據(jù)外媒消息顯示,安森美半導(dǎo)體正在研究出售其在日本新瀉的制造工廠。據(jù)了解,安森美出售日本新瀉工廠是公司“優(yōu)化和加強(qiáng)對(duì)電力電子,模擬電子和傳感器的關(guān)注”計(jì)劃的一部分。
縱觀整個(gè)模擬領(lǐng)域,這個(gè)領(lǐng)域中的巨頭們多是以IDM模式進(jìn)行運(yùn)營(yíng),晶圓廠對(duì)于他們來(lái)說(shuō)無(wú)疑是未來(lái)規(guī)劃當(dāng)中重要的一部分。尤其是在傳統(tǒng)市場(chǎng)與新興市場(chǎng)的雙重影響下,滿足市場(chǎng)對(duì)模擬芯片的供給需求是這些廠商必須要考慮的問(wèn)題?;诖?,很多模擬廠商在經(jīng)過(guò)成本和效益的權(quán)衡后,開(kāi)始對(duì)其旗下的晶圓廠進(jìn)行了大量的調(diào)整。
在這些模擬廠商買(mǎi)賣(mài)晶圓廠,甚至是建廠、關(guān)廠的背后,又暗藏著哪些玄機(jī)?
150mm晶圓廠成為“歷史”
TI和ADI作為模擬領(lǐng)域數(shù)一數(shù)二的企業(yè)代表,他們?cè)谠擃I(lǐng)域不僅占據(jù)著多數(shù)市場(chǎng)份額,也同樣在利潤(rùn)方面占據(jù)著優(yōu)勢(shì)。而這些企業(yè)利潤(rùn)方面的優(yōu)勢(shì),則是其對(duì)晶圓廠發(fā)展的把控??梢哉f(shuō),他們對(duì)晶圓廠的規(guī)劃和發(fā)展,是成就其王者地位的重要基石之一。
在這些模擬廠商對(duì)晶圓廠不斷調(diào)整優(yōu)化的過(guò)程中,150mm晶圓廠也逐漸退出了歷史舞臺(tái)。2019年,德州儀器便將其位于蘇格蘭格里諾克(Greenock)的晶圓制造廠和運(yùn)營(yíng)部門(mén)(GFAB)出售給了Diodes,GFAB工廠是TI在2011年收購(gòu)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體時(shí)合并而來(lái),具有200mm和150mm晶圓產(chǎn)能。在今年2月公司的財(cái)報(bào)會(huì)議上,德州儀器還表示,將在未來(lái)幾年內(nèi)關(guān)閉其最后兩個(gè)150mm晶圓廠。
無(wú)獨(dú)有偶,作為同樣在模擬領(lǐng)域有著高額利潤(rùn)的企業(yè),ADI也在逐步拋棄150mm晶圓廠。
早在2009年左右,ADI就對(duì)其位于美國(guó)馬薩諸塞州威明頓工廠以及愛(ài)爾蘭利默瑞克的工廠進(jìn)行了改造。據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示,其威明頓工廠主要制造射頻、線性和其它模擬產(chǎn)品,并已計(jì)劃生產(chǎn)ADI的MEMS產(chǎn)品。利默瑞克工廠則全部轉(zhuǎn)換成ADI公司的高產(chǎn)能200mm晶圓代工廠。產(chǎn)能的擴(kuò)張和業(yè)務(wù)效率的提高將進(jìn)一步增強(qiáng)ADI 公司使用高性能模擬工藝技術(shù)進(jìn)行制造的能力,其中包括專(zhuān)有的 MEMS、CMOS、BiCMOS、BiPolar 和 SiGe 工藝。
對(duì)于這些改造計(jì)劃,ADI表示,這是 ADI 公司之前宣布的一項(xiàng)確??蛻粝碛懈咝?xún)r(jià)比和靈活的全球制造基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期規(guī)劃的一部分。
此外,據(jù)最新的報(bào)道顯示,ADI還計(jì)劃在2021年2月關(guān)閉位于加利福尼亞州米爾皮塔斯的150mm晶圓廠。
