【Lynn寫點週報】賣掉8吋晶圓廠後,為何格羅方德又放棄中國成都 12吋廠?

世界第二大的晶圓代工廠格羅方德傳出 2017年與重慶政府合資的成都 12吋 FD-SOI廠(Fab 11)已經停工裁員,這週 Lynn就來談談格羅方德中國成都廠的裁員事件以及格羅方德的營運困境。
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2019年無疑是半導體產業轉折的一年,過去講求效能與功耗的先進製程因為智慧型手機處理器、繪圖顯示卡的爆發式成長,成為各家晶圓代工廠的主要客戶需求,但隨著消費市場轉緩,先是蘋果財報揭露 iPhone銷售衰退 15%、資料中心的建設減緩以及全球電子產品消費市場冷卻,都使得先進製程的成長光環漸失,迫使半導體廠商重新擬定發展策略。

今年才剛開始,全球半導體產業已經動作頻頻,各家廠商都在重新布局 2019年的營運策略,其中又以格羅方德最為積極。

世界第二大的晶圓代工廠格羅方德(Global Foundry, GF)於 2019年 1月 31日宣布將新加坡的 8吋 Fab-3E晶圓廠以 2.36億美元的價格售予世界先進後(相關文章可以參考:8吋晶圓代工正夯,世界先進砸 2.36億美金併購格羅方德晶圓廠),不久又傳出 2017年與重慶政府合資的成都 12吋 FD-SOI廠(Fab 11)已經停工裁員,更被員工爆料晶圓廠內根本沒有設備。

事實上,如果清楚格羅方德的營運現況,便會發現這樣的舉動絲毫不令人意外,要了解整件事情的來龍去脈,必須要先掌握格羅方德的策略轉變以及中國成都廠的興建背景,這週 Lynn就來談談格羅方德中國成都廠的裁員事件以及格羅方德的營運困境。

格羅方德 12吋廠並未引進 FD-SOI的 22nm製程,只能做 40 nm製程

事實上, 2017年格羅方德洽談進入中國的時候,這座 12吋廠計畫分為兩期的工程進行,第一期是建立 12吋晶圓的生產線,並轉移格羅方德新加坡廠的技術,預計於 2018年底投產;第二期則規畫導入德國廠所研發的 22 nm SOI製造工藝,計畫 2019年開始進行試產。

目前這座 12吋廠只有進行到第一期工程結束,廠內都是使用從新加坡廠轉移過來的技術跟設備,該新加坡廠是 2010年收購的特許半導體旗下的晶圓廠,留下的都是一些老舊、甚至已經淘汰的二手設備。

受制於這些設備與技術,這座12吋廠實務上只能作到 40 nm的製程,而且產線人員也才剛送到新加坡進行培訓結束── 該晶圓廠根本尚未開始、也無法進行量產。

對於渴求半導體產業快速發展的中國而言, 40 nm的工藝並不重要,中芯國際早就有辦法試產 28 nm工藝的晶片,關鍵是當初格羅方德承諾轉移 22nm FD-SOI製造工藝到中國,但 2018年格羅方德卻爆發大幅虧損事件,使得第二期工程遲遲沒有開始,並取消一系列的技術轉移。

FD-SOI (Fully-Depleted Silicon-On Insulator)製程與主流的 FinFET (Fin Field-Effect Transistor)製程都是半導體產業中可量產的電晶體技術,其中 FinFET元件主要用於高性能元件,像是 GPU和 CPU,例如台積電的主流製程均採用 FinFET。

FD-SOI在市佔率雖然不如 FinFET,但優勢是功耗較低, 22 nm製程的元件可擁有勘比14/16 nm FinFET電晶體的功耗,而且理論上可以做到 10 nm以下,值得一提的是格羅方德已經掌握 12 nm FD-SOI的技術,由於低功耗的優勢,該技術普遍被認為在感測器、通訊晶片以及物聯網應用上頗具潛力。

但這項技術卻有個致命缺點: SOI晶圓成本非常昂貴。

目前全球只有三家供應商能提供合規的 SOI晶圓,分別是法國的 Soitec、日本信越半導體以及美國的 SunEdison,由於供應量少,導致 SOI晶圓的價格遠高於主流的矽晶圓,價差可以貴上數倍。

那為什麼中國政府仍想要引進 FD-SOI製程? 背後真正的目標是為了規避台積電的 FinFET專利,還有不再仰賴台灣半導體產業的支援以達到自主研發,使得中國對於發展 FD-SOI製程很有興趣。

中國國家積體電路大基金、上海嘉定工業區還有其他機構共同出資成立的上海矽產業投資有限公司,已經投資了 SOI晶圓的創始公司── 法國 Soitec公司14.5%的股權來確保 SOI晶圓的供應,代表中國發展自主半導體產業的野心。

