年投資300億美元 三巨頭競爭晶圓代工

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2017年9月19日,Intel在中國舉辦「精尖製造日」發布會,在全球首次展示了Arm的10納米測試晶片晶圓。一年前,Intel晶圓代工部門宣布與Arm達成合作,基於Intel 10nm製程工藝開發Arm晶片及應用。

如今,Intel將這一成果在中國展示,這裡有全球25%的無晶園晶片企業,是Intel開放代工業務之後的重要增長空間。

晶圓製造幾乎是全球資金最密集、技術最尖端的領域。除了Intel、三星等少數晶片公司可以自建晶圓廠之外,包括晶片巨頭高通在內的諸多晶片公司均難以負荷獨立建設晶圓廠的成本。

也正是因此,包括高通、蘋果、聯發科、華為、英偉達等企業大多把晶片設計方案交由台積電、聯電、格羅方格等晶圓代工廠生產。台積電是全球最大的晶圓代工廠,根據知名分析機構Gartner統計,2016年全球晶圓代工市場規模約530億美元,台積電以294.3億美元收入占比56%。

不過,為了保持摩爾定律,使得晶片內電晶體數目保持每兩年提升一倍的效率,晶圓製程生產線的成本已經攀升至天文數字,在14nm工藝之後,能夠仍然追隨摩爾定律的企業只剩下台積電、Intel、三星三大巨頭。三星進入代工業務晚於台積電,目前年收入約48億美元,而Intel則從去年才開始正式開放代工業務,三大巨頭開始角逐於晶圓代工的高端市場。

每年300億美元投資

2017年7月4日,三星公司發布聲明,稱將耗費超過180億美元投資多個半導體生產線。今年的二季度,得益於存儲晶片大幅漲價,三星半導體業務收入暴漲47%,首次超越Intel成為全球最大的半導體公司。此次180億美元投資仍將主要投資存儲晶片業務以擴大產能。

同時,180億美元中,有超過50億美元投資到晶圓代工廠。2017年5月,三星已經正式把隸屬於系統LSI部門的晶圓代工業務獨立運營。在隨後的三星晶圓代工論壇上,三星相關負責人還表示:「今年的目標是到年底,將晶圓代工的市占率從第四名提升到第二名。」此外,三星還計劃在五年內將全球晶圓代工業務市場份額提升至25%。

根據IC insights數據,近年來三星一直是半導體公司中資本支出最高的企業,2015、2016年的資本支出分別為130億美元、110億美元,且預計2017年為125億美元。

與此同時,台積電財報顯示,2012年以來,台積電資本支出分別為84.76、96.51、90.97、78.28、101.28億美元,累計452.41億美元,年均90.5億美元。從目前來看,2017年台積電的資本支出仍將進一步增長,2017年上半年,台積電資本開支已達67.6億美元,同比2016年上半年的34.1億美元增長98%。為了進一步提升10nm產能,研發7nm、5nm工藝,其資本支出迅速增長。

同樣,Intel財報顯示,2012年至今,Intel每年資本支出分別為110.27、107.11、101.05、73.26、96.25億美元,累計487.94億美元,年均98億美元。根據預算,2017年Intel資本支出約120億美元。Intel執行副總裁Stacy Smith介紹,投資一個現代化的晶圓製造廠的成本已經超過100億美元。

資本競賽愈演愈烈,由於整個IT產業鏈都在追隨摩爾定律,每一代最新工藝可能在幾年之後就被淘汰。以Intel為例,2010年,Intel率先推出32nm製程工藝,當時只有Intel自己的酷睿晶片使用了32nm工藝。但如今,在Intel的晶圓廠中,32nm已經頻臨淘汰。20nm、14nm、10nm製程是Intel主打的產品。

每年百億美元的遊戲,如今只剩下三個玩家,諸如格羅方格、聯電等公司,年收入均低於50億美元,已經難以角逐高端市場。

摩爾定律仍將持續10年

雖然目前市場份額占比極低,但Intel對接下來的競爭充滿信心,Intel公司執行副總裁兼製造、運營與銷售集團總裁Stacy Smith稱:「我們領先競爭對手至少3年。」

通過公開數據對比,Intel 10nm製程生產的晶片在電晶體密度、能耗、金屬間距等多項指標上遙遙領先於三星、台積電的10nm工藝,Stacy Smith表示:「友商的10nm,其實只相當於Intel的14nm。」三星、台積電在2016年開始量產10nm晶片,而Intel在2014年初發布了14nm的產品。

發布會上,全球第三大通信晶片生產商展訊通信CEO李力游作為Intel目前公開的為數不多的客戶發言,展訊有兩款14nm的4G手機晶片在Intel代工,李力游認為,採用Intel製程使其晶片性能提升了約50%。

事實上,Intel最早在2010年成立ICF部門經營晶圓代工業務,但起初,Intel要求客戶必須使用自己的X86架構——Intel希望藉助遙遙領先的製程工藝擴大X86架構的影響力。當時,晶圓代工客戶普遍是使用Arm架構的移動通信企業,這一要求將大多數客戶拒之門外。在台積電客戶結構中,移動通信客戶占比超過60%。2016年,Intel通過與Arm的合作正式開放代工,放棄了此前的強制要求。

需要指出,近幾年,先進位程工藝的產能始終供不應求。無論是三星還是台積電,均把最新產能優先提供給高通、蘋果兩大客戶。在台積電,這兩大客戶貢獻收入占比超過了30%。即便是華為也經常要排隊等待,而更多的客戶往往會等待二者產能充足之後才會進行最新工藝晶片的設計。

「Intel的製程很先進,肯定會有不少公司嘗試」,多位國內晶片設計企業人士告訴記者:「不過,Intel也比較貴。但Intel的入局肯定會給其他企業帶來較大的壓力,降低行業價格。」

目前,晶圓代工行業毛利潤較高。2016年,台積電毛利率首次突破50%,達到50.1%。2002年以來,台積電的收入、利潤、市值均增長了10倍以上。

而對Intel而言,PC市場近年來已經持續5年下滑,也影響到了公司的業績。根據Garnter數據,2017年第二季度全球PC出貨量同比下降4.3%,至6110萬台,創下自2007年以來的最低紀錄。受此影響,Intel PC晶片收入也在持續下滑,最新工藝晶圓廠產能過剩,Intel也迫切需要代工業務來擴大收入。不過,近年來Intel一直維持在60%以上的毛利率,三巨頭之間是否會引發價格競爭,猶未可知。


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