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半导体人必须掌握的9个英文词汇

Date: 2018-06-06
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近期张汝京博士在集微网半导体大会上谈到了国内半导体业者可以效仿中国台湾半导体代工的模式,提出了CIDM 模式。那么什么是CIDM呢?除此之外,还有Fabless、Foundry、IDM、OEM、ODM、OBM、EMS、IDH等等这些大家经常看到的英文简称,今天我们就来科普一下设计行业和制造行业的那些简称。

半导体人必须掌握的9个英文词汇

被中国业者称为“中国半导体教父”的张汝京,日前上周的一个半导体交流大会中接受媒体记者的采访表示,中国大陆地区的半导体业者可以效法类似中国台湾地区半导体代工业者的模式,发展出自己特殊的 “垂直整合模式”(integrated design and manufacture,IDM)作业模式,除了为自己的半导体提供制造服务之外,也可以建立本身的代工能量,达到进可攻、退可守的地步。

半导体人必须掌握的9个英文词汇


目前,大陆半导体产业市场需求越来越大、技术越来越先进,投资基金规模也越来越大,参与企业也越来越多。这引发了不少企业的代工想法,甚至连英特尔也计划开放自己的产能来从事专业代工。


大约30多年前一些美国、日本和欧洲的IDM半导体工厂把多余的产能出来做代工服务,因为代工的公司不会与客户竞争,所以专业代工的模式成为半导体市场的新宠。那么,究竟国内半导体行业更加适用怎样的模式呢?


张汝京建议,中国大陆业者可循着 CIDM (Commune IDM) 的模式来发展。


接下来我们就探讨一下什么是CIDM模式,顺便说说设计行业和制造行业那些简称。



CIDM



CIDM(CommuneIDM),就是共有共享式的IDM(IDM:下文有介绍)公司。CIDM模式已经有先例,如新加坡TECH公司就是好几家公司联合成立的一个IDM公司(生产存储器为主),其中TECH的“T”是TI德仪,“E”就是新加坡政府EDS经济发展局,“C”是Canon佳能,“H”是Hewlett-Packard惠普。其中的几家企业当时都需要很多的DRAM。四家投资一个IDM公司,自己设计、自己生产、自己销售,从第二年开始几乎每年都实现了盈利。


在大陆,有一些规模较小的IDM工厂,其中多数生产150mm芯片、少数生产200mm芯片。成立先进的IDM公司,光靠一家企业很难做起来。如果5到10个伙伴一起来合作比运作一个先进的代工厂更容易些,因为分担投资,产品互补,减少了资金的压力,资源共享了,顾客固定,产能利用率有保障,风险大大降低,完全实现了互惠互利,而且产品和技术能力也可以大大提升。挑战在于CIDM是五个或者更多合作伙伴共有,一方面,Fab要提供技术给这些公司,另一方面,这些公司的产品如何避免同质化竞争,目标市场也要区别。


对于CIDM模式而言,事先做好协同作业(Concordance)尤为重要。


在技术层面,张汝京博士认为,CIDM一开始的时候只需要提供10至20种工艺,力量比较集中,做到40-28nm就足够了,这个节点及以上的工艺,70-80%的产品都可以生产了,有很大的获利市场。40nm之后接着就上28nm。最赚钱的也可以接得上。

他建议先不要一开始就去做14纳米或者10纳米这种最先进的工艺和产品。更先进的14-7纳米的工艺和产品还是先让那几家领先的公司去研发和生产。


在市场策略方面,CIDM自家的产能分配可以内部协商,必要时可以增加产能;如果产能过剩,就对其他客户提供服务。是一种“进可攻,退可守”的模式。



Fabless



Fabless,是Fabrication(制造)和less(无、没有)的组合,是指“没有制造业务、只专注于设计”的集成电路设计的一种运作模式,也用来指代未拥有芯片制造工厂的IC设计公司,经常被简称为“无晶圆厂”(晶圆是芯片\硅集成电路的基础,无晶圆即代表无芯片制造);通常说的IC design house(IC设计公司)即为Fabless。


在80年代的后期,首先在台湾地区推出了代工(foundry)服务,它专门为fabless公司加工制造IC产品。在那个时期代工最关键的是必须保证加工产品的设计技术不会外洩,保持中立地位。


