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一看就懂的 IC 产业结构与竞争关系(2)

字号+ 作者: 来源: 2017-05-01

(3)优势 能在设计、制造等环节达到最佳优化,充分发挥技术极限。 比如你就会看到 Intel 常常技术领先。 能有条件率先实验并推行新型的半导体技术。 Intel 独排众议采用 Gate-Last 技术、鳍式场效电晶体(FinFET)

  (3)优势

  • 能在设计、制造等环节达到最佳优化,充分发挥技术极限。
  • 比如你就会看到 Intel 常常技术领先。
  • 能有条件率先实验并推行新型的半导体技术。
  • Intel 独排众议采用 Gate-Last 技术、鳍式场效电晶体(FinFET),后才引起其他厂商争相复制。
  • 2. FOUNDRY(代工厂) 模式

      (1)领导厂商

  • 台积电(TSMC)、联电、日月光、矽品
  •   (2)特点

  • 只负责制造、封装或测试的其中一个环节。
  • 不负责芯片设计。
  • 可以同时为多家设计公司提供服务,但受制于公司间的竞争关系。
  • 比如产线若没做到完全的独立性,则有相当风险会外漏客户的机密。
  •   (3)优势

  • 不承担商品销售,或电路设计缺陷的市场风险。
  • IC 设计商才是做品牌行销、卖芯片产品的。
  • 做代工,获利相对稳定。
  •   (4)劣势

  • 仰赖实体资产,投资规模甚钜,维持产线运作的费用高。
  • 台积电对于 10 纳米级的投资金额约达台币 7,000 亿元,对 3 纳米 5 纳米等级的投资金额亦已达 5,000 亿元,后续尚在增加中。可见得想做晶圆代工,没有一定资本额玩不起。
  • 进入门槛高。除了制程上的技术突破不稀奇,良率才是关键的 Know-how。
  • 晶圆代工与 IC 设计的电路有关,不同的客户有不同的电路结构,相当复杂。中国的中芯半导体做晶圆代工十几年,良率还是不高,问题多多。
  • 一般能将良率维持在八成左右已经是非常困难的事情了,台积电与联电的制程良率可以达到九成五以上,可见中国台湾地区晶圆代工的技术水平。
  • 需要持续投入资本维持制程水平,一旦落后、则追赶难度相当大。
  • 想想联电当初是如何因为技术投入方向错误和厂房大火,才输台积电的……
  • 台积电和 Intel 现在砸大钱力拚纳米制程,生怕输给对方也是因为如此。
  • 3. FABLESS(无厂 IC 设计商) 模式

      (1)领导厂商

  • 高通(Qualcomm)、联发科(MTK)、博通(Broadcom)
  •   (2)特点

  • 只负责芯片的电路设计与销售。
  • 将生产、测试、封装等环节外包。
  •   (3)优势

  • 无庞大实体资产,创始的投资规模小、进入门槛相对低,以中小企业为主。
  • 中国台湾的 IC 设计厂商共约 250 家,其中有上市柜的公司约 80 家,数量众多。
  • 中国内地小型 IC 设计厂超过 800 间。
  • 企业运行费用低,转型灵活。
  •   (4)劣势

  • 与 IDM 企业相比,较无法做到完善的上下游制程整合,与较高难度的领先设计。
  • 代工厂会将制作完成的芯片送回 IC 设计公司,继续进行测试与分析。
  • 若与预期不符,则 IC 设计公司得再修改电路设计图,接着修改光罩图形,制作新的光罩与芯片,再送回来测试。如此反覆进行至少 3 次以上,才能量产上市。
  • 有鉴于晶圆代工厂和 IC 设计公司两者须相当密切的合作,两者间有强烈的产业群聚效应。
  • 与 Foundry 相比,需要进行品牌塑造、市场调研,并承担市场销售的风险。一旦失误可能万劫不复。
  • 联发科原先的主力市场为中国内地的中低端白牌手机厂。虽在 2016 年推出高端芯片 Helio X25 力图转型,然而却几无客户采用。
  • 原有的市场又被高通推出的中低端芯片 Snapdragon 625/626 抢市,价格战打得相当辛苦。
  • 联发科 2016 年获利仅 240.31 亿元,创近 4 年来的最低数字。
  •   但你以为 IC 设计公司只要直接设计出 IC 就行了吗?当然,他们会需要一些工具与协作厂商的辅助。

      现在的芯片开发,可能是由分布在全球的一百多人团队,合作至少 6 个月,最后写下共约数百万行的Spec。这么庞大的工程,一定会有其他的辅助厂商或工具商。但这又有谁呢?包括了:

      (1)“硅智财提供商”──ARM:

  • 纯出售知识产权(IP),又称硅智财(SIP),包括了电路设计架构或已验证好的芯片功能单元。
  • 比如希望芯片上能有一个浮点运算功能时,可以不用自己花时间从头开发,向硅智财公司购买一个已经写好的功能即可。
  • (2)“EDA 工具厂商”── CADENCE 与新思科技:
  • IC 设计工程师会先利用程序代码规划芯片功能;而 EDA 工具能让程序代码再转成实际的电路图。
  •   (3) “设计服务公司”──智原科技、巨有科技、创意电子、芯原微电子:

  • 又称为“没有芯片的公司”(Chipless),没有晶圆厂、也没有自己芯片产品;为 IC 设计公司提供部分流程的代工服务。
  • 许多人数不足的小型 IC 设计厂商会将设计的某些环节委外,使得人力与成本的调整弹性也较高。
  •   所以这又衍生出第 4 种服务模式:

      4. DESIGN SERVICE(芯片设计服务提供商)模式

      (1)领导厂商

  • ARM、Imagination、Synopsys(新思科技)、Cadence
  •   (2)特点

  • 不设计和销售芯片。
  • 为芯片设计公司提供相应的工具、完整功能单元、电路设计架构与咨询服务。
  • 由于没有实体产品、而是贩卖知识产权“设计图”,又称硅智财(SIP)。
  •   (3)优势

  • 无庞大实体资产。公司规模较小、资金需求不高,但对于技术的要求非常高。
  • 不必负担产品销售的市场风险。
  •   (4)劣势

  • 市场规模较小且容易形成垄断,后进者难以打入。
  • 目前全球的 CPU 架构,以 Intel 的 X86 架构和 ARM 的 ARM 架构为两大要角。
  • 前者多用于 PC 和服务器上,后者则几乎垄断了所有的移动通讯芯片,市占率高达 95% 的智能手机。
  • 后续的 IC 设计和制程的部分都必须根据该 CPU 架构量身打造。既然整个产业链是围绕在这个架构上去制造芯片,则易形成垄断。
  • 技术门槛较高、累积技术的时间较长。
  •   根据上面的介绍后,我们已经大致上对 IC 从最上游的设计到最下游的消费者销售的整个产业链流程,有一个全盘的掌握了!

      为大家简单画个示意图:

      一看就懂的 IC 产业结构与竞争关系

      有了这样的产业链认知后,就可以了解到各厂商间的竞合策略为什么这么制定,并借此来讨论一些有意思的产业消息啦(可以把上面提过的资讯一一代入来进行分析,并搭配之前的晶圆代工战争系列的知识服用)!

      举个例子好了,比如说 Intel 现在的处境。

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