放弃研发先进制程2018 年,为苹果、华为代工旗舰手机芯片的台积电,率先实现采用 DUV 光刻技术的 7nm 工艺量产落地。这一新工艺在落地第一年,就为台积电当年贡献了超过 30 亿美元的营收。同一时期,三星也宣布其基于 EUV 光刻技术的 7LPP 工艺实现量产,不过落地时间则推至次年。此时具备 14/16nm 及以下先进制程技术的晶圆代工厂,仅有台积电、三星、联电、格芯四家,先进制程赛道的玩家已经相当稀缺。此时先进制程工艺的技术演进逐渐面临瓶颈,一边是先进工艺需要消耗巨额资金,另一边成熟制程市场中芯片代工仍供不应求,在这样的背景下,联电选择退场。2018 年 8 月,联电宣布停止 12nm 以下先进工艺研发,看重投资回报率,而不再拼技术的先进性,成为全球第一家宣布放弃先进工艺研发的晶圆代工商。没过多久,格芯也正式宣布无限期停止 7nm 及更先进制程投资研发,专注于现有工艺。放弃争取先进制程的门票并非突然的决断。现存厂家运用资本和知识,不断快速研发和投入生产新一代半导体产品,以较高新品价格和较低单位成本争取竞争优势,学习曲线愈发陡峭。更先进制程的吸金能力固然令人艳羡,但残酷的成本问题亦摆在眼前。一条 28nm 工艺生产线的投资额约 50 亿美元,20nm 工艺生产线投资额则高达 100 亿美元,随着工艺迭代升级,芯片制造准入门槛越来越高。产线的制程和硅片尺寸一旦确定通常无法更改,因为改建的投资规模相当于新建一条产线。每至换代之际,晶圆厂不得不购置新的制造设备,巨额生产线资产和大比例的折旧金额,不是谁都能轻易负担的业务。此时联电还在兼顾着大陆子公司苏州和舰芯片的运营。2018 年 6 月,联电宣布计划以 8 英寸晶圆厂和舰芯片为主体,偕同和舰控股子公司 12 英寸晶圆厂厦门联芯,以及和舰全资子公司 IC 设计服务公司山东联暻,申请在上交所科创板挂牌上市。但在 2019 年 7 月 21 日晚间,联电宣布中止和舰的上市计划,称原因是联电和大陆主管机关对于联芯的具有实质控制权认定无法达成共识。联电发言人兼财务长刘启东强调,虽然和舰在大陆上市申请中止,但只影响大陆市场的筹资管道,且在生产布局上,和舰在大陆发展约 20 年的时间,仍规划成为未来联电在大陆发展的基石,也不会因上市申请中止而有改变。和舰芯片苏州 8 英寸晶圆厂涵盖 0.11μm-0.5μm 等制程,厦门联芯 12 英寸晶圆厂涵盖 28nm-90nm 等制程。虽然和舰芯片每年研发投入数亿,但其研发投入更多应用于具体行业产品研发和制造工艺改良,而非实质性的技术突破。根据招股书,和舰芯片核心技术全部需要获得控股股东联电的授权,技术授权费用平均每年要摊销约 4.77 亿元。但母公司联电自身在通向更先进制程的道路上突然止步,这多少令一些人担忧,停止先进制程研发后,一旦技术落后就要追随别人的技术标准,那么这些晶圆代工商还有多少未来?
