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先进制程晶圆厂淘汰赛:20年锐减九成
在过去的20年间,致力于先进制程的玩家从26家减少到3家,减少了近九成。 这一变化反映了先进制程晶圆厂领域的激烈竞争和市场整合,具体分析如下:
衰退过程21世纪初的竞争格局:进入21世纪,先进制程领域仍有多家厂商参与竞争。当时,以IDM模式为主,美国和日本厂商在芯片制造领域占据主导地位。
2002-2006年:首次大规模退出:在此期间,多家厂商开始退出先进制程竞争,包括Sanyo、Rohm、ON、Mitsubishi、Hitachi、Atmel、HLMC和ADI等。这些厂商未能及时推出90nm工艺,日本厂商在此次退出潮中占比较大。日本半导体厂商在经历高速成长后,受到美国打压,加上DRAM市场变化,开始转向半导体上游产业链。
2006-2008年:65nm工艺过渡期的退出:在90nm向65nm工艺过渡过程中,又有六家企业退出先进工艺竞赛,包括Sony、Sharp、Infineon、Freescale、Cypress和AMD。这些厂商的退出反映了芯片制造能力已不能为其提供足够优势。
45nm节点后的加速淘汰:进入45nm节点后,市场淘汰频率加快,每一代新节点的更新都有玩家被淘汰。从45nm过渡到22nm/20nm器件,先进制程玩家由14家减少到7家,包括TI、STM等企业。
22nm/20nm节点后的晶圆代工厂主导:进入22nm/20nm节点后,具有先进工艺制造的企业主要是晶圆代工厂,如台积电、三星和英特尔。IDM企业逐渐落寞于先进工艺竞赛,晶圆代工模式开始占据主导地位。
衰退原因
技术挑战与成本压力:随着制程节点的不断缩小,技术挑战和研发成本急剧增加。半导体工艺设备尤其是光刻设备的支出巨大,促使一些IDM企业走向fabless模式或lite FAB。例如,AMD于2008年出售了其芯片制造部门,以避免被边缘化。
晶圆代工模式的崛起:台积电等晶圆代工厂在先进工艺上的进步显著,推动了晶圆代工模式的崛起。ASML与台积电合作开发浸没式系统,成功将90nm制程提升到65nm,进一步巩固了晶圆代工厂的地位。
市场策略调整:一些厂商根据市场情况调整策略,放弃先进制程技术的追逐。例如,TI宣布放弃32nm及以下的研发,转而收购二手生产线,因为其模拟电路在0.18微米水平已能满足需求,且32nm制程的开发成本过高。
当前竞争格局
寡头垄断市场:目前,先进制程领域已成为寡头垄断市场,仅剩台积电、三星和英特尔等少数关键参与者。这些厂商在先进工艺上展开激烈竞争,推动工艺节点不断向下延伸。
晶圆代工厂之间的竞争:进入22nm/20nm节点后,先进工艺成为晶圆代工厂之间的竞争。他们积极推动工艺进步,如晶体管架构的选择(FinFET或FD-SOI),并满世界建厂以抢夺更多机会。
新兴市场与成熟工艺的需求:受惠于新兴市场对成熟工艺的需求,那些已放弃最先进节点开发的晶圆代工厂和拥有芯片制造能力的IDM厂商重新成为业界关注对象,构成了当今芯片制造能力的重要部分。
资本投入与未来趋势
重资本投入:提高芯片制造能力需要巨额资本投入。根据Semico Research的统计,2020年半导体资本支出增长9.2%,达到1,121亿美元。预计到2021年,资本支出将增加近150亿美元,其中台积电和三星等厂商将贡献大部分增长。
未来部署:为了抢夺更多机会,先进工艺厂商正在满世界建厂。例如,台积电、三星和英特尔陆续宣布将在美国建设新的晶圆代工厂,部署5nm及以下节点,以提高未来在芯片制造方面的实力。
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