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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?xì)g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(yīng)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?yàn)槲覀冏龅帽容^賣力?！痹谡劦匠侥柖?More than Moore)時(shí)，臺積電中國區(qū)副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球先生這樣說。實(shí)際上臺積電工廠里面純粹的邏輯(pure logic)產(chǎn)品是很少的，不管在哪個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)都是如此，40nm、65nm、90nm，基本上生產(chǎn)的都是特殊工藝，就是衍生出來的工藝產(chǎn)品。臺積電做得最賣力，把每一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)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(jìn), 縱軸是沿著摩爾定律繼續(xù)往前走，橫軸是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上把工藝衍生的愈廣、愈精，那么整體競爭力肯定就愈強(qiáng)。應(yīng)該說這才是核心競爭力，因?yàn)榕_積電發(fā)展出來的是工藝的一個(gè)面，而不是摩爾定律的一個(gè)點(diǎn)。
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圖一 臺積電中國區(qū)副總經(jīng)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(shí)，羅鎮(zhèn)球先生認(rèn)為，因?yàn)樵酵白撸邪l(fā)的投入越來越高，有很多IC產(chǎn)品不見得要跟著往前走，所以臺積電才會開始做先進(jìn)封裝，把很多顆IC堆疊封裝在一起。這個(gè)就是體現(xiàn)摩爾定律的另一種方式，在一個(gè)體積或一個(gè)面積里面裝載更多的晶體管。現(xiàn)在臺積電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)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(gè)存儲器芯片，用先進(jìn)封裝把它們連結(jié)封包在一起，這個(gè)就是廣義上的實(shí)現(xiàn)摩爾定律持續(xù)推進(jìn)。
臺積電看好物聯(lián)網(wǎng)的市場前景，從四五年前就開始建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)工藝平臺。陸續(xù)推出了28nm、40nm, 55nm節(jié)點(diǎn)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(nèi)的客戶很容易的設(shè)計(jì)出物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。“這是一套組合拳：第一個(gè)叫超低功耗，第二個(gè)叫特殊工藝集成，第三個(gè)叫先進(jìn)封裝。這三項(xiàng)技術(shù)缺一不可，先用先進(jìn)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(jìn)封裝, 這就可以設(shè)計(jì)出具備競爭力的產(chǎn)品。”臺積電不只做晶圓代工，現(xiàn)在也投入先進(jìn)封裝，主要原因是臺積電發(fā)現(xiàn)了一些新的市場需求必需加上先進(jìn)的封測技術(shù)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(gè)行業(yè)往前發(fā)展。例如臺積電現(xiàn)在做的芯片尺寸級封裝，叫CoWoS(Chip On Wafer On Silicon) ，技術(shù)上相當(dāng)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(jīng)投入了很多資源在先進(jìn)封裝上。
羅鎮(zhèn)球先生認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)就是中國半導(dǎo)體行業(yè)要落實(shí)彎道超車、飛躍發(fā)展的最好的一個(gè)方向。有感于羅先生對中國半導(dǎo)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(shè)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(gè)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(xiàng)目，中國臺灣做半導(dǎo)體這個(gè)行業(yè)很久了，有兩個(gè)項(xiàng)目是中國臺灣一直沒有做好的，一個(gè)是存儲器，一個(gè)是設(shè)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?yàn)榇鎯ζ魇聦?shí)上是非常重要的，整個(gè)產(chǎn)值也很大，只是它的門檻相當(dāng)高，因?yàn)楝F(xiàn)在市場已經(jīng)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(shè)備和材料也是一樣，沒有道理不投入。”
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智能手機(jī)是獵豹，物聯(lián)網(wǎng)是鱷魚
“以前的移動終端設(shè)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(lián)網(wǎng)產(chǎn)品則很像鱷魚，吃一次好幾個(gè)月都不需要再吃，不需要常常充電，因?yàn)榘俜种攀畮椎臅r(shí)間都在休息?！甭?lián)電副總經(jīng)理王國雍先生用這么一個(gè)形象的比喻來說明物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代產(chǎn)品與之前產(chǎn)品的區(qū)別。王國雍先生認(rèn)為，根據(jù)聯(lián)電對物聯(lián)網(wǎng)市場的研究，物聯(lián)網(wǎng)市場的價(jià)值利潤分配可能呈現(xiàn)一個(gè)微笑曲線，IC產(chǎn)品的部分低一點(diǎn)，晶圓廠的部分會稍微高一點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的服務(wù)應(yīng)用在另一邊也高一點(diǎn)。
