亂序之下，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈如何重塑？

“缺貨”幾乎是近一兩年在全球半導(dǎo)體行業(yè)范圍內(nèi)提及頻率最高的熱詞，雖然消費(fèi)電子的購買力在下降，手機(jī)芯片已經(jīng)從缺貨轉(zhuǎn)為消耗庫存，但汽車MCU依然是“缺芯”重災(zāi)區(qū)。

6月25日，廣汽集團(tuán)董事長曾慶洪在由芯謀研究承辦的2022中國·南沙國際集成電路產(chǎn)業(yè)論壇（以下簡稱“論壇”）上表示，2022年以來，廣汽受芯片短缺和疫情的影響，1月至6月?lián)p失16.6萬輛訂單，產(chǎn)值損失202億元，二季度芯片短缺仍然高達(dá)3.3萬片。

芯謀研究首席分析師顧文軍開幕式致辭

此前已經(jīng)有不少文章分析過芯片缺貨的原因，有觀點(diǎn)認(rèn)為疫情下的汽車訂單量遠(yuǎn)超預(yù)期，晶圓廠無法在短時(shí)間內(nèi)滿足汽車芯片市場的需求，也有分析稱是全球8英寸晶圓廠數(shù)量下降，汽車所需要的大部分芯片類型都由8英寸晶圓廠提供。

“‘缺芯’只是表象，背后的根本原因在于全球供應(yīng)鏈被人為地打破，加上疫情，供應(yīng)鏈出現(xiàn)紊亂，盡管這段時(shí)間稍有緩解，但結(jié)構(gòu)性的混亂還會(huì)長期存在。”清華大學(xué)教授魏少軍在論壇上直指“缺芯”的根本，并表示美國欲將中國排除在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈之外，全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈正在經(jīng)歷大變局，能否回到此前全球產(chǎn)業(yè)鏈的分工協(xié)作，如今已難以預(yù)料。

這意味著，早日解決缺芯難題，需要處于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的中國半導(dǎo)體公司盡快實(shí)現(xiàn)高效地協(xié)同分工以應(yīng)對(duì)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)性混亂，產(chǎn)業(yè)界內(nèi)從EDA到芯片設(shè)計(jì)公司，再到晶圓廠、測試廠早已意識(shí)到這一問題，并在此次集成電路產(chǎn)業(yè)論壇上就如何更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作的問題給出了各自的建議和看法。

Fabless加強(qiáng)同F(xiàn)oundry的合作，或提前預(yù)測未來需求

2018年之后，國內(nèi)陸續(xù)涌現(xiàn)了一大批從事芯片設(shè)計(jì)的公司，從數(shù)字芯片、到模擬芯片、電源芯片，再到射頻芯片。與IDM相比，F(xiàn)abless公司需要的資金和人力投入更少，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工明確的情況下，成為舉國力發(fā)展中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的大勢下不少芯片創(chuàng)業(yè)者的首選。

芯片設(shè)計(jì)公司作為產(chǎn)業(yè)鏈的龍頭，是產(chǎn)業(yè)鏈上下游服務(wù)的核心，另一方面Fabless公司由于只能自己設(shè)計(jì)和銷售芯片，成為“缺芯”大潮下半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上最大的受害者，因此Fabless公司加強(qiáng)同產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作的需求最為迫切。

賽微微電子董事長兼總經(jīng)理蔣燕波認(rèn)為，F(xiàn)abless公司想要解決產(chǎn)能短缺有四種解決方案：

第一，F(xiàn)abless與Foundry或封測體系投資主體“聯(lián)姻”。減少Fabless工藝遷移方面的投入，保證產(chǎn)能的同時(shí)節(jié)約研發(fā)資源，缺點(diǎn)在于對(duì)于產(chǎn)品作為核心競爭力的公司而言，難以繼續(xù)尋找新的代工資源。

第二，自建晶圓廠或封測廠。優(yōu)點(diǎn)在于完全自主可控，可以根據(jù)自家產(chǎn)品線針對(duì)性地研發(fā)工藝，提升產(chǎn)品性能，缺點(diǎn)在于需要面臨高昂的資本投入、長期的工藝研發(fā)、融資挑戰(zhàn)及管理挑戰(zhàn)。

