導(dǎo)言

近日三星宣布自研GPU，預(yù)計(jì)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(wú)獨(dú)有偶，就在上個(gè)月，蘋(píng)果也告知Imagination未來(lái)15~24個(gè)月后將停止使用其GPU設(shè)計(jì)。從蘋(píng)果、三星、華為以及小米自研CPU，到現(xiàn)在蘋(píng)果和三星又要開(kāi)始自研GPU，搶食GPU芯片市場(chǎng)。面對(duì)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(huì)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(jì)、制造和封裝測(cè)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(jì)的企業(yè)，如臺(tái)積電、GlobalFoundry等。Fabless則是指只做芯片設(shè)計(jì)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(kāi)始時(shí)掌握這門(mén)技術(shù)的企業(yè)極少，專(zhuān)業(yè)門(mén)檻極高。在當(dāng)時(shí)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到設(shè)備材料生產(chǎn)、加工制造技術(shù)沒(méi)有任何成熟的產(chǎn)品在市場(chǎng)上可供買(mǎi)賣(mài)，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(jì)到制造以及封裝測(cè)試整條產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)。一開(kāi)始這些IDM公司都是依附于集團(tuán)之下，后來(lái)隨著市場(chǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大，此時(shí)專(zhuān)業(yè)IDM公司才開(kāi)始獨(dú)立出去。各IDM企業(yè)之間相互競(jìng)爭(zhēng)，此時(shí)就有企業(yè)開(kāi)始被淘汰，也有企業(yè)將其業(yè)務(wù)開(kāi)始進(jìn)行分拆，以保持競(jìng)爭(zhēng)力，從下圖可以看出分拆情況。

隨著IDM競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，分拆進(jìn)一步演化，終于在1982年全球第一家專(zhuān)業(yè)Fabless公司LSI Logic成立，五年后全球第一家Pure-play Foundry公司臺(tái)積電成立，開(kāi)啟半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要模式–Fabless+Foundry模式，并開(kāi)始對(duì)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(kāi)始成立時(shí)，主要是利用IDM的剩余產(chǎn)能進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，但是考慮到技術(shù)秘密泄露問(wèn)題，當(dāng)時(shí)Fabless到IDM廠商投片，那叫一個(gè)擔(dān)驚受怕，總擔(dān)心自己的技術(shù)秘密會(huì)不會(huì)泄露。直到后來(lái)臺(tái)積電的出現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題才得以解決，因?yàn)榕_(tái)積電只做代工，不會(huì)與客戶存在任何競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，因此此時(shí)的Fabless就特別愿意到臺(tái)積電投片。雖然在臺(tái)積電在剛開(kāi)始時(shí)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(tái)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(shì)。

早在1994年Jodi Shelton女士與六家Fabless公司的CEO組建無(wú)晶廠半導(dǎo)體聯(lián)盟，(Fabless Semiconductor Association，簡(jiǎn)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(jiǎn)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(shì)

Fabless能在這么短的時(shí)間內(nèi)發(fā)展如此迅速得益以下四大優(yōu)勢(shì)：

第一是憑借快速的設(shè)計(jì)能力，F(xiàn)abless在市場(chǎng)上比IDM更快地設(shè)計(jì)出市場(chǎng)所需要的產(chǎn)品，占得市場(chǎng)先機(jī)。IDM由于涉及到整條產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)，在市場(chǎng)反應(yīng)速度上不及Fabless。

第二是Fabless自身設(shè)計(jì)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(shí)高通與IDM之間的差距為24個(gè)月，但工藝進(jìn)步到45納米時(shí)差距已經(jīng)縮短至3個(gè)月的差距。

第三是與集成電路設(shè)計(jì)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(jì)代碼是否正確，有利于提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性。而IP產(chǎn)業(yè)成熟意味著市場(chǎng)上可供選擇的IP種類(lèi)多，可以有效縮短Fabless設(shè)計(jì)周期。這些對(duì)于提升Fabless競(jìng)爭(zhēng)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(xiǎn)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(lái)越高，風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)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(shì)

