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士兰微何以坚持IDM模式,三大方向两大产品驱动快速成长

更新时间:09-29 , 2017 / 115 次阅览

来源: 集微网

全球半导体产业自从台积电(TSMC)成立后,开始出现垂直分工的商业模式,这种垂直分工模式(包括IC设计、或者制造、或者封装测试)快速成为一种产业趋势,中国台湾及大陆的垂直分工集成电路企业如雨后春笋般涌现,而此前的IDM模式的集成电路企业却越来越少。那么,在半导体产业中这两种模式整体来看孰强孰弱?中国半导体厂商又如何发展好IDM模式?
国内唯一IDM厂商,中等尺寸产能排名全球第五位
随着半导体制造工艺的进步和晶圆尺寸的增大,单位面积上能够容纳的IC数量剧增,成品率显著提高,技术挑战也越来越大。同时半导体芯片生产线所需的投资十分巨大,运行成本高。正是在这样的背景下,台积电成立,只做晶圆代工(Foundry),不做设计。Foundry的出现降低了IC设计业的进入门槛,众多的中小型IC设计厂商纷纷成立,其中绝大部分都是无生产线的IC设计公司(Fabless)。Fabless与Foundry的快速发展,促成垂直分工模式的繁荣。
日前,杭州士兰微电子股份有限公司董事长陈向东在厦门举办的“集微半导体峰会”上向集微网表示,垂直分工是全球半导体产业发展的重要模式,但很多产品仍需要IDM的模式发展效果会更好。整体来看,中国台湾半导体产业中芯片设计、制造、封装都很发达,像手机处理器芯片、机顶盒芯片等都做的很好,然其在MEMS传感器和功率半导体方面逐渐淡出市场主力,这两类产品却是士兰微IDM模式下的核心产品。
据第三方数据统计,2000年以后是Fabless公司开始快速发展的时间段,今年全球的半导体产值预计会超过4000亿美金,去年大概是3700亿美金,但这其中仍有三分之二甚至更多的份额,还是由设计制造一体的IDM企业做出来的。这意味着设计制造一体的IDM模式一定有它发展的合理性。
从中国大陆从半导体产业发展来看,真正迈入发展期应该是从90年代的后半期开始,那时中国台湾半导体已经发展较为成功,受其影响,大陆半导体企业都在走轻资产的产业垂直分工模式。然而,士兰微电子是反过来坚持IDM模式,2001年士兰微开始在杭州建了第一条5英寸芯片生产线,在2003年上市后,士兰微再建了一条六英寸芯片生产线,2015年士兰微新增一条8英寸芯片生产线。
现如今,士兰微作为国内最大的IDM厂商正在良性快速发展,国家大基金也非常支持士兰微电子做大IDM规模,同时国家大基金也是士兰微生产线的重要投资股东之一,在8英寸产线上投资了士兰微6亿元。陈向东表示,士兰微五英寸和六英寸产线,目前产能为21万片/月,在2017年全球芯片制造6英寸及6英寸以下的产能中,士兰微产能排名占到全球第五位。
IDM模式覆盖集成电路的设计、制造、封装和测试的所有环节,这种模式对企业的研发力量、生产管理能力、资金实力和业务规模都有极高的要求,士兰微作为国内有代表性的IDM厂商正坚定不移地发展这种模式,这也是多种路径和模式发展中国集成电路产业所需要的。陈向东看好IDM模式,并表示,中国半导体产业需要有几家有特色、有规模的IDM企业,因为中国的市场跟国外有一定特殊性,IDM企业可以有更多更宽泛的产品覆盖面积,包括成本和研发的效率上应该有机会做得更好,国内IDM模式可以做好,至少从士兰微过去5、6英寸产线的情况看是可以做好的。
三大方向打通全产业链,未来几年成长可期
