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角逐14納米FinFET工藝 全球代工戰(zhàn)火再起

2015-01-14
關(guān)鍵詞: 14nm FinFET 代工

    全球代工的戰(zhàn)火再起,由之前的28nm向16nm/14nmFinFET工藝延伸。28nm制程可以認(rèn)為是半導(dǎo)體業(yè)的拐點(diǎn),。因?yàn)橐恢币詠硪?尺寸縮小所推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步至此發(fā)生巨大的變化,通常每兩年前進(jìn)一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn),,減少制造成本約50%的節(jié)奏,到了28nm以下開始減緩,,部分情況下成本反而會(huì) 有所上升,。反映到產(chǎn)業(yè)層面,,企業(yè)向更小尺寸邁進(jìn)的動(dòng)力己不如從前。許多頂級(jí)的IDM大廠,,從28nm開始執(zhí)行輕資產(chǎn)策略(fablite),,擁抱代工。這 導(dǎo)致全球代工廠如日中天,。

    特別是日前三星繼英特爾之后宣布14nm將量產(chǎn),,使得代工爭奪戰(zhàn)中16nm/14nm訂單成為新的焦點(diǎn)。全球代工第一陣營中,,原先有臺(tái)積 電,、聯(lián)電及格羅方德(Globalfoundries),現(xiàn)在IDM超級(jí)大廠三星及英特爾也加入代工行列,,導(dǎo)致代工第一陣營中的爭斗形勢呈現(xiàn)復(fù)雜化,。

    蘋果與高通訂單成風(fēng)向標(biāo)

    三星與格羅方德聯(lián)盟可能提前進(jìn)入14nm量產(chǎn),高通與蘋果的訂單會(huì)成爭奪焦點(diǎn),。

    全球代工的客戶70%來自fabless,,而依目前的態(tài)勢,其中高通與蘋果兩家大戶的訂單成為爭奪焦點(diǎn),。反映出半導(dǎo)體業(yè)的推動(dòng)力正由PC轉(zhuǎn)向移動(dòng)終端,,包括手機(jī)及平板電腦等,整個(gè)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈發(fā)生大的改變,。

    高通依靠向全球智能手機(jī)提供芯片及專利授權(quán),,2013年銷售額己達(dá)248億美元,其中1/3來自授權(quán)費(fèi)用,。據(jù)Ddaily2014年5月的 數(shù)據(jù),,在全球移動(dòng)處理器市場中,高通市占率分別為:2011年48.7%,、2012年42.9%、2013年53.6%,。蘋果相應(yīng)分別為14.4%,、 15.90%和15.70%。這是因?yàn)樘O果僅在手機(jī)及平板電腦中采用自己設(shè)計(jì)的處理器芯片,,Mac計(jì)算機(jī)中仍采用英特爾芯片,。

    高通在移動(dòng)處理器行業(yè)擁有無可爭議的霸主地位,雖然說目前已經(jīng)有其他fabless廠商對(duì)于高通形成壓力,,但其優(yōu)勢依舊非常明顯,,各大品牌手機(jī)的旗艦機(jī)幾乎都清一色地使用了高通芯片。目前高通的高端芯片驍龍805,,64位8核,,采用20nm工藝,。

    蘋果手中也握有大訂單,之前由三星代工,,近期它自己設(shè)計(jì)的20nm制程A8芯片已部分移至臺(tái)積電加工,。顯然臺(tái)積電是想繼續(xù)擴(kuò)大戰(zhàn)果,爭取 2015年它的16nm生產(chǎn)線上可為蘋果的A9處理器代工,。但是情況是錯(cuò)綜復(fù)雜的,,其中既有競爭關(guān)系,也有技術(shù)方面的問題,。誰都清楚,,2015年三星與格 羅方德聯(lián)盟可能提前進(jìn)入14nm量產(chǎn),相比臺(tái)積電的16nm制程具有優(yōu)勢,。連張忠謀也坦承這一步臺(tái)積電可能會(huì)落后,,所以把希望寄托在2016年的10nm 制程決戰(zhàn)上。但是,,三星與格羅方德聯(lián)盟有可能受到產(chǎn)能不足困繞,,為未來競爭平添了變數(shù)。而目前臺(tái)積電已經(jīng)擁有20nm制程產(chǎn)能達(dá)7萬片/月,。不管如何,,高 通與蘋果的訂單會(huì)成為爭奪焦點(diǎn),但是蘋果的原則是不把雞蛋放在同一個(gè)籃子里,。

    代工戰(zhàn)場誰能勝出,?