介紹了Fabless優(yōu)勢(shì)，為了全面解析Fabless，下面介紹Fabless的劣勢(shì)，至少其包括以下三大劣勢(shì)：

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(chǎng)的波動(dòng)而不穩(wěn)定。

第二是面對(duì)高昂的設(shè)計(jì)費(fèi)用沒(méi)有討價(jià)還價(jià)余地，雖然電子消費(fèi)產(chǎn)品隨著摩爾定律的前進(jìn)價(jià)格不斷降低，但是代工企業(yè)的代工價(jià)格卻始終沒(méi)有降低，而且隨著工藝尺寸的降低，設(shè)計(jì)投入資本越來(lái)越高，設(shè)計(jì)門(mén)檻越來(lái)越高，這個(gè)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(jì)EDA工具，逐漸喪失設(shè)計(jì)能力。隨著IC設(shè)計(jì)的復(fù)雜性逐漸增加，F(xiàn)abless對(duì)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(jì)能力將開(kāi)始逐漸喪失。

當(dāng)前局勢(shì)

盡管當(dāng)前Fabless取得了驕人成績(jī)，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(lè)觀。

去年ADI收購(gòu)了linear，要知道linear一直是模擬領(lǐng)域的匠才，長(zhǎng)期保持著非常高的利潤(rùn)率。另外一則收購(gòu)消息是ARM被軟銀收購(gòu)。在移動(dòng)領(lǐng)域IP市場(chǎng)占有率高達(dá)90%的ARM也選擇被收購(gòu)。隨著Fabless巨頭不斷地被收購(gòu)，傳統(tǒng)Fabless正在逐漸失去話語(yǔ)權(quán)。

而根據(jù)市場(chǎng)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(guò)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(méi)有采用高通的處理器芯片，使用自家設(shè)計(jì)的Exynos芯片。

不僅面對(duì)來(lái)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(píng)果、三星、華為、小米等公司的挑戰(zhàn)。面對(duì)手機(jī)市場(chǎng)越來(lái)越嚴(yán)重的同質(zhì)化現(xiàn)象，各大巨頭紛紛開(kāi)始尋求差異化設(shè)計(jì)，開(kāi)始自行研發(fā)處理器芯片。目前蘋(píng)果已經(jīng)進(jìn)入全球前二十大半導(dǎo)體廠商隊(duì)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(duì)列。而現(xiàn)在Fabless的GPU設(shè)計(jì)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(xiāo)售額于2014年為880億美元，增長(zhǎng)7.1%，2015年銷(xiāo)售額為805億美元，下降8.5%及估計(jì)2016年Fabless銷(xiāo)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(xiāo)售額基本持平，而Fabless銷(xiāo)售額卻出現(xiàn)了大幅連續(xù)下滑。

此時(shí)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(huì)被改寫(xiě)成終端廠商+Foundry的模式。也許沒(méi)那么快，但是這個(gè)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(jì)，方能贏得市場(chǎng)，只有狠抓關(guān)鍵IP核應(yīng)用才會(huì)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(lái)越低，這就意味著SOC對(duì)IP核的依賴程度越高，F(xiàn)abless的設(shè)計(jì)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(jìng)爭(zhēng)力。現(xiàn)在單純依靠硬件或軟件征戰(zhàn)市場(chǎng)的生存空間越來(lái)越小，廠商與廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)升級(jí)到生態(tài)系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)。誰(shuí)能抓住戰(zhàn)略制高點(diǎn)，誰(shuí)就能贏得未來(lái)。

第三，貼近市場(chǎng)，把握需求。Fabless相對(duì)IDM的優(yōu)勢(shì)在于其靈活性，能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，而這也是Fabless的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在未來(lái)面對(duì)越來(lái)越多樣化的市場(chǎng)需求，在面對(duì)來(lái)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(chǎng)敏感性才有機(jī)會(huì)勝出。