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国产芯片淘汰赛终局猜想

04/07 16:23
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在这场国产芯片创业淘汰赛中,很多人都在坚持,很多人都在期待终局,又害怕终局。

失败的结局,可能很多创业者和投资人都无法面对,可能从一开始他们压根就没有去思考过创业和投资失败。但该来的总会来,国产芯片的每一个细分赛道都挤满了公司,每一个细分赛道的格局正在形成或已经形成。

在我个人的猜想里,对于芯片设计晶圆制造封装测试,都是这场芯片创业淘汰赛的最后三年,这三方互为依靠,生死攸关,三方都在从消耗战转向突围战。

芯片设计行业终局猜想

芯片设计行业的热闹大家都能感受到,违背商业的行为随处可见,依靠融资掩盖的真相也正在浮出水面。芯片设计公司需要回答一个问题,公司靠什么活,靠融资还是靠市场。

尽管2024年销售过亿元的芯片设计公司有731家,但其中能盈利的公司有超过50%吗?估计没有。

那些销售不到1亿元的国内芯片设计公司还有2895家,能够盈利的公司又会有多少家呢?估计不会超过20%。

也就是说在国内3626家芯片设计公司里,能真正靠市场盈利的公司小于1000家。公司成立超过5年的有2000家,如果一家芯片设计公司成立已经超过5年甚至10年还不能盈利,就要去思考是产品研发技术难度太大、研发周期过长,还是市场没有真正形成或者市场内卷导致没有利润。

如果是产品研发技术难度太大、研发周期过长,只要不是重复技术,只要产品能创造价值,那就坚持。如果是市场还没有形成,有可能是技术和产品走的太过于靠前,也有可能选择了一个假想的方向和市场。如果是产品同质化市场内卷,导致产品没有毛利甚至负毛利,就应该思考有没有能力突围,能不能做出有竞争力有合理毛利的芯片产品,而不是一味的融资进行消耗战,期待“剩”者为王。如果只是想“剩”者为王,等待的一定是死路一条。

我看到的是芯片初创公司在创新,通过创新获得市场机会和利润;我看到的是每个细分赛道的头部企业准备掀桌子,通过设计创新和供应链结合把成本做到你想都不敢想的程度;我看到的是很多芯片设计公司正在构建壁垒,去夺取这场淘汰赛最后的胜利。如果只是想依靠规模实现低成本竞争,这种走钢丝的模式,很可能是今年盈利、明年亏损,后年关门。

投资芯片设计行业的市场化资金越来越少,取而代之的是国有资本和地方产业基金。继续投资重复的中低端芯片产品意义不大,只会让行业更加内卷。继续投资高端卡脖子芯片是有价值的,高端芯片需要的资金量大,研发周期长,需要国有资本和地方产业基金这样有耐心的资本,但最好能聚焦一些,不要撒胡椒面一样的到处投资。

也看到一个现象,国有资本和地方产业基金在继续投资那些做中低端重复芯片设计的创业公司,要么通过换总部落地作为投资条件;要么参与小圈子产业链构建,通过投资芯片设计公司再成立基金,再用新成立的基金投资当地新建的晶圆厂或者封测厂,同时芯片设计公司把订单给到晶圆厂或者封测厂,晶圆厂或者封测厂给到芯片设计公司很低的价格,这样形成一个闭环或半闭环的产业链。

如果不是国有资本和三四线城市地方产业基金的继续参与,国内芯片创业淘汰赛在2025年底就基本结束了,但由于他们的参与,这场淘汰赛预计会延长3年,也只有3年。

晶圆制造行业终局猜想

2021年全球芯片短缺推动晶圆厂大规模扩产,尤其是成熟制程(28nm及以上)。2021年全球产能约每月2,600万片(8英寸等效晶圆),按12英寸晶圆转换为8英寸等效,1片12英寸≈2.25片8英寸。

2024年产能约每月3,000万-3,100万片,主要来自中国大陆、韩国、中国台湾地区的新建晶圆厂(如台积电、三星、中芯国际等)。绝对增长约400万-500万片/月(8英寸等效),年均复合增长率约5%-6%。

成熟制程(如28nm及以上)短期内面临过剩风险,尤其是消费电子相关领域,但先进制程(7nm及以下)供需仍偏紧,技术壁垒高,扩产周期长。尤其是台积电、三星等头部厂商的3nm/2nm产能仍被苹果、英伟达AMD等大客户争夺,短期内供不应求。

国内有数据可查的CMOS晶圆厂有39家,能够提供22nm及以下工艺的只有中芯国际和华力。未来国内先进工艺制程晶圆厂大概率也只会剩下中芯国际和华力。

另外对砷化镓晶圆厂、氮化镓晶圆厂,碳化硅晶圆厂以及相关IDM企业做了统计,具体如下:

在此,并不想评价任何一家晶圆厂,统计描述的信息也不一定准确。今天想探讨的是国内晶圆产能会不会过剩,如果产能过剩会不会导致洗牌。这里会引出一个思考,整个半导体行业洗牌是从芯片设计公司开始,还是从晶圆厂开始,肯定不会从封测厂开始。

