Fabless紛紛自建測(cè)試工廠，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈迎來(lái)新變數(shù)
集成電路行業(yè)的IDM與Fabless模式之爭(zhēng)由來(lái)已久，各有勝負(fù)手，然而在國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)蓬勃發(fā)展與國(guó)家大力扶持的條件下，不少Fabless公司開(kāi)始向前突破，逐漸模糊了IDM與Fabless的邊界，為此我們進(jìn)行了觀察與討論。
我們發(fā)現(xiàn)，最近有不少芯片設(shè)計(jì)公司開(kāi)始自建封裝/測(cè)試產(chǎn)線。近年來(lái)，F(xiàn)abless模式的盛行，使得芯片設(shè)計(jì)企業(yè)用輕資產(chǎn)模式快速成長(zhǎng)，但這種外協(xié)加工模式也帶來(lái)了供應(yīng)鏈管理的不確定性，尤其在行業(yè)旺季來(lái)臨時(shí)，晶圓廠和封測(cè)廠的產(chǎn)能保障任務(wù)成為每一家Fabless公司運(yùn)營(yíng)的“噩夢(mèng)”，此外，新冠疫情也如炸彈般造成供應(yīng)鏈管理的巨大難題。同時(shí)市場(chǎng)化的外協(xié)加工成本價(jià)格波動(dòng)大，給芯片設(shè)計(jì)公司的毛利造成了不小的沖擊。這些對(duì)Fabless企業(yè)來(lái)說(shuō)，都是很大的制約因素。
技術(shù)、資金實(shí)力雄厚的國(guó)際知名芯片廠商多采用IDM模式。但I(xiàn)DM的模式對(duì)于大多中國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，難以重負(fù)。國(guó)務(wù)院在2020年7月發(fā)布《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，明確鼓勵(lì)充分利用國(guó)家和地方現(xiàn)有的政府投資基金支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，各地政府整合產(chǎn)業(yè)基金為芯片設(shè)計(jì)公司提供了更充足的“彈藥”，于是現(xiàn)在不少芯片設(shè)計(jì)公司開(kāi)始搭建Fabless+測(cè)試/封裝的模式，探索Fabless和IDM這兩種模式并在優(yōu)劣勢(shì)之間取得均衡的能力。
芯片設(shè)計(jì)公司的“新風(fēng)氣”
國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司蓬勃發(fā)展，2021年已有22家半導(dǎo)體企業(yè)成功登陸上交所科創(chuàng)板，巨量資金的涌入讓芯片設(shè)計(jì)企業(yè)在供應(yīng)鏈制造上有了更多的選擇與思考，我們來(lái)盤點(diǎn)一下芯片設(shè)計(jì)企業(yè)有投資建設(shè)封測(cè)基地的情況：
** 韋爾股份
2019年10月22日，韋爾股份向豪威增資2700萬(wàn)美元，建設(shè)晶圓測(cè)試及晶圓重構(gòu)生產(chǎn)線。2020年12月，韋爾股份又?jǐn)M募集24.4億，其中18.39億元用于建設(shè)晶圓測(cè)試及晶圓重構(gòu)生產(chǎn)線（二期），主要是針對(duì)高像素圖像顯示芯片的12英寸晶圓測(cè)試及重構(gòu)封裝。
圖源：韋爾股份公告
韋爾股份在其公告中指出了自建測(cè)試和封裝產(chǎn)線的必要性和合理性，一方面，可以進(jìn)一步提升公司在CMOS圖像傳感器芯片領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，改變此前在晶圓測(cè)試以及晶圓重構(gòu)封裝業(yè)務(wù)采用委外加工的模式，降低成本，提升對(duì)產(chǎn)品的把控，縮短交期；另一方面，能夠提升市場(chǎng)反應(yīng)效率，有利于把握 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)機(jī)遇，提高市場(chǎng)占有率；第三，這是一個(gè)順應(yīng)公司戰(zhàn)略發(fā)展需要的決定，全球排名前三的圖像傳感器供應(yīng)商除豪威科技外的另外兩家索尼、三星均采用IDM模式，該模式可以整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。
