中美半導體製造之「巔峰對決」

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經濟情勢越是不好,越是要重點投資和發展基礎製造業,這似乎成為了全球各大市場發展的共識。

這一情況可以追溯到上世紀的1930年代,美國爆發了歷史罕見的經濟危機,當時的美國總統羅斯福採取的措施就是加大基礎設施及製造業的投資,從而帶動了市場和國民經濟逐漸走出低谷。

而2008年美國爆發次貸危機之後,連累到了包括中國在內的眾多國家,那時的中國也是投入了巨額資金用於基礎設施建設,並拉動國內消費。

同樣的情況似乎也在半導體產業發生著,2018和2019年是全球半導體產業的低谷年。

中國自2014年推出「大基金」之後,就把半導體製造放在發展產業的核心位置,投資主要流向了半導體製造,而隨著近兩年全球半導體產業不景氣,這種加大製造業投入力度的舉措更是有增無減,不僅「大基金」大力扶持本土的IDM和晶圓代工廠,各地方省市也在建設晶圓廠方面不遺餘力,諸多IDM和晶圓代工廠項目紛至沓來。

不約而同地,美國在這兩年也在強調其本土製造業的回歸,其中就包括半導體製造,給與了在美國本土新建工廠企業諸多優惠政策及資金支持。

可以說,相對於IC設計和封測來說,晶片製造規模和水平是檢驗當地半導體市場發展水平的核心元素,包括IDM和晶圓代工廠。

在美國,英特爾、德州儀器(TI)和格芯這三家企業代表著其半導體製造的最高水平,其中,英特爾是IDM,在全球半導體市場長期排名第一,主要設計和製造以CPU為代表的邏輯晶片,另外還有NAND快閃記憶體晶片;TI也是IDM,在全球模擬晶片廠商中同樣排名第一,主要以高性能的模擬晶片設計和製造為主;格芯則是晶圓代工廠,全球排名第三,僅次於台積電和三星。

在中國大陸地區,遍觀半導體製造業,具有較大規模且在國際上有影響力的IDM幾無一家,這也是最近幾年大力倡導振興本土IDM的主要原因,因此,可以作為中國大陸晶片製造代表的企業,只有從晶圓代工廠中尋找了,而其代表企業非中芯國際和華虹莫屬了。

在美國的三家半導體製造龍頭企業中,無論是歷史、市場影響力、工藝水平,還是營收能力,英特爾無疑是排在首位的。

而在中國大陸,中芯國際則被寄予厚望,而且其在全球晶圓代工企業中位列第五,是大陸同類企業中排名最高的,成為了最受關注和期待的本土晶片製造企業。

因此,可以說,中芯國際和英特爾是目前中國大陸和美國半導體製造領域最傑出的代表,在各自市場都處於巔峰位置。

當然,兩家企業的業態不同,一個是晶圓代工廠,一個是IDM,不過,對於晶片製造來說,這兩種業態有很高的相似度,具有一定的可比性。

歷史

英特爾已經走過了51個年頭。

1968年7月,有一家名叫摩爾諾伊斯的電子公司在美國加州悄然誕生,這家公司的創始人是兩名工程師:羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾。

公司創辦不久,這兩位創始人發現,摩爾諾伊斯這個名字聽起來就像More Noise(更多的噪音),不好聽。

所以,他們決定換個新名字。

他們想到了英文單詞 Intelligence,而且,這個詞和Integrated Electronics很相似。

於是,他們決定把公司名字改成——Intel。

英特爾公司成立之後,主要經營的業務是存儲器,但隨著競爭越來越激烈,其存儲器業務逐漸下滑,於是,英特爾被迫加緊開發新的產品線,向微處理器市場發展,1971年,英特爾開發出了世界上第一個商用處理器——Intel 4004。

1978年,英特爾生產出了著名的16位8086處理器,它是史上第一款x86處理器,日後也成為個人計算機的標準平台。

自那以後,經過了一系列的市場競爭波折,英特爾逐漸登上了全球處理器市場的巔峰,成就了今天的CPU帝國。

相比較而言,中芯國際則是一家年輕的公司,在2000年由張汝京創辦,該公司一路走來,可謂跌跌撞撞,期間發生了很多故事,在成立後很長的一段時間內,中芯國際都處於虧損狀態,不過,對於一家重資產的晶片製造企業來說,這屬於必經的發展階段,在這一過程當中,該公司還經歷了專利訴訟、CEO更迭等。

經過多年的摸爬滾打,終於走入了良性發展階段,成為了中國大陸地區最受關注的晶片製造企業。

晶圓廠及產能

英特爾旗下的晶圓廠非常多,約有70%的處理器及晶片組都產自美國的晶圓廠,有7個廠區,包括亞利桑那州、俄勒岡州、新墨西哥州、馬薩諸州,大部分都以12英寸晶圓為主,其中,馬薩諸州是英特爾最後一座8英寸晶圓廠,該公司的主流製程14nm工藝主要在美國亞利桑那州及俄勒岡的D1X晶圓廠生產,海外14nm晶圓廠主要是愛爾蘭的Fab 24。

