晶圓代工市場新格局:成熟制程的競爭更講差異化

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繼聯電在2017年進行高階主管大改組,并宣布未來經營策略將著重在成熟制程之后,格芯(GLOBALFOUNDRIES)也在新執行長Tom Caulfield就任半年多后,于日前宣布無限期暫緩7納米制程研發,并將資源轉而投入在相對成熟的制程服務上。

聯電與格芯先后退出先進制程軍備競賽,加上英特爾(Intel)的10納米制程處理器量產出貨時程再度遞延到2019年底,均顯示先進制程的技術進展已面臨瓶頸。展望未來,還有能力持續推動半導體制程微縮的業者,或只剩下臺積電、三星電子(Samsung Electronics)跟英特爾三家公司,但可以肯定的是,即便上述三家業者將更先進的制程推向量產,代價也絕不便宜,用得起的芯片商也只會越來越少。

然而,對聯電跟格芯而言,專注在成熟制程服務,卻也未必意味著公司營運就此步上光明坦途。成熟制程客戶雖多,需求更多樣化,但鎖定這塊市場的晶圓代工業者卻也更多。兩家公司必須盡快做出自己的特色,并爭取市場跟客戶的認同。

粥多僧更多成熟制程競爭只增不減

相較于先進制程本質上是標準CMOS制程的線寬之爭,成熟制程市場的樣貌可說是百花齊放?;旌嫌嵦?、高電壓、射頻、微機電系統(MEMS)等制程技術,都可歸類在成熟制程的大傘之下,應用產品則有各種感測器、微控制器(MCU)、電源管理( PMIC)、訊號收發器(Tranceiver)等。

值得注意的是,在這個相對分眾化的市場,有許多個別領域存在著小而美,擁有獨到技術的晶圓代工業者。例如在射頻PA代工領域,穩懋就是一個不容小看的市場領導者,甚至被認為有機會成為「化合物半導體的臺積電」;至于在MEMS、混合訊號領域,則有X-Fab、TowerJazz等同樣擁有獨門技術跟明確市場定位的代工業者。

在成熟制程市場上,每家晶圓代工業者一直都有對應的產品布局,因為今日的先進制程,就是未來的成熟制程。如果這些小而美的業者沒有其獨到之處,恐怕難以生存到今天。聯電、格芯將未來的發展重心轉移到成熟制程市場,短時間內恐怕還是很難威脅這些靠著特殊制程技術生存的業者。

短期內,MCU、SSD控制器等以邏輯電路為主,但不見得需要使用最先進制程的芯片,對聯電、格芯的重要性必然會明顯提升,因為這類產品所使用的制程相對標準,聯電跟格芯有較高的掌握度。但長期來看,如果聯電跟格芯要在成熟制程市場有所作為,特殊制程的產品組合必然要持續擴張,否則就只會陷入性價比大戰的泥淖。

某家同時在臺積電跟聯電投片的臺系IC設計業者就直言,臺積電的品質、良率跟交期無可挑剔,但任何額外服務都要收費,而且晶圓報價相當「高貴」,因此該公司只有非得用28納米以下先進制程的產品線,才會考慮使用臺積電的代工服務。在28納米之上的成熟產品,聯電其實是比臺積電更理想的選擇,一來聯電的晶圓報價比較平易近人,二來如果量產上遇到一些小問題,聯電是愿意免費幫客戶服務的,可以幫芯片設計公司省下不少麻煩。

然而,就公司營運的角度來說,如果主要競爭武器只有性價比,終究不是健康的作法。更何況,28納米之上的成熟制程也在中芯、華虹宏力的射程范圍內,即便聯電跟格芯有規模經濟優勢,也未必能在報價上討到便宜。

此外,成熟制程投資門檻較低,也意味著產能的供需平衡更容易被撬動。浴火重生的力晶不僅已在晶圓代工領域站穩腳跟,近日更宣布將斥資新臺幣2,780億元在銅鑼興建兩座12吋晶圓廠,主攻的就是驅動IC、電源IC這類使用成熟制程的產品。在IDM業者的動向方面,全球類比芯片龍頭德州儀器(TI)近期也宣布將在美國投資32億美元,興建新的12吋廠。