** 集創(chuàng)北方
2020年6月5日，集創(chuàng)北方總部暨顯示驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)和先進(jìn)測(cè)試基地項(xiàng)目開(kāi)工儀式在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)舉行。集創(chuàng)北方專注于顯示芯片的設(shè)計(jì)，主要給LED顯示屏、LCD面板等新型顯示屏提供完整的顯示芯片解決方案，包括驅(qū)動(dòng)、觸控、指紋識(shí)別、時(shí)序控制、電源管理等。
** 恩智浦
恩智浦在天津也有一家全資封測(cè)子公司，恩智浦半導(dǎo)體（天津）有限公司主要從事集成電路的設(shè)計(jì)，封裝測(cè)試生產(chǎn)及銷售。該封測(cè)公司是2015年恩智浦從飛思卡爾手中收購(gòu)得來(lái)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其封裝測(cè)試工廠生產(chǎn)能力已接近飽和，沒(méi)有足夠的生產(chǎn)空間來(lái)進(jìn)一步引進(jìn)新的生產(chǎn)設(shè)備，形成工廠的產(chǎn)能規(guī)模，承接未來(lái)新產(chǎn)品的生產(chǎn)。于是在2020年下半年，恩智浦半導(dǎo)體（天津）集成電路測(cè)試中心一期改造項(xiàng)目啟動(dòng)，建筑面積為3.26萬(wàn)平方米。到2021年9月，該項(xiàng)目已經(jīng)竣工。
** 艾為電子
模擬芯片廠商艾為電子也建立了自己的測(cè)試產(chǎn)線。2020年12月1日，艾為集成電路技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心正式揭牌。該中心就擁有大型可靠性實(shí)驗(yàn)室、量產(chǎn)和工程測(cè)試中心及配套設(shè)備，未來(lái)，公司將根據(jù)實(shí)際需求持續(xù)增加實(shí)驗(yàn)中心相關(guān)設(shè)備的投入。公司CEO孫洪軍在揭牌儀式上表示，艾為集成電路技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心的成立，將助力艾為加快產(chǎn)品可靠性及測(cè)試能力建設(shè)，提升產(chǎn)品交付能力。更大程度上保障艾為聲、光、電、射、手五大產(chǎn)品線不同產(chǎn)品的測(cè)試產(chǎn)能。
2021年8月，艾為電子發(fā)布上市招股書(shū)，募集7.3億元用于電子工程測(cè)試中心建設(shè)項(xiàng)目。本項(xiàng)目擬購(gòu)置各類測(cè)試設(shè)備，建設(shè)自有的工程測(cè)試中心，開(kāi)展可靠性測(cè)試、失效性分析等。項(xiàng)目的開(kāi)展可實(shí)現(xiàn)十萬(wàn)級(jí)的工程測(cè)試需求，對(duì)樣品進(jìn)行全面的功能驗(yàn)證；同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)級(jí)的量產(chǎn)測(cè)試需求，對(duì)在產(chǎn)品的各類缺陷進(jìn)行檢測(cè)，保障產(chǎn)品良率。
** 圣邦微電子
圣邦微電子也對(duì)外成立了全資子公司來(lái)建立測(cè)試項(xiàng)目。據(jù)圣邦微電子公告，2021年10月20日，圣邦微電子擬與江陰高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)簽署《投資協(xié)議》，設(shè)立全資子公司江陰圣邦微電子制造有限公司，主要用來(lái)建設(shè)集成電路設(shè)計(jì)及測(cè)試項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資額約3億元。該項(xiàng)目計(jì)劃于2023年12月前投產(chǎn)，于2027年全面達(dá)產(chǎn)。
其實(shí)自建測(cè)試產(chǎn)線的模式早就有很多先例，MOSFET廠商富滿電子和捷捷微電的MOSFET產(chǎn)品都采用Fabless+封測(cè)的模式。
