理论教育 半导体产业的商业模式解析

半导体产业的商业模式解析

时间:2023-06-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:半导体主要有垂直整合和垂直分工两种商业模式。早期的半导体产业只有垂直整合模式,即由一家企业独立负责半导体产品的设计、制造、封装测试等全部环节。这种模式具有资源内部整合优势、技术优势以及较高利润率等优点,传统的半导体巨头如英特尔、三星等均采用的是IDM模式。目前全球半导体产业形成了由电子设计自动化辅助工具、知识产权供应商、芯片设计、晶圆代工、封装测试等环节共同组成的高效稳定的垂直分工模式。

半导体产业的商业模式解析

半导体主要有垂直整合和垂直分工两种商业模式

早期的半导体产业只有垂直整合模式(Integrated Device Manufacture,简称IDM),即由一家企业独立负责半导体产品的设计、制造、封装测试等全部环节。这种模式具有资源内部整合优势、技术优势以及较高利润率等优点,传统的半导体巨头如英特尔三星等均采用的是IDM模式。但这种模式的劣势在于投资额加大、风险较高,需要不断推出优势产品作为保证,而且技术跨度较大,横跨设计、制造、封装测试这三个环节,企业不仅需要考虑每个环节的技术问题,而且还要综合协调三大环节,加大了企业的运营难度。由于需要强大的技术资本积累支撑,对一个新参的后发企业来说很少采用IDM模式。

随着芯片制造技术水平的提升、工艺复杂性的升高,芯片的制造成本快速上升,例如企业需要投入巨大的制造设备和研究开发成本,工程师也要耗费大量的精力和时间去学习、理解和掌握更复杂的工艺设计规则。此外,芯片制造技术的提升还意味着收支平衡所需要的市场销量要扩大,也就是说利用新一代制造工艺生产的企业,需要进一步扩展销售量才能保障收益。在技术、投资和市场的三重作用下,越来越多的企业无力开发先进制程工艺。投资方面,大规模的建厂成本、巨额买入的制造设备成本都意味着极高的沉没资本,巨大的投资风险使得有能力负担的企业越来越少;市场方面,以三星的逆周期投资为代表,其在产业低潮期的扩大投资拉低市场价格,接着用低价进一步挤压对手的生存空间;技术方面,光刻机等半导体设备的要求越来越高,但是全球高端装备产能有限,很多厂商不能获得所需要的制造设备,无法保障产品供应链的稳定。

尽管难度越来越大,但芯片制造技术升级后带来的巨额利润驱使着企业不断投入到新的技术研发中。在芯片制造工艺进步、投资规模增长的竞争过程中,不少企业逐渐面临两难抉择:一方面,企业需要不断追加高昂的投资来维持其竞争力;另一方面,日趋高额的投入、日益复杂的技术、日渐激烈的竞争都意味着巨大的投资风险压力。在此情况下,覆盖全产业链环节的垂直一体化芯片制造商越来越少,他们不得不剥离部分生产环节,并将芯片的制造环节逐步交给专门的晶圆代工厂生产。目前全球半导体产业形成了由电子设计自动化(EDA)辅助工具、知识产权(IP)供应商、芯片设计、晶圆代工、封装测试等环节共同组成的高效稳定的垂直分工模式。其中,设计公司、晶圆代工厂和IP供应商的合作,存在着相互制衡与合作的关系:如果芯片设计公司自建生产线,那么很可能就无法委托晶圆代工厂加以生产;如果晶圆代工厂进入设计领域,那么设计公司就会顾及自己的布图设计被盗用而在产业低潮期将晶圆代工厂抛弃;对于IP供应商来说,其模块需要经过晶圆代工厂的硅工艺生产线验证以及芯片设计公司的芯片产品设计验证后才能使用。

芯片设计厂商(Fabless)专业从事芯片设计,然后将芯片制造环节外包,自身没有生产流水线,也被称为无生产线企业。与IDM相比,Fabless的技术储备与品牌影响力较弱,企业规模与资金也远远不及,但Fabless的优势是快,能够迅速对市场做出反应,核心驱动因素就在于对市场的把握能力,能够准确掌握市场需求,并快速实现产品上市的企业最有可能成功。(www.daowen.com)

晶圆代工厂(Foundry)专门负责半导体芯片的制造,根据芯片设计厂商或者IDM的订单生产硅晶圆,只专注IC制造环节,不管设计、封测以及产品销售,所以单位成本是芯片制造业的核心驱动因素。对晶圆代工厂而言,降低单位成本的主要方法是通过增加生产线、扩大产能,以及提升制造工艺水平,但无论哪种方式都需要庞大的投资,动辄数十亿美元,所以芯片制造是一个资本密集型行业,需要持续不断的资金投入。

封装测试厂(Outsourced Assembly and Test,OSAT)是产业链的最后环节。与制造相比,封装测试业的投资少、建设周期短、技术相对简单,所以封装测试行业的进入门槛较低。与制造业一样,成本是封装测试业的首要驱动因素,成本较低的企业能够获得较多的订单,成功的可能性更高。

表3-2 IDM模式和垂直分工模式优劣势比较

资料来源:招商银行研究院

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