物聯網跟汽車電子將是驅動成熟制程需求最主要的動力來源,但也因此而成為兵家必爭之地,不只芯片供應商擴大相關市場的布局力道,鎖定這個市場的晶圓代工業者也越來越多。在粥多僧更多的情況下,成熟制程晶圓代工的市場競爭料將更趨于白熱化。

聯電/格芯技術棋盤將越走越大

對聯電、格芯乃至所有不再走向微縮道路的晶圓代工業者來說,未來的技術發展方向不外深化與廣化兩條發展路徑,畢竟企業資源有限,想要同時兼顧深度與廣度,難免顧此失彼。

對聯電跟格芯來說,廣化會是比深化更合理的選擇,因為走上專精的道路雖有助于爭取獲利空間大、技術門檻高的應用市場,但這類市場的規模不見得能讓聯電跟格芯的產能利用率維持在合理水平,畢竟這兩家公司的產能規模遠比X-Fab、TowerJazz大得多,若技術布局走得太專,只會導致營運規??s減的結果。

攤開聯電的制程服務棋盤圖(圖1),不難發現聯電除了相對標準的eNV、HV、BCD技術布局已經完成之外,還要藉由與客戶聯合開發,拓展出新的特殊制程。RFSOI與MEMS,更是布局重點。

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圖1 聯電制程服務發展棋盤圖

無獨有偶,格芯也宣示將加強投資在具有明確差異與增添客戶實質價值的領域上,并著重于跨技術組合之中實現各種功能豐富的方案。其中包括FD SOI平臺、RFSOI及高效能SiGe、類比/混合訊號及其他技術,專門設計用于越來越多需要低功耗、即時連線能力及內建智慧功能的各種應用。

Caulfield在格芯的轉型聲明中就指出,現今主要的無晶圓廠客戶都期望充分利用設計至各個技術節點上的重大投資,以創造每一代更高的技術價值?;旧?,這類節點正轉型成為多個應用程式提供服務的設計平臺,延長各個技術節點的壽命,這個產業現象起因于無晶圓廠客戶越來越少符合摩爾定律外部的限制。該公司正轉移資源的分配及焦點,于整體技術組合之中,加強投資在成長市場中客戶最重要的部份,打造差異化技術。

很顯然的,聯電跟格芯的盤算跟策略有雷同處,但也有不同的地方。未來兩家公司之間的差異性跟特色,或許會比過去更加明顯。

半導體產業秩序/競合關系陷入大洗牌

在More than Moore的時代,晶圓代工業者除了制程微縮之外,還有許多其他道路可走。不管是還留在先進制程競技場上的臺積電、三星或英特爾,或是已經策略轉向的聯電、格芯,以及本來就走小而美路線的特殊制程晶圓代工業者,都必須用更全方位的眼光跟策略布局來面對未來市場需求的變化跟潛在競爭對手的動向。

舉例來說,臺積電近日便宣布將在銅鑼興建先進封裝廠,英特爾跟超微則聯合開發概念上類似臺積電CoWoS封裝技術的EMIB封裝,并借此聯合推出搭載了英特爾CPU、超微GPU的模組解決方案。

不過,目前EMIB封裝只用來串聯GPU跟周邊的HBM記憶體,CPU跟GPU之間的連線還是藉由模組基板上的PCIe來實現?;蛟S在未來,EMIB也有機會用來實現CPU跟GPU之間的互聯,而這也意味著臺積電除了InFO、CoWoS之外,在先進封裝上還會有其他牌可打。該公司對先進封裝的投入,不是只有產能擴張這么簡單。

半導體供應鏈上各家廠商之間的關系正在大洗牌,昨日的合作伙伴,未來可能是最大的競爭對手;本來井水不犯河水的兩家廠商,也可能瞬間成為競爭關系;勢不兩立幾十年的死對頭,也有可能坐下來談聯合技術研發。半導體產業的未來,顯然還很有看頭。


2018年10月11日 13:14
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