半导体产业的十年巨变2000-2011.doc

半导体行业十年巨变 2000-2011摘要；进入新世纪以来半导体业呈现巨大变化，主要归结为：受全球经济大环境影响，半导体产业增长趋缓；众多一流 IDM 厂拥护 fablite 模式，导致 fabless 占比上升，全球代工版图改变以及产业的兼并重组加剧；由于 12 英寸硅片的导入与英特尔的两次工艺与晶体管结构方面革命性的突破，导致摩尔定律又延伸十年以上；随着 3D 及 TSV 封装技术的推动下,可能成为下一波替代尺寸缩小的利器；未来半导体业除了竞争之外相彑间融合态势更加明显可以看到在消费电子产品与互联网的深度融合下，包括如云计算、物联网、医疗、节能，电子设备提高效率等方面将进一步推动全球半导体市场到达一个新的高度前言回顾 2000 年至今的半导体业发生了巨大的变化，产业的销售额从 2000 年的 2000 亿美元增加到 2011 年的近 3000 亿美元，统计此阶段的年均增长率己从过去的近 17％下降到 6％左右近十年中从产业的环境出现过一次 2001 年的互联网泡沫破裂，导致产业有两年的调整,通过积聚能量之后直至 2004 年时再次跃起此后由于 12 英寸硅片的导入，产业开始又一轮的产能扩充竞赛，直至 2008 年 Q4 全球金融危机的爆发。

由于金融危机純属外部因素，半导体的基体仍是相当健康，因此仅用 6 个季度时间产业又重新开始复苏加上终端电子产品市场如苹果的 iPhone,iPad 等兴起,并且来势十分强劲，导致 2010 年半导体业进入又一个历史性的高点，增长达 32％2011 年对于全球半导体业似乎有点失望,原本以为在 2010 年高增长的动能驱使下,产业至少该有 10％左右的持续增长，实际上由于产业受全球经济大环境的影响迅速回调，半导体产业又进入新一轮下降通道,导致 2011 年仅只有 1％的增长，并预测 2012 年的增长在 3％左右业界都认为全球经济的大环境,包括 GDP,消费者信心指数，失业率等将左右未来的半导体业由此表明两个方面;一个是半导体自身增长动能不足，另一个是产业日趋成熟未来半导体业可能再难有两位数以上的成长一、半导体产业模式 fablite 的新思维二、全球代工版图的改变三、 兼并重组是推动产业发展壮大的捷径四、英特尔,三星,与台积电加高通三足鼎立五、感谢英特尔两次革命性的技术突破六、尺寸缩小可能走到尽头 14 纳米是拐点七、硅片尺寸的过渡八、3D 封装与 TSV 最新进展九、 未来半导体业会是什么样？附录；2000 年至今在半导体业中发生的重要事例：(统计到 2012.07.30)一、半导体产业模式 fablite 的新思维由于半导体业趋于接近摩尔定律的终点(物理极限),如果依今日英特尔等己掌握22-20 纳米工艺技术看,非常可能未来还剩下 14 纳米，10 纳米及 7 纳米三个工艺节点。

汇总一些技术费用数据如下表所示，尽管它仅是一个估算值，将根据不同品种需求呈现差异，但是显见如此高耸的工艺研发费用已迫使众多顶级 IDM 厂望而却步，纷纷拥抱代工走 fablite 道路理由十分清晰,如在 2011 年 11 月EDA 供应商 CadenceDesignSystems 旗下 SiliconRealization 部门的资深研发副总裁徐季平(Chi-PingHsu)，简报了半导体制程从 32/28 纳米工艺节点过渡到 22/20纳米节点的制程技术研发成本增加幅度；他举例指出，如果 32/28 纳米节点时所需工艺开发成本是 12 亿美元，来到 22/20 纳米节点，该成本规模将增加至 21至 30 亿美元至于 IC 芯片设计成本，则会从 32 纳米节点所需的 5,000 万至9,000 万美元，在 22 米节点增加至 1.2 亿至 5 亿美元徐季平并指出，在 32 纳米节点，芯片销售量需要达到 3,000 至 4,000 万颗，才能财务打平成本；但到了20 纳米节点时，该门坎会提高至 6,000 万至 1 亿颗英特尔 CEO 欧德宁在近日回答 IC 建厂费用时认为要超过 50 亿美元。