    臺(tái)積電在代工中獨(dú)霸的態(tài)勢,盡管近期內(nèi)無法動(dòng)搖它,,但是會(huì)受到侵蝕,。

    代工業(yè)的成長不可能一蹴而成,其中臺(tái)積電的老大地位不可動(dòng)搖,。尤其是2009年張忠謀第二次執(zhí)掌公司以來,,采用令人膽寒的積極投資擴(kuò)張策 略,在2010年~2013年期間總投資達(dá)300多億美元,,使得先進(jìn)制程技術(shù)不斷推進(jìn),,再次穩(wěn)固了代工龍頭地位,并取得十分喜人的結(jié)果,。

    2013年臺(tái)積電總產(chǎn)能約月產(chǎn)130萬片(8英寸計(jì)),,其中28nm產(chǎn)能為月產(chǎn)13萬片(12英寸計(jì)),全球市占率按銷售額計(jì)達(dá)80%,。而 且它的28nm爬坡速度非??欤?011年第四季度它的28nm剛剛啟步,季銷售額才1.5億美元,,至2012年年底已經(jīng)占年銷售額170億美元的 24%,,達(dá)40.8億美元,2013年年底占近200億美元銷售額的37%,,達(dá)到65億美元,。

    以每月6萬片晶圓的產(chǎn)能來計(jì)算,臺(tái)積電20nm制程晶圓的平均價(jià)格估計(jì)在2014年第四季度達(dá)到每片6000美元,,與28nm晶圓平均價(jià)格 (約4500美元~5000美元)相較有很大的提升,。而估計(jì)其16nm/14nm的FinFET晶圓的生產(chǎn)成本約為每片4000美元,加上毛利率約 45%,,銷售價(jià)格則為每片7270美元,。如果臺(tái)積電對(duì)于20nm制程的預(yù)測準(zhǔn)確,從整體上看它的20nm制程的市占率,,將會(huì)在2014年第四季度時(shí)達(dá)到全 球的95%,。

    由此可以看出臺(tái)積電代工老大地位不可動(dòng)搖的原因:一是成品率高達(dá)90%,對(duì)手們可能約70%,;二是擁有向客戶提供支持的約6300項(xiàng)IP專利,,業(yè)界戲稱如有個(gè)“圖書館”一樣;三是產(chǎn)能迅速到位,,如28nm的產(chǎn)能達(dá)月產(chǎn)13萬片,,是格羅方德的3倍。

    臺(tái)積電在代工中獨(dú)霸的態(tài)勢,,盡管近期內(nèi)無法動(dòng)搖它,,但是一定會(huì)受到侵蝕,也即它不太可能維持住48%以上的高毛利率,。其中的爭奪既有 16nm/14nm也有28nm代工,。28nm目前仍是主戰(zhàn)場,因?yàn)檫@一塊的全球市場規(guī)模約有80億美元~100億美元,。三星與格羅方德聯(lián)盟的優(yōu)勢在于提 出了FD SOI的 28nm新工藝路線,,對(duì)于要求更低功耗的芯片具有吸引力。另外,,它們的代工價(jià)格一定會(huì)低于臺(tái)積電,。

    至于聯(lián)電與中芯國際的28nm,盡管它們都聲稱馬上能準(zhǔn)備好,,但受限于產(chǎn)能,以及技術(shù)上的爬坡時(shí)間,,想要獲得大的突破,,尚需時(shí)間。

    另外,,不可否認(rèn)英特爾是個(gè)潛在對(duì)手,。因?yàn)閺墓に囍瞥痰募夹g(shù)水平以及研發(fā)投入上看,,它肯定都是全球最領(lǐng)先的。但是,,英特爾欲從IDM模式轉(zhuǎn)向 代工不是一件容易的事,。一方面是把大量的產(chǎn)能轉(zhuǎn)向代工,英特爾從思想上尚未下最后的決心,,英特爾處理器的平均毛利率高達(dá)68%,,代工廠毛利率可無法有那么 高。另一方面,,它缺乏代工所需配套的IP,,這不是短期內(nèi)就能準(zhǔn)備就緒的。所以近期英特爾的高管透露了其意圖,,僅是通過代工來維持少數(shù)幾個(gè)高利潤率的客戶,。

