IC設(shè)計(jì)公司為什么會(huì)陷入被動(dòng)局面？

半導(dǎo)體的周期中，IC設(shè)計(jì)公司與代工廠在同一條大船上。

作者：六千

在半導(dǎo)體的下行周期中，代工廠的主導(dǎo)地位仍明顯。8月9日，芯片巨頭高通宣布將從格芯額外購(gòu)買價(jià)值42億美元的半導(dǎo)體芯片；加上此前高通與格芯達(dá)成的32億美元的采購(gòu)協(xié)議，高通到2028年在格芯一家代工廠的采購(gòu)總額就達(dá)到74億美元（約504億元人民幣）。

在半導(dǎo)體行業(yè)，LTA（Long Term Agreement長(zhǎng)約訂單）曾經(jīng)是IC設(shè)計(jì)公司保證成本的選擇。在芯片陷入結(jié)構(gòu)性缺貨的當(dāng)下，晶圓廠卻沒(méi)有任何要“勒緊褲腰帶”過(guò)日子的意思，現(xiàn)在巨額的長(zhǎng)期訂單又成為了IC設(shè)計(jì)公司的負(fù)擔(dān)。為什么IC設(shè)計(jì)公司會(huì)陷入這樣的被動(dòng)局面？IC陷入長(zhǎng)約訂單的困境對(duì)于代工廠是否又是百利無(wú)一害呢？

代工廠正處于強(qiáng)勢(shì)期

供需決定關(guān)系，晶圓代工產(chǎn)能有限，這是IC設(shè)計(jì)公司陷入被動(dòng)的根本原因。曾經(jīng)代工廠被認(rèn)為是成本中心，美國(guó)的設(shè)計(jì)公司將制造環(huán)節(jié)外包給亞洲，以使無(wú)晶圓廠公司蓬勃發(fā)展。

來(lái)源：Yole

Yole統(tǒng)計(jì)的這份數(shù)據(jù)一定程度地展現(xiàn)了晶圓代工廠的發(fā)展歷史。隨著摩爾定律的發(fā)展，晶圓制造的節(jié)點(diǎn)對(duì)工藝要求越來(lái)越高，整個(gè)領(lǐng)域的參與者越來(lái)越少。在2002-2003年，市場(chǎng)上還有26家公司掌握了130nm技術(shù)；2010-2012年，當(dāng)技術(shù)節(jié)點(diǎn)來(lái)到32nm/28nm，市場(chǎng)上僅存10家公司擁有相應(yīng)的技術(shù)，其中ADI、AMD、Ateml、Cypress、Freescale、Fujitsu、Hitachi、Infineon、Mitsubishi、ON、Rohm、Sanyo、Sharp、Sony停止對(duì)先進(jìn)晶圓制造技術(shù)的研發(fā)；到了2022年，先進(jìn)制程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)只有三家企業(yè)。

可以看到，那些放棄了代工廠的大廠大部分都被其他半導(dǎo)體公司“接手”。Hitachi在1999年將德克薩斯州的8英寸晶圓廠出售給了Atmel；Fujitsu的晶圓廠賣給了安森美；AMD在2006年將晶圓廠拆分，后該晶圓廠獨(dú)立為格芯。隨著純代工廠市場(chǎng)上的玩家越來(lái)越少，有資金、技術(shù)的“接盤”的代工廠越來(lái)越少。

許多半導(dǎo)體公司有目的性的選擇剝離半導(dǎo)體制造業(yè)務(wù)，剝離這部分業(yè)務(wù)可以降低公司的成本，進(jìn)而提高公司利潤(rùn)，讓公司成為更賺錢的公司。芯片制造技術(shù)的進(jìn)步需要建造一個(gè)全新的晶圓廠。過(guò)去，為晶圓廠配備的設(shè)備并不昂貴，同時(shí)市場(chǎng)上有大量較小的晶圓廠小批量生產(chǎn)芯片。從整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來(lái)看，純代工廠的出現(xiàn)是符合經(jīng)濟(jì)效益的。

純代工廠的出現(xiàn)，也是當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體公司判斷整個(gè)產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型的結(jié)果。2003年，高通首次進(jìn)入全球半導(dǎo)體公司收入前20，證明了fabless模式的崛起。隨后多家半導(dǎo)體公司開始效仿高通，剝離其制造工廠。例如，Atmel從2005年開始出售晶圓制造工廠，選擇采用fab-lite策略；Cypress在2007年將晶圓技術(shù)研發(fā)中心出售，從而將設(shè)計(jì)部門變成利潤(rùn)中心。