因此代工与fabless的互相配合,奠定了半导体产业由IDM的一种制造模式,走向四业分离,即设计,制造,代工及封装与测试。fabless能更快的推动新的IC产品呈现,导致半导体业更迅速的发展与增长。


然而,fabless在它的初创阶段也并非一帆风顺,一直要到1990年时才被半导体业界的权威人士承认fabless模式的成功。那时己经有Nvidia,Broadcom,及Xilinx等公司,尤其如Cyrix公司,它生产的产品在价格上具有竞争性,推动全球计算产品的市场发展。


1994年Jodi Shelton女士与六家fabless公司的CEO组建无晶厂半导体联盟,(Fabless Semiconductor Associatio,简称 FSA,目的是把fabless模式推向全球化。


至2007年12月FSA转变成全球半导体联盟(Global Semiconductor Alliance),简称GSA。由此表明FSA已经起到全球化的作用,它不尽在IC设计领域中,而是需要加强全球半导体业之间的合作发展。


之后的fabless模式进一步被半导体业界认可,导致如有些大的IDM公司开始完全转变成fabless,如Conexant System,以及LSI Logic等。尤其是工艺制程进入28纳米之后,是个转折点,全球众多IDM厂采用轻晶园厂策略,即fab lite模式,包括如TI.Freescale,Infineon,Cypress Semiconductor等大牌的IDM厂都开始拥抱代工。到2007年时fabless模式己成为推动半导体业的优先发展模式,在2007年时GSA跟踪的10家fabless的销售额己经超过10亿美元。


据FSA于2005年5月时的资料,在1994年全球半导体销售额已经达1,000亿美元时,相应的fabless的销售额才32亿美元,到2000年全球半导体销售额达超过2000亿美元时,相应的fabless销售额为176亿美元,而到2015年全球半导体销售额己达3350亿美元时,相应的fabless己增长到842亿美元(数据来自IC Insight 2016年4月)。


据FSA的数据,在1994 to 2010的16年间,全球fabless的营收由32亿美元,增加到736亿美元,增长达23倍,年均增长率(CAGR)达到21.66%。


按ICInsight报道2015年全球 fabless排名中第一次把苹果/台积电列于第七,它的销售额为30.85亿美元,同比增长111%,可见终端电子产品供应商的自制IC产品获得认可。


半导体人必须掌握的9个英文词汇

半导体人必须掌握的9个英文词汇

中国半导体行业协会发布的“2016年中国集成电路设计十大企业”,2016 年因为未完成收购,北京君正并未统计在此次排名中,而且 2017 年兆易创新又以 65 亿元并购北京硅成,预计 2017 年全国十大设计企业排名会发生巨大变更。

半导体人必须掌握的9个英文词汇


Foundry


Foundry,在集成电路领域是指专门负责生产、制造芯片的厂家。Foundry原意为铸造工厂、翻砂车间、玻璃熔铸车间,从它的字面意思可以看出其与集成电路的联系,因为硅集成电路的制造也跟“玻璃”和“砂”有关。在半导体行业,Foundry也就是我们熟知“晶圆代工”。


圆代工或晶圆专工(Foundry),半导体产业的一种营运模式,专门从事半导体晶圆制造生产,接受其他IC设计公司委托制造,而不自己从事设计的公司。有些拥有晶圆厂的半导体公司,如英特尔(Intel)、AMD等,会因产能或成本等因素,也会将部份产品委由晶圆代工公司生产制造。台积电、联电为世界排名第一与第二的晶圆代工公司。


反之,专门从事IC电路设计而不从事生产且无半导体厂房的公司称为无厂半导体公司(Fabless)。无厂半导体公司依赖晶圆代工公司生产产品,因此产能、技术都受限于晶圆代工公司,但优点是不必自己兴建、营运晶圆厂。随着芯片制成微缩、晶圆尺寸成长,建设一间晶圆厂动辄百亿美金的经费,往往不是一般中小型公司所能够负担得起;而透过此模式与晶圆代工厂合作,IC设计公司就不必负担高阶制程高额的研发与兴建费用,晶圆代工厂能够专注于制造,开出的产能也可售予多个用户,将市场波动、产能供需失衡的风险减到最小。


总之晶圆代工厂就像是一个加工坊。晶圆代工就是向专业的集成电路设计公司或电子厂商提供专门的制造服务。这种经营模式使得集成电路设计公司不需要自己承担造价昂贵的厂房,就能生产。这就意味着,台积电等晶圆代工商将庞大的建厂风险分摊到广大的客户群以及多样化的产品上,从而集中开发更先进的制造流程。 