    產(chǎn)業(yè)格局前景難料

    在16nm/14nm區(qū)段,臺(tái)積電,、三星,、英特爾等各家,都不具備必勝把握,。

    與28nm代工產(chǎn)業(yè)不同,,未來全球16nm/14nm及以下的代工格局前景難料。因?yàn)槟壳叭虬雽?dǎo)體業(yè)的現(xiàn)狀是這樣的:從技術(shù)上每兩年前進(jìn) 一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn),,理論值是2013年14nm及2015年10nm,,可實(shí)際上英特爾的14nm量產(chǎn)推遲到了2014年第四季度,相比正常情況延長了兩個(gè)季 度,。臺(tái)積電更是靈巧,,聲言2014年是20nm量產(chǎn)及2015年才是16nm量產(chǎn)的時(shí)間點(diǎn)。三星電子推出先進(jìn)代工制程14nm FinFET的應(yīng)用處理器(AP)試制品,,將先提供給高通,、蘋果、超微(AMD)等主要客戶,,但是目前它們的產(chǎn)能不足,,三星才月產(chǎn)1萬~1.5萬片,格羅 方德才3.5萬片,。兩者加總才月產(chǎn)5萬片,。

    更關(guān)鍵的是,目前10nm工藝制程都是處于研發(fā)階段,,包括英特爾,、臺(tái)積電及三星在內(nèi),離真正量產(chǎn)尚有距離,其中的變數(shù)還很多,。最樂觀的預(yù) 測,,10nm制程也要到2016年才能量產(chǎn)。另外,,10nm制程之后,,究竟如何往下走,尚不十分清楚,,其中包括EUV何時(shí)準(zhǔn)備好難以預(yù)言,,10nm時(shí) 193nm光刻工藝的成本與柵極材料的替代品的工藝等尚未完全就位。

    按Gartner的觀點(diǎn),,從近期來看,,在1~2年內(nèi)FinFET的量產(chǎn),全球代工的產(chǎn)能需求不會(huì)超過月產(chǎn)5萬片,。而到2018年前也不會(huì)有 大于月產(chǎn)25萬片的市場需求,。而這樣的市場需求有兩家大的代工廠已經(jīng)足夠,所以現(xiàn)在眾多的一線代工廠紛紛進(jìn)入FinFET工藝,,未來一定會(huì)發(fā)現(xiàn)有人失聲,。

    按Pacific Crest Securities的分析師的觀點(diǎn),從投資規(guī)模計(jì),,16nm/14nm FinFET技術(shù)投資1萬片產(chǎn)能要12.7億美元的投資,,再增加2萬片需25億美元的投資。

    還有一個(gè)不能言透的問題,,技術(shù)方面誰能真正過關(guān),,即成品率能同步嗎?據(jù)目前的態(tài)勢,,無論臺(tái)積電的20nm量產(chǎn)還是英特爾的14nm量產(chǎn),,都出現(xiàn)了推遲的現(xiàn)象,都有成品率的問題存在其中,。所以,,未來究竟誰的技術(shù)真正過關(guān)還需觀察。

    客觀地分析,,英特爾占有一定優(yōu)勢,。因?yàn)樗鼜?011年的22nm節(jié)點(diǎn)就開始采用FinFET技術(shù),至今已經(jīng)是第二代了,,經(jīng)驗(yàn)相對(duì)多一些,。否 則也不可能發(fā)生原是臺(tái)積電老客戶的Altera,突然轉(zhuǎn)向擁抱英特爾的14nm芯片代工的情況,。還有,,近期松下電子也下單給英特爾,。足以證明其在技術(shù)方面 可能高出一頭。但是也不可否認(rèn),,英特爾在代工方面尚有許多問題。所以在16nm/14nm這一區(qū)段,,無論臺(tái)積電,、三星與格羅方德聯(lián)盟,還是英特爾,,哪家都 不具備必勝的把握,。

    綜上所述,未來全球16nm/14nm及以下的代工格局前景難料,。

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