2017年2月10日,，GLOBALFOUNDRIES（格芯,，原中文名為格羅方德，本文中格羅方德與格芯可互換）宣布，正式啟動成都制造基地12英寸晶圓制造生產(chǎn)線的建設(shè),。該晶圓制造工廠為格芯與成都地方政府合資，共分兩期建設(shè),，第一期為12英寸成熟工藝（180納米與130納米CMOS邏輯及模擬混合等衍生工藝）,，技術(shù)主要從新加坡引進(jìn)，計(jì)劃將于2018年正式投產(chǎn),；第二期為22納米全耗盡絕緣層上硅（FD－SOI）工藝,，技術(shù)主要從德國引進(jìn)，計(jì)劃將于2019年正式投產(chǎn),。包含配套措施在內(nèi)的兩期投資總額約為100億美元,，第一期建設(shè)投資約占總投資額比例的九分之一或十分之一。
現(xiàn)在進(jìn)入中國市場晚不晚,？
說起來與格芯（即原格羅方德）也算頗有緣分,，我進(jìn)入媒體行業(yè)參加的第一場媒體會，就是格羅方德在2014年12月ICCAD（中國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)年會）期間舉辦的一場媒體會,，當(dāng)時(shí)就問過格羅方德是否有計(jì)劃到中國設(shè)廠,，彼時(shí)負(fù)責(zé)銷售的高級副總裁Chuck Fox的回答簡短而果斷：沒有計(jì)劃到中國設(shè)廠。
格芯CEO Sanjay Jha在簽約儀式上發(fā)言
在2015年9月，時(shí)任全球設(shè)計(jì)解決方案部門副總裁的Subramani Kengeri對于中國建廠計(jì)劃仍給出了否定的答案,。
既然當(dāng)時(shí)格羅方德對于在中國建廠計(jì)劃并不熱心,，為何我一再追問此問題呢？理由也很簡單,，第一,，其主要競爭對手均已在大陸布局，格羅方德沒有理由將市場拱手讓人,；第二,，作為晶圓代工的客戶，IC設(shè)計(jì)業(yè)未來幾年增長最快的區(qū)域還是中國大陸,。
南京臺積電總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球曾說,，芯片輕薄短小,，運(yùn)輸成本很低，因此晶圓制造天生就是全球性行業(yè),，地域差異影響因素不大,，工廠落地在哪里并不太重要。也許格羅方德此前一直無意在中國設(shè)廠,，就有此考慮,。但我認(rèn)為，該觀點(diǎn)只是從晶圓制造這一個(gè)環(huán)節(jié)來考慮,，如果從半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的全局來看,，工廠放在哪里還是還是很重要的。我就曾總結(jié)道：“雖然地域性對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)沒有決定性作用,，但是人才有地域性,，市場配套有地域性。與非網(wǎng)分析師王樹一認(rèn)為,，大陸作為全球最大集成電路應(yīng)用市場,，已經(jīng)具備吸引半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈資源圍繞自己來建設(shè)的資本?！?/p>
在2016年中國晶圓產(chǎn)線遍地開花之后,，格芯如今也落子成都，是不是有點(diǎn)晚,？有業(yè)內(nèi)人士給我留言：如今大陸市場晶圓代工產(chǎn)線在建產(chǎn)能這么多,，已建成產(chǎn)能也是高中低階都有，現(xiàn)在進(jìn)來,，格芯能找到自己的市場定位嗎,？
在與行業(yè)內(nèi)多位資深人士討論過后，總結(jié)各位專家觀點(diǎn),，與非網(wǎng)行業(yè)分析師王樹一認(rèn)為,，格芯現(xiàn)在落地成都并不晚。