之所以會呈現(xiàn)出一條微笑曲線，原因如下：因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)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(gè)方面，這樣的晶圓復(fù)雜度增加了，就不會太便宜。雖然IC供應(yīng)商做的工作也很有價(jià)值，但是單顆IC的價(jià)格可能不會提高，這是因?yàn)閭鞲衅餍酒氤掷m(xù)長期賺錢的話，必須寄希望于大量鋪設(shè)，只有大量鋪設(shè)才能形成大數(shù)據(jù), 大數(shù)據(jù)要產(chǎn)生應(yīng)用以后才能賣高價(jià)。所以在開始階段為吸引用戶，需要把傳感器免費(fèi)或者用很低的價(jià)格去給用戶安裝，用戶才會裝得多。這樣硬件價(jià)格就會被壓得很低，硬件價(jià)格低的話，芯片價(jià)格怎么會貴呢？所以物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)市場的演變及打法與過去有點(diǎn)不一樣，而晶圓廠的性價(jià)比對IC供應(yīng)商來說就更重要了。
圖二 物聯(lián)網(wǎng)市場微笑曲線
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品對于晶圓廠的要求也與以往不同，以前大家已經(jīng)很習(xí)慣在數(shù)字工藝的節(jié)點(diǎn)上跑得更快一點(diǎn)，但是但是寬度的部分展開得不多，而物聯(lián)網(wǎng)恰恰對工藝的多樣性要求很高。要玩物聯(lián)網(wǎng)，不只是數(shù)字工藝要跑得快，在不同節(jié)點(diǎn)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(lián)網(wǎng)雖然不是用最先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)，但是也不是一般的晶圓廠可以玩的。王國雍先生認(rèn)為，因?yàn)橄冗M(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的光罩一套很貴，所以制程遷移不會很快，大約55、40nm就是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的最佳節(jié)點(diǎn)。所以努力還是要花在怎么把這些節(jié)點(diǎn)的功耗降下來，如何配合EDA降低漏電流等，就物聯(lián)網(wǎng)平臺來說，各方面與之前世代的產(chǎn)品都不太一樣。
圖三 聯(lián)電副總經(jīng)理王國雍
對于晶圓廠在先進(jìn)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(gè)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(rèn)為最先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)展如何是所有晶圓廠競爭的關(guān)鍵，大家談?wù)撆琶谝粋€(gè)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(gè)角度。王國雍先生覺得不妨從另外一個(gè)角度來看，晶圓廠真正賺錢的有幾家。
事實(shí)上臺積電可能賺了百分之九十幾的錢，聯(lián)電賺了個(gè)位數(shù)，剩下的其它的晶圓廠去分。晶圓廠要想永續(xù)經(jīng)營，賺錢還是關(guān)鍵，從長期的觀點(diǎn)來看，要做到持續(xù)投資、永續(xù)經(jīng)營，財(cái)務(wù)狀況必須健康。如何才能賺到錢，事實(shí)上新的產(chǎn)線、新的工藝對于利潤率的綜合貢獻(xiàn)綜合還是為負(fù)，因?yàn)檎叟f還沒有折完，事實(shí)上賺錢的都是舊的產(chǎn)能。
以8吋線為例，未來三年都會缺產(chǎn)能，這是一個(gè)結(jié)構(gòu)性問題，未來也很難得到緩解，原因有兩方面：在供給面，現(xiàn)在8吋的機(jī)臺買不到，擴(kuò)充產(chǎn)能存在實(shí)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(shí)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(dǎo)致整個(gè)8吋需求會進(jìn)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(lián)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(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)大，從現(xiàn)在的5萬片每月擴(kuò)充到未來可以達(dá)到6萬5000片。12吋方面，聯(lián)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(biāo)指向最先進(jìn)的12吋特殊工藝。
王國雍先生認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的特色是每一個(gè)應(yīng)用的量都不是特別大，而且每種應(yīng)用各有不同的需求與標(biāo)準(zhǔn)，這樣每個(gè)應(yīng)用可能都要開發(fā)一顆IC來應(yīng)對，每顆IC一套光罩，如果用28nm則會受到很大的成本壓力，現(xiàn)在28nm的一套光罩要150萬美元，不是一般的設(shè)計(jì)公司有能力承受的，物聯(lián)網(wǎng)的主流平臺會需要很多特殊工藝，最佳技術(shù)節(jié)點(diǎn)會停在55、40nm，聯(lián)電將來的物聯(lián)網(wǎng)布局即將以此為重點(diǎn)。
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天時(shí)地利人和都有，但是巨變要何時(shí)才能實(shí)現(xiàn)？
