，一個是存儲器，一個是設備和材料。我覺得以中國的戰(zhàn)略格局，中國的市場規(guī)模，這兩件事如果在國家綱要里面沒有特別提到的話，倒是我特別愿意建議一下的。因為存儲器事實上是非常重要的，整個產值也很大，只是它的門檻相當高，因為現在市場已經整合到世界上沒有幾家公司有能力做，有人可能覺得做存儲器沒有意義，但我覺得我們是中國，沒有道理不做，設備和材料也是一樣，沒有道理不投入?！?/p>
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智能手機是獵豹，物聯網是鱷魚
“以前的移動終端設備就像獵豹一樣，越跑越快，芯片工藝要到14、28nm，速度快但消耗大，動不動就要充電。物聯網產品則很像鱷魚，吃一次好幾個月都不需要再吃，不需要常常充電，因為百分之九十幾的時間都在休息?！甭撾姼笨偨浝硗鯂合壬眠@么一個形象的比喻來說明物聯網時代產品與之前產品的區(qū)別。王國雍先生認為，根據聯電對物聯網市場的研究，物聯網市場的價值利潤分配可能呈現一個微笑曲線，IC產品的部分低一點，晶圓廠的部分會稍微高一點，物聯網產品的服務應用在另一邊也高一點。
之所以會呈現出一條微笑曲線，原因如下：因為物聯網產品用的晶圓不會是純邏輯，是特殊工藝，而且是特殊工藝的融合，要整合很多像Embedded Flash、RF，甚至是HV(High Voltage)、MEMS等各個方面，這樣的晶圓復雜度增加了，就不會太便宜。雖然IC供應商做的工作也很有價值，但是單顆IC的價格可能不會提高，這是因為傳感器芯片想持續(xù)長期賺錢的話，必須寄希望于大量鋪設，只有大量鋪設才能形成大數據, 大數據要產生應用以后才能賣高價。所以在開始階段為吸引用戶，需要把傳感器免費或者用很低的價格去給用戶安裝，用戶才會裝得多。這樣硬件價格就會被壓得很低，硬件價格低的話，芯片價格怎么會貴呢？所以物聯網這個市場的演變及打法與過去有點不一樣，而晶圓廠的性價比對IC供應商來說就更重要了。
圖二 物聯網市場微笑曲線
物聯網產品對于晶圓廠的要求也與以往不同，以前大家已經很習慣在數字工藝的節(jié)點上跑得更快一點，但是但是寬度的部分展開得不多，而物聯網恰恰對工藝的多樣性要求很高。要玩物聯網，不只是數字工藝要跑得快，在不同節(jié)點上特殊工藝的多樣性和完整度才能夠彰顯晶圓廠的競爭力，所以物聯網雖然不是用最先進的工藝節(jié)點，但是也不是一般的晶圓廠可以玩的。王國雍先生認為，因為先進工藝節(jié)點的光罩一套很貴，所以制程遷移不會很快，大約55、40nm就是現階段物聯網產品的最佳節(jié)點。所以努力還是要花在怎么把這些節(jié)點的功耗降下來，如何配合EDA降低漏電流等，就物聯網平臺來說，各方面與之前世代的產品都不太一樣。
圖三 聯電副總經理王國雍
對于晶圓廠在先進制程競爭的狀況，王國雍先生表示，工藝向前發(fā)展是條不歸路，但是大家又不得不走，除非退出不做。這條路大家都很清楚，這個方向大家的努力也都是一樣，不管哪一家都在辛苦得往前走。很有趣的地方是，大家認為最先進工藝節(jié)點的進展如何是所有晶圓廠競爭的關鍵，大家談論排名，第一個就是看28nm占你多少的營收，大家看晶圓廠的贏跟輸，大概就是用這個角度。王國雍先生覺得不妨從另外一個角度來看，晶圓廠真正賺錢的有幾家。
事實上臺積電可能賺了百分之九十幾的錢，聯電賺了個位數，剩下的其它的晶圓廠去分。晶圓廠要想永續(xù)經營，賺錢還是關鍵，從長期的觀點來看，要做到持續(xù)投資、永續(xù)經營，財務狀況必須健康。如何才能賺到錢，事實上新的產線、新的工藝對于利潤率的綜合貢獻綜合還是為負，因為折舊還沒有折完，事實上賺錢的都是舊的產能。
以8吋線為例，未來三年都會缺產能，這是一個結構性問題，未來也很難得到緩解，原因有兩方面：在供給面，現在8吋的機臺買不到，擴充產能存在實際困難；在需求面，隨著3G向4G遷移，不只相同種類的芯片面積增大（例如 4G里面用到的PMIC芯片尺寸大約是3G時代的兩倍），更有新增加的功能（例如指紋辨識、移動付款等等），所以導致整個8吋需求會進一步增大；而且由于這些需求很多都是特殊工藝，不是很容易就可以遷移到12吋線的?；谝陨吓袛?，聯電在8吋和12吋都積極布局。8吋方面，會把蘇州和艦的8吋產能進一步擴大，從現在的5萬片每月擴充到未來可以達到6萬5000片。12吋方面，聯電在大陸的另一布局就是在廈門新建的55、40nm工藝的12，目標指向最先進的12吋特殊工藝。
王國雍先生認為物聯網的特色是每一個應用的量都不是特別大，而且每種應用各有不同的需求與標準，這樣每個應用可能都要開發(fā)一顆IC來應對，每顆IC一套光罩，如果用28nm則會受到很大的成本壓力，現在28nm的一套光罩要150萬美元，不是一般的設計公司有能力承受的，物聯網的主流平臺會需要很多特殊工藝，最佳技術節(jié)點會停在55、40nm，聯電將來的物聯網布局即將以此為重點。
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天時地利人和都有，但是巨變要何時才能實現？