首先,，成都格芯一期為180納米與130納米工藝的12英寸產(chǎn)線,，技術(shù)成熟，設(shè)備價(jià)格也相對便宜,，既可以迅速投產(chǎn),，又不會對格芯總公司的財(cái)務(wù)狀況造成很大壓力。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,，從動土到量產(chǎn),，格羅方德最快紀(jì)錄是12個(gè)月，如果以類似的速度來推進(jìn)成都廠的建設(shè),，在2018年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),，那么入場時(shí)機(jī)并不會比2016年開建的產(chǎn)線晚,。
目前國內(nèi)180納米加130納米的產(chǎn)能約為15萬片每月（以8英寸晶圓計(jì)算），市場需求量大,。與8英寸產(chǎn)線相比,，采用12英寸晶圓實(shí)現(xiàn)180納米與130納米工藝，在成本上有較大優(yōu)勢,。格芯一期產(chǎn)能換算成8英寸約為4．5萬片每月,，將會給競爭對手造成較大壓力。
其次,，二期規(guī)劃為22納米FD－SOI工藝,，該工藝并不與FinFET（鰭式場效應(yīng)管）工藝直接競爭，而且FD－SOI生態(tài)圈尚不成熟,，假如FD－SOI市場發(fā)展順利，按格芯成都生產(chǎn)基地建設(shè)規(guī)劃,，2019年投產(chǎn)的時(shí)間點(diǎn)也非常好,。
FD－SOI 生態(tài)破冰的關(guān)鍵點(diǎn)是什么？
先進(jìn)邏輯工藝自28納米節(jié)點(diǎn)分野之后,，F(xiàn)inFET與FD－SOI工藝的爭論就開始出現(xiàn),。兩大工藝均有數(shù)家支持者，英特爾與臺積電是FinFET路線的堅(jiān)定支持者,，二者目前均無發(fā)展FD－SOI工藝的計(jì)劃,。此前曾有流言稱，臺積電近期也計(jì)劃發(fā)展FD－SOI工藝,，但在2016年ICCAD期間,，與非網(wǎng)分析師王樹一曾就此流言向羅鎮(zhèn)球求證，他否認(rèn)了這一傳言,。羅鎮(zhèn)球說：“我們一直覺得FDSOI是一個(gè)暫時(shí)的產(chǎn)物,。在CMOS（此處指FinFET，F(xiàn)D－SOI需要采用SOI硅片,，與普通硅片不同,，因此用此指代）里面我們一直往下走，功耗一直降低,，速度一直提升,。FDSOI我們沒有要做，經(jīng)過多次評估,，一看再看,，覺得FD－SOI我們不會做。它做不贏我們的FinFET,?！?/p>
格羅方德,、意法半導(dǎo)體、三星等三大半導(dǎo)體制造商都有FD－SOI工藝在開發(fā)過程或已量產(chǎn),。FD－SOI工藝最早由意法半導(dǎo)體（ST Microelectronics）量產(chǎn),，但代工業(yè)務(wù)在意法半導(dǎo)體占比本就不高，而且除了英特爾與三星及存儲器廠商,，傳統(tǒng)整合元件制造商（IDM）在資本支出上逐漸萎縮,，格芯CEO Sanjay Jha在奠基儀式上曾表示：“在半導(dǎo)體行業(yè)，停止投資就是停止競爭”,，此言雖然不是針對意法半導(dǎo)體,，但假如投資跟不上，那么意法半導(dǎo)體以后對FD－SOI工藝的推動力有限,。意法半導(dǎo)體雖然是FD－SOI工藝早期的推動者,，但有行業(yè)人士表示，這幾年FD－SOI工藝發(fā)展遠(yuǎn)不如FinFET工藝,，與意法半導(dǎo)體當(dāng)初不愿意將該技術(shù)授權(quán)給英特爾與臺積電有很大關(guān)系,。
三星在FinFET與FD－SOI上是兩條腿走路，日本索尼公司設(shè)計(jì)開發(fā)的一顆GPS芯片是三星首款28納米FD－SOI工藝量產(chǎn)芯片,，已于2016年開始出貨,。三星一向喜歡到處押寶，該工藝發(fā)展起來不一定能依靠三星,，但FD－SOI生態(tài)如果真的活躍起來,，三星肯定可以迅速擴(kuò)充產(chǎn)能。
這么看下來,，F(xiàn)D－SOI生態(tài)能否發(fā)展好,，關(guān)鍵點(diǎn)之一竟在于格芯成都工廠二期能否如期投產(chǎn)。