豪威科技晶圓測(cè)試及晶圓重構(gòu)生產(chǎn)線項(xiàng)目（二期）目的投資構(gòu)成、非資本性支出的占比
圖源：韋爾半導(dǎo)體公告
首先讓我們來(lái)看下測(cè)試設(shè)備的市場(chǎng)情況，測(cè)試設(shè)備主要包括測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)和分選機(jī)等。在這三大領(lǐng)域，過(guò)去主要是處于國(guó)外企業(yè)壟斷的局面，但國(guó)內(nèi)廠商這幾年已經(jīng)陸續(xù)開(kāi)發(fā)出成熟可用的測(cè)試平臺(tái)。具體來(lái)看，在探針臺(tái)領(lǐng)域，目前仍由海外廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，主要是日系廠商?hào)|京精密、東京電子和韓系SEMICS等把控。分選機(jī)方面早已打破外商壟斷的局面，目前臺(tái)灣鴻勁以及天津金海通、杭州長(zhǎng)川、上海中藝等都有很不錯(cuò)的表現(xiàn)。而ATE這個(gè)測(cè)試中的核心測(cè)試設(shè)備壟斷嚴(yán)重，泰瑞達(dá)和愛(ài)德萬(wàn)雙寡頭在ATE設(shè)備領(lǐng)域占據(jù)95%以上的市場(chǎng)份額，兩家大廠平分秋色處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，不過(guò)國(guó)內(nèi)如華峰測(cè)控這樣的測(cè)試設(shè)備廠商這幾年在模擬領(lǐng)域也開(kāi)始漸漸崛起。
綜合來(lái)看，海外的測(cè)試設(shè)備廠商憑借穩(wěn)定可靠的經(jīng)過(guò)量產(chǎn)認(rèn)證的成熟的設(shè)備，將是這些Fabless企業(yè)首先考量的采購(gòu)來(lái)源。但是在自主可控的大趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)新崛起的測(cè)試設(shè)備亦進(jìn)入了芯片設(shè)計(jì)公司采買的ATE菜單中。
瓶頸與破局之法
但一個(gè)不能忽視的問(wèn)題就是，測(cè)試設(shè)備尤其進(jìn)口設(shè)備的單價(jià)很高，大量資金投入將非常影響芯片設(shè)計(jì)公司的現(xiàn)金流狀況。而且機(jī)臺(tái)設(shè)備購(gòu)置的交期很長(zhǎng)，再加上去年缺芯的影響，主流機(jī)臺(tái)交期，由原來(lái)的8周一路延長(zhǎng)，有的甚至長(zhǎng)達(dá)一年以上。2022年1月份，據(jù)聯(lián)合報(bào)報(bào)道，半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備大廠愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試臺(tái)灣董事長(zhǎng)暨總經(jīng)理吳萬(wàn)錕表示，受到邏輯芯片需求強(qiáng)勁的影響，愛(ài)德萬(wàn)2021年芯片ATE設(shè)備創(chuàng)下歷年最佳接成單，但也受到芯片及部分原材料短缺影響，設(shè)備交貨期拉長(zhǎng)至少要半年以上，他還強(qiáng)調(diào)，受到成本上揚(yáng)影響，公司不排除在新年度調(diào)漲測(cè)試設(shè)備價(jià)格。
芯片設(shè)計(jì)公司購(gòu)買ATE設(shè)備，可將在融資市場(chǎng)獲取的大量現(xiàn)金快速轉(zhuǎn)變?yōu)楣竟潭ㄙY產(chǎn)，同時(shí)利用資產(chǎn)為自身芯片產(chǎn)品解決測(cè)試產(chǎn)能、成本、質(zhì)量管理需求。但是面對(duì)高昂（甚至是越來(lái)越高昂）的測(cè)試設(shè)備成本，與“不可接受”的設(shè)備交期，許多Fabless公司將租賃設(shè)備作為了更優(yōu)選擇。雖然購(gòu)買設(shè)備有固定資產(chǎn)考量，但在國(guó)內(nèi)集成電路市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的時(shí)代，快速擴(kuò)張成為主旋律，芯片設(shè)計(jì)公司應(yīng)該更多專注在以產(chǎn)品研發(fā)為核心的競(jìng)爭(zhēng)力，因此租賃測(cè)試設(shè)備對(duì)于Fabless來(lái)說(shuō)，讓芯片設(shè)計(jì)公司同時(shí)兼顧了現(xiàn)金流風(fēng)險(xiǎn)控制與增強(qiáng)自主供應(yīng)鏈的需求。