随着半导体技术的发展,晶圆代工所需投资也越来越大,现在最普遍采用的8英寸生产线,投资建成一条就需要10亿美元。尽管如此,很多晶圆代工厂还是投进去很多资金、采购了很多设备。这足以说明晶圆代工将在不久的未来取得很大发展,占全球半导体产业的比重也将与日俱增。 


半导体人必须掌握的9个英文词汇

图 | 2017年全球前十大晶圆代工业者排名


半导体人必须掌握的9个英文词汇

图 | 国内主要晶圆代工厂分布




IDM



IDM大家都很熟悉了,像英特尔这种,从设计,到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包的企业,称为IDM公司。


11月24日矽品公告称,将出售子公司矽品科技(苏州)有限公司30%股权给大陆紫光集团,交易金额为10.26亿元人民币。自此,紫光也完成了从设计,制造、封装测试以及销售一条龙全包,成为国内为数不多的IDM公司。


目前,IDM是全球主要的商业模式。美国、日本和欧洲半导体产业主要采用这一模式,典型的IDM 厂商有Intel、三星、TI(德州仪器)、东芝、ST(意法半导体)等。IDM 厂商的经营范围涵盖了IC 设计、IC 制造、封装测试等各环节,甚至延伸至下游电子终端。


IDM 模式之所以领先,主要原因在于具备如下优势: 


首先,IDM 企业具有资源的内部整合优势。在IDM 企业内部,从IC 设计到完成IC制造所需的时间较短,主要的原因是不需要进行硅验证(SiliconProven),不存在工艺流程对接问题,所以新产品从开发到面市的时间较短。而在垂直分工模式中,由于Fabless 在开发新产品时,难以及时与Foundry 的工艺流程对接,造成一个芯片从设计公司到代工企业的流片(晶圆光刻的工艺过程)完成往往需要6-9 个月,延缓了产品的上市时间。 


其次,IDM 企业的利润率比较高。根据“微笑曲线”原理,最前端的产品设计、开发与最末端的品牌、营销具有最高的利润率,中间的制造、封装测试环节利润率较低。根据花旗银行2006 年的市场调查,在美国上市的IDM企业平均毛利率是44%,净利率是9.3%,远远高于Foundry 的15%和0.3%以及封装测试企业的22.6%和1.9%。


最后,IDM 企业具有技术优势。大多数IDM 都有自己的IP(Intellectual Property,知识产权)开发部门,经过长期的研发与积累,企业技术储备比较充足,技术开发能力很强,具有技术领先优势。 


但一个成功的IDM 企业所需的投入非常大。一方面,IDM 企业有自己的制造工厂,需要大量的建设成本。另一方面,由于IC 制程研发成本越来越高,IC 设计成本大幅增加。IC Insights 数据显示,R&D 费用占销售收入比重不断增加。总体上,IDM 的资本支出与Foundry 相当,却远高于Fabless;IDM 的研发投入占销售收入比重比Fabless 低,却要远高于Foundry。所以,一个成功的IDM 所需投入最大。


IDM 的另一大局限就是对市场的反应不够迅速。由于IDM 企业的“质量”较大,所以“惯性”也大,因此对市场的反应速度会比较慢。总的来看,由于具备资源内部整合、高利润率以及技术领先等优势,IDM 厂商仍然处于市场的主导地位,但IDM 厂商所需的投入最大,对市场的反应也不够迅速,所以要成为一个成功的IDM 厂商并不容易。


半导体人必须掌握的9个英文词汇





OEM



OEM:Original Equipment Manufacturer,即:原始组装生产商。是在社会化分工、专业化利益驱动下产生的,其基本含义是:按原单位(品牌单位)委托合同进行产品开发和制造,用原单位商标,由原单位销售或经营的合作经营生产方式。


这种经营模式在国际上已运作多年并行之有效。企业为了加大其拥有资源在创新能力方面的配置,尽可能地减少在固定资产方面的投入,企业不直接进行生产,通过让别的企业代为生产的方式来完成产品的生产任务。这样,只需支付材料成本费和加工费,而不必承担设备折旧和自建工厂的负担,可随时根据市场变化灵活的按需下单。由此可促进成品业务形成新的经营优势,培养和壮大企业内在的扩张力,提高经营能力和管理水平,从而为更高层次的资本运营创造条件和积累经验。