联电重返全球第三半导体代工业遵循强者恒强的法则,指向创新的持续研发投入,是打赢未来商业战争的关键。相较先进制程,成熟工艺客户类型繁多,需求更加多样化,包括各种传感器、微控制器、电源管理、射频、微机电系统等等,但锁定这块市场的晶圆代工玩家也更多。随着工艺技术发展,半导体产业的超额利润逐渐变少,能胜任代工任务的玩家并不稀缺。主攻成熟工艺后,联电依然面临着与台积电、格芯、三星、中芯国际、华虹半导体等对手在市场上的较量,此外在多个细分领域也诞生了拥有独到技术的晶圆代工企业。联电选择停止先进制程工艺研发,并不代表停止先进技术研发,而是选择成本领先战略,聚焦于在成熟工艺和特殊工艺持续创新,做到更高良品率、更低单位成本、更低漏电、更低功耗,牢牢抓住成熟工艺市场。事实证明,联电的转型是颇具成效的。从 2018 年起,联电启动五年转型计划,目标扭转过去为了追求先进制程,过度投资对联电资源运用的扭曲,预计 2022 年整体成果逐渐浮现。2020 年犹如联电的转运之年,因驱动 IC、电源管理 IC、RF 射频、IoT 应用等代工订单持续涌入,联电 8 英寸、12 英寸晶圆产能满载,新追加投片量的订单不断调涨,从 55nm 到 22nm 多个工艺节点均已告急,据说联电的产能已经满载到 2021 年下半年。再加上 28nm 工艺持续完成客户设计定案,联电 2020 年营收同比增长 19.31% 至 1768.21 亿新台币,创下新纪录。2018 年、2019 年,联电全年净利润均不到 70 亿新台币,毛利润率不到 16%。而 2020 年其净利润达 271.8 亿新台币,毛利润也上升至 22.1%。到 2020 年年底,业界屡屡传出新的好消息。相传联电成功拿下英特尔、高通、英伟达的成熟制程大单,再加上德州仪器、意法半导体及索尼等 IDM 巨头持续增加成熟工艺芯片的订单,带动联电股价大涨。
▲2020 年第四季度全球前十大晶圆代工业者营收排名预测(来源:拓墣产业研究院)根据 TrendForce 旗下拓墣产业研究院发布的 2020 年第四季度全球前十大晶圆代工厂商的营收和排名预测,联电终于超过此前排名第三的格芯,重返全球晶圆代工前三甲。而在联电接单接到手软之际,许多从联电衍生出的 “联家军”也发展顺风顺水。市场调研机构 Counterpoint 的最新数据显示,2020 年三季度,联发科技在全球智能手机芯片市场出货量逾 1 亿颗,市场份额达 31%,超过高通(29%)成为全球最大的智能手机芯片供应商。不仅如此,因 OPPO、vivo、小米等手机厂商大举追单,联发科持续扩大对台积电 7nm、6nm 的投片,投片量在 2021 年第一季度将达 11 万片,挤下高通成为台积电第三大客户。
▲2019、2020 第三季度全球智能手机芯片组市场份额(图源:Counterpoint)
全球最大显示控制芯片公司联咏,光是在 2020 年前 3 个季度,整合营业利润就高达 100 亿新台币,比去年同期增加 35%。全球第三大 PCB、第一大 IC 载板大厂欣兴,主攻数字图片 IC 技术、在影像感测 IC 领域正当红的原相科技,做笔记本 IO 控制 IC 和嵌入式 IC 的联阳等,均受益于产品需求上涨,2020 年营收创历史新高,成台湾高科技产业持续走高的重要动力。联电子公司苏州和舰芯片主要负责大陆市场,除早先建成的 8 英寸晶圆厂外,还包括厦门联芯的 12 英寸晶圆研发业务。中长期来看,新能源汽车、5G 通信等领域对于成熟制程产品需求较高,随着和舰芯片快速发展,或能为联电带来更大收益。对于 2021 年第一季度,联电预期其晶圆出货量将环比增长 2%,毛利润率可能进一步提高至 25% 左右,8 英寸和 12 英寸产能持续满载。联电还计划将 2021 年资本支出提高 50% 至 15 亿美元,其中 15% 用于 8 英寸产能,85% 用于 12 英寸产能。可以预见的是,无论是联电还是联发科,都将在接下来的一年持续做大走强。
结语:晶圆双雄各安一方在台湾新竹科学园 40 周年园庆上,曹兴诚在上台领奖致辞前,突然转身,伸手向张忠谋致意,张忠谋也不顾关节炎发作,立即起身回应曹兴诚,上演了令现场掌声雷动的 “世纪之握”。在此之前,被视为有 “瑜亮情节”的两人,在台湾半导体产业始终王不见王,二十余年没有同框后,两人终于在公开场合正式破冰。如今,晶圆代工双雄台积电和联电不再是针尖对麦芒的竞争对手,一个在追求更先进制程的道路上一往无前,一个在成熟工艺上精耕细作,它们各居一番天地,也各自拥有广阔的未来。