在細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng),150mm晶圓廠也難以避免被淘汰的厄運(yùn)。以汽車(chē)領(lǐng)域而聞名的安森美也在逐步摒棄150mm晶圓。從其這些年來(lái)的動(dòng)作中看,2011年,安森美就宣布計(jì)劃在2012年6月底前關(guān)閉公司日本會(huì)津(Aizu)的150mm晶圓制造廠。根據(jù)當(dāng)時(shí)的新聞稿顯示,這項(xiàng)關(guān)閉計(jì)劃是公司整體推進(jìn)運(yùn)營(yíng)效率的一部分,配合公司旨在將內(nèi)部生產(chǎn)轉(zhuǎn)向大型高產(chǎn)能晶圓廠并投資于更先進(jìn)晶圓技術(shù)的發(fā)展策略。
另?yè)?jù)SIA的數(shù)據(jù)顯示,在2019年當(dāng)中,安森美的位于美國(guó)的晶圓廠再次出現(xiàn)了變化,其中,安森美關(guān)閉了其位于紐約羅切斯特晶圓尺寸150毫米的工廠。
投資于更先進(jìn)的晶圓技術(shù)已經(jīng)成為了模擬行業(yè)當(dāng)中的大勢(shì)。在這股浪潮下,也有一些企業(yè)發(fā)生了比較大的變動(dòng)。以NXP為例,早在2008年,NXP就發(fā)生了一場(chǎng)比較大的改革。在當(dāng)年的重組計(jì)劃當(dāng)中,就包括縮小恩智浦制造基地、中心研發(fā)和一些支持功能部門(mén)。據(jù)當(dāng)時(shí)的報(bào)道顯示,此次計(jì)劃堅(jiān)定了NXP向更高級(jí)制造工藝的轉(zhuǎn)移,傳統(tǒng)技術(shù)的多余產(chǎn)能須被降低,從而共同確保更具競(jìng)爭(zhēng)力的運(yùn)營(yíng),同時(shí)維持在歐洲的強(qiáng)大制造能力。
恩智浦計(jì)劃將其大部分制造整合到兩家具備更高產(chǎn)能的歐洲晶圓工廠,奈梅亨(Nijmegen)和漢堡(Hamburg),以及位于新加坡的SSMC。因此,有四家工廠將被計(jì)劃出售或關(guān)閉。位于美國(guó)紐約費(fèi)西基爾(Fishkill)的晶圓廠最終將于2009年關(guān)閉。此外,其它兩家工廠也將計(jì)劃在2010年之前關(guān)閉:恩智浦荷蘭奈梅亨工廠的“ICN5”部分,和德國(guó)漢堡工廠的“ICH”晶圓工廠部分。恩智浦位于法國(guó)卡昂(Caen)的晶圓廠將被出售。這一計(jì)劃旨在將恩智浦其它晶圓廠的生產(chǎn)負(fù)荷提升至90%以上,同時(shí)在2010年底前預(yù)期節(jié)省3億美元的運(yùn)營(yíng)成本。
200mm、300mm晶圓廠成為新寵兒
在150mm晶圓廠退出模擬市場(chǎng)的同時(shí),200mm、300mm晶圓廠接過(guò)了新時(shí)代的接力棒,成為了眾多模擬廠商的新寵兒。由此,也發(fā)生了多起并購(gòu)。
從德州儀器方面來(lái)看,在2009年到2020年的時(shí)間里,德州儀器一直在向300mm晶圓制造發(fā)展。2009年,奇夢(mèng)達(dá)發(fā)生的變故讓TI有了更輕松的發(fā)展方式,當(dāng)年,德州儀器從奇夢(mèng)達(dá)手中收購(gòu)了擁有一座300mm晶圓廠的子公司Richmond,用于生產(chǎn)模擬器件。