莫大康先生前不久寫過一篇文章《SOI與FinFET技術(shù)誰更優(yōu)》,，專門談FD－SOI與FinFET工藝的優(yōu)劣,，對FD－SOI工藝的相對優(yōu)勢有比較全面的總結(jié)，此處我就不再贅述,。
FD－SOI工藝至少可以發(fā)展到7納米
法國研究機(jī)構(gòu)CEA－Leti的研究結(jié)果表明,，F(xiàn)D－SOI工藝至少可以發(fā)展到7納米,，但如果只有研究結(jié)果而沒有資金投入，那么FD－SOI的優(yōu)勢就只能停留在紙面,。在前四大代工廠（臺積電,、格芯、聯(lián)電、中芯國際）中,，只有格芯有明確清晰的FD－SOI工藝發(fā)展路線圖：德國德累斯頓工廠將在2017年量產(chǎn)22納米FD－SOI工藝（格芯稱之為22納米FDX）,，12納米FDX將于2019年在德國工廠量產(chǎn)。如今格芯成都工廠又以22納米FDX作為重點(diǎn),，這應(yīng)該能夠降低業(yè)內(nèi)對于FD－SOI工藝發(fā)展前景的擔(dān)心,。
FD－SOI工藝流片成本低、可靠性高,、功耗低,，非常適合多元化的中國IC設(shè)計(jì)業(yè)需求，行業(yè)內(nèi)有不少人士也在呼吁中國應(yīng)該發(fā)展FD－SOI工藝,。但FD－SOI生態(tài)現(xiàn)在仍不成熟的主要原因,，是規(guī)模經(jīng)濟(jì)不夠造成的整體成本較高。在《2016中國半導(dǎo)體全景觀察：生機(jī)勃勃又野蠻無序的大冒險(xiǎn)時(shí)代》中,，羅鎮(zhèn)球直言“16納米已經(jīng)建了十多萬片（每月）的產(chǎn)能,，F(xiàn)D－SOI說先建2萬片，這樣的規(guī)?？隙]法和十幾萬的去比,。一是技術(shù)不占優(yōu)，一是經(jīng)濟(jì)規(guī)模不夠,，兩條加起來那條路就很難走，而且FD－SOI的成本也不低,，單SOI硅片就比普通硅片貴很多”,。
目前8英寸SOI硅片價(jià)格為300至400美元每片，而體硅片每片才30至40美元,，SOI硅片價(jià)格是普通硅片的十倍,。莫大康先生推算，SOI代工硅片價(jià)格約為1000美元每片,，而中國8英寸普通硅片平均代工價(jià)格約為400美元每片,，如果二者維持這樣的價(jià)格差，那么FD－SOI工藝制造的芯片存在一個(gè)出貨量臨界值,，過了該臨界值,，F(xiàn)D－SOI芯片流片成本低的優(yōu)勢就沒有了，而且賣得越多,，與普通硅片相比成本壓力越大,。（注：如果不計(jì)算開發(fā)費(fèi)用，單芯片成本約為流片成本除以出貨量再加上單位晶圓成本）
而SOI硅片成本之所以高,，又恰恰是因?yàn)橐?guī)模經(jīng)濟(jì)不夠大,，上游硅片廠只能將價(jià)格維持在高位，這似乎陷入了一個(gè)死循環(huán)。打破FD－SOI工藝僵局的方法,，就是有人肯投錢加大產(chǎn)能,，從而降低SOI硅片的價(jià)格。
所以,，格芯成都工廠二期的22納米FDX 6．5萬片每月產(chǎn)能規(guī)劃能否順利投產(chǎn),，對于FD－SOI生態(tài)而言至關(guān)重要。
對于晶圓代工格局的影響
市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Canaccord Genuity日前一份報(bào)告顯示,，智能手機(jī)市場92％的利潤被蘋果拿走,。實(shí)際上，在晶圓代工行業(yè),，利潤分配狀況也類似于智能手機(jī)市場,，蘋果的合作伙伴臺積電拿走了晶圓代工市場90％以上的利潤。
在晶圓代工領(lǐng)域,，格芯其實(shí)是很有機(jī)會和臺積電掰一掰手腕的,。收購了IBM微電子部門以后，無論是技術(shù)積累還是資本投入,，臺積電和格芯都位居純代工廠中的前兩名,。當(dāng)然無論是營收、產(chǎn)能還是資本支出,，與臺積電相比,，格芯還有明顯的差距，并沒有甩開聯(lián)電及中芯國際,，目前三家同屬第二集團(tuán),。如果格芯能夠提高執(zhí)行力，減少內(nèi)部資源損耗,，應(yīng)該可以大幅甩開第二集團(tuán),。
