經(jīng)歷這一輪“缺芯潮”，出于維護(hù)供應(yīng)鏈安全的考量，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在向本地收縮，中國(guó)也不例外。

4月中旬，全球最大晶圓代工廠臺(tái)積電的臺(tái)灣工廠發(fā)生停電事故。有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，僅停電半天，報(bào)廢晶圓損失或超過(guò)2000萬(wàn)美元，一大批客戶受到影響。6月初，臺(tái)灣封測(cè)廠京元電子暴發(fā)外籍員工群體感染，確診人數(shù)超過(guò)200人，2000多人停工居家隔離，預(yù)計(jì)6月產(chǎn)量將減少30%~35%。臺(tái)灣疫情向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蔓延，讓全球芯片產(chǎn)能雪上加霜。

此前，同樣引發(fā)人們憂慮的是臺(tái)灣遭遇半個(gè)世紀(jì)以來(lái)最嚴(yán)重的干旱，由于需要清洗廠房與硅片，晶圓代工廠耗水量巨大，為保證其用水，約占臺(tái)灣灌溉面積五分之一的農(nóng)田停止灌溉。

這足以顯示臺(tái)灣晶圓代工產(chǎn)業(yè)的地位，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)甚至提出極端假說(shuō)稱，如果臺(tái)灣半導(dǎo)體代工廠停工一年，全球電子產(chǎn)業(yè)將面臨4900億美元損失。臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀將1987年創(chuàng)辦臺(tái)積電與晶體管、摩爾定律等量齊觀，視之為改變半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)造。臺(tái)積電與晶圓代工業(yè)務(wù)的興起確實(shí)深刻改變了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，使之成為全球化程度最深的產(chǎn)業(yè)之一。

但是這一輪“缺芯潮”引發(fā)了供應(yīng)鏈安全隱憂。歐美對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)過(guò)度集中于日韓、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)表現(xiàn)出了擔(dān)憂，提出一系列刺激計(jì)劃吸引芯片產(chǎn)業(yè)回流，中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程也在提速。芯片制造的全球“軍備競(jìng)賽”已經(jīng)拉響，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有格局或?qū)⒈恢厮堋?/p>

模式之爭(zhēng)

從各國(guó)家、地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)能占比變遷中可以發(fā)現(xiàn)，1990年臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)能幾近于零，此后一路擴(kuò)張至2020年的22%，這是臺(tái)積電等晶圓代工廠崛起的結(jié)果。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有兩種模式，一種是IDM模式，即芯片設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)集于一家公司，比如英特爾、英飛凌等;另一種則是代工模式，由臺(tái)積電開(kāi)創(chuàng)，興起于上個(gè)世紀(jì)90年代，核心是芯片設(shè)計(jì)公司無(wú)須涉足制造、測(cè)封等環(huán)節(jié)，相應(yīng)誕生了一批像高通、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科這樣的無(wú)晶圓廠商。由于無(wú)須同時(shí)承擔(dān)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的高研發(fā)投入與制造環(huán)節(jié)的重資產(chǎn)投入，無(wú)晶圓廠商的營(yíng)收增幅往往快于IDM廠商。

盡管IDM廠商在2019年仍擁有全球半導(dǎo)體近七成產(chǎn)能，但在更多應(yīng)用先進(jìn)制程、手機(jī)SoC(系統(tǒng)級(jí)芯片)所屬的邏輯芯片領(lǐng)域，代工模式占據(jù)近八成產(chǎn)能，被認(rèn)為是產(chǎn)業(yè)主流。

“IDM模式的弊端之一便是企業(yè)傾向于追求利潤(rùn)率高的產(chǎn)品，如果將設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)分開(kāi)，代工廠無(wú)論生產(chǎn)附加值高或低的產(chǎn)品，同樣賺取代工費(fèi)用，有利于產(chǎn)業(yè)生態(tài)更為均衡。”復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院教授、矽典微聯(lián)合創(chuàng)始人徐鴻濤博士告訴《中國(guó)新聞周刊》，這也是在代工模式下半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得以迅速發(fā)展的原因。