次年,為了進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能,德州儀器收購(gòu)了飛索半導(dǎo)體在日本會(huì)津若松的兩座晶圓廠(據(jù)當(dāng)時(shí)相關(guān)報(bào)道顯示,這兩座晶圓廠,一座可用于200mm生產(chǎn),另外一座則可同時(shí)兼顧200mm和300mm的生產(chǎn))。同年,德州儀器又收購(gòu)了位于成都的成芯半導(dǎo)體的200mm制造廠。4年后,德州儀器在成都進(jìn)行了300mm晶圓廠的布局——2014年,德州儀器宣布將在中國(guó)成都設(shè)立12英寸晶圓凸點(diǎn)加工廠,以擴(kuò)展公司的制造能力。在成都新增的制造工藝將進(jìn)一步提高德州儀器的300mm模擬晶圓制造產(chǎn)能。
2020年,德州儀器在其財(cái)報(bào)會(huì)議中稱(chēng),公司將在德克薩斯州Richardson工廠建造下一個(gè)300mm晶圓廠。從計(jì)劃中看,德州儀器將為這座新工廠投資31億美元,其建設(shè)計(jì)劃在2021年之前完成工廠的建造,并于2024年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。TI表示,300mm晶圓廠的產(chǎn)量比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手使用的200mm工藝生產(chǎn)的芯片便宜40%。此外,對(duì)于模擬用途,300mm晶圓廠的投資回報(bào)率可能更高,因?yàn)樗梢允褂?0到30年。
除了德州儀器外,安森美對(duì)200mm、300mm晶圓廠的布局也很頻繁。2006年,安森美完成了以1.05億美元購(gòu)買(mǎi)美國(guó)俄勒岡州Gresham200mm晶圓廠的交易 。當(dāng)時(shí),官方資料顯示,購(gòu)買(mǎi)Gresham晶圓廠明顯地提升安森美半導(dǎo)體的制造生產(chǎn)能力。完成此交易后,安森美半導(dǎo)體已獲得熟練的工藝開(kāi)發(fā)工程師、運(yùn)營(yíng)專(zhuān)知及工藝開(kāi)發(fā)技能,使公司能開(kāi)發(fā)更多元化的大量低成本高性能達(dá)0.18微米水平的亞微米模擬和數(shù)字電源產(chǎn)品,以制造工具能力而言,未來(lái)最低可達(dá)0.13微米的水平。
2018年,安森美半導(dǎo)體公司與富士通半導(dǎo)體株式會(huì)社宣布,安森美半導(dǎo)體已經(jīng)完成對(duì)富士通半導(dǎo)體制造株式會(huì)社(Aizu Fujitsu Semiconductor Manufacturing Limited)位于會(huì)津若松(Aizu-Wakamatsu)的富士通200mm晶圓廠的遞增(incremental)20%股權(quán)之收購(gòu),使安森美半導(dǎo)體持有該合資公司的60%大多數(shù)股權(quán)。
2019年4月,GlobalFoundries(格芯)宣布與安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)達(dá)成最終協(xié)議,將位于美國(guó)紐約州EastFishkill的Fab 10 300mm晶圓廠賣(mài)給后者,價(jià)格為4.3億美元。對(duì)于這筆交易,安森美曾表示,此次收購(gòu)將使得安森美獲得300mm晶圓制造能力(此前只能制造200mm晶圓),同時(shí)獲得格芯相關(guān)的工藝技術(shù)和授權(quán)協(xié)議,尤其是65nm、45nm CMOS,成為其未來(lái)發(fā)展的基石。
另外,根據(jù)SIA的數(shù)據(jù)來(lái)看,安森美在2019年還在愛(ài)達(dá)荷州首府博伊西安森美建造了兩座200和300毫米的晶圓廠。
歐洲廠商的雙輪驅(qū)動(dòng)
在晶圓制造方面,從英飛凌的報(bào)告中看,公司仍將一方面以領(lǐng)先的技術(shù)內(nèi)部制造前沿產(chǎn)品以達(dá)到 性能和成本方面的優(yōu)勢(shì) ,另一方面則以外包非差異性產(chǎn)品來(lái)優(yōu)化資本效率。同時(shí)與代工廠合作,以確保產(chǎn)能的擴(kuò)張與靈活性。