成都格芯在SOI工藝上能發(fā)展好，也不是沒機(jī)會在不同領(lǐng)域和臺積電各擅勝場,。
在奠基儀式演講中,，Sanjay Jha用了很大篇幅來介紹FD－SOI工藝及其規(guī)劃。Sanjay稱,，要將成都建設(shè)成為半導(dǎo)體之都,，F(xiàn)D－SOI生態(tài)的國際中心。
雖然對第二期規(guī)劃的近90億美元投資能否順利到位,，我還心存疑惑,，但格芯的方向無疑是正確的。臺積電南京工廠16納米開建以后,，格芯在成都工廠再建設(shè)FinFET產(chǎn)能的意義不大,。
SOI則完全是另外一個(gè)故事,。在RF－SOI工藝（射頻SOI工藝，主要用SOI工藝生產(chǎn)功放等射頻芯片）上,，格芯非常領(lǐng)先（技術(shù)來源于原IBM微電子）,。消息人士告訴我，成都格芯一期在建設(shè)邏輯工藝的同時(shí),，有可能會引入180納米RF－SOI工藝,，因?yàn)镽F SOI工藝與體硅（Bulk CMOS）很接近，因此極有可能統(tǒng)一建線混合生產(chǎn),。相比傳統(tǒng)的砷化鎵（GaAs）工藝,，RF－SOI工藝在成本和集成度上有明顯的優(yōu)勢，在手機(jī)射頻前端等應(yīng)用中,，RF－SOI器件正在快速取代砷化鎵器件,。
當(dāng)然,，由于射頻SOI芯片面積小,，所以對于產(chǎn)能需求不大。該消息人士預(yù)估,，全球?qū)τ赗F－SOI工藝的需求也僅在5000片晶圓每月（12英寸）,，成都格芯分配給RF－SOI的產(chǎn)能將不會超過2500片晶圓每月，即一期規(guī)劃產(chǎn)能2萬片的十分之一左右,。
但一期SOI硅片供應(yīng)磨合,，將對二期FD－SOI產(chǎn)能建設(shè)有極大的幫助。
當(dāng)然,，現(xiàn)在談?wù)撚?jì)劃2019年才投產(chǎn)的二期產(chǎn)能對市場格局的影響為時(shí)過早,。一期投產(chǎn)以后對國內(nèi)代工市場有何影響呢？
有專家表示,，現(xiàn)在國內(nèi)180納米加130納米產(chǎn)能為15萬片每月，格芯一期等效產(chǎn)能為4．5萬片,，這批產(chǎn)能投產(chǎn)后,，顯然會對市場價(jià)格造成沖擊。如今這種成熟工藝的毛利僅有20％左右,，假設(shè)價(jià)格降低5％,，那么毛利率會降低25％。目前在香港上市的三家國內(nèi)半導(dǎo)體公司,，都將受到較大的壓力,。
成都重慶與蘇州，地方發(fā)展集成電路觀之差異
格羅方德要在中國建廠的消息在2016年上半年即開始傳,。最早的消息是在重慶設(shè)廠,，2016年5月時(shí)格羅方德與重慶市政府簽約，計(jì)劃將一座舊晶圓廠改造成12英寸產(chǎn)線。為何最終將工廠改址成都,，Sanjay給出的解釋是兩點(diǎn)：第一,，成都給的地更多；第二,，成都產(chǎn)業(yè)鏈更成熟,，更適合建廠。
“成都廠可以容納生產(chǎn)130納米,、180納米CMOS與22納米FD－SOI的規(guī)劃,，這樣在一個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)更多的產(chǎn)能，生產(chǎn)更有效率,，這是很重要的一點(diǎn),。”Sanjay說道,。
集成電路產(chǎn)業(yè)被明確為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)以后,，國家在政策與資金支持上給予了支持力度前所未見。各地政府對于集成電路資源的爭奪也愈演愈烈,，成都與重慶對于格芯工廠之爭就是最明顯的一例,。有業(yè)內(nèi)人士表示，在格羅方德與重慶已經(jīng)簽約的情況下,，成都能夠最終爭得這次機(jī)會,，既與其要大力發(fā)展集成電路的決心有關(guān)，也與成都政府高層懂集成電路產(chǎn)業(yè)有關(guān),。