“我們過去一直戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢?！闭劦街行緡H這些年的發(fā)展，中芯國際資深副總裁兼大中華區(qū)總經理彭進先生這樣說。中芯國際成立以來，從開始的坎坎坷坷走到現在并不容易，但是自2012年以來已經實現了連續(xù)十個季度盈利。雖然中芯國際去年的營業(yè)額達20億美金，但只相當于臺積電的十分之一，技術上落后臺積電兩代，產能上的差距也很大。中國整個IC設計企業(yè)銷售額加起來130億美金，美國高通銷售額170億美金，第二大博通(Broadcom)也有80億美金。
所以縱向來看，與15年前相比，中國的半導體行業(yè)有了長足進步；但是橫向一比，與世界先進水平的差距還是非常大的。中芯國際立足于中國，放眼全球，在先進工藝和成熟工藝方面都取得了一些突破。
“我們是中國大陸首個能夠為海外及國內客戶提供完整的28納米制程服務的純晶圓代工企業(yè)，同時我們今年的55 nmEFLASH是全球Foundry當中第一個推出來的。在SIM卡領域和未來的銀行卡領域，中芯國際是非常有優(yōu)勢的。近年來我們花了很大力氣支持本土設計企業(yè)發(fā)展，生產的產品已進入到知名品牌中，如華為手機，聯想手機，三星及索尼產品等等。未來我們希望和中國的設計公司繼續(xù)一起成長，繼續(xù)做強做大?！?彭進如是說。
中國的集成電路產業(yè)如果要得到改善，是需要大家一起努力的，一方面需要產業(yè)資金的支持，還需要人才和技術方面的積累，這些都要慢慢來改善。中國半導體行業(yè)確實需要國家和產業(yè)資金一起把產業(yè)環(huán)境的硬件搭配好，產業(yè)內的企業(yè)按照市場化的模式去運作，如何兼并重組、做大做強，是整個行業(yè)面臨的一個挑戰(zhàn)。
圖四 中芯國際資深副總裁大中華區(qū)總經理彭進
“現在我們身處于一個天時地利人和都有利的IC產業(yè)的黃金時代”，中芯國際市場部資深副總裁許天燊先生說。許天燊先生之前一直負責美國區(qū)的業(yè)務，之所以幾個月前從美國回到總部，正是看到了這個寶貴的機會。他認為中國人做事要成的話，都講究天時、地利、人和。
現在來看，天時方面，整個產業(yè)正在面臨巨變，將來的物聯網、大數據、云端技術等都將給產業(yè)帶來新的變化，而這個新變化帶來的機會無限，這是第一次可以用現有的成熟技術就可以把應用做得非常好，無論是對中國整個半導體產業(yè)還是對中芯國際來說，都是一個難得的機會；
地利方面，一方面中國政府對集成電路產業(yè)的扶持力度正在加強，另一方面,從市場趨勢來看，中國已經是全球最大和成長率最快的市場。不光是在消費電子市場，包括工業(yè)和汽車電子市場，現在的成長率都是最快的。全世界的大公司都在瞄準中國，今天如果哪家公司還沒有進入中國市場，都會被認為不思進?。?/p>
人才方面，中國更是不需要懷疑的，過去五千年以來，每一代都有非常多的頂尖人才出現。過去中國半導體起步晚了，可能是體制或其他原因，有些潛能沒有被完全發(fā)揮出來，但隨著中國30多年來的改革開放，這個現象已經慢慢改變?，F在看一下，我們已經有很多屬于中國自己的品牌，全世界都是非常有名的，比如華為、聯想、小米，已經比較成熟。但是如果看一下手機或電腦里面的芯片，把物料單(BOM)拿過來，中國設計公司真正進入物料單的，還是比較少的。因為應用處理器(AP)和基帶(Baseband)還是壟斷在某幾家國際大公司手里。但是物聯網出現以后，這個情況可能會完全顛覆，因為物聯網可以在現在成熟的平臺上發(fā)揮作用，這將是中芯國際與整個中國半導體行業(yè)去迎頭趕上的最好機會。
圖五 中芯國際市場部資深副總裁許天燊
彭進先生最后說，中芯國際自成立以來，花了很多時間與精力與中國設計公司一同成長。剛開始中國的銷售額在中芯國際的占比很小，只有百分之幾，到今年已經超過了40%。中國的設計公司成長很快，中芯國際從過去單向推動者的角色，到現在已經與中國設計公司形成了相互推動的局面。雖然中國的半導體產業(yè)還不夠強大，但只要這種良性循環(huán)持續(xù)下去，加上國家的支持與整個產業(yè)的協(xié)同，小步快走，發(fā)奮圖強，一定能夠與世界接軌。
筆者認為，在未來幾年的IC制造代工領域，臺積電還將是一家獨大，工藝發(fā)展是否會變慢到給其他兩家追趕的機會誰也不好說。先進工藝的研發(fā)上面，中芯國際與聯電臺積電一樣也將主力投向了FinFET，三家又將在同一條路上相遇。面對明年臺積電超過100億美元的投資，聯電和中芯國際是參與軍備競賽向前狂奔，還是尋求More than Moore的另類發(fā)展空間，我們將拭目以待。
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系列報道之一：與非實錄：2014中國集成電路設計年會全景觀察
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