另外,英特爾在中國大連也有晶圓廠。

最近幾年,英特爾也在發力晶圓代工業務,但由於起步太晚,產業生態幾乎已經牢不可破,所以,其在該市場的拓展非常吃力。

中芯國際方面,其在上海建有一座12英寸晶圓廠和一座8英寸廠,在北京建有一座12英寸和一座控股的12英寸先進位程晶圓廠,在天津和深圳各建有一座8英寸晶圓廠,此外,該公司在北京和上海都有在建的12英寸晶圓廠,主要是為其即將量產,或三年內能實現量產的最先進位程工藝做廠房和設備準備。

圖:中芯國際工廠及產能統計(來源:中信證券)

英特爾和中芯國際這兩家晶片製造廠的廠房對比起來並不直觀,實際上,它們的產能差別還是很大的,英特爾有明顯優勢。

不過,目前這兩家的產能利用率都很高,英特爾的14nm處理器已經供不應求,正在加緊在全球多個廠區擴建廠房,引進設備,以求儘快滿足市場的需求,而且,該公司還在進一步向台積電尋求代工幫助,以緩解其目前在14nm製程處理器方面的產能壓力。

而隨著中國本土客戶的增加,中芯國際的產能也已經接近飽和,利用率達到了97%左右,新廠房建設也在加快進度。

營收和毛利率

英特爾2018年的營收約為700億美元,2019年與去年基本持平。

另外,英特爾一直保持著較高的毛利率,從2011年的65%開始基本保持穩定,2018年達到61%,這一水平在整個半導體製造行業處於絕對領先地位。

這種盈利能力,主要取決於其產品的高性能,以及形成市場壟斷後較強的價格掌控能力。

10月底,英特爾公布了最新一季的財報,數據顯示,該公司第三季度營收為191.9億美元,與去年同期191.63億美元基本持平,第三季度凈利潤為60億美元,低於去年同期的69.98億美元,同比下降6%。

中芯國際方面,11月12日,該公司發布了Q3財報,當季營收8.165億美元,同比增長4%,毛利率為20.8%,凈利潤8462.6萬美元,相比去年同期的759.1萬美元大漲了1014%。

這兩份財報充分體現出了這兩家公司的特點,即從營收和毛利率方面看,行業巨頭處於壓倒性的優勢,而從同比增長來看,年輕企業的成長性優勢非常明顯。

先進位程及量產水平

在先進位程方面,目前,英特爾已經大規模量產的是14nm,且產能非常吃緊,而其10nm經過多年的延遲,也於近期開始量產,有希望對其14nm不足的產能形成彌補。

早在2013年,英特爾就希望通過採用SAQP(Self-Aligned Quad Patterning),以及新的封裝技術,讓10nm接班14nm,但到今年才實現這一目標。

英特爾將在2019年底和2020年推出多款10nm產品,包括2020年上半年推出的10nm伺服器產品。

在7nm方面,該公司稱將在2021年實現量產。

據悉,7nm將是英特爾首次使用EUV工藝的製程節點。

中芯國際方面,28nm已經量產。

2018年,其28nm HKC+工藝開發完成,意味著該公司已經熟練掌握了28nm技術,完成了從28nm較為低端的PolySion,到28nm HKC,再到28nm HKC+的進步,從2019年開始,其28nm進入成熟階段。

然而,2019年第三季度,該公司28nm工藝占比只有4.3%,實際上,中芯國際對於擴展28nm產能一直都持很保守的態度,目前依然如此,這主要是基於主要競爭對手28nm已經非常成熟,且是主流工藝,擴產的風險較大,很容易掉入價格戰的漩渦,因此,中芯國際將主要資源都放在了攻克14nm/12nm FinFET,以及下一代7nm工藝的研發上。

目前,中芯國際的14nm已經進入量產階段,而12nm也開始導入客戶驗證。

2017年初,時任中芯國際CEO的邱慈雲,以及當年5月接替他的CEO趙海軍,這兩位均提到中芯國際將在2017年啟動對7nm技術的研發。

而到今天,中芯國際一直沒有披露相關進度,樂觀估計,該公司有望在2021年底開始量產7nm。

對比這兩家的先進位程量產情況,差距縮小的速度越來越快,特別是7nm,樂觀估計的話,英特爾與中芯國際有望同時於2021年實現量產。

如果成真的話,對於中芯國際來說,這是一件很不容易,同時也是令人興奮的進度了。

結語

作為兩大經濟體的晶片製造龍頭企業,中芯國際和英特爾可以被看作是這兩大市場晶片製造規模和水平的縮影,無論是過去還是將來。

從歷史和現今來看,中芯國際處於下風,但從發展速度和未來角度看,有很多值得期待的地方。

最重要的是,中芯國際的存在,對於中國大陸半導體產業有著重要的意義:賺錢其次,而是要撐起高水平半導體製造業的自主化,進而促成整個設計、製造、封測產業鏈的完善。

同時,也可以為上游的本土半導體設備及材料廠商提供支持。

*免責聲明:本文由作者原創。

文章內容系作者個人觀點,半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點,不代表半導體行業觀察對該觀點讚同或支持,如果有任何異議,歡迎聯繫半導體行業觀察。

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