射頻芯片公司漢天下就擁有自己的晶圓廠產(chǎn)線，其CEO陶鎮(zhèn)表示，同公開晶圓代工廠相比，擁有自己的晶圓產(chǎn)線能夠節(jié)省三分之二的流片周期，降低30%的生產(chǎn)成本。

第三，設(shè)計(jì)公司們共同創(chuàng)辦一家合資公司并投產(chǎn)。這一解決方案的資本投入相對(duì)較低，且設(shè)計(jì)公司們有一定的控制權(quán)，與此同時(shí)設(shè)計(jì)公司之間存在不可避免的產(chǎn)品競爭，今天的合作伙伴可能變成明天的競爭對(duì)手。

第四，基金、Fabless和Foundry共同合作，通過產(chǎn)能投資主體的方式建 Fab廠?；鸸境鲥X，F(xiàn)abless指明技術(shù)方向和出一部分錢，F(xiàn)oundry出人力。

“基金、Fabless和Foundry合作建廠，對(duì)Foundry來說，在投資初期可以鎖定客戶，因?yàn)楹献骰锇榫褪荈abless。同時(shí)，撬動(dòng)更大的資本投入完成產(chǎn)能布局；對(duì)Fabless來說，可以避免大規(guī)模固資投入對(duì)利潤表的影響，投資初期就可以鎖定產(chǎn)能，更合理規(guī)劃更適用的工藝，也是Fabless最主要的訴求；對(duì)VC/PE來說，可以大規(guī)模降低固資投入風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)這也是很好的募資策略及募資項(xiàng)目，以及可以提前鎖定供需雙方?！笔Y燕波分析道。

利揚(yáng)芯片CEO張亦鋒也對(duì)第四種方案表示認(rèn)同：“產(chǎn)能利用率確實(shí)是大問題，F(xiàn)abless+Foundry+VC/PE的模式如果能解決產(chǎn)能以及競爭對(duì)手的問題，一定是一種好模式?！?/p>

建立起高度自主可控的合作機(jī)制是一方面，提前給Foundry打預(yù)防針也是Fabless公司們加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作，應(yīng)對(duì)缺芯的方式之一，例如在能夠準(zhǔn)確預(yù)測未來發(fā)展方向的射頻芯片領(lǐng)域，就能盡早做到防患于未然。

慧智微電子CEO李陽通過分析5G射頻發(fā)展趨勢，預(yù)測產(chǎn)業(yè)鏈上游需求的變化。

李陽表示，未來的5G射頻前段將支持越來越多的頻段和模式，高性能不斷增加，并朝著模組化方向發(fā)展，其中模組化的發(fā)展趨勢影響產(chǎn)業(yè)鏈上游的需求變化。

“我們將標(biāo)準(zhǔn)的Phase7LE模組進(jìn)行拆分，與4G流行方案相比，發(fā)現(xiàn)RF-SOI翻了4倍，砷化鎵翻了2倍，CMOS翻了3倍”，李陽說道：“目前國內(nèi)射頻廠商需要的RF-SOI產(chǎn)能，大概是國外提供的10倍，還有很強(qiáng)的需求沒有滿足，期待上游在RF-SOI工藝節(jié)點(diǎn)和產(chǎn)能上加強(qiáng)投入?！?/p>

Foundry求創(chuàng)新，聚焦成熟制程，做定制化代工

晶圓代工是中國大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最大短板，這一短板在缺芯潮下更加明顯。

全球晶圓代工市場規(guī)模約為1000億美金，其中臺(tái)積電全球市占率達(dá)到53%，大陸最大晶圓代工廠中芯國際的市場份額只占5%。臺(tái)積電在先進(jìn)制程市場占盡優(yōu)勢，大陸晶圓廠們?nèi)绻皇窃诠に囍瞥躺吓c其進(jìn)行比拼，恐怕難以等到追趕上臺(tái)積電的那一天。

