
很多人可能知道IBM是全球最大的IT服务商,但鲜有人知,在半导体制造领域,IBM也曾是领跑者。
1988年,IBM搭建了全球第一条200mm晶圆生产线。随后在2002年,IBM又建成了全球最先进的300mm生产线。数据显示,2003年,IBM的晶圆代工业务凭借6.3%的市场份额曾挤进世界前三强,仅次于台积电和联电,IBM在半导体领域一时风光无两。然而, 时过境迁,美国担心的事情正在发生——IBM也开始在芯片生产环节寻求亚洲厂商代工,至此连同AMD和英特尔在内的美国三大芯片巨头都开始依赖亚洲芯片代工厂。
据外媒报道,当地时间8月17日, IBM发布了一款用于新型数据中心的处理器芯片——Power10 ,这款芯片由三星电子生产,采用7nm EUV(极紫外光刻)工艺,其性能将是上一代的3倍。据悉,Power系列是IBM面向企业级用户推出的高性能处理器芯片, 最早由IBM自己生产,然后交给格芯负责代工,后者是一家位于美国的半导体晶圆代工厂商,也是世界第三大晶圆代工厂,现在再交给三星电子。
开头提到,既然IBM拥有半导体制造部门, 曾在半导体制造领域占据一席之地,那么为何今天会依赖外部市场代工呢?IBM是如何走到这一步?
当初,IBM建立晶圆工厂的目的是为自家产品提供生产服务,帮市场代工不是主要考虑。但是, 由于英特尔的强势竞争,IBM的处理器产品在市场逐渐边缘化,导致IBM销售的处理器数量很难填补工厂的庞大产能 ,这意味着制造均摊的成本大幅增加。半导体制造是个需要时刻保持更新的行业, 生产工艺每数年升级一次,动辄耗资数十亿美元,如果没有大量出货,那么很难负担制造成本。
随着制造成本增加,IBM逐渐减少对半导体制造部门的投资。根据Gartner市调公司的调查数据显示, 2004年,IBM公司在半导体制造领域以10亿美元的资本支出位列全球第11位;到2010年,这一排名已跌出20名开外。
同时,研发和生产投资跟不上使IBM的生产工艺落后市场,产品竞争力不足。 2010年,POWER处理器第7代所用的生产工艺是45nm,同时期最先进的已跨入32nm工艺时代。 由于达不到经济规模效应,芯片制造部门成为IBM的"包袱"。 2013年,半导体制造部门占IBM营收为1.4%,但该部门每年亏损最多达到15亿美元。
IBM只能选择将该业务剥离出去,来改善IBM的盈利能力。 2014年10月,IBM宣布将旗下全球半导体制造业务出售给格芯,把业务重点放在核心的芯片设计和系统创新上。
除IBM外,AMD和英特尔也选择将高端芯片业务交由亚洲厂商代工。2018年8月,由于格芯制程工艺落后,其最大客户AMD宣布采用7nm制程工艺的处理器和芯片,全部交由台积电代工;2019年,英特尔将部分14nm订单外包给三星生产; 2020年7月,英特尔与台积电达成协议,从2021年采用台积电的6nm制程工艺量产处理器或显卡。这三大美国半导体供应商都有一个相同的特征——曾经或现在居于全球最大半导体芯片制造商队列。
在这样的背景下,美国越来越担心半导体制造业务过分依赖外部市场,可能存在风险 ,尤其是疫情冲击全球供应链,更加剧这种担忧。最近,美国就计划重振本土半导体行业,在6月提出相关法案斥资370亿美元(约合2600亿元人民币)用于扩大本土研究和制造业务。 那么,为什么美国会在半导体制造领域"式微"、对亚洲的代工厂越来越依赖呢?
