《電子技術(shù)應(yīng)用》
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解讀亞洲半導(dǎo)體:老牌領(lǐng)袖與中國大陸的雄心

2021-10-29
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 亞洲半導(dǎo)體

  在半導(dǎo)體領(lǐng)域,許多最大和最具創(chuàng)新性的芯片制造商的總部都在東北亞。事實(shí)上,來自東亞的臺(tái)積電和三星電子有限公司已成為世界上最有價(jià)值的半導(dǎo)體公司。與此同時(shí),中國大陸作為該領(lǐng)域肥沃的溫床,在半導(dǎo)體方面的表現(xiàn)也越來越突出。

  臺(tái)積電成為無可爭議的代工冠軍

  臺(tái)積電在有遠(yuǎn)見卓識(shí)的創(chuàng)始人張忠謀的支持下,不僅預(yù)見到了半導(dǎo)體的爆炸式增長,而且還關(guān)鍵地確定了市場上的一個(gè)關(guān)鍵空白——他們填補(bǔ)了一個(gè)利基市場,這后來被稱為代工廠。從本質(zhì)上講,臺(tái)積電準(zhǔn)確預(yù)測,需要定制芯片的公司將呈指數(shù)級(jí)增長,但鑒于巨大的前期資本要求、技術(shù)知識(shí)和時(shí)間,他們將沒有資產(chǎn)負(fù)債表或建立自己的代工廠或制造工廠的動(dòng)力。 換句話說,他們預(yù)見到半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的碎片化,制造和設(shè)計(jì)芯片最終將成為兩個(gè)完全獨(dú)立的學(xué)科。

  憑借這種洞察力,臺(tái)積電開發(fā)了一種商業(yè)模式,使他們的客戶和芯片設(shè)計(jì)人員能夠?qū)W⒂谠O(shè)計(jì)并采用輕資產(chǎn)方法,通過將芯片制造外包給臺(tái)積電來提高利潤和回?fù)苈省W鳛榛貓?bào),臺(tái)積電將以一小部分價(jià)格制造更高質(zhì)量的芯片,而我們認(rèn)為這些(通常)較小的公司可能希望單獨(dú)實(shí)現(xiàn)。

  多年來,我們的新興市場股票投資團(tuán)隊(duì)對(duì)臺(tái)積電作為一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)良好的機(jī)器有了深入的了解。以“夜鶯計(jì)劃”(Nightingale Program)為例。為了應(yīng)對(duì)競爭對(duì)手縮小與臺(tái)積電的技術(shù)差距,臺(tái)積電管理層啟動(dòng)了三班倒、24 小時(shí)不間斷的研發(fā) (R&D) 運(yùn)營。同時(shí),在這個(gè)永久制造過程中幾乎不存在誤差。每一步都必須完美無缺地執(zhí)行,否則芯片良率會(huì)低得令人不快。如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,通常是在部署了大量資金之后。

  臺(tái)積電和三星主導(dǎo)“小”半導(dǎo)體市場

  如果按節(jié)點(diǎn)大小劃分公司總收入百分比,如下圖所示,我們可以看到,臺(tái)積電和三星正在壟斷這個(gè)市場。

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  臺(tái)積電在研發(fā)和制造工藝上投資了數(shù)十億美元,其復(fù)合效應(yīng)見證了臺(tái)積電的主導(dǎo)地位隨著他們到達(dá)的每個(gè)新節(jié)點(diǎn)而增長。統(tǒng)計(jì)目前正在生產(chǎn)的大多數(shù)領(lǐng)先節(jié)點(diǎn),臺(tái)積電達(dá)到驚人的 90% 市場份額,這在全球范圍內(nèi)基本實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)壟斷。這種領(lǐng)先地位賦予了他們巨大的定價(jià)權(quán),這一點(diǎn)在 2021 年 8 月底展現(xiàn)出來,當(dāng)時(shí)臺(tái)積電宣布將把價(jià)格提高 20% 以應(yīng)對(duì)全球芯片短缺。

  三星如何占領(lǐng)內(nèi)存市場

  三星電子正計(jì)劃在未來三年內(nèi)雇傭40,000名員工投入超過2000億美元。我們難以想象,做出一個(gè)如此壯舉的企業(yè)在1938年成立的時(shí)候,只是個(gè)賣干魚和蔬菜的簡陋店鋪?,F(xiàn)在存儲(chǔ)被稱為他們皇冠上的明珠。該業(yè)務(wù)部門負(fù)責(zé)制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (DRAM) 和非易失性閃存 (NAND)。兩者都是計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵組件。