为了有效运营并带来收益，需要每年营收 80 亿至 100 亿美元，并保持有合理的利润率新工厂的建设数量正越来越少，能建设新工厂的公司也越来越少来源;从网络文章中摘出，仅是个估算值，只能作为参考使用以上这些因素导致全球顶级 IDM：TI,Renesas,STMicroelectronics,Infineon 和Freescale 等纷纷拥抱 fablite 模式目的十分清楚为了减少投资风险相对而言，如今全球无论 fabless 或者代工 ,它们的增长率均高于 IDM如何看待 fablite 模式,应该理解为仅是目前态势下的一种有利模式,所以得到众多 IDM 厂的青睐但是由此也不能轻言 IDM 模式的衰落因为总体上前两大 IDM，英特尔与三星的占比在继续上升，所谓”大者恒大”趋势也十分明显近期由于台积电等在 28 纳米方面硅片的出货量不足，导致高通,Nvidia 等fabless 蒙受市场的损失加上英特尔的 MarkBohr 扬言”fabless 模式将终结”,尽管此类论调有片面性,但是在另一方面要看到 fablite 模式并非无睱可击业界曾传言未来 fabless 有可能投资代工，以保证所订产能的兑现。

由此表明 fablite模式也在不断的完善与成长二、全球代工版图的改变全球代工版图的划分目前业界基本认可的是分成两大阵营,第一阵营为满足先进制程订单，拥有 300mm 生产线,及第二阵营为满足成熟产品市场目前代工版图的改变主要集中在第一阵营中全球代工业一直由台湾地区的双雄称霸,台积电与联电，约占全球代工的市场份额 70%其中尤以台积电最为出色在 2009 年金融危机时代工教父张忠谋的再次出山，似乎给台积电打了一剂强心针,如今的态势正如日中天节节向上，稳坐首位如果把它近三年它的业绩作比较,如下表所示Source;根据数据汇总 2012.Feb.分析 2011 年全球代工排名，如下列一张是全球純代工排名　　台积电的优势在于能提供 turnkey 完整的一站式服务，包括 mask,第三方IP 及封装等,它继续大幅的投资追赶先进制程工艺,导致毛利率与市占率上升近期众多 IDM 大厂敢于拥抱代工,而把最先进制程的订单不得不都下给它它的成功是经验的积累与人材济济，因此后进者不可能在近期内能够超过它截止2011 年底台积电的 12 英寸产能分别 fab12 为月产 12 万片;fab14 为 20 万片及fab15 为 12 万片,共计月产能 12 英寸达 47 万片，并计划在 2014 年再兴建fab16。

然而台积电的担忧是要维持近 50％的毛利率及 50％的市场份额有一定的难度，后面有众多的追赶者,如 UMC,GF 及 Samsung,等,虽然无法超越它，但是能蚕食它的市场份额近期有报道,IBM,Samsung 及 GF 三家公司将组成全球最大的芯片制造联盟，并合作开发通用技术平台三家公司对通用技术联盟都有独特的贡献，IBM 和GF 带来了 90nm 技术，三星的加入拓展了 65nm 和 45nm 技术在即将举办的论坛上，三家公司将介绍下一代半导体创新技术，比如 28nm、20nm 和 14nm 处理器工艺，以及基于 14nm 的 450mm 超大晶圆制造技术显见它们的目标都是为了对抗台积电在代工中的独霸天下另一家典型代表是三星,在 2010 年时它的代工部分销售额才 4.0 亿美元,进入 2011 年,在苹果 A4 处理器等的驱动下,销售额大增己达到 19.5 亿美元,挤下中芯国际名列全球第四近期三星放言继续加大代工的投资，扩充在美奥斯汀厂的产能,并积极参与 IBM 的逻辑工艺平台,并声言在 2012 年代工销售额要扩大至 40 亿美元，试图勇夺代工老二的交椅三星的加入，连张忠谋也言可畏，称它是”一只重近 700 磅的大猩猩”。