據(jù)四川日報(bào)《格芯12英寸晶圓項(xiàng)目落戶成都 除了巨額投資,，四川還將收獲什么？》報(bào)道,，四川省經(jīng)信委電子信息處相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,，晶圓制造能力增強(qiáng)將極大帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聚集，“根據(jù)此前研究,，集成電路的1元產(chǎn)值,，可以帶動電子信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)100元產(chǎn)值?！?/p>
與成都重慶對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資源的火熱爭奪相比,，曾經(jīng)的半導(dǎo)體重鎮(zhèn)蘇州異常平靜，對于此輪半導(dǎo)體發(fā)展沒有太多投入,。在與蘇州半導(dǎo)體發(fā)展軌跡類似,，也曾遭遇過挫折的近鄰無錫近日也宣布推出200億集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金以后，仍然不見蘇州有任何大動作,。
雖然僅靠政策發(fā)展不起一個(gè)產(chǎn)業(yè),，只想吃政策的半導(dǎo)體公司也是行業(yè)發(fā)展的害群之馬,，但蘇州現(xiàn)在卻對這輪國家集成電路發(fā)展規(guī)劃無動于衷實(shí)在是不可理解。蘇州在中國算是集成電路產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相當(dāng)好的城市,，封測業(yè)非常發(fā)達(dá),，只是制造業(yè)與IC設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展一般，但其電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模近萬億,，占江蘇省電子信息產(chǎn)業(yè)總值近三分之一,，占全國比例近十分之一。這樣的下游基礎(chǔ)不去利用,，再過五年也許蘇州的電子信息產(chǎn)業(yè)要為錯過這輪集成電路發(fā)展時(shí)機(jī)而還債,。
就算曾經(jīng)遇到過挫折，但相比后發(fā)地區(qū),，至少有以前的教訓(xùn),，會少走一些彎路。就算是電子信息產(chǎn)業(yè)中很多是外來加工企業(yè),，本地沒有采購權(quán),，但如果政府不去推動，那么這些外來加工企業(yè)就永遠(yuǎn)只能是生產(chǎn)基地,，何談產(chǎn)業(yè)升級,？
即便不認(rèn)為集成電路制造是高科技產(chǎn)業(yè)，但I(xiàn)C設(shè)計(jì)業(yè)絕對符合蘇州對于產(chǎn)業(yè)升級的要求,，而長三角周圍制造業(yè)與封測業(yè)等配套都非常成熟,，而如前所述，集成電路應(yīng)用市場也相當(dāng)巨大,，僅蘇州本地就有萬億規(guī)模,。在上海運(yùn)營成本不斷升高時(shí)，蘇州本有機(jī)會承接部分上海IC設(shè)計(jì)公司研發(fā)中心的分流,，但蘇州一直無意去承接,。到今日蘇州運(yùn)營成本也上升的情況下，上海設(shè)計(jì)公司外遷時(shí)顯然已經(jīng)排除蘇州了,，成本高又沒有政策支持,，除了離上海近還有什么優(yōu)勢？
重申我的結(jié)論,，無論是蘇州對待集成電路過于冷漠，還是某些不具備集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)的地方對集成電路發(fā)展過熱,，對于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說,，都不是好事。