回看臺(tái)積電的發(fā)展，其成功之處在于在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈全球化分工逐漸細(xì)化的趨勢下，開創(chuàng)了一種新的商業(yè)模式，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈想要走出自己的道路，晶圓廠的創(chuàng)新和實(shí)踐必不可少。

粵芯半導(dǎo)體副總裁吳永君分享了粵芯在晶圓代工方面的創(chuàng)新和實(shí)踐：

一是為客戶做定制化代工，既能避免同質(zhì)化競爭，提高用戶黏性，又能幫助客戶建立工藝壁壘，快速上量。

二是聚焦成熟制程和特色工藝節(jié)點(diǎn)的研發(fā)。2021年，汽車電子市場規(guī)模達(dá)到450億美金，有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測到2026年，將增長到740億美金，汽車電子中需要用到先進(jìn)制程的主要為邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片，其他大部分汽車半導(dǎo)體依然依賴成熟的工藝制程，這意味著成熟制程未來依然有較大的市場空間。

吳永君表示，任何一個(gè)環(huán)節(jié)及公司的發(fā)展，只靠自身力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要通過自研加合作的方式雙輪驅(qū)動(dòng)進(jìn)行技術(shù)的迭代。

目前，粵芯半導(dǎo)體正在規(guī)劃三期和私企建設(shè)，預(yù)計(jì)建成后能夠?qū)崿F(xiàn)每年12萬片的晶圓產(chǎn)能，為產(chǎn)業(yè)界提供更多的產(chǎn)能。

發(fā)展獨(dú)立第三方的測試廠

一般而言，可以將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈拆分為工具與材料、芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝和測試等重要環(huán)節(jié)，芯片公司根據(jù)自身所處狀況發(fā)展為不同的商業(yè)模式，規(guī)模大的芯片公司可以發(fā)展IDM模式，實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷，規(guī)模小的芯片設(shè)計(jì)公司就需要借助產(chǎn)業(yè)鏈上下游的力量向前發(fā)展。

“我認(rèn)為，未來這兩種模式一定會(huì)長期存在。產(chǎn)業(yè)的規(guī)模決定分工的深度，當(dāng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到一定程度后，專業(yè)的分工還是最好的商業(yè)模式。”張亦鋒說道。

這里所指的專業(yè)的分工，包括將封測進(jìn)一步細(xì)分為封裝和測試。張亦鋒介紹到，封裝供需包括磨劃、裝片、鍵合、塑封、電鍍等，更多涉及材料學(xué)或力學(xué)概念；測試是對(duì)芯片內(nèi)電路的功能、性能或指標(biāo)進(jìn)行測試，更多涉及電學(xué)層面。“如果將兩者硬融到一起，是有問題的。”

最主要的問題在于，不同的產(chǎn)品所需要的測試設(shè)備、程序和解決方案各不相同，如果只是在封裝廠進(jìn)行測試，最終測試的產(chǎn)品類型受限，如果使用獨(dú)立第三方的測試廠進(jìn)行測試，效率將有所提高，類似于第三方晶圓廠與IDM之間的優(yōu)劣勢對(duì)比，前者更加中立。

芯片測試雖然被放在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，但卻貫穿整條集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，包括前期的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓測試、CPK測試、晶圓半成品測試，以及封裝完成后的連接檢查，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的一部分。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)已經(jīng)成立80多家獨(dú)立測試公司，但實(shí)際體量依然很小，排在前列的利揚(yáng)芯片，2021年?duì)I收4億元人民幣，市場占比小于2%，國內(nèi)第三方測試廠仍有較大的成長空間。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈長而復(fù)雜，本不應(yīng)該將其完全割裂開來自建一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈，但在全球半導(dǎo)體都在“軍備競賽”的情況下，我們沒有退路，加強(qiáng)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同，重塑屬于我們自己的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈勢在必行，這就需要Fabless加強(qiáng)同F(xiàn)oundry的合作，F(xiàn)oundry找到自己的優(yōu)勢所在，以及發(fā)展更多獨(dú)立第三方測試廠，強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈，共同戰(zhàn)勝供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)。

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