但是在這一輪“缺芯潮”中，IDM企業(yè)顯示出供應(yīng)鏈更為穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。中芯國(guó)際創(chuàng)始人張汝京就曾表示，在當(dāng)前階段，下游制造環(huán)節(jié)對(duì)上游設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的支持十分重要。但是在代工模式下，晶圓代工廠擴(kuò)張產(chǎn)能往往謹(jǐn)慎，這是全球半導(dǎo)體產(chǎn)能始終處于緊平衡的重要原因。

其實(shí)去年以來(lái)代工廠擴(kuò)張產(chǎn)能動(dòng)作頻仍。3月底，臺(tái)積電宣布將在未來(lái)3年投資1000億美元增加產(chǎn)能，并且支持高端制程技術(shù)的研發(fā)，一改此前“穩(wěn)健擴(kuò)產(chǎn)”作風(fēng)，要以5倍的速度建廠擴(kuò)產(chǎn)，中芯國(guó)際也在一年之內(nèi)兩度宣布擴(kuò)張28nm及以上成熟制程的產(chǎn)能。

盡管如此，多位業(yè)內(nèi)人士告訴《中國(guó)新聞周刊》，從擴(kuò)張產(chǎn)能的規(guī)?？?，代工廠仍在謹(jǐn)慎行事。這與代工業(yè)務(wù)的特點(diǎn)有關(guān)，在芯片產(chǎn)業(yè)鏈的全部資本支出中，制造環(huán)節(jié)占比高達(dá)64%，但增值僅占比24%。“晶圓代工的毛利率并不高，一旦產(chǎn)能利用率不高，晶圓廠或許就會(huì)陷入虧損。”酷芯微電子董事長(zhǎng)姚海平告訴《中國(guó)新聞周刊》。

一位晶圓代工廠人士向《中國(guó)新聞周刊》解釋，“晶圓代工廠在擴(kuò)產(chǎn)前，都需要已有工廠的產(chǎn)能利用率達(dá)到相當(dāng)水平，如果已有產(chǎn)線產(chǎn)能利用率只有百分之七八十，再擴(kuò)產(chǎn)往往意味賠錢(qián)，伴隨設(shè)備等大量資本投入的折舊壓力就不小。”

盡管在這一輪“缺芯潮”中，一些代工廠正在密集調(diào)研下游的真實(shí)需求情況，但徐鴻濤告訴《中國(guó)新聞周刊》，“簡(jiǎn)單的晶圓廠也要投入幾十億美元，高端晶圓廠的投入往往達(dá)上百億美元，代工廠在做這樣量級(jí)固定資產(chǎn)投入時(shí)也會(huì)心虛，會(huì)考慮激增的需求是短期的還是長(zhǎng)期的。”而有國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司負(fù)責(zé)人告訴記者，一些代工廠為了確保未來(lái)產(chǎn)能，甚至?xí)笃髽I(yè)提前確定明年、后年的需求，并且支付30%的保證金，“這其實(shí)帶給企業(yè)很大的資金壓力，但是晶圓廠擔(dān)心未來(lái)行情下滑、需求不足，所以會(huì)以是否在當(dāng)下提供充足產(chǎn)能為條件，要求企業(yè)確定未來(lái)產(chǎn)能”。