在晶圓廠產(chǎn)能百花齊放的年代，IC設(shè)計(jì)公司更有話語(yǔ)權(quán)。但隨著整個(gè)行業(yè)按照摩爾定律發(fā)展，先進(jìn)制程的發(fā)展開始面臨多方面的挑戰(zhàn)，最新設(shè)備的成本已經(jīng)增長(zhǎng)到一個(gè)新工廠可能花費(fèi)數(shù)十億美元的地步，代工行業(yè)的參與者開始越來(lái)越少。設(shè)計(jì)公司數(shù)量增加，代工廠數(shù)量減少，這樣的供需市場(chǎng)讓IC設(shè)計(jì)公司成為了弱勢(shì)的一方。臺(tái)積電總裁魏哲家提到，臺(tái)積電接單往往是2.5萬(wàn)片起跳，這再次顯示出了代工廠的底氣十足。

為未來(lái)付費(fèi)的訂單

為了避免代工價(jià)格大幅增長(zhǎng)，對(duì)于IC設(shè)計(jì)公司來(lái)說(shuō)，提前付款也是一種控制成本的方法。

在整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷了缺貨恐慌后，僅存的晶圓代工廠們開始擴(kuò)產(chǎn)。但晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)需要大筆資金，為了支持晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)，IC設(shè)計(jì)公司通過(guò)長(zhǎng)期訂單為代工廠的擴(kuò)建提供資金支持同時(shí)鎖定產(chǎn)能。

隨著產(chǎn)能的緊缺，這些長(zhǎng)期訂單僅能幫助這些IC設(shè)計(jì)公司保住產(chǎn)能，卻不能保證成本。聯(lián)發(fā)科證實(shí)在全球芯片荒中，預(yù)付的產(chǎn)能保證金只能穩(wěn)固芯片供貨產(chǎn)能，但是只保量，不保價(jià)。面對(duì)缺貨的可能，誰(shuí)的產(chǎn)品能出貨是關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)力，于是越頂尖的半導(dǎo)體公司，越下大力氣保住產(chǎn)能。AMD與臺(tái)積電就5nm簽訂長(zhǎng)約，英特爾為了確保數(shù)據(jù)中心芯片，隨后也開始爭(zhēng)取臺(tái)積電更多的5nm長(zhǎng)約合作，并提出探索2025年2nm制程的合作模式。由于臺(tái)積電的產(chǎn)能持續(xù)搶手，所以英偉達(dá)、蘋果、高通等數(shù)十家巨頭為了保證貨源，紛紛支付巨額預(yù)付款，臺(tái)積電與2022年的預(yù)付款訂單總計(jì)或?qū)⑦_(dá)到1500億新臺(tái)幣（約346.5億元）再創(chuàng)新高。在代工廠和IC設(shè)計(jì)公司的“共同投資”下，2021年，晶圓產(chǎn)能增長(zhǎng)8.5%，預(yù)計(jì)2022年將增長(zhǎng)8.7%，新增晶圓開工量創(chuàng)歷史新高。

全球晶圓廠產(chǎn)能變化，來(lái)源：IC Insights

不僅專注先進(jìn)制程的代工廠訂單飽滿，成熟制程的代工廠也通過(guò)長(zhǎng)約訂單與客戶加深綁定。格芯半導(dǎo)體CEO曾表示在未來(lái) 5 到 10 年的大部分時(shí)間里，格芯要追求的是供應(yīng)而不是需求；同時(shí)到2023年格芯的訂單都已經(jīng)售罄。

長(zhǎng)約訂單不僅僅在IC設(shè)計(jì)公司與代工廠之間，越是半導(dǎo)體上游就越盛行這樣的方式。臺(tái)積電、三星、英特爾、中芯國(guó)際等代工主力大廠相繼建廠、擴(kuò)產(chǎn)，而它們也需要為自己未來(lái)的設(shè)備預(yù)付定金。2022年1月，英特爾為了保證先進(jìn)制程的產(chǎn)能，向 ASML 發(fā)出第一份采購(gòu)訂單，用于交付業(yè)界首個(gè) TWINSCAN EXE:5200 系統(tǒng)，而ASML表示該機(jī)器有望在2025年交付。

以長(zhǎng)約訂單預(yù)定未來(lái)產(chǎn)品成為了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的常態(tài)，產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)之間的交易出現(xiàn)了類似“借貸”的模式。代工廠的商業(yè)模式利潤(rùn)率低，面臨著高昂的勞動(dòng)力、設(shè)備和原材料成本，IC設(shè)計(jì)公司用長(zhǎng)約定金的模式給代工廠資金支持也很合理。但是，正如前文所說(shuō)，半導(dǎo)體市場(chǎng)現(xiàn)在面臨供過(guò)于求，這些訂單正在給IC設(shè)計(jì)公司的庫(kù)存帶去巨大的壓力。

