導(dǎo)言
近日三星宣布自研GPU,，預(yù)計2~3年后就能看到三星家的GPU了。三星目前使用的GPU是ARM Mali和Imagination的PowerVR GPU,。無獨(dú)有偶，就在上個月,，蘋果也告知Imagination未來15~24個月后將停止使用其GPU設(shè)計,。從蘋果、三星,、華為以及小米自研CPU，到現(xiàn)在蘋果和三星又要開始自研GPU,，搶食GPU芯片市場,。面對終端電子產(chǎn)品供應(yīng)商不斷發(fā)起的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)Fabless的明天會好嗎,？
Fabless的發(fā)家史
在半導(dǎo)體行業(yè)主要存在三種商業(yè)模式,，分別是IDM、Foundry以及Fabless,。IDM（integrate Design manufacture）主要是指集成設(shè)計,、制造和封裝測試一整條產(chǎn)業(yè)鏈于一體的半導(dǎo)體廠商，主要公司有intel,、三星等,。而Foundry是指只做芯片加工制造，而不做設(shè)計的企業(yè),，如臺積電,、GlobalFoundry等。Fabless則是指只做芯片設(shè)計而不做制造的企業(yè)，主要公司有高通,、Nvidia,、博通等。
始于上世紀(jì)五六十年代發(fā)明的半導(dǎo)體技術(shù),，由于技術(shù)新穎,，工藝復(fù)雜，開始時掌握這門技術(shù)的企業(yè)極少,，專業(yè)門檻極高,。在當(dāng)時從產(chǎn)品設(shè)計到設(shè)備材料生產(chǎn)、加工制造技術(shù)沒有任何成熟的產(chǎn)品在市場上可供買賣,，因此任何一家進(jìn)入半導(dǎo)體領(lǐng)域的企業(yè)都需要掌握從設(shè)計到制造以及封裝測試整條產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù),。一開始這些IDM公司都是依附于集團(tuán)之下，后來隨著市場規(guī)模逐步擴(kuò)大,，此時專業(yè)IDM公司才開始獨(dú)立出去,。各IDM企業(yè)之間相互競爭，此時就有企業(yè)開始被淘汰,，也有企業(yè)將其業(yè)務(wù)開始進(jìn)行分拆,，以保持競爭力，從下圖可以看出分拆情況,。
隨著IDM競爭越發(fā)激烈,，分拆進(jìn)一步演化，終于在1982年全球第一家專業(yè)Fabless公司LSI Logic成立,，五年后全球第一家Pure-play Foundry公司臺積電成立,，開啟半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要模式–Fabless+Foundry模式，并開始對IDM公司形成沖擊 ,。
然而Fabless的發(fā)展歷程也非一帆風(fēng)順,。Fabless剛開始成立時，主要是利用IDM的剩余產(chǎn)能進(jìn)行設(shè)計制造,，但是考慮到技術(shù)秘密泄露問題,，當(dāng)時Fabless到IDM廠商投片，那叫一個擔(dān)驚受怕,，總擔(dān)心自己的技術(shù)秘密會不會泄露,。直到后來臺積電的出現(xiàn)，這個問題才得以解決,，因?yàn)榕_積電只做代工,，不會與客戶存在任何競爭關(guān)系，因此此時的Fabless就特別愿意到臺積電投片,。雖然在臺積電在剛開始時工藝上落后了IDM廠有兩代之多,，但是隨著研發(fā)的不斷加強(qiáng),，不斷縮小與IDM的工藝差距，到現(xiàn)在臺積電已經(jīng)同因特爾,、三星這樣的IDM廠商達(dá)到相同的工藝技術(shù),，甚至大有超越IDM廠商趨勢。
早在1994年Jodi Shelton女士與六家Fabless公司的CEO組建無晶廠半導(dǎo)體聯(lián)盟,，(Fabless Semiconductor Association,，簡稱 FSA，旨在把Fabless模式推向全球化,。至2007年12月FSA轉(zhuǎn)變成全球半導(dǎo)體聯(lián)盟(Global Semiconductor Alliance),，簡稱GSA。至此Fabless發(fā)展達(dá)到全新高度,。根據(jù)2016年全球十大半導(dǎo)體廠商排名,，F(xiàn)abless占據(jù)了三席。
Fabless的優(yōu)勢
Fabless能在這么短的時間內(nèi)發(fā)展如此迅速得益以下四大優(yōu)勢：
第一是憑借快速的設(shè)計能力,，F(xiàn)abless在市場上比IDM更快地設(shè)計出市場所需要的產(chǎn)品,，占得市場先機(jī)。IDM由于涉及到整條產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù),，在市場反應(yīng)速度上不及Fabless,。
第二是Fabless自身設(shè)計技術(shù)與Foundry制造技術(shù)同步發(fā)展，以高通為例,，在130納米時高通與IDM之間的差距為24個月,，但工藝進(jìn)步到45納米時差距已經(jīng)縮短至3個月的差距。
第三是與集成電路設(shè)計業(yè)相關(guān)配套技術(shù)成熟,，如FPGA的驗(yàn)證技術(shù),，IP產(chǎn)業(yè)成熟。FPGA驗(yàn)證技術(shù)可用于在芯片流片前提前驗(yàn)證設(shè)計代碼是否正確,，有利于提高產(chǎn)品設(shè)計的可靠性,。而IP產(chǎn)業(yè)成熟意味著市場上可供選擇的IP種類多，可以有效縮短Fabless設(shè)計周期,。這些對于提升Fabless競爭力具有顯著作用。