相比于晶圓代工廠的謹(jǐn)慎，徐鴻濤注意到，一些無(wú)晶圓廠商反而開(kāi)始參與建廠，“因?yàn)樗麄兏忧宄L(fēng)險(xiǎn)與需求”。

2020年下半年，聯(lián)發(fā)科就曾花費(fèi)16.2億元新臺(tái)幣購(gòu)置半導(dǎo)體再租給力積電生產(chǎn)。但最為典型的案例莫過(guò)于聯(lián)電，聯(lián)電今年的資本支出僅為15億美元，盡管如此，相比去年增幅也達(dá)50%。其采取與芯片設(shè)計(jì)公司三星等合作擴(kuò)張產(chǎn)能的方式，即芯片設(shè)計(jì)公司出資購(gòu)買(mǎi)設(shè)備，提供給聯(lián)電，再讓后者代工芯片。4月底，聯(lián)電更是宣布與多家芯片設(shè)計(jì)公司合作擴(kuò)充位于臺(tái)南的12英寸晶圓廠產(chǎn)能，芯片設(shè)計(jì)公司以議定價(jià)格預(yù)先支付訂金的方式，確保取得未來(lái)產(chǎn)能的長(zhǎng)期保障。

如此一來(lái)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期存在的兩種模式似乎伴隨“缺芯潮”蔓延而變得模糊，無(wú)晶圓廠商為了保證產(chǎn)能開(kāi)始向IDM模式靠攏，而一些IDM廠商，如英特爾，則在今年宣布啟動(dòng)代工業(yè)務(wù)。

今年2月，帕特·蓋爾辛格出任英特爾首席執(zhí)行官，在其3月下旬的一次演講中，除了拋出英特爾將投資200億美元新建兩座晶圓廠，預(yù)計(jì)在 2024 年量產(chǎn) 7nm 或更先進(jìn)制程的消息外，還宣布了英特爾將重返晶圓代工業(yè)務(wù)。

這一消息在當(dāng)日直接沖擊了臺(tái)積電股價(jià)，但在近一個(gè)月之后的一次演講中，臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀回應(yīng)道，“英特爾要做晶圓代工業(yè)務(wù)相當(dāng)諷刺。臺(tái)積電 1986 年成立，在 1985 年籌資期間就找英特爾投資，但是英特爾拒絕，雖然當(dāng)年度的景氣狀況沒(méi)有太好，但仍是有一點(diǎn)看不起的意味。”

“英特爾此前也多次嘗試進(jìn)入代工業(yè)務(wù)，我也曾參與類(lèi)似的項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)給Altera公司做代工，我們內(nèi)部半開(kāi)玩笑地說(shuō)，英特爾最終收購(gòu)Altera就是因?yàn)榇ぎa(chǎn)品一直做出不來(lái)，英特爾就干脆買(mǎi)下這家公司。”一位曾在英特爾參與多個(gè)制程研發(fā)的工程師告訴《中國(guó)新聞周刊》，英特爾做代工的一個(gè)重要阻力便是缺少服務(wù)意識(shí)，“很難想象英特爾愿意低姿態(tài)地陪伴小客戶成長(zhǎng)，像臺(tái)積電創(chuàng)辦初期的一些小客戶，如高通，現(xiàn)在也變成了巨頭。但英特爾會(huì)挑選客戶，當(dāng)年蘋(píng)果曾找英特爾做代工，就因?yàn)橛唵瘟坑邢薇痪芙^，如今這被英特爾高層認(rèn)為是個(gè)極其愚蠢的決定。”

同時(shí)，技術(shù)問(wèn)題也被他認(rèn)為是英特爾從事晶圓代工的障礙之一，“英特爾工廠的工具相對(duì)比較封閉，更多生產(chǎn)高附加值芯片如CPU。但比如同樣為28nm制程芯片，不同類(lèi)別的芯片往往需要不同的工藝，因此英特爾產(chǎn)線能否很好服務(wù)于諸如手機(jī)芯片、車(chē)規(guī)芯片等尚存疑問(wèn)”。

但顯然，英特爾重歸晶圓代工業(yè)務(wù)并非僅僅是一家企業(yè)看中芯片制造市場(chǎng)，其背后的深意或許可以歸結(jié)為蓋爾辛格的一句話，“美國(guó)公司應(yīng)該將三分之一的半導(dǎo)體生產(chǎn)放在美國(guó)本土進(jìn)行。”目前，這一比例僅為12%。

關(guān)鍵詞： 缺芯潮 模式 國(guó)產(chǎn) 加速