落地成都更名格芯，GLOBALFOUNDRIES能否革新晶圓代工格局？

2017 年 2 月 10 日，GLOBALFOUNDRIES（格芯，原中文名為格羅方德，本文中格羅方德與格芯可互換）宣布，正式啟動成都制造基地 12 英寸晶圓制造生產(chǎn)線的建設(shè)。該晶圓制造工廠為格芯與成都地方政府合資，共分兩期建設(shè)，第一期為 12 英寸成熟工藝（180 納米與 130 納米 CMOS 邏輯及模擬混合等衍生工藝），技術(shù)主要從新加坡引進(jìn)，計(jì)劃將于 2018 年正式投產(chǎn)；第二期為 22 納米全耗盡絕緣層上硅（FD-SOI）工藝，技術(shù)主要從德國引進(jìn)，計(jì)劃將于 2019 年正式投產(chǎn)。包含配套措施在內(nèi)的兩期投資總額約為 100 億美元，第一期建設(shè)投資約占總投資額比例的九分之一或十分之一。

現(xiàn)在進(jìn)入中國市場晚不晚？
說起來與格芯（即原格羅方德）也算頗有緣分，我進(jìn)入媒體行業(yè)參加的第一場媒體會，就是格羅方德在 2014 年 12 月 ICCAD（中國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)年會）期間舉辦的一場媒體會，當(dāng)時就問過格羅方德是否有計(jì)劃到中國設(shè)廠，彼時負(fù)責(zé)銷售的高級副總裁 Chuck Fox 的回答簡短而果斷：沒有計(jì)劃到中國設(shè)廠。

格芯 CEO Sanjay Jha 在簽約儀式上發(fā)言

在 2015 年 9 月，時任全球設(shè)計(jì)解決方案部門副總裁的 Subramani Kengeri 對于中國建廠計(jì)劃仍給出了否定的答案。

既然當(dāng)時格羅方德對于在中國建廠計(jì)劃并不熱心，為何我一再追問此問題呢？理由也很簡單，第一，其主要競爭對手均已在大陸布局，格羅方德沒有理由將市場拱手讓人；第二，作為晶圓代工的客戶，IC 設(shè)計(jì)業(yè)未來幾年增長最快的區(qū)域還是中國大陸。

南京臺積電總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球曾說，芯片輕薄短小，運(yùn)輸成本很低，因此晶圓制造天生就是全球性行業(yè)，地域差異影響因素不大，工廠落地在哪里并不太重要。也許格羅方德此前一直無意在中國設(shè)廠，就有此考慮。但我認(rèn)為，該觀點(diǎn)只是從晶圓制造這一個環(huán)節(jié)來考慮，如果從半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的全局來看，工廠放在哪里還是還是很重要的。在 2015 年底的《10 納米以下工藝必定量產(chǎn)，28 納米將成為長壽命節(jié)點(diǎn)》這篇文章中，我就曾總結(jié)道：“雖然地域性對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)沒有決定性作用，但是人才有地域性，市場配套有地域性。與非網(wǎng)分析師王樹一認(rèn)為，大陸作為全球最大集成電路應(yīng)用市場，已經(jīng)具備吸引半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈資源圍繞自己來建設(shè)的資本?！?/p>

在 2016 年中國晶圓產(chǎn)線遍地開花之后，格芯如今也落子成都，是不是有點(diǎn)晚？有業(yè)內(nèi)人士給我留言：如今大陸市場晶圓代工產(chǎn)線在建產(chǎn)能這么多，已建成產(chǎn)能也是高中低階都有，現(xiàn)在進(jìn)來，格芯能找到自己的市場定位嗎？

在與行業(yè)內(nèi)多位資深人士討論過后，總結(jié)各位專家觀點(diǎn)，與非網(wǎng)行業(yè)分析師王樹一認(rèn)為，格芯現(xiàn)在落地成都并不晚。

首先，成都格芯一期為 180 納米與 130 納米工藝的 12 英寸產(chǎn)線，技術(shù)成熟，設(shè)備價格也相對便宜，既可以迅速投產(chǎn)，又不會對格芯總公司的財(cái)務(wù)狀況造成很大壓力。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，從動土到量產(chǎn)，格羅方德最快紀(jì)錄是 12 個月，如果以類似的速度來推進(jìn)成都廠的建設(shè)，在 2018 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，那么入場時機(jī)并不會比 2016 年開建的產(chǎn)線晚。