第四是由于Fabless是輕資產(chǎn)企業(yè),，其抗風(fēng)險能力要高于IDM企業(yè),。特別是在進(jìn)入28nm之后，投資先進(jìn)制造工藝的成本越來越高,，風(fēng)險越來越高,，很多IDM廠商如TI、NXP等紛紛選擇放棄28nm工藝研發(fā),，走fablite路線,。
Fabless的劣勢
介紹了Fabless優(yōu)勢,，為了全面解析Fabless，下面介紹Fabless的劣勢,，至少其包括以下三大劣勢：
第一是嚴(yán)重依靠終端電子產(chǎn)品供應(yīng)商,，作為產(chǎn)業(yè)上游企業(yè)，容易受到下游市場的波動而不穩(wěn)定,。
第二是面對高昂的設(shè)計費(fèi)用沒有討價還價余地,，雖然電子消費(fèi)產(chǎn)品隨著摩爾定律的前進(jìn)價格不斷降低，但是代工企業(yè)的代工價格卻始終沒有降低,，而且隨著工藝尺寸的降低,，設(shè)計投入資本越來越高，設(shè)計門檻越來越高,，這個矛盾也將使Fabless的生存變得更加艱難,。
第三是嚴(yán)重依賴第三方IP以及第三方設(shè)計EDA工具，逐漸喪失設(shè)計能力,。隨著IC設(shè)計的復(fù)雜性逐漸增加,，F(xiàn)abless對于第三方IP以及EDA技術(shù)的依賴加大，如不加以注意,，自身獨(dú)特的設(shè)計能力將開始逐漸喪失,。
當(dāng)前局勢
盡管當(dāng)前Fabless取得了驕人成績，在世界前十大半導(dǎo)體廠商中占據(jù)三席,。但是也應(yīng)該看到今天Fabless的處境并不樂觀,。
去年ADI收購了linear，要知道linear一直是模擬領(lǐng)域的匠才,，長期保持著非常高的利潤率,。另外一則收購消息是ARM被軟銀收購。在移動領(lǐng)域IP市場占有率高達(dá)90%的ARM也選擇被收購,。隨著Fabless巨頭不斷地被收購,，傳統(tǒng)Fabless正在逐漸失去話語權(quán)。
而根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)IC Insights的數(shù)據(jù)顯示,，2015年全球芯片供貨商排行榜上,，出現(xiàn)了IDM表現(xiàn)勝過Fabless的情況。這種情況在近25年中是第二次出現(xiàn),。2015年出現(xiàn)IDM的表現(xiàn)強(qiáng)于Fabless的原因在于三星手機(jī)沒有采用高通的處理器芯片,，使用自家設(shè)計的Exynos芯片。
不僅面對來自IDM的挑戰(zhàn),，F(xiàn)abless也面臨著終端電子產(chǎn)品供應(yīng)商如蘋果,、三星、華為,、小米等公司的挑戰(zhàn),。面對手機(jī)市場越來越嚴(yán)重的同質(zhì)化現(xiàn)象,，各大巨頭紛紛開始尋求差異化設(shè)計，開始自行研發(fā)處理器芯片,。目前蘋果已經(jīng)進(jìn)入全球前二十大半導(dǎo)體廠商隊列,。如果扣除3家半導(dǎo)體代工廠商，海思也能進(jìn)入2016年全球二十大半導(dǎo)體廠商隊列,。而現(xiàn)在Fabless的GPU設(shè)計也在面臨著當(dāng)初CPU的困境,。
再看另一組數(shù)據(jù)，根據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究院2016年11月的數(shù)據(jù),，全球Fabless銷售額于2014年為880億美元,，增長7.1%，2015年銷售額為805億美元,，下降8.5%及估計2016年Fabless銷售額為775億美元,，再次下降3.2%。2015年以及2016年全球半導(dǎo)體銷售額基本持平,，而Fabless銷售額卻出現(xiàn)了大幅連續(xù)下滑,。
此時有人就在鼓吹，通行數(shù)十年的Fabless+Foundry的游戲規(guī)則有可能會被改寫成終端廠商+Foundry的模式,。也許沒那么快,，但是這個現(xiàn)象不能忽略。
Fabless路在何方
第一Fabless公司必須要尋求突破關(guān)鍵IP,，實(shí)現(xiàn)差異化設(shè)計,，方能贏得市場，只有狠抓關(guān)鍵IP核應(yīng)用才會有出路,。因?yàn)殡S著IP核在SOC中所占比重日益增加,，導(dǎo)致SOC的產(chǎn)品的技術(shù)含量越來越低，這就意味著SOC對IP核的依賴程度越高,，F(xiàn)abless的設(shè)計能力越低,。
第二，廣泛聯(lián)系產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)技術(shù)廠商,，努力打造屬于自己的生態(tài)系統(tǒng),，提升競爭力。現(xiàn)在單純依靠硬件或軟件征戰(zhàn)市場的生存空間越來越小,，廠商與廠商之間的競爭已經(jīng)升級到生態(tài)系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)鏈的競爭,。誰能抓住戰(zhàn)略制高點(diǎn)，誰就能贏得未來,。
第三，貼近市場,，把握需求,。Fabless相對IDM的優(yōu)勢在于其靈活性,，能夠快速響應(yīng)市場需求，而這也是Fabless的核心競爭力,。在未來面對越來越多樣化的市場需求,，在面對來自終端設(shè)備的供應(yīng)商的挑戰(zhàn)，F(xiàn)abless需要有更高市場敏感性才有機(jī)會勝出,。