IDM、Fabless、Foundry是半导体企业典型的三种运作模式,它们之间存在着根本性质的差别,但有着复杂的联系。下面先来解析这三种模式的概念。
IDM:
集成器件制造(IDM)是指从设计、制造、封装测试都由IC企业自主经营的一种模式,用一个词概括就是垂直整合。由于掌握全部生产流程,IDM企业能够更好地致力于产品的大规模生产、有序的更新换代并实现更好的品质控制水平。
但也正是由于重资产运营,IDM企业要负担沉重的产线折旧与运营成本,其资本回报率很容易偏低。且涉及扩产决策要承担更高的代价,一旦需求发展不及决策预期,必然会影响财务表现,乃至于股价。
主要的IDM企业:德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、恩智浦(NXP)、英飞凌等众多原厂,以及英特尔、三星等巨头企业。
Fabless:
无晶圆(Fabless)模式的企业并不自己拥有晶圆厂,而是将设计方案和知识产权交付给专门的晶圆代工厂(Foundry)来制造产品,因此Fabless企业的资产规模较轻,运行成本较低,适应能力更强。
但另一方面,Fabless企业需要依赖代工合作伙伴的产能,因此可能会受到后者生产能力和技术水平的限制,如果因为代工厂问题导致产品“翻车”,那么Fabless企业就不得不在整个产品周期内面临竞争劣势,这一点在手机SoC市场就有很多例子。
此外,若短时间内芯片需求暴增,代工厂的产能必然不足,Fabless企业将不得不面对涨价。这一点在早些年“缺芯潮”时期体现得最为深刻。
主要的Fabless企业:高通、Apple、联发科、海思、AMD等。
Foundry:
晶圆代工厂(Foundry)只负责将Fabless客户的芯片设计转化成产品。由于营收只从Fabless客户获取收入,Foundry企业不必关注具体产品的市场表现,只需要专心满足客户的需求。专业分工使得Fabless企业能够保证效能最大化,Foundry也能够通过服务多家客户,实现规模效益并推进制程进化。
Foundry模式是随着“摩尔定律”的进展应运而生,当时的IDM企业为推进晶体管微缩制程,成本和风险与日俱增,开始需要专业化的代工产能。到今天,即便是IDM原厂,其40纳米及更先进的产品也是通过Foundry生产,而非自主投建产线。包括ST、NXP、Microchip、ADI等原厂都与台积电等Foundry合作。特别是MCU/MPU的制程也开始涉及28纳米以内,就更加需要Foundry的参与。
在10纳米以内先进工艺,就都是Foundry的经营范围,有台积电、三星两家代工厂,以及英特尔这一IDM巨头竞相角逐。在3纳米时代,竞争更加激烈,三星与英特尔相继乏力,只有台积电能够延续“良性循环”,凭借技术实力和经营优势赢得AI企业的订单。
分工、联系、合作与竞争
产业链分工:IDM、Fabless和Foundry三种模式共同构成了半导体产业的完整链条。IDM企业涵盖了全产业链环节,Fabless企业则专注于设计和销售,将制造环节外包给Foundry企业。这种分工使得半导体产业能够更加高效地运转,各企业能够专注于自己的优势领域。
合作与共赢:在面对日益复杂的技术、日渐激烈的竞争和日趋高昂的成本时,IDM企业与Foundry的合作越来越紧密。许多IDM企业由于无法通过投资生产线实现获利,而将制造环节外包给Foundry。这种合作不仅分担了研发先进工艺的成本和风险,还促进了双方更加密切的合作和良性循环。
Foundry的强者恒强:目前先进制程Foundry的三大厂中,台积电凭借强大执行力和长期积累的客户群,在3纳米的AI芯片时代仍保持优势,继续与英伟达和AMD、博通等大厂保持合作,获取越来越多的利润。另一方面,三星先进制程的良率表现较差,无法吸引重要客户,通过生产实践提升工艺水平,从而陷入恶性循环。英特尔本无Foundry基因,前期发力代工业务,成果并不显著。后两家大厂即便也投入巨资,却难以实现超越,体现出先进制程时代的强者恒强,以及市场竞争的高烈度。
SiC领域的垂直整合:尽管ST、安森美等IDM原厂已经广为借助Foundry,发展起“轻晶圆”的Fab-lite模式,但在处于起步阶段、需要大量投入才能实现突破的SiC领域,仍采用垂直整合模式发展。这一战略从晶体生长、晶圆制造再到器件成品,都力求集中资源,自主把控。这是与一般的硅器件不同的点,意味着SiC市场也将迎来高烈度竞争。