目前國內(nèi) 180 納米加 130 納米的產(chǎn)能約為 15 萬片每月（以 8 英寸晶圓計(jì)算），市場需求量大。與 8 英寸產(chǎn)線相比，采用 12 英寸晶圓實(shí)現(xiàn) 180 納米與 130 納米工藝，在成本上有較大優(yōu)勢。格芯一期產(chǎn)能換算成 8 英寸約為 4.5 萬片每月，將會給競爭對手造成較大壓力。

其次，二期規(guī)劃為 22 納米 FD-SOI 工藝，該工藝并不與 FinFET（鰭式場效應(yīng)管）工藝直接競爭，而且 FD-SOI 生態(tài)圈尚不成熟，假如 FD-SOI 市場發(fā)展順利，按格芯成都生產(chǎn)基地建設(shè)規(guī)劃，2019 年投產(chǎn)的時間點(diǎn)也非常好。

FD-SOI 生態(tài)破冰的關(guān)鍵點(diǎn)是什么？
先進(jìn)邏輯工藝自 28 納米節(jié)點(diǎn)分野之后，F(xiàn)inFET 與 FD-SOI 工藝的爭論就開始出現(xiàn)。兩大工藝均有數(shù)家支持者，英特爾與臺積電是 FinFET 路線的堅(jiān)定支持者，二者目前均無發(fā)展 FD-SOI 工藝的計(jì)劃。此前曾有流言稱，臺積電近期也計(jì)劃發(fā)展 FD-SOI 工藝，但在 2016 年 ICCAD 期間，與非網(wǎng)分析師王樹一曾就此流言向羅鎮(zhèn)球求證，他否認(rèn)了這一傳言。羅鎮(zhèn)球說：“我們一直覺得 FDSOI 是一個暫時的產(chǎn)物。在 CMOS（此處指 FinFET，F(xiàn)D-SOI 需要采用 SOI 硅片，與普通硅片不同，因此用此指代）里面我們一直往下走，功耗一直降低，速度一直提升。FDSOI 我們沒有要做，經(jīng)過多次評估，一看再看，覺得 FD-SOI 我們不會做。它做不贏我們的 FinFET。”

格羅方德、意法半導(dǎo)體、三星等三大半導(dǎo)體制造商都有 FD-SOI 工藝在開發(fā)過程或已量產(chǎn)。FD-SOI 工藝最早由意法半導(dǎo)體（ST Microelectronics）量產(chǎn)，但代工業(yè)務(wù)在意法半導(dǎo)體占比本就不高，而且除了英特爾與三星及存儲器廠商，傳統(tǒng)整合元件制造商(IDM）在資本支出上逐漸萎縮，格芯 CEO Sanjay Jha 在奠基儀式上曾表示：“在半導(dǎo)體行業(yè)，停止投資就是停止競爭”，此言雖然不是針對意法半導(dǎo)體，但假如投資跟不上，那么意法半導(dǎo)體以后對 FD-SOI 工藝的推動力有限。意法半導(dǎo)體雖然是 FD-SOI 工藝早期的推動者，但有行業(yè)人士表示，這幾年 FD-SOI 工藝發(fā)展遠(yuǎn)不如 FinFET 工藝，與意法半導(dǎo)體當(dāng)初不愿意將該技術(shù)授權(quán)給英特爾與臺積電有很大關(guān)系。

三星在 FinFET 與 FD-SOI 上是兩條腿走路，日本索尼公司設(shè)計(jì)開發(fā)的一顆 GPS 芯片是三星首款 28 納米 FD-SOI 工藝量產(chǎn)芯片，已于 2016 年開始出貨。三星一向喜歡到處押寶，該工藝發(fā)展起來不一定能依靠三星，但 FD-SOI 生態(tài)如果真的活躍起來，三星肯定可以迅速擴(kuò)充產(chǎn)能。