但這次顯然踢到了鐵板,中國原先計畫藉由格羅方德轉移 22 nm的 FD-SOI製程來扶植自有的半導體產業,但好巧不巧遇到格羅方德在 2018年宣布策略變動、 2019年初開始收緊陣線,從中國撤退── 這樁技術轉移的生意可能已經宣告破局。

2018年格羅方德的策略被迫改變,趨於保守與緊縮

格羅方德過去 10年一直處於虧損的狀態,而且隨著時間推進,虧損金額逐步擴大,使得經營體質日漸虛弱,母公司對於營運的信心也受到衝擊,對注資自然趨於保守── 晶圓代工產業是個高度資本密集的競賽。

到了 2018年, 7nm製程轉為需要重新投資的 EUV製程,資金門檻一口氣提高許多,迫使格羅方德不得不放棄 7nm的先進製程,專攻成熟且客製化的製程,並宣布接下來一系列的裁員與營運緊縮政策。(相關文章可以參考:格羅方德為何放棄7nm製程,穩固台積電先進製程地位?

轉變方向後的格羅方德,不像過去與台積電、三星一同競爭手機的 SoC晶片訂單、處理器與遊戲繪圖卡訂單、也不在先進製程上燒錢競爭,目前格羅方德的產品策略都轉作客製化程度高的物聯網晶片,企圖將主力產品轉型成兩項服務組合:

第一項是 CMOS製造服務(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS, 是一種積體電路的設計製程),代工產品涵蓋處理器、類比晶片、微控制器與嵌入式記憶體,屬於主流晶片製造的服務;另一項產品線是射頻(Radio Frequency, RF)製程,提供無線通訊晶片的製造服務,主要產品為車聯網晶片、 5G通訊以及 Wi-FI、 LTE晶片。

旗下晶圓廠據點過於分散,避免過度投資以降低營運成本

目前格羅方德原先有十間晶圓廠,但可量產的僅剩八間,原先分別有五間 8吋廠及五間 12吋廠,地理地點分散於美國佛蒙特州、紐約州、新加坡( Fab 3E已出售)、德國以及中國(已經停工)。

格羅方德各廠區太過分散,要互相整合資源或是援助都很困難,供應商也不可能每一間都就近服務,衍生的人力、交通與物料成本都太過昂貴,必須就近服務才符合效益。

這並不是格羅方德的決策錯誤所造成,而是因為格羅方德大部分的晶圓廠都是靠收購取得,舉例來說, 2010年收購了新加坡特許半導體、 2014年收購 IBM的晶圓廠(還獲得 15億美金補償)、但研發中心卻位於德國,才使得各廠區分散在全球各地,更清楚的分布狀況可以參考下圖:

GF_Location

這次成都廠的停工裁員是很清楚的一個訊號:格羅方德已經承受不住虧損,加上外部市場趨緩,必須採取了一連串的措施來改善營運體質,第一步就是減少企業開支、裁員並整頓廠區,很遺憾地,中國四川廠區成為第一個棄守的據點。

為何棄守中國? 缺乏半導體聚落與貿易風險是關鍵因素

由於半導體產業是一項資本、勞力以及技術都高度密集的產業,一間晶圓代工廠需要一個完整的供應鏈就近服務,才能順利向客戶提供量產服務。

舉例來說,三星跟台積電,大部分的廠房都集中在單一地點的工業區,各廠房之間的距離也不會太遠,為的就是要形成產業聚落,例如新竹科學園區、台南科學園區等等的工業區。

為什麼半導體產業需要聚落? 除了晶圓代工廠本身的廠商,上游的供應商也會跟著進駐該工業區,方便就近服務客戶,並進行銷售、服務以及維護,形成一整個產業聚落,降低彼此之間的溝通與合作成本。

四川成都現有的產業聚落還不完整,雖然中國政府積極引進,以合資的方式導入半導體供應鏈,但還需要數年的時間發展,周遭的產業鏈還尚未完整,進駐的廠商必須高度仰賴外援才有辦法運作。

唯一例外的是台積電南京廠,當一家台積電宣布要前往中國南京設廠以就近服務中國客戶,就有辦法帶著全部的供應商跟著過去,短時間內形成產業聚落,不久就能順利量產── 格羅方德可沒有這種程度的號召力。

除了供應鏈不到位之外,國際貿易風險因素也是重要的考量要點,格羅方德不少的客戶都位於美國,受到中美貿易戰影響,未來產品有可能被課徵高額 10%至 25%的關稅,如果持續投資中國地區的廠區,未來又被課高額關稅,營運虧損將會進一步擴大。

格羅方德改採緊縮政策以降低成本的背景下、中國成都的廠房尚未開始量產、先進製程尚未導入、人員訓練不完善、供應鏈不到位,同時國際貿易風險又高,位於中國成都的 Fab 11廠自然優先被放棄。