在建了多条芯片生产线之后,士兰微已有更多的硬件基础来加速拓展特色工艺的技术平台,并实现规模化量产。基于完全自主开发的特色工艺平台,士兰微近些年在MEMS传感器、高压集成电路、先进半导体功率器件则三个技术方向持续拓展,相关的芯片设计技术也已经完全跟上,同时,士兰微在成都建设的功率模块和MEMS传感器的封装基地已投入运行。
据Yoledevelopment预测,2016-2020年MEMS传感器市场将以13%年复合增长率增长,2020年MEMS传感器市场将达到300亿美元,市场空间巨大。
陈向东认为,MEMS传感器是要有设计制造一体的IDM模式企业才有机会发展好,纯Fabless企业要做好做精MEMS传感器难度还是非常大的。
目前,士兰微已推出三轴加速度计、三轴地磁传感器、六轴惯性单元等产品,最近又推出了空气压力传感器、红外接近传感器、硅麦克风、心率传感器等MEMS传感器产品,紧跟移动智能终端和穿戴式产品发展的步伐。陈向东表示,除了摄像头和指纹传感器外,士兰微是国内唯一一家产品线覆盖手机主要传感器的芯片厂商,目前处于产能扩张的发展过程中。
另一方面,近年来随着半导体功率模块成本降低,变频技术已经成了白电(空、冰、洗)发展的一个重要方向,电机采用变频技术来驱动,可以大幅度降低能耗,且运行噪声低,尤其在电机的起、停阶段。变频技术的核心硬件是智能功率模块(IPM),目前国内白电厂家所使用的变频驱动模块都是由日、美、欧品牌大厂供货。由于变频技术的白电市场发展非常快,目前处于供货紧张的状态。
究其原因,主要是因为智能功率模块是由多颗IGBT芯片、高压集成电路芯片组装而成,技术含量很高,且对可靠性的要求非常严苛,国内白电厂家对导入使用自主研发的功率模块产品尚存在一定的顾虑。陈向东称,士兰微的功率模块已经开发六、七年了,正好踏上了这班车,现在士兰微的功率模块已经打入了国内几家主流的白电厂家,在空调主压缩机上已有上百万颗以上的使用量,目前产品的质量反馈效果很好,未来几年预计功率模块的出货量将以翻倍的速度保持上涨。而士兰微作为目前国内唯一一家可以提供并规模化量产导入功率模块的半导体厂商,也将持续受益。
“基于这三大技术方向和两大产品应用,士兰微已经打通了全产业链。”陈向东表示,除了硅芯片外,士兰微还在进行第三代化合物功率半导体的研发,今年三季度将有一条6英寸的硅上氮化镓功率器件中试线拉通,并争取在一到两年之内实现产品的技术突破。
8英寸产线年底产能力争1.5万片,逐步与国际大厂拉近距离
今年以来,士兰微5英寸和6英寸产线都在满载运行,同时8英寸产线也开始导入生产,整体制造产能依旧供不应求。陈向东表示,今年三月份8英寸产线实现第一个研片跑通,8月份单月产出已达到6500片,今年年底力争达到15000片/月,目标明年年底实现每月3万-4万片的产能,争取能够满足市场的需求。
随着8英寸产线正式投产,士兰微成为了国内目前唯一一家有一定规模的产品公司拥有8英寸的芯片生产线,这在硬件装备上将逐步和国际上IDM大厂拉近距离。事实上,如果没有8英寸产线,很多产品是很难持续进行深度开发的,现在国际主流的IDM大厂还是以8英寸产线为主,不过英飞凌和TI两家已经用到12英寸产线。
陈向东称,硬件装备不断与国际大厂拉近之后,士兰微接下来会加快在一些技术上取得突破,包括硅片上的压电陶瓷技术。
现如今中国已经成为全球半导体产业的重心,半导体工艺及产能不断提升,产能需求庞大,需要有相当体量规模的IDM厂商参与其中,而士兰微就是其中的代表。去年士兰微营收含税是4亿美金,今年预计营收含税可达5亿美金,陈向东坚信,士兰微电子的目标是要追赶国际上领先的有体量的IDM大厂。

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