這么看下來，F(xiàn)D-SOI 生態(tài)能否發(fā)展好，關(guān)鍵點(diǎn)之一竟在于格芯成都工廠二期能否如期投產(chǎn)。

莫大康先生前不久寫過一篇文章《SOI 與 FinFET 技術(shù)誰更優(yōu)》，專門談 FD-SOI 與 FinFET 工藝的優(yōu)劣，對 FD-SOI 工藝的相對優(yōu)勢有比較全面的總結(jié)，此處我就不再贅述。

FD-SOI 工藝至少可以發(fā)展到 7 納米

法國研究機(jī)構(gòu) CEA-Leti 的研究結(jié)果表明，F(xiàn)D-SOI 工藝至少可以發(fā)展到 7 納米，但如果只有研究結(jié)果而沒有資金投入，那么 FD-SOI 的優(yōu)勢就只能停留在紙面。在前四大代工廠（臺積電、格芯、聯(lián)電、中芯國際）中，只有格芯有明確清晰的 FD-SOI 工藝發(fā)展路線圖：德國德累斯頓工廠將在 2017 年量產(chǎn) 22 納米 FD-SOI 工藝（格芯稱之為 22 納米 FDX），12 納米 FDX 將于 2019 年在德國工廠量產(chǎn)。如今格芯成都工廠又以 22 納米 FDX 作為重點(diǎn)，這應(yīng)該能夠降低業(yè)內(nèi)對于 FD-SOI 工藝發(fā)展前景的擔(dān)心。

FD-SOI 工藝流片成本低、可靠性高、功耗低，非常適合多元化的中國 IC 設(shè)計(jì)業(yè)需求，行業(yè)內(nèi)有不少人士也在呼吁中國應(yīng)該發(fā)展 FD-SOI 工藝。但 FD-SOI 生態(tài)現(xiàn)在仍不成熟的主要原因，是規(guī)模經(jīng)濟(jì)不夠造成的整體成本較高。在《2016 中國半導(dǎo)體全景觀察：生機(jī)勃勃又野蠻無序的大冒險時代》中，羅鎮(zhèn)球直言“16 納米已經(jīng)建了十多萬片（每月）的產(chǎn)能，F(xiàn)D-SOI 說先建 2 萬片，這樣的規(guī)?？隙]法和十幾萬的去比。一是技術(shù)不占優(yōu)，一是經(jīng)濟(jì)規(guī)模不夠，兩條加起來那條路就很難走，而且 FD-SOI 的成本也不低，單 SOI 硅片就比普通硅片貴很多”。

目前 8 英寸 SOI 硅片價格為 200 至 400 美元每片(作者注：該數(shù)據(jù)有行業(yè)專家提供，未經(jīng)實(shí)證），而體硅片每片才 30 至 40 美元，SOI 硅片價格是普通硅片的十倍。莫大康先生推算，SOI 代工硅片價格約為 1000 美元每片，而中國 8 英寸普通硅片平均代工價格約為 400 美元每片，如果二者維持這樣的價格差，那么 FD-SOI 工藝制造的芯片存在一個出貨量臨界值，過了該臨界值，F(xiàn)D-SOI 芯片流片成本低的優(yōu)勢就沒有了，而且賣得越多，與普通硅片相比成本壓力越大。（注：如果不計(jì)算開發(fā)費(fèi)用，單芯片成本約為流片成本除以出貨量再加上單位晶圓成本）

而 SOI 硅片成本之所以高，又恰恰是因?yàn)橐?guī)模經(jīng)濟(jì)不夠大，上游硅片廠只能將價格維持在高位，這似乎陷入了一個死循環(huán)。打破 FD-SOI 工藝僵局的方法，就是有人肯投錢加大產(chǎn)能，從而降低 SOI 硅片的價格。

所以，格芯成都工廠二期的 22 納米 FDX 6.5 萬片每月產(chǎn)能規(guī)劃能否順利投產(chǎn)，對于 FD-SOI 生態(tài)而言至關(guān)重要。

對于晶圓代工格局的影響
市場調(diào)研機(jī)構(gòu) Canaccord Genuity 日前一份報(bào)告顯示，智能手機(jī)市場 92%的利潤被蘋果拿走。實(shí)際上，在晶圓代工行業(yè)，利潤分配狀況也類似于智能手機(jī)市場，蘋果的合作伙伴臺積電拿走了晶圓代工市場 90%以上的利潤。