“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(jīng)理彭進(jìn)先生這樣說。中芯國際成立以來，從開始的坎坎坷坷走到現(xiàn)在并不容易，但是自2012年以來已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)十個(gè)季度盈利。雖然中芯國際去年的營業(yè)額達(dá)20億美金，但只相當(dāng)于臺積電的十分之一，技術(shù)上落后臺積電兩代，產(chǎn)能上的差距也很大。中國整個(gè)IC設(shè)計(jì)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(dǎo)體行業(yè)有了長足進(jìn)步；但是橫向一比，與世界先進(jìn)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(jìn)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(gè)能夠?yàn)楹Ｍ饧皣鴥?nèi)客戶提供完整的28納米制程服務(wù)的純晶圓代工企業(yè)，同時(shí)我們今年的55 nmEFLASH是全球Foundry當(dāng)中第一個(gè)推出來的。在SIM卡領(lǐng)域和未來的銀行卡領(lǐng)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(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)的產(chǎn)品已進(jìn)入到知名品牌中，如華為手機(jī)，聯(lián)想手機(jī)，三星及索尼產(chǎn)品等等。未來我們希望和中國的設(shè)計(jì)公司繼續(xù)一起成長，繼續(xù)做強(qiáng)做大。” 彭進(jìn)如是說。
中國的集成電路產(chǎn)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(chǎn)業(yè)資金的支持，還需要人才和技術(shù)方面的積累，這些都要慢慢來改善。中國半導(dǎo)體行業(yè)確實(shí)需要國家和產(chǎn)業(yè)資金一起把產(chǎn)業(yè)環(huán)境的硬件搭配好，產(chǎn)業(yè)內(nèi)的企業(yè)按照市場化的模式去運(yùn)作，如何兼并重組、做大做強(qiáng)，是整個(gè)行業(yè)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。
圖四 中芯國際資深副總裁大中華區(qū)總經(jīng)理彭進(jìn)
“現(xiàn)在我們身處于一個(gè)天時(shí)地利人和都有利的IC產(chǎn)業(yè)的黃金時(shí)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(fù)責(zé)美國區(qū)的業(yè)務(wù)，之所以幾個(gè)月前從美國回到總部，正是看到了這個(gè)寶貴的機(jī)會。他認(rèn)為中國人做事要成的話，都講究天時(shí)、地利、人和。
現(xiàn)在來看，天時(shí)方面，整個(gè)產(chǎn)業(yè)正在面臨巨變，將來的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云端技術(shù)等都將給產(chǎn)業(yè)帶來新的變化，而這個(gè)新變化帶來的機(jī)會無限，這是第一次可以用現(xiàn)有的成熟技術(shù)就可以把應(yīng)用做得非常好，無論是對中國整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還是對中芯國際來說，都是一個(gè)難得的機(jī)會；
地利方面，一方面中國政府對集成電路產(chǎn)業(yè)的扶持力度正在加強(qiáng)，另一方面,從市場趨勢來看，中國已經(jīng)是全球最大和成長率最快的市場。不光是在消費(fèi)電子市場，包括工業(yè)和汽車電子市場，現(xiàn)在的成長率都是最快的。全世界的大公司都在瞄準(zhǔn)中國，今天如果哪家公司還沒有進(jìn)入中國市場，都會被認(rèn)為不思進(jìn)??；
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(xiàn)。過去中國半導(dǎo)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(gè)現(xiàn)象已經(jīng)慢慢改變?，F(xiàn)在看一下，我們已經(jīng)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(lián)想、小米，已經(jīng)比較成熟。但是如果看一下手機(jī)或電腦里面的芯片，把物料單(BOM)拿過來，中國設(shè)計(jì)公司真正進(jìn)入物料單的，還是比較少的。因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E5%BA%94%E7%94%A8%E5%A4%84%E7%90%86%E5%99%A8/">應(yīng)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(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以后，這個(gè)情況可能會完全顛覆，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)可以在現(xiàn)在成熟的平臺上發(fā)揮作用，這將是中芯國際與整個(gè)中國半導(dǎo)體行業(yè)去迎頭趕上的最好機(jī)會。
圖五 中芯國際市場部資深副總裁許天燊
彭進(jìn)先生最后說，中芯國際自成立以來，花了很多時(shí)間與精力與中國設(shè)計(jì)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(jīng)超過了40%。中國的設(shè)計(jì)公司成長很快，中芯國際從過去單向推動者的角色，到現(xiàn)在已經(jīng)與中國設(shè)計(jì)公司形成了相互推動的局面。雖然中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還不夠強(qiáng)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(gè)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同，小步快走，發(fā)奮圖強(qiáng)，一定能夠與世界接軌。
筆者認(rèn)為，在未來幾年的IC制造代工領(lǐng)域，臺積電還將是一家獨(dú)大，工藝發(fā)展是否會變慢到給其他兩家追趕的機(jī)會誰也不好說。先進(jìn)工藝的研發(fā)上面，中芯國際與聯(lián)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(lián)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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