美國又一芯片巨頭“淪落”:IBM也開始尋找亞洲芯片代工廠
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很多人可能知道IBM是全球最大的IT服務商,但鮮有人知,在半導體制造領域,IBM也曾是領跑者。
1988年,IBM搭建了全球第一條200mm晶圓生產線。隨後在2002年,IBM又建成了全球最先進的300mm生產線。數據顯示,2003年,IBM的晶圓代工業務憑藉6.3%的市場份額曾擠進世界前三強,僅次於台積電和聯電,IBM在半導體領域一時風光無兩。然而,時過境遷,美國擔心的事情正在發生——IBM也開始在芯片生產環節尋求亞洲廠商代工,至此連同AMD和英特爾在內的美國三大芯片巨頭都開始依賴亞洲芯片代工廠。
據外媒報道,當地時間8月17日,IBM發佈了一款用於新型數據中心的處理器芯片——Power10,這款芯片由三星電子生產,採用7nm EUV(極紫外光刻)工藝,其性能將是上一代的3倍。據悉,Power系列是IBM面向企業級用户推出的高性能處理器芯片,最早由IBM自己生產,然後交給格芯負責代工,後者是一家位於美國的半導體晶圓代工廠商,也是世界第三大晶圓代工廠,現在再交給三星電子。
開頭提到,既然IBM擁有半導體制造部門,曾在半導體制造領域佔據一席之地,那麼為何今天會依賴外部市場代工呢?IBM是如何走到這一步?
當初,IBM建立晶圓工廠的目的是為自家產品提供生產服務,幫市場代工不是主要考慮。但是,由於英特爾的強勢競爭,IBM的處理器產品在市場逐漸邊緣化,導致IBM銷售的處理器數量很難填補工廠的龐大產能,這意味着製造均攤的成本大幅增加。半導體制造是個需要時刻保持更新的行業,生產工藝每數年升級一次,動輒耗資數十億美元,如果沒有大量出貨,那麼很難負擔製造成本。
隨着製造成本增加,IBM逐漸減少對半導體制造部門的投資。根據Gartner市調公司的調查數據顯示,2004年,IBM公司在半導體制造領域以10億美元的資本支出位列全球第11位;到2010年,這一排名已跌出20名開外。
同時,研發和生產投資跟不上使IBM的生產工藝落後市場,產品競爭力不足。2010年,POWER處理器第7代所用的生產工藝是45nm,同時期最先進的已跨入32nm工藝時代。由於達不到經濟規模效應,芯片製造部門成為IBM的"包袱"。2013年,半導體制造部門佔IBM營收為1.4%,但該部門每年虧損最多達到15億美元。
IBM只能選擇將該業務剝離出去,來改善IBM的盈利能力。2014年10月,IBM宣佈將旗下全球半導體制造業務出售給格芯,把業務重點放在核心的芯片設計和系統創新上。
除IBM外,AMD和英特爾也選擇將高端芯片業務交由亞洲廠商代工。2018年8月,由於格芯製程工藝落後,其最大客户AMD宣佈採用7nm製程工藝的處理器和芯片,全部交由台積電代工;2019年,英特爾將部分14nm訂單外包給三星生產;2020年7月,英特爾與台積電達成協議,從2021年採用台積電的6nm製程工藝量產處理器或顯卡。這三大美國半導體供應商都有一個相同的特徵——曾經或現在居於全球最大半導體芯片製造商隊列。
在這樣的背景下,美國越來越擔心半導體制造業務過分依賴外部市場,可能存在風險,尤其是疫情衝擊全球供應鏈,更加劇這種擔憂。最近,美國就計劃重振本土半導體行業,在6月提出相關法案斥資370億美元(約合2600億元人民幣)用於擴大本土研究和製造業務。那麼,為什麼美國會在半導體制造領域"式微"、對亞洲的代工廠越來越依賴呢?
美國是半導體芯片的發源地,在經歷了成熟的發展階段後,美國芯片企業認為半導體制造業務投入成本高昂、技術開發週期快,於是考慮將重心放在芯片設計這個高附加值的環節。1990年代,美國湧現了一批優秀的Fabless企業,即只負責芯片的電路設計與銷售的企業。
隨着後來經濟全球化進程加快、國際分工理念廣泛得到認同,美國一些IDM(集芯片設計、製造、封裝和測試等多個環節於一身的運營模式)企業逐漸將芯片製造部門剝離出去,轉型成為Fabless企業,就如今天文章的主人公IBM類似,這推動了美國芯片製造業務大量向亞洲區域轉移。
上文提到過,半導體制造部門具有很高的資金和技術壁壘,需要持續研發更優的生產工藝和投入巨資改良生產線,這種行業特點容易造成強者愈強的局面。亞洲地區的半導體企業專注晶圓代工環節,並緊貼市場需求變化,這意味着它們的生產線迭代速度能夠保持行業最快。伴隨着時間的推進,亞洲地區逐漸發展出最成熟的半導體制造業務,並湧現了一批高端代工企業,如台積電、聯電、中芯國際等。
此消彼長,不進則退,隨着亞洲的先進製程工藝水平不斷提高,美國芯片製造與之的差距也在拉大,而且趨勢是越來越難跟上,如今美國在全球芯片製造的佔比也大幅下降。英國《金融時報》指出,目前全球僅有12%的芯片在美國製造。
不難看到,雖然美國還是全球半導體行業的霸主,但在芯片製造領域已然面臨巨大的挑戰,隨時還可能被甩到更後,也因此當前美國正出台各種扶持本土芯片產業的政策,以試圖扭轉這種局面,而全球半導體芯片製造格局或有可能迎來新的變化。
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