1988年,IBM建成了世界上第壹條200毫米晶圓生產線。然後在2002年,IBM建成了世界上最先進的300毫米生產線。據數據顯示,2003年,IBM的晶圓代工業務曾以6.3%的市場份額躋身全球前三,僅次於臺積電和UMC,IBM在半導體領域的發展可謂順風順水。然而時過境遷,美國擔心的事情正在發生——IBM在芯片生產方面也開始尋求亞洲廠商的代工,包括AMD和英特爾在內的美國三大芯片巨頭已經開始依賴亞洲芯片代工廠。
據國外媒體報道,當地時間8月6日,IBM發布了壹款用於新數據中心的處理器芯片————power 10,該芯片由三星電子生產,采用7納米EUV(極紫外光刻)工藝,性能將是上壹代的三倍。據悉,Power系列是IBM面向企業用戶推出的高性能處理器芯片。它首先由IBM自己生產,然後交給辛格進行OEM。後者是美國的壹家半導體晶圓代工廠,也是全球第三大晶圓代工廠。現在交給三星電子。
如開頭所述,既然IBM有半導體制造部門,並且曾經在半導體制造領域占有壹席之地,為什麽今天還要依賴外部市場進行代工呢?IBM是如何走到這壹步的?
最初,IBM建立晶圓廠的目的是為自己的產品提供生產服務,為市場代工並不是主要考慮因素。然而,由於英特爾的強大競爭,IBM的處理器產品在市場上逐漸被邊緣化,這使得IBM很難出售處理器的數量來填補工廠的巨大產能,這意味著制造成本大大增加。半導體制造是壹個需要時刻更新的行業。生產過程每隔幾年就要升級壹次,每次都要花費數十億美元。如果不大量出貨,很難承擔制造成本。
隨著制造成本的增加,IBM逐漸減少了對半導體制造部門的投資。根據Gartner的調查數據,2004年,IBM在半導體制造領域的資本支出為1億美元,在全球排名11。到2010時,這壹排名已經跌出20位。
同時,R&D的生產投資跟不上IBM落後的生產技術和產品競爭力。2010第七代POWER處理器采用的生產工藝為45nm,同期最先進的工藝已經進入32nm工藝時代。由於缺乏規模經濟,芯片制造部門已成為IBM的“負擔”。2013年,半導體制造部門占IBM收入的1.4%,但該部門的年度虧損最多達到15億美元。
IBM只能選擇剝離這項業務,以提高IBM的盈利能力。IBM宣布將把其全球半導體制造業務出售給辛格,專註於核心芯片設計和系統創新。
除IBM外,AMD和英特爾也選擇將高端芯片業務交給亞洲廠商代工。2065438+2008年8月,由於網格核心制程技術的落後,其最大的客戶AMD宣布,所有使用7納米制程技術的處理器和芯片都交給臺積電代工。2019年,英特爾將部分14nm訂單外包給三星生產;2020年7月,英特爾和臺積電達成協議,將從2021開始使用臺積電的6納米制程技術大規模生產處理器或顯卡。這三家美國半導體供應商都有壹個相同的特點——它們曾經或現在都是全球最大的半導體芯片制造商之壹。
在此背景下,美國越來越擔心半導體制造業務過於依賴外部市場,可能存在風險,尤其是當疫情沖擊全球供應鏈時,這進壹步加劇了這種擔憂。近期,美國計劃振興本土半導體產業。今年6月,它提出了壹項相關法案,擬斥資370億美元(約2600億元人民幣)擴大當地的研究和制造業務。那麽,為什麽美國在半導體制造領域“沒落”,越來越依賴亞洲代工廠呢?
美國是半導體芯片的發源地。經過成熟的發展階段後,美國芯片公司認為半導體制造業務投資成本高、技術開發周期快,因此考慮專註於芯片設計這壹高附加值環節。1990年代期間,美國湧現出壹批優秀的無晶圓廠企業,即只負責芯片的電路設計和銷售的企業。
隨著經濟全球化進程的加快和國際分工理念的廣泛認同,壹些美國IDM(集成芯片設計、制造、封裝和測試的運營模式)企業逐漸剝離其芯片制造部門,轉型為Fabless企業,就像今天文章的主角IBM壹樣,推動了大量美國芯片制造業務向亞洲轉移。
如上所述,半導體制造領域具有較高的資金和技術壁壘,需要不斷開發更好的生產工藝並投入巨額資金來改進生產線。這種行業特征很可能導致強者愈強的局面。亞洲的半導體公司專註於晶圓代工,並密切跟蹤市場需求的變化,這意味著他們的生產線叠代速度可以保持行業最快。隨著時間的推移,最成熟的半導體制造業務逐漸在亞洲發展起來,並湧現出壹批高端代工企業,如臺積電、UMC和SMIC。
不進則退。隨著亞洲先進制程技術的不斷提高,美國芯片制造與it之間的差距越來越大,而且趨勢越來越難以跟上。現在,美國芯片制造在全球的比重也大幅下降。《金融時報》指出,目前,全球只有12%的芯片是美國制造的。
不難看出,盡管美國仍是全球半導體行業的霸主,但其在芯片制造領域已經面臨巨大挑戰,隨時可能被甩在身後。因此,美國目前正在出臺各種扶持本土芯片產業的政策,試圖扭轉這壹局面,而全球半導體芯片制造格局或將迎來新的變化。
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