与韩国三星的处事风格有关,”什么都要争第一，而且有不达目标不罢休的气概”虽然三星在逻辑工艺方面有优势，但是由于苹果与三星在终端产品方面是竞争关系，业界早就传言，苹果会把订单转交给台积电，仅是时间早晚的问题另一方面代工不仅依赖于技术，更多方面在管理及经验的积累所以三星在代工中的表现不可能如它的存储器那样出色,相信近期三星仍是一家依存储器为主的制造商再有是 GF(globalfoundries)它有三个方面的优势,1),口袋深,阿布扎比公司的支持;2),技术上加入 IBM 为首的逻辑工艺平台,能缩小与台积电之间的差距;3),在德国，纽约与新加坡都有 fab由于美国是全球最大 fabless 基地，从文化及地域方面与西方的代工厂沟通方便,相比台积电有优势因此未来 GF超过联电,成为全球代工第二非常可能目前排名第二的 UMC 有实力，但是它的业务重点有许多，包括设计,光伏,投资等,显然它也并不企图与 GF 在代工中决一高低近期 SK 海力士(SKHynix)也积极布局晶圆代工业务，在 SK 集团入主后，海力士更确定目标将由单纯的存储器芯片供应商，转型至全方位半导体芯片供应商，且锁定「移动通信解决方案」业务，预计在 2016 年以前此业务会从目前的40%比重提升到 70%。

原先排名第三的中芯国际，属于第一阵营,近期传出在北京市政府支持下将投资 70 亿美元，分期建设两条月产 3.5 万片的 12 英寸生产线，加上北京原有的月产 4.0 万片产能，共计达 10 万片以上充分显示中芯囯际欲再次夺围的决心但是要看到竞争对手的投资，那家也不软，所以未来一定是场恶战中芯囯际与北京市地方政府必须有持续投资的准备，同时也要有中芯囯际因为投资大及折旧过重，可能会较长时间内陷入不能实现盈利的局面相信站在半导体是战略产业的大局思考中，暂时的亏损不应成为继续发展的障碍总之，目前全球代工的态势台积电稳居首位,后面虽有三家强手,三星，格罗方与联电的努力追赶，各有特点，但是不可能形成合力，所以仅能蚕食它的市场份额与减少它的毛利率三、兼并重组是推动产业发展壮大的捷径公司由小到大，由弱到强方法也有两种一种是依靠自身的积累,逐步发展壮大这种方法在现阶段己几乎不可能,因为工业变化太快,时间已等不及另一种方式就是现在盛行的,不断的通过兼并行为来使企业迅速扩大,而且这一定是目前的主流行为然而越是处于产业的下降周期,工业之间的兼并行为越是加剧,这是现代半导体业的新趋势因为在产业的上升周期时,兼并的代价要高得多。

兼并既然是一种市场行为,必定伴随着风险,有的通过兼并使公司迅速壮大,公司的竞争力显著增强相反,也有企业通过兼并之后，由于水土不服等原因,导致企业反而减弱记得江上舟曾说过,当 2009 年 ATIC 兼并新加坡特许半导体时，中国也十分关注,也曾有购并特许半导体的计划呈上,但是很可惜晚了一步分析认为目前在中国开展在半导体领域中的国际化的兼并尚不够成熟,主要是市场机制的问题如果回顾 2004 年时曾发生中芯囯际用 2.8 亿美元股权兼并天津 MOS-17,为什么能够顺利进行，主要原因是当时中芯的运行机制，非国有化及几乎由张汝京个人作决定同样比较 ATIC 与中国方面都有意兼并特许半导体,但是两者不能等同,因为 ATIC 完全是个市场化行为而相比中国方面要层层报批,而且我们的决策过程涉及到国家的多个部门,因而非常可能的是说有此需要的人没有作最后决定的权力,所以决策迟疑是不可避免的另外,可能更大的问题是中国提出购并特许半导体时,涉及高科技领域,有些西方国家会因种种理由而出面阻挠这样的事例对于中国己不少见最后还有一个消化吸收问题,俗话是水土服不服之前联想曾购并 IBM 计算机部,最终的结果可能是个写照。

所以高科技项目的兼并,可能要与我们的工业基础实力相容,更为关键这类市场是全球化的,而且市场是瞬息万变,无论从人材,市场及文化融合等方面可能尚有许多学习。