新型半導體材料在工業(yè)方面的應用越來越多。新型半導體材料表現(xiàn)為其結構穩(wěn)定，擁有卓越的電學特性，而且成本低廉，可被用于制造現(xiàn)代電子設備中廣泛使用，半導體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。本文將簡單的介紹半導體芯片行業(yè)三種運作模式。

半導體芯片是什么

一般情況下，半導體、集成電路、芯片這三個東東是可以劃等號的，因為講的其實是同一個事情。半導體是一種材料，分為表格中四類，由于集成電路的占比非常高，超過 80%，行業(yè)習慣把半導體行業(yè)稱為集成電路行業(yè)。而芯片就是集成電路的載體，廣義上我們就將芯片等同于了集成電路。

半導體芯片行業(yè)的三種運作模式有 IDM、Fabless 和 Foundry。

1、IDM(Integrated Device Manufacture)模式

主要的特點如下：集芯片設計、芯片制造、芯片封裝和測試等多個產業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一身;早期多數集成電路企業(yè)采用的模式;目前僅有極少數企業(yè)能夠維持。

主要的優(yōu)勢如下：設計、制造等環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化，有助于充分發(fā)掘技術潛力;能有條件率先實驗并推行新的半導體技術(如 FinFet)。

主要的劣勢如下：公司規(guī)模龐大，管理成本較高;運營費用較高，資本回報率偏低。

這類企業(yè)主要有：三星、德州儀器(TI)。

2、Fabless(無工廠芯片供應商)模式

主要的特點如下：只負責芯片的電路設計與銷售;將生產、測試、封裝等環(huán)節(jié)外包。

主要的優(yōu)勢如下：資產較輕，初始投資規(guī)模小，創(chuàng)業(yè)難度相對較小;企業(yè)運行費用較低，轉型相對靈活。

主要的劣勢如下：與 IDM 相比無法與工藝協(xié)同優(yōu)化，因此難以完成指標嚴苛的設計;與 Foundry 相比需要承擔各種市場風險，一旦失誤可能萬劫不復。

這類企業(yè)主要有：海思、聯(lián)發(fā)科(MTK)、博通(Broadcom)。

3、Foundry(代工廠)模式

主要的特點如下：只負責制造、封裝或測試的其中一個環(huán)節(jié);不負責芯片設計;可以同時為多家設計公司提供服務，但受制于公司間的競爭關系。

主要的優(yōu)勢如下：不承擔由于市場調研不準、產品設計缺陷等決策風險。

主要的劣勢如下：投資規(guī)模較大，維持生產線正常運作費用較高;需要持續(xù)投入維持工藝水平，一旦落后追趕難度較大。

這類企業(yè)主要有：SMIC、UMC、Global Foundry。

IDM、Foundry、Fabless以及Fab-lite之間的合作和競爭

Fabless與IDM之間的競爭激烈。Fabless與IDM廠商都要直接面對客戶，處于同一個競爭層面，二者之間存在激烈的競爭。相對而言，IDM 的品牌優(yōu)勢更為明顯，而眾多的Fabless 廠商只能通過捕捉市場熱點并迅速推出產品制勝，當然也有少數技術實力強大的Fabless 可以立足研發(fā)，推出自己的差異化產品，成為細分子行業(yè)的龍頭。

Foundry與IDM之間的合作會更緊密。由于IC制造前期投入資金量較大，固定成本較高，如果一條生產線建立后不能進行大量生產則無法收回成本。2002 年以后，由于加工工藝和設備的成本直線上升，許多IDM 廠商無法通過投資生產線實現(xiàn)收益，而Foundry 可以通過為多家客戶代工同類型產品而獲益，在這種情況下，許多IDM廠商將制造環(huán)節(jié)外包給Foundry廠商。兩者的合作不但可以分擔研發(fā)先進工藝所需的費用及所面臨的風險，而且一旦一個新工藝投入量產，IDM和Foundry都能從中獲益。隨著技術進一步發(fā)展，建設IC 制造生產線的固定成本將更高，IDM 廠商將有更多的業(yè)務外包給Foundry，雙方的共同研發(fā)也會越來越深入，二者之間的合作將更加密切。而有些時候IDM還做代工，像是2013英特爾宣布將利用即將推出的14nm 3D晶體管技術為芯片廠商Altera代工FPGA，是英特爾首次向其他廠商開放其最先進的制造工藝，換句話說，像是英特爾這種IDM也做代工貿易。另一案例是三星為蘋果公司代工iPhone中使用的A4、A5、A6甚至A7處理器，全球頂級存儲器制造商三星實際上已成為臺積電的有力競爭者。另外，瑞薩、東芝等日本廠商也把它們的SoC邏輯芯片外包給三星代工。

最后，簡單介紹下半導體芯片產業(yè)鏈重要環(huán)節(jié)。

產業(yè)鏈簡單來說分上、中、下游主要是三個環(huán)節(jié)：

這些名詞看著很復雜，那我就用大白話幫大家翻譯一下(對照著下面這張圖一起看)：

1、IC設計指的是集成電路設計。什么手機、電腦、智能設備玩意兒運行邏輯都要在這個時候定好;

2、晶圓制造是啥意思呢?因為集成電路需要做到一個晶片上，晶片是從砂石里層層提煉出來的東西，中間有拉晶、切割的工藝，要用到熔煉爐、CVD設備、單晶爐和切片機這幾樣設備。

3、晶圓加工就是在上一步做好的晶圓基礎上，把集成電路做到上面去主要包含鍍膜、光刻、刻蝕、離子注入這些工藝。這也需要多項設備來實現(xiàn)。

4、封測就是封裝+測試。目的是把上面做好的集成電路放到保護殼中，防止損壞、腐蝕。要用到切割減薄設備、引線機、鍵合機、分選測試機等設備。

最后，芯片就成品了。