從整體來(lái)看,英飛凌的布局為,歐洲地區(qū)的工廠將進(jìn)行12寸功率半導(dǎo)體高自動(dòng)化制造,而亞洲則以8寸產(chǎn)能擴(kuò)張,充分受益于勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)。
就其300mm晶圓廠來(lái)看,英飛凌于2011年收購(gòu)奇夢(mèng)達(dá)的300毫米存儲(chǔ)晶圓制造廠進(jìn)行改造,2013年改造成業(yè)界首個(gè)功率半導(dǎo)體的量產(chǎn)廠;最初的用途是生產(chǎn)家用電子設(shè)備上的功率半導(dǎo)體,現(xiàn)在開(kāi)始為汽車(chē)電子應(yīng)用制造功率半導(dǎo)體。
此外,2018年5月,英飛凌還宣布計(jì)劃在奧地利菲拉赫新建一座300毫米薄晶圓的全自動(dòng)芯片工廠,總投資約為16億歐元,計(jì)劃在六年內(nèi)完成。建設(shè)工程計(jì)劃于2019年上半年啟動(dòng),預(yù)計(jì)將于2021年初開(kāi)始投產(chǎn)。
根據(jù)工商時(shí)報(bào)此前的報(bào)道稱(chēng),雖然英飛凌已宣布將再興建1座生產(chǎn)功率半導(dǎo)體的12吋晶圓廠,但在未來(lái)5年,英飛凌仍將持續(xù)擴(kuò)大委外,其整體前段晶圓制造委外比重將由目前的22%提升至30%。
作為歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的另外一個(gè)明星,意法半導(dǎo)體也在晶圓廠的布局上進(jìn)行了調(diào)整。之前,意法半導(dǎo)體在法國(guó)有一座名為Crolles的晶圓廠,有一條12寸(300mm)生產(chǎn)線,負(fù)責(zé)投產(chǎn)28納米傳統(tǒng)CMOS制程和28納米FD-SOI制程技術(shù),這是ST最先進(jìn)的產(chǎn)線之一,也是歐洲最大的先進(jìn)晶圓廠之一。
而面對(duì)越來(lái)越多的訂單,意法半導(dǎo)體也開(kāi)始考慮擴(kuò)產(chǎn)。2018年,意法半導(dǎo)體在其法說(shuō)會(huì)中表示其正在Agrate準(zhǔn)備12寸試驗(yàn)線。公司表示,在轉(zhuǎn)單效應(yīng)下8寸晶圓產(chǎn)能供需不平衡的狀態(tài)將得到緩解。
除此之外,意法半導(dǎo)體近些年來(lái)在第三代半導(dǎo)體器件上的投入也不小。除了今年宣布的,意法半導(dǎo)體將攜手臺(tái)積電發(fā)展氮化鎵產(chǎn)品以外,意法半導(dǎo)體還通過(guò)收購(gòu)的方式,來(lái)擴(kuò)大其在第三代半導(dǎo)體器件領(lǐng)域中的實(shí)力。
2019年12月,意法半導(dǎo)體(ST)宣布完成對(duì)瑞典碳化硅(SiC)晶圓制造商N(yùn)orstel AB( Norstel)的整體收購(gòu)。據(jù)悉,Norstel將被完全整合到意法半導(dǎo)體的全球研發(fā)和制造業(yè)務(wù)中,繼續(xù)發(fā)展150mm碳化硅裸片和外延片生產(chǎn)業(yè)務(wù)研發(fā)200mm晶圓以及更廣泛的寬禁帶材料。
從瑞薩看日本晶圓廠的發(fā)展
從此前很多報(bào)道顯示,日本在過(guò)去的幾十年中關(guān)閉了30多座晶圓廠。瑞薩作為日本半導(dǎo)體企業(yè)的代表之一,至今仍活躍在行業(yè)當(dāng)中。但在成本等種種原因之下,瑞薩也開(kāi)始逐漸轉(zhuǎn)向輕晶圓模式,因此,其旗下的晶圓廠也經(jīng)受了一系列的出售。