20多年前,中芯国际刚成立的时候,为了填充产能,成立基金投资国内芯片设计公司,并鼓励芯片设计创业,从而培养和扶持自己的客户。没有芯片设计公司的订单,晶圆厂做不起来。而芯片设计公司拿不到有竞争力的晶圆价格,在内卷市场上也抢不到订单,芯片设计公司和晶圆厂互为支持。如果晶圆厂撑不住了,相应的芯片设计公司轻则损失,重则关门。如果大量的芯片设计公司倒闭,相应的晶圆厂产能会受到很大影响,亏损扩大,最后被大厂兼并。现在无法预测是晶圆厂先撑不住,还是芯片设计公司先撑不住。

很多人不知道,一家新的晶圆厂代工要完善和成熟需要至少4~5年,如果工艺有点难度,可能需要7年。晶圆厂不是某几个人,或者某个团队就可以运作起来,需要整个工艺流程的各个部门和团队能够很好的配合和熟练操作,最后都要落到一个关键指标WPH(wafer per hour)和良率,否则就是无效益繁荣。现在各晶圆厂之间价格竞争也卷的很厉害,新建的晶圆厂要实现产能和利润提升都不容易,所以盈利对晶圆厂来说是个巨大挑战。

当然国内晶圆厂的产能不只是为中国准备的,也是为全球准备的,近期一些国外IDM芯片公司纷纷关闭部分成熟工艺晶圆厂,把订单转到中国,但有能力承接国外产能的国内晶圆厂也只会有那么2~3家。

封装测试行业终局猜想

按照芯片制作流程,先有芯片设计,再有晶圆制造,最后才是封装测试。

芯片设计公司不愿意轻易更换晶圆厂,需要时间熟悉PDK和工艺,以及设计规则(Design Rule),还有配套IP也会限制芯片设计公司更换晶圆厂。只有极少数芯片设计公司同一颗芯片备份两个晶圆厂,对于full mask光罩费很贵的芯片不可能做重复备份。最多是不同的芯片产品在不同的晶圆厂投片,一方面是工艺差异化(或价格差异化),一方面是考虑到供应链安全。

但到了芯片封测这里就不一样了,只有少数芯片封测选择不多,绝大多数芯片能选择的封测厂很多,听说有芯片设计公司找了10家封测厂配合,哪家价格便宜下到哪里,随时换。所以只要封测产能过剩,价格就会卷上天。

根据目前行业内收集的信息(由于名单太长,没有附上),国内芯片封测厂共有757家,华东地区有452家(包括上海、江苏、浙江、安徽、山东、江西、福建),华南地区有164家(广东),东北、华北、华中地区有61家,西北、西南地区有80家。假如未来3年后,国内芯片设计公司剩下1500家,那么封测厂可以平均分配到两家客户。

当看到这里的时候,你或许有一种感觉,选择大于努力。在中低端芯片产品上,不管芯片设计公司如何努力的缩小DIE面积,减少mask层数,这些本质上是拉不开距离的,半年或者一年以后,其他公司都能做到。真正能帮助芯片设计公司拉开距离的是晶圆厂和封测厂的选择,所以选择决定命运。

我不觉得新建的晶圆厂会有更好的成本优势,在WPH产出和良率上都不占优势,反而成熟的规模更大的晶圆厂在成本上更有竞争力,只是对毛利的追求更高一些。

但是,新建的封测厂很可能有明显优势,封测厂成本来自厂房建设成本(当地政府出资建设)、设备成本、水电成本、人力成本。除去厂房建设成本,人力成本是封测厂最大的成本,也是三四线城市芯片封装厂报价更低的主要原因。因此,先进封装主要集中在经济发达的一二线城市,而技术含量不高的封装正在转移至人力成本更低的三四线城市。

于是可以推测出,封测厂在接下来的三年会面临一次洗牌,封测厂是否能留住优质的芯片设计公司,做中低端芯片封装的封测厂是否有人力成本上的优势,是未来需要面对的挑战。

在这场危机中,却给芯片测试带来机会,将出现更多封装和测试分离的机会。除了第一和第二梯队的封装厂有比较完善的测试团队,很多封装厂不具备很强的专业测试能力,不管是从成本的角度来看,还是从三四线城市吸引人才留住人才的角度来看,国内中小规模的封测厂养着一个完整的专业测试团队是不现实的。

芯片产品单价越高,封装和测试分离趋势越强。据行业内人士讲,行业标准是测试费用占芯片产品单价的7%(国内有些为5%),测试成本在封装测试中占比并不高,除了简单的OS测试(open&short测试),稍微复杂的测试对人和设备的要求却很高。所以,封装和测试分开是一种可行的降本方式,而且FT测试是芯片出厂最重要的把控节点,管控好了FT,就管控住了品质和一致性。

封装和测试分离,中间会多出一次物流费,这个物流费占比很小,如果能在测试厂那边建立一个仓储,直接发货给客户,那么这个转场的物流费就直接省掉了。当然,规模大的芯片设计公司还有一个做法,找一家便宜的封装厂,自己购买测试设备和change kit,派驻测试工程师

写在最后

2020年以来,美国对华芯片制裁的层层加码,将中国半导体产业推入一场史无前例的生存竞赛。在政策红利、资本狂热与地缘博弈的交织下,国产芯片行业正在经历从“全面开花”到“大浪淘沙”的剧烈震荡。

这场淘汰赛的终局,或将重塑全球半导体版图,并深刻影响中国科技产业的未来命运。这场淘汰赛的终局,并不是一场你死我活的零和游戏,而是一次对技术理性、商业逻辑与战略定力的终极考验。不是“剩”者为王,而是“胜”者为王。当潮水退去,最终留下是一个更健康、更具韧性的产业生态。

 

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