在晶圓代工領(lǐng)域，格芯其實(shí)是很有機(jī)會和臺積電掰一掰手腕的。收購了 IBM 微電子部門以后，無論是技術(shù)積累還是資本投入，臺積電和格芯都位居純代工廠中的前兩名。當(dāng)然無論是營收、產(chǎn)能還是資本支出，與臺積電相比，格芯還有明顯的差距，并沒有甩開聯(lián)電及中芯國際，目前三家同屬第二集團(tuán)。如果格芯能夠提高執(zhí)行力，減少內(nèi)部資源損耗，應(yīng)該可以大幅甩開第二集團(tuán)。

成都格芯在 SOI 工藝上能發(fā)展好，也不是沒機(jī)會在不同領(lǐng)域和臺積電各擅勝場。

在奠基儀式演講中，Sanjay Jha 用了很大篇幅來介紹 FD-SOI 工藝及其規(guī)劃。Sanjay 稱，要將成都建設(shè)成為半導(dǎo)體之都，F(xiàn)D-SOI 生態(tài)的國際中心。

雖然對第二期規(guī)劃的近 90 億美元投資能否順利到位，我還心存疑惑，但格芯的方向無疑是正確的。臺積電南京工廠 16 納米開建以后，格芯在成都工廠再建設(shè) FinFET 產(chǎn)能的意義不大。

SOI 則完全是另外一個故事。在 RF-SOI 工藝（射頻 SOI 工藝，主要用 SOI 工藝生產(chǎn)功放等射頻芯片）上，格芯非常領(lǐng)先（技術(shù)來源于原 IBM 微電子）。消息人士告訴我，成都格芯一期在建設(shè)邏輯工藝的同時，有可能會引入 180 納米 RF-SOI 工藝，因?yàn)?RF SOI 工藝與體硅（Bulk CMOS）很接近，因此極有可能統(tǒng)一建線混合生產(chǎn)。相比傳統(tǒng)的砷化鎵（GaAs）工藝，RF-SOI 工藝在成本和集成度上有明顯的優(yōu)勢，在手機(jī)射頻前端等應(yīng)用中，RF-SOI 器件正在快速取代砷化鎵器件。

當(dāng)然，由于射頻 SOI 芯片面積小，所以對于產(chǎn)能需求不大。該消息人士預(yù)估，到 2018 年，格芯 12 英寸 RF-SOI 的產(chǎn)能約為 5000 片晶圓每月，成都格芯被分配到的產(chǎn)能將不會超過 2500 片晶圓每月，即一期規(guī)劃產(chǎn)能 2 萬片的十分之一左右。

但一期 SOI 硅片供應(yīng)磨合，將對二期 FD-SOI 產(chǎn)能建設(shè)有極大的幫助。

當(dāng)然，現(xiàn)在談?wù)撚?jì)劃 2019 年才投產(chǎn)的二期產(chǎn)能對市場格局的影響為時過早。一期投產(chǎn)以后對國內(nèi)代工市場有何影響呢？

有專家表示，現(xiàn)在國內(nèi) 180 納米加 130 納米產(chǎn)能為 15 萬片每月，格芯一期等效產(chǎn)能為 4.5 萬片，這批產(chǎn)能投產(chǎn)后，顯然會對市場價格造成沖擊。如今這種成熟工藝的毛利僅有 20%左右，假設(shè)價格降低 5%，那么毛利率會降低 25%。目前在香港上市的三家國內(nèi)半導(dǎo)體公司，都將受到較大的壓力。

成都重慶與蘇州，地方發(fā)展集成電路觀之差異
格羅方德要在中國建廠的消息在 2016 年上半年即開始傳。最早的消息是在重慶設(shè)廠，2016 年 5 月時格羅方德與重慶市政府簽約，計(jì)劃將一座舊晶圓廠改造成 12 英寸產(chǎn)線。為何最終將工廠改址成都，Sanjay 給出的解釋是兩點(diǎn)：第一，成都給的地更多；第二，成都產(chǎn)業(yè)鏈更成熟，更適合建廠。