  通過結(jié)合嚴(yán)格的逆周期投資和工藝工程,三星已經(jīng)在內(nèi)存領(lǐng)域取得市場的絕對(duì)領(lǐng)先地位。內(nèi)存曾經(jīng)是一個(gè)具有典型繁榮和蕭條周期的行業(yè),正如 2001、2008 和 2012 年戲劇性的 DRAM 衰退周期所證明的那樣。在這些動(dòng)蕩的周期中,三星嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐顿Y方法和工程實(shí)力創(chuàng)造了一個(gè)積極的反饋循環(huán)。他們的技術(shù)領(lǐng)先地位為他們提供了成本優(yōu)勢,這意味著在上升周期中,他們能夠比同行產(chǎn)生更多的利潤和現(xiàn)金,然后將其投資于隨后的下降周期。這些投資用于研發(fā),在他們與競爭對(duì)手之間造成了更大的技術(shù)差距。在這些周期中,他們的許多同行為了縮小技術(shù)差距而背負(fù)了大量債務(wù),

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  三星DRAM的市場份額

  如果我們必須選擇一個(gè)決定性的時(shí)刻,引領(lǐng)三星在技術(shù)上處于領(lǐng)先地位,那將是他們決定在 DRAM 中采用堆疊電容器架構(gòu)。電容器是 DRAM 中的關(guān)鍵組件,負(fù)責(zé)將電荷存儲(chǔ)為內(nèi)存。早在 2000 年代初期,關(guān)于電容器架構(gòu)的兩種思想流派導(dǎo)致了 DRAM 技術(shù)路線圖的分歧——即堆疊式和溝槽式。三星的競爭對(duì)手追求的是挖溝,因?yàn)樗拇怪苯Y(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的頻率。然而,隨著芯片尺寸隨著時(shí)間的推移而縮小,性能成為一個(gè)問題,因?yàn)樾酒兊锰。虼舜怪苯Y(jié)構(gòu)成為一個(gè)限制因素。雖然堆疊電容器有一些初始性能問題,事實(shí)證明,它們更強(qiáng)大,并且至關(guān)重要地使三星和海力士等公司能夠以更快的速度縮小其 DRAM 芯片。因此,奇夢達(dá)、力晶、Promos、Inotera 和爾必達(dá)等具有周期性投資策略或追求挖溝電容器的公司要么被收購,要么退出該行業(yè),要么破產(chǎn)。

  于是到了今天,我們看到了一個(gè)類似于寡頭壟斷的存儲(chǔ)器行業(yè)。在那里,理性追求盈利能力優(yōu)先于積極的市場份額增長。

  中國的潛在機(jī)會(huì)

  總的來說,作為一個(gè)投資團(tuán)隊(duì),我們花了大量時(shí)間研究中國的半導(dǎo)體格局,因?yàn)橹袊F(xiàn)在占世界半導(dǎo)體產(chǎn)能的約 20%8再加上對(duì)中國公司非常有利的政策背景尋求制造或設(shè)計(jì)芯片。2014 年,中國制定了到 2030年實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造行業(yè)世界第一的目標(biāo),行業(yè)和投資者面臨的最大問題之一是——他們能否實(shí)現(xiàn)這一雄心勃勃的目標(biāo)?中國成功的影響顯然對(duì)現(xiàn)有企業(yè)不利,因?yàn)橹袊闹荚诮⒁粋€(gè)零依賴外部實(shí)體的全資半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。它既是一個(gè)國家安全問題,也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題,超出了半導(dǎo)體領(lǐng)域。中國的理想結(jié)果是擁有一個(gè)完全擁有的集成垂直堆棧。當(dāng)前等效的是運(yùn)行在 TSMC 芯片和/或三星 DRAM 上的 Apple 的 iOS。

  我們的研究表明,完全自給自足是不太可能的——不僅因?yàn)榕c臺(tái)積電和三星競爭處于領(lǐng)先地位非常困難,而且還因?yàn)楦叨嗽O(shè)備和軟件嚴(yán)重依賴其他國家。然而,我們認(rèn)為中國可以在某些領(lǐng)域取得巨大成功。例如,5G 應(yīng)該推動(dòng)芯片擴(kuò)散到幾乎所有電子產(chǎn)品中,以實(shí)現(xiàn)更大的互連性。5G 所需的大部分芯片都處于初級(jí)階段,因此進(jìn)入門檻較低,并且對(duì)大批量和快速生產(chǎn)周期的需求發(fā)揮了中國的優(yōu)勢。




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