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未来晶圆制造将走向寡头垄断

类别:行业趋势 发布于:2017-03-18 | 338 次阅读

从半导体晶圆制造技术路径上来看,未来半导体产品的发展会将分化为More Moore和More than Moore两条路线。

More Moore是纵向发展的路径,要求芯片不断的遵从摩尔定律,不断往比例缩小制程的路径上走。需要满足摩尔定律的芯片,主要以数字芯片为主,包括AP\CPU\等。在制程上,需要最先进的节点来满足性能要求。目前最先进的逻辑芯片代工制程是16/14nm,供应商为台积电,客户有高通,苹果,英伟达等客户。产品占到了50%左右的市场。

More than Moore是横向发展的路线,芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升方面,转向更加务实的满足市场的需求。这方面的产品包括了模拟/RF器件,无源器件、电源管理器件等,大约占到了剩下的那50%市场。这其中的代工供应商有中芯国际,台联电,台积电等。

未来晶圆制造将走向寡头垄断

摩尔定律路径

然而,时至今日,摩尔定律正在逐渐失效。半导体的技术发展也似乎走到了一个十字路口。行业的发展不会再像之前那样似乎还能按照摩尔定律的节奏继续往下走。按照2015年最新的国际半导体技术路线图给出的预测,半导体技术在10nm之后将会逐步停滞。

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摩尔定律走向极限

同时,摩尔定律的经济效应也不再明显,原因是因为:追求摩尔定律要求复杂的制造工艺,该工艺高昂的成本超过了由此带来的成本节约。新工艺越来越难,投资额越来越大,下图可见,目前建一个最新制程的半导体工厂成本达120亿美元之多,而赚回投资额的时间将会很漫长。

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最新制造的Fab成本

具体到每个晶体管的制造成本,起初随着摩尔定律的发展,制程的进步会带来成本的下降,从130nm-28nm,每个晶体管的制造成本相对上一代都有下降。但是,下降的幅度在收窄。到了20nm以后,成本开始逐步提高。这也意味着,发展先进制程在成本方面不再具有优势。

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制程成本比较

显而易见,在先进制程制造成本不断攀升,发展先进制程也不再具有成本优势的情况下,晶圆制造会越来越垄断地集中在几家手上。也只有巨头才能不断地研发推动技术的向前发展。拥有20nm代工能力的厂家,只有台积电、三星、Intel等寥寥几家。在晶圆制造方面,集中度越来越高。

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晶圆制造寡头垄断

未来至于10纳米、7纳米、5纳米,甚或1纳米的制程竞争,中国将非常艰难。所以此时中国政府、中国资本的涌入,在中低端晶圆制造铸就护城河,已甚至未来高阶制程的竞争中,取得明显优势,不失为一种正确做法。

唯有占据一席之地,方可化解未来之危,所以,请理解中国政府,中国资本竞相砸钱做大。做强中国集成电路之心。

半导体制造在半导体产业链里具有卡口地位。制造是产业链里的核心环节,地位的重要性不言而喻。在半导体价值链里,占据最为重要的一环。统计行业里各个环节的价值量,制造环节的价值量是最大的,因为Fabless+Foundry+OSAT的模式成为趋势,Foundry在整个产业链中的重要程度也逐步提升,可以这么认为,Foundry是一个卡口,产能的输出都由制造企业所掌控。

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产业链概况

“made in china”品牌下 整机制造领域渗透率已经提升到边际增长曲线斜率趋缓阶段。中国制造经过这些年的发展,在下游整机制造半导体产业的下游应用市场,中国占42%,是非常主要的市场。其中智能手机占全球28%,LCD TV占全球24%。 PC/Notebook占全球 21%. 平板》21%。这几个数据说明,全球各类电子类产品的下游应用需求,中国是重中之重。

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国内电子整机商

“中国制造”要从下游往上游延伸,在技术转移路线上,半导体制造是“中国制造”尚未攻克的技术堡垒。中国是个“制造大国”,但“中国制造”主要都是整机产品,在最上游的“芯片制造”领域,中国还和国际领先水平有很大差距。在从下游的制造向“芯片制造”转移过程中,一定会涌现出一批领先的代工企业。

日本经济学家赤松要在1956年提出了产业发展的“雁行模式”,认为日本的产业发展经历了进口、进口替代、出口、重新进口四个阶段。从这个角度来看,中国的集成电路正在经历当年日本所经历过的路线。

世界的集成电路经过了两次产业转移,第一次在20世纪70年代末,从美国转移到了日本,造就了富士通、日立、东芝、NEC等世界顶级的集成电路制造商;第二次在20世纪80年代末,韩国与台湾地区成为这一次转移过程中的受益者,崛起了三星和台积电这样的制造业巨头。

集成电路产业的产业转移也包含着一定的技术特征,转移路径按照劳动密集型产业—〉资本技术密集产业—〉技术密集与高附加值产业。第一阶段的产业转移为封装测试环节,美国很多半导体企业或将自身的封测部门卖出剥离,或是将测试工厂转移到东南亚,在产业转移过程中,中国台湾地区的很多封测企业开始崛起,比如日月光和矽品等。第二阶段的产业转移为制造环节,这和集成电路产业分工逐渐细分有关系。集成电路的生产模式由原先的IDM为主转换为Fabless+Foundry+OSAT,产业链里的每个环节都分工明确。在制造转移的过程中,台湾的TSMC崛起成为现在最大的代工厂。

目前,凭借巨大的市场需求,较低的人工成本,大陆的OSAT和Foundry正有接力台湾,成为未来5年产业转移的重点区域。

本土半导体市场需求和供给仍然错配,有潜力去进行国产替代。中国大陆地区的半导体销售额占全球半导体市场的销售额比重逐年上升,从2008年的18%上升到1H2016的31%,同时半导体制造产能仅为全球的12%,需求和供给之间存在错配。

中国整机商品牌提升,“本土化”提供完整产业链机会。以智能手机为例,除了三星苹果之外,越来越多的本土品牌开始在市场上渗透,并逐渐有了话语权。国产手机包括华为、OPPO\VIVO等,年出货量都已经超过了1亿部,并且还保持了可观的增速。在智能手机领域,越来越多的国产品牌正在浮出水面。从这个维度来看,我们看好国内从整机到上游的价值传导。

国内从上游的芯片设计制造到下游的整机已经形成完整产业链,带来可期待的产业链协同效应。我们看到大陆正在形成从整机到上游芯片完整产业链的布局,这一点同台湾地区美国韩国不同,中国台湾的电子集中在上游的芯片,从Fabless+Foundry+OSAT,但是欠缺下游的整机品牌,同时芯片环节没有形成规模的集群效应,芯片每个环节只有一两家龙头企业;美国在芯片设计领域是全球最强,但是下游的整机品牌数量正在被中国逐渐超过;韩国和中国台湾的格局有些类似,有一些大而全的企业,但是缺乏完整的集群效应。只有中国,凭借广阔的下游市场和完整的集成电路产业链,正在逐渐崛起。

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