長(zhǎng)約訂單：懸在IC設(shè)計(jì)公司頭上的雙刃劍

蘋果是典型的使用長(zhǎng)期協(xié)議保證那些芯片供應(yīng)商提供他們所需要的芯片的公司，汽車公司也選擇通過(guò)與芯片制造商建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系來(lái)做到這一點(diǎn)。

長(zhǎng)期協(xié)議可能無(wú)法解決所有的供應(yīng)保證問(wèn)題。當(dāng)市場(chǎng)需求減弱時(shí)，與芯片制造商簽訂長(zhǎng)期協(xié)議的公司也容易面臨供過(guò)于求的風(fēng)險(xiǎn)。如果他們決定取消考慮超額的訂單，他們將承擔(dān)違約金和罰款，而一部分不可取消不可退貨的訂單會(huì)給IC設(shè)計(jì)公司帶來(lái)更大的損失。

頭部的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司或許可以承受長(zhǎng)期協(xié)議帶來(lái)的損失，但這種打擊對(duì)于規(guī)模較小的公司的可能是“滅頂之災(zāi)”。這種結(jié)果只會(huì)讓大型的設(shè)計(jì)公司的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)變得更大。顯然長(zhǎng)約訂單的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于不同規(guī)模的公司并不一樣。IC設(shè)計(jì)公司正面對(duì)下游需求疲軟的挑戰(zhàn)，客戶端會(huì)有降價(jià)要求，但若上游晶圓代工廠無(wú)法降價(jià)共同渡過(guò)難關(guān)，就會(huì)面臨選擇不降價(jià)可能損及合作關(guān)系，或者犧牲本身利潤(rùn)來(lái)維持客戶關(guān)系的情況。如果IC設(shè)計(jì)公司的困境不被解決，半導(dǎo)體整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都會(huì)受到影響，純代工廠也無(wú)法逃脫。

庫(kù)存壓力增大，行業(yè)需要共進(jìn)退

彭博社的數(shù)據(jù)顯示，代工廠的庫(kù)存周期也正在增加。雖然臺(tái)積電的高庫(kù)存對(duì)于臺(tái)積電的威脅并不是致命的，因?yàn)樗麄冊(cè)谙冗M(jìn)制程的無(wú)可替代性讓他們的產(chǎn)品可以提供財(cái)務(wù)緩沖。但是對(duì)于主營(yíng)業(yè)務(wù)為成熟制程的代工廠來(lái)說(shuō)，庫(kù)存的威脅是必須面對(duì)的。在過(guò)去的一年里，成熟制程產(chǎn)能也在不斷擴(kuò)張，但現(xiàn)在的市場(chǎng)情況讓代工廠需要認(rèn)真考慮如何與長(zhǎng)約客戶共同面對(duì)下行的市場(chǎng)周期。

來(lái)源：彭博社

今年7月，IC設(shè)計(jì)業(yè)內(nèi)人士證實(shí)，已有成熟制程代工廠開始降價(jià)，近期降價(jià)逾一成；而競(jìng)爭(zhēng)者們?yōu)榱朔蓝掠唵瘟魇?，開始在部分特定制程給出優(yōu)惠價(jià)，折讓約個(gè)位數(shù)百分比，等于變相降價(jià)。

這種挑戰(zhàn)如何應(yīng)對(duì)？從代工廠方面來(lái)看，第一，需要謹(jǐn)慎擴(kuò)產(chǎn)；第二，需要豐富自身的客戶、產(chǎn)品類型，通過(guò)靈活調(diào)配產(chǎn)能，讓應(yīng)用、制程相對(duì)靈活的切換；第三，與客戶的合作可以通過(guò)共同研發(fā)、僅綁定部分產(chǎn)能的方式提高產(chǎn)能且分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于中國(guó)的代工廠來(lái)說(shuō)，中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司數(shù)量眾多，且有著地理上的優(yōu)勢(shì)更有益于深度合作。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，消費(fèi)市場(chǎng)下行，對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

總而言之，半導(dǎo)體行業(yè)不是一個(gè)靠投機(jī)發(fā)展的行業(yè)，長(zhǎng)約訂單應(yīng)該成為產(chǎn)業(yè)里的各環(huán)節(jié)公司的工具，而不是各方博弈算計(jì)的棋子。在行業(yè)發(fā)展的大潮下，沒(méi)有人可以獨(dú)善其身。

編輯：黃飛

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