美国是半导体芯片的发源地,在经历了成熟的发展阶段后, 美国芯片企业认为半导体制造业务投入成本高昂、技术开发周期快,于是考虑将重心放在芯片设计这个高附加值的环节。 1990年代,美国涌现了一批优秀的Fabless企业,即只负责芯片的电路设计与销售的企业。
随着后来经济全球化进程加快、国际分工理念广泛得到认同,美国一些IDM(集芯片设计、制造、封装和测试等多个环节于一身的运营模式)企业逐渐将芯片制造部门剥离出去, 转型成为Fabless企业,就如今天文章的主人公IBM类似,这推动了美国芯片制造业务大量向亚洲区域转移。
上文提到过,半导体制造部门具有很高的资金和技术壁垒,需要持续研发更优的生产工艺和投入巨资改良生产线,这种行业特点容易造成强者愈强的局面。 亚洲地区的半导体企业专注晶圆代工环节,并紧贴市场需求变化,这意味着它们的生产线迭代速度能够保持行业最快。 伴随着时间的推进,亚洲地区逐渐发展出最成熟的半导体制造业务,并涌现了一批高端代工企业,如台积电、联电、中芯国际等。
此消彼长,不进则退, 随着亚洲的先进制程工艺水平不断提高,美国芯片制造与之的差距也在拉大,而且趋势是越来越难跟上 ,如今美国在全球芯片制造的占比也大幅下降。 英国《金融时报》指出,目前全球仅有12%的芯片在美国制造。
不难看到,虽然美国还是全球半导体行业的霸主,但在芯片制造领域已然面临巨大的挑战,随时还可能被甩到更后,也因此当前美国正出台各种扶持本土芯片产业的政策,以试图扭转这种局面,而全球半导体芯片制造格局或有可能迎来新的变化。
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美国的科技实力非常的强,在很多方面都领先于世界走在前沿。同时一直想做世界霸主的它,非常忌讳别国的进步和超越。但凡其他国家有想超越它的可能,美国必须立马的制止住将苗头掐灭在在微光中。美国面对中国的不断崛起以及相关芯片行业的突破,非常的着急。采取了520亿美元芯片法案,让更多的投资花费在芯片这个领域并且有相关的法案支持。
美国的这一 *** 作也表示了它想加速“去中国化”,想在芯片这一领域领跑于世界,不能让其他国家抢到这个奶酪,尤其是在它看来非常有威胁的国家中国不能从中受益。而中国一直非常的想突破自己芯片的瓶颈,对这个领域一直有着非常大的关注度。相关的研发人才以及研发投入非常多,想实现中国人自己的芯片,让相关科技行业的发展不再受制于人,这一点也是非常值得国人骄傲的。
同时值得关注的是美国这520亿美元补贴是让相关的半导体制造业在国内建设,如果在中国建设的话则无法获得这一补贴。美国这一大礼包补贴是想吸引更多的半导体企业在美国国内建设,不允许在其他国家发展这一科技。这一礼包也非常的有吸引力,这么大金额的补贴也让很多的企业家想去美国建设。这个补贴从相关的美国国库而来以及相关的党派集团所出的份额。
美国的相关党派非常的有钱,背后都有非常大的经济集团。这些经济集团会共同出这一个520亿美元补贴,这对他们来说并不非常的困难。他们拥有着很多的产业,在很多领域都属于佼佼者,资金链非常的庞大。不过值得注意的是,这一法案还并没有正式通过,还在走相关的流程过程中。
不是的,佳能与阿斯麦尔是竞争对手。日本光学设备制造巨头佳能(Canon)正计划靠提升光刻机的生产效率来抢占市场。按照计划,今年3月份,佳能将时隔7年(自2013年来),面向市场推出新型光刻机“FPA-3030i5a”,这款新品较旧机型的生产效率提升了将近17%。
公开资料显示,目前以日本佳能、尼康(Nikon)、荷兰阿斯麦(ASML)为首的3家制造商占据了全球超过90%的半导体光刻机市场。曾几何时,尼康与佳能是全球光刻机市场的龙头老大,但自从荷兰巨头ASML在EUV技艺拔得头筹后,这两家巨头的研发也停滞不前。
截至目前,在EUV光刻机的生产方面,全球有且仅有ASML能担此重任。不过,考虑到当前自家在全球半导体设备市场也有一定的优势,各大日企也不肯就此将光刻机市场“拱手”让给ASML。据国际半导体产业协会(SEMI)此前发布的数据,2019年日本生产的半导体生产设备全球占比高达31.3%。
据日本经济新闻此前报道,2020会计年度(截至2021年3月底),日本知名半导体零部件制造商东京电子累计耗费了1350亿日元(折合约85亿元人民币)的研发经费,为的就是增加检测与光源等的实力,以尽早提高EUV光刻机相关的设备产能。
佳能此次的“大动作”也不例外。据报道,佳能希望通过推进多种半导体的产品战略,在当前全球物联网技术飞快发展的同时,拿下更多海外订单,从而在全球光刻机市场分得更多蛋糕。
值得一提的是,中国市场正被佳能、尼康等日企视为重振半导体产业“业绩”的重要希望。要知道,我国当前芯片发展受限一个原因就是,美国有意阻挠海外巨头与我国企业的合作。尤其是中芯国际此前自ASML订购的EUV光刻机,到现在还无法对华出口。
为了打破美国的桎梏,我国的企业也在努力寻找转机。2020年10月中旬,日本媒体就爆出一则消息,已经有不少中资企业计划向尼康、佳能两家日本巨头出资,欲联手推进EUV以外的新型光刻机的研发。
按照日媒的分析,虽然当前ASML在全球EUV光刻机“一家独大”,但是若是想拿到极紫外线以外技术的高端光刻机,日本的尼康以及佳能这两家企业也有能力制造。
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