苹果公司掌握着iPhone的核心技术和设计,交给富士康来代工生产,苹果公司支付原材料费和加工费,富士康就是OEM企业。




ODM



ODM的英文名称是(Original Design Manufacturer),译作:原始设计制造商。它可以为客户提供从产品研发、设计制造到后期维护的全部服务,客户只需向ODM服务商提出产品的功能、性能甚至只需提供产品的构思,ODM服务商就可以将产品从设想变为现实。


某制造商或者某设计公司设计出一种产品后,在某些情况下可能会被另外一些品牌的制造商看中,要求配上后者的品牌名称来进行生产,又或者稍微修改一些设计(如按键位置)来生产。这样做的最大好处是其他厂商减少了自己研制的时间。这样只做设计而没有自建工厂的企业就是ODM企业。


ODM近年来兴起于国内IT业的概念。与之不同的是,早为业内所熟知的OEM(原始设备制造商),主要是指按照上游厂商的设计进行制造,OEM的流行与ODM的兴起,反映了国内制造业发展的过程:早期国内厂商缺乏核心技术,不得已扮演OEM的角色,给别人生产产品,或是拿来其他厂商的OEM产品进行贴牌销售;而随着国内厂商逐渐掌握核心技术,开始出现自主知识产权的产品设计,ODM进入了人们的视野。


红米手机是由闻泰集团设计,制造,产品把控,最后挂着红米的品牌交给小米公司去进行销售,所以闻泰集团就是ODM企业。




OBM



OBM的英文名称是:Orignal Brand Manufactuce,译作:原始品牌制造商。即代工厂经营自有品牌,或者说生产商自行创立产品品牌,生产、销售拥有自主品牌的产品。


由于代工厂做OBM要有完善的营销网络作支撑,渠道建设的费用很大,花费的精力也远比做OEM和ODM高,而且常会与自己OEM、ODM客户有所冲突。通常为保证大客户利益,代工厂很少大张旗鼓地去做OBM。有观点认为,收购现有品牌、以特许经营方式获取品牌也可算为OBM的一环。


海尔公司有着自己的核心技术和设计,用自己的生产厂房生产然后挂着海尔的品牌销售,那么海尔公司就是名副其实的OBM企业。




EMS



EMS :Electronic Manufacturing Services的缩写,即电子制造服务,电子专业制造服务亦称ECM(Electronic Contract Manufacturing),中文又译为专业电子代工服务,是一个新兴行业,它指为电子产品品牌拥有者提供制造、采购、部分设计以及物流等一系列服务的生产厂商。


电子制造服务公司为原始设备生产商如戴尔、爱立信、摩托罗拉、微软等企业提供设计、策划、制造、测试以及物流管理等等全套系列服务。这种外包模式是一个复杂的流程,其服务必须覆盖包括产品设计、体系建设和物流管理等阶段在内的整个产品周期。正是由于这种制造模式具有统包的特点,从而使电子制造服务商可对项目实施从构思设计、产业化、制造到部署的全程管理。




IDH



IDH(Independent Design House)独立设计公司,是上游IC原厂与下游整机企业之间的桥梁.它在IC原厂芯片的基础上开发平台、解决方案等产品,为整机产品的研发和迅速面市提供了条件。


IDH利用是自己的专业特长对芯片的应用和相关软硬件设计进行了比IC公司更深入的了解和充分的研究,更能充分发挥芯片的优势。IDH不只是围绕芯片进行开发,同时还要将各种IC组合成一个消费者非常认可的产品。


由于IDH比IC厂商更接近市场,能更清楚地了解到客户的需求,因此在产品定义方面比IC厂商更加敏锐,很多时候能够影响IC厂商的产品定义和软件开发方向,甚至与IC厂商共同定义芯片的规格。这种方式对未来的产品和行业格局产生了影响。


IDH的存在是产业分工优化的结果。它的作用不容忽视,在现在的产业发展中,它扮演的角色也更加多样化。IC厂商为自己的IC提供的或者是最大系统,或者是最小系统,往往需要做二次开发并提供参考设计,IDH可以根据目标的应用并提供相关的系统参考设计,也可以设计出接近于最终产品的解决方案,既弥补IC厂商所缺乏的工程化经验,也帮助制造厂商加快底层系统开发的周期,并有效地减少了研发的难度和风险。







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