“成都廠可以容納生產(chǎn) 130 納米、180 納米 CMOS 與 22 納米 FD-SOI 的規(guī)劃，這樣在一個工廠實(shí)現(xiàn)更多的產(chǎn)能，生產(chǎn)更有效率，這是很重要的一點(diǎn)?！盨anjay 說道。

集成電路產(chǎn)業(yè)被明確為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)以后，國家在政策與資金支持上給予了支持力度前所未見。各地政府對于集成電路資源的爭奪也愈演愈烈，成都與重慶對于格芯工廠之爭就是最明顯的一例。有業(yè)內(nèi)人士表示，在格羅方德與重慶已經(jīng)簽約的情況下，成都能夠最終爭得這次機(jī)會，既與其要大力發(fā)展集成電路的決心有關(guān)，也與成都政府高層懂集成電路產(chǎn)業(yè)有關(guān)。

據(jù)四川日報(bào)《格芯 12 英寸晶圓項(xiàng)目落戶成都 除了巨額投資，四川還將收獲什么？》報(bào)道，四川省經(jīng)信委電子信息處相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，晶圓制造能力增強(qiáng)將極大帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聚集，“根據(jù)此前研究，集成電路的 1 元產(chǎn)值，可以帶動電子信息相關(guān)產(chǎn)業(yè) 100 元產(chǎn)值?！?/p>

與成都重慶對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資源的火熱爭奪相比，曾經(jīng)的半導(dǎo)體重鎮(zhèn)蘇州異常平靜，對于此輪半導(dǎo)體發(fā)展沒有太多投入。在與蘇州半導(dǎo)體發(fā)展軌跡類似，也曾遭遇過挫折的近鄰無錫近日也宣布推出 200 億集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金以后，仍然不見蘇州有任何大動作。

雖然僅靠政策發(fā)展不起一個產(chǎn)業(yè)，只想吃政策的半導(dǎo)體公司也是行業(yè)發(fā)展的害群之馬，但蘇州現(xiàn)在卻對這輪國家集成電路發(fā)展規(guī)劃無動于衷實(shí)在是不可理解。蘇州在中國算是集成電路產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相當(dāng)好的城市，封測業(yè)非常發(fā)達(dá)，只是制造業(yè)與 IC 設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展一般，但其電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模近萬億，占江蘇省電子信息產(chǎn)業(yè)總值近三分之一，占全國比例近十分之一。這樣的下游基礎(chǔ)不去利用，再過五年也許蘇州的電子信息產(chǎn)業(yè)要為錯過這輪集成電路發(fā)展時機(jī)而還債。

就算曾經(jīng)遇到過挫折，但相比后發(fā)地區(qū)，至少有以前的教訓(xùn)，會少走一些彎路。就算是電子信息產(chǎn)業(yè)中很多是外來加工企業(yè)，本地沒有采購權(quán)，但如果政府不去推動，那么這些外來加工企業(yè)就永遠(yuǎn)只能是生產(chǎn)基地，何談產(chǎn)業(yè)升級？

即便不認(rèn)為集成電路制造是高科技產(chǎn)業(yè)，但 IC 設(shè)計(jì)業(yè)絕對符合蘇州對于產(chǎn)業(yè)升級的要求，而長三角周圍制造業(yè)與封測業(yè)等配套都非常成熟，而如前所述，集成電路應(yīng)用市場也相當(dāng)巨大，僅蘇州本地就有萬億規(guī)模。在上海運(yùn)營成本不斷升高時，蘇州本有機(jī)會承接部分上海 IC 設(shè)計(jì)公司研發(fā)中心的分流，但蘇州一直無意去承接。到今日蘇州運(yùn)營成本也上升的情況下，上海設(shè)計(jì)公司外遷時顯然已經(jīng)排除蘇州了，成本高又沒有政策支持，除了離上海近還有什么優(yōu)勢？

重申我在《從蘇州之冷看全國半導(dǎo)體投資之熱，兼駁中國半導(dǎo)體威脅論》中的結(jié)論，無論是蘇州對待集成電路過于冷漠，還是某些不具備集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)的地方對集成電路發(fā)展過熱，對于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說，都不是好事。

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