在ATE租賃設(shè)備方面，據(jù)悉，為了滿足芯片設(shè)計(jì)公司自建封測(cè)產(chǎn)線的需求，國(guó)內(nèi)的摩爾精英可提供一系列的靈活業(yè)務(wù)模式，其測(cè)試設(shè)備可租、可購(gòu)、可合作。在2020年底完成對(duì)ATE測(cè)試機(jī)臺(tái)設(shè)備與團(tuán)隊(duì)的收購(gòu)項(xiàng)目，摩爾精英正式將國(guó)際先進(jìn)ATE技術(shù)引進(jìn)國(guó)內(nèi)，據(jù)了解，摩爾精英自主可控的ATE設(shè)備成熟可靠，經(jīng)過(guò)20多年的迭代研發(fā)，測(cè)試出貨了100多億顆芯片；而且具有超高的性價(jià)比，這些機(jī)臺(tái)是為“量產(chǎn)”而生，能覆蓋70%芯片種類的測(cè)試需求，包含digital、analog、mixed signal、RF等。目前擁有現(xiàn)貨超過(guò)300臺(tái)，比動(dòng)輒1年交期的其他家ATE有巨大優(yōu)勢(shì)。
供應(yīng)鏈迎來(lái)新變數(shù)？
集成電路發(fā)展的早期，半導(dǎo)體行業(yè)主要是采用IDM模式，芯片由其自己生產(chǎn)制造，如英特爾，仙童，德州儀器等。到1987年臺(tái)積電的創(chuàng)立，代工廠模式的興起，使得Fabless模式得以很好的生存，產(chǎn)業(yè)鏈最終形成了現(xiàn)在大家熟知的IDM、Fabless、Foundry的產(chǎn)業(yè)模式，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了飛速發(fā)展的階段。
但天下大勢(shì)，合久必分，分久必合?，F(xiàn)在因?yàn)榻K端需求和競(jìng)爭(zhēng)的變化，如蘋果和谷歌這樣的系統(tǒng)廠也開(kāi)始自研芯片，fabless也開(kāi)始逐漸變“重”，很多芯片廠商都或多或少地在芯片制造后段，甚至前端有所布局。
芯片設(shè)計(jì)公司自建測(cè)試廠，既是政策時(shí)局使然，也說(shuō)明國(guó)產(chǎn)芯片在日益增長(zhǎng)的質(zhì)量要求下，逐步增加對(duì)供應(yīng)鏈管理的意識(shí)。芯片設(shè)計(jì)公司通過(guò)控制供應(yīng)鏈中測(cè)試這一道“守門員”環(huán)節(jié)，將極大的增加對(duì)自身產(chǎn)品品質(zhì)的管控，這也是中國(guó)芯走向世界芯的體現(xiàn)。
未來(lái)或許發(fā)展出新的分工模式，芯片設(shè)計(jì)公司掌握“頭””尾“兩個(gè)環(huán)節(jié)，介于IDM與Fabless之間，既能享受供應(yīng)鏈垂直分工模式下，更加專業(yè)與極致的晶圓制造、封裝技術(shù)，亦能掌控芯片產(chǎn)品的品質(zhì)管控核心手段，為市場(chǎng)提供更高品質(zhì)的芯片產(chǎn)品，從而真正實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，實(shí)現(xiàn)超越，未來(lái)可期。
所以，總體來(lái)看，芯片設(shè)計(jì)公司自建測(cè)試產(chǎn)線，一方面保證了本公司的產(chǎn)能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，另一方面，也將帶動(dòng)國(guó)內(nèi)測(cè)試設(shè)備行業(yè)的發(fā)展。希望未來(lái)能看到越來(lái)越多的國(guó)產(chǎn)芯片公司能在供應(yīng)鏈上更加自主可控，同時(shí)在欣欣向榮的測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)里有更多的國(guó)產(chǎn)設(shè)備商能夠嶄露頭角。
本文來(lái)源于微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體行業(yè)觀察”，作者為杜芹；智通財(cái)經(jīng)編輯：文文。
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