2004年,瑞薩電子關(guān)閉了在德國(guó)的一家老晶圓廠。同年,Mitsumi Electric Co. Ltd.從瑞薩的全資附屬公司Renesas Northern Japan Semiconductor Inc.收購(gòu)了一座150毫米晶圓廠。
2014年,瑞薩在將其300mm邏輯晶圓廠出售給了索尼,索尼重新利用該晶圓廠制造圖像傳感器。轉(zhuǎn)讓原因是瑞薩正在推進(jìn)在日本國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)基地的重組。在前工序生產(chǎn)基地方面,瑞薩集團(tuán)將繼續(xù)維持并強(qiáng)化最具優(yōu)勢(shì)的閃存微控制器、低功耗等高品質(zhì)技術(shù),同時(shí),以生產(chǎn)效率及性?xún)r(jià)比為基準(zhǔn),推進(jìn)縮小或精簡(jiǎn)化生產(chǎn)。
2015年,羅姆已以4.5億日元(約合370萬(wàn)美元)的價(jià)格從瑞薩收購(gòu)了200mm晶圓廠。據(jù)當(dāng)時(shí)的報(bào)道顯示,未來(lái)該工廠將主要生產(chǎn)150nm IGBT、MOSFET及MEMS。
2018年瑞薩電子宣布,旗下100%持股子公司RSMC所屬的山口工廠以及滋賀工廠部分產(chǎn)線(硅產(chǎn)線)將在今后2-3年內(nèi)進(jìn)行關(guān)閉。至此,從2011年3月至今,瑞薩在日本的22座生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)將進(jìn)一步縮減至8座。
但這似乎并不是結(jié)束。據(jù)IC Insights的報(bào)告顯示,2018年,瑞薩還有兩座150mm晶圓廠面臨著關(guān)閉或改造,一家是位于日本高知縣的工廠,該工廠主要生產(chǎn)模擬、邏輯器件,以及一些型號(hào)陳舊的微型元器件;另一家是位于日本滋賀縣大津的工廠,瑞薩已將其調(diào)整為生產(chǎn)光電器件的工廠。
?。ㄈ蚯笆竽M廠商還有Skyworks以及Microchip,但由于這兩家企業(yè)在晶圓廠方面的動(dòng)作不多,因而,本文中沒(méi)有單獨(dú)羅列。)
結(jié)語(yǔ)
在全球前十大模擬廠商對(duì)其晶圓廠進(jìn)行調(diào)整或規(guī)劃的背后,有很大一部分原因是由于折舊后,新的晶圓廠會(huì)對(duì)其以后利潤(rùn)的提升有所幫助。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,150mm晶圓廠已經(jīng)完成了他們的使命,300mm晶圓廠則成為了模擬廠商的新寵兒。但由于建造或收購(gòu)新的晶圓廠仍存在很大的成本壓力,因而,也有一些模擬廠商開(kāi)始走向了輕晶圓模式。
此外,由于歐洲地區(qū)對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃,歐洲模擬企業(yè)正在積極規(guī)劃汽車(chē)、工業(yè)領(lǐng)域所需要的第三代半導(dǎo)體器件。由此,有著歐洲血統(tǒng)的半導(dǎo)體企業(yè)也在布局與第三代半導(dǎo)體器件相關(guān)的產(chǎn)線。另一方面,或許是由于近些年來(lái)的市場(chǎng)環(huán)境原因,我們也看到,歐洲半導(dǎo)體企業(yè)也開(kāi)始有意識(shí)地在其本土建設(shè)晶圓產(chǎn)線。在這兩種因素的影響下,或許歐洲第三代半導(dǎo)體產(chǎn)能將會(huì)占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。