從費半看半導體發展 未來設計與製造將專業分工化?

費城半導體指數來看半導體產業從寬頻、行動到現在和未來的 5G 與 AIoT 應用,以及現在 IDM、Fabless、Foundry 三種商業模式的關係。
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REUTERS/達志影像
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原文刊登於鉅亨網,編輯江泰傑,INSIDE 經授權轉載。

費城半導體指數涵蓋全球半導體設計、設備、製造、材料等方向,其走勢可以當作衡量全球半導體產業景氣程度的主要指標。同時其成份股市值的變化及更替也能反應出半導體產業的變化及趨勢。

費城半導體指數推出時間於 1993 年 12 月 1 日,納入指數的標準為:一、在 Nasdaq 市場、紐約證券交易所,或 CBOE 交易所掛牌;二、主業被歸類為設計、銷售、製造的半導體企業;三、至少 1 億美元的市值;四、過去 6 個月中,成交量在 150 萬股以上。

目前在費半 30 檔成份股當中,IC 設計廠商有 17 家 (高通、博通、Nvidia、AMD、Xilinx、Marvell 等);半導體設備廠商 6 家 (應材、Lam Research、ASML、Cree、科磊、Cabot);半導體製造廠商 1 家 (台積電);IDM 廠商 6 家 (Intel、美光、德儀、NXP、Qorvo、Skyworks),而大部份都屬於美商。

而從費半指數 26 年的歷史來看,簡單的可以將其劃分為三大階段:

第一階段:PC 與網際網路時代 (1994 年~2009 年),當中半導體產業技術成長的驅動力來自 NB 及寬頻網路技術。當時處於網際網路初期階段,尚未出現較多具壟斷地位的企業出現。那時最火紅的半導體大廠,如 Intel、AMD、德儀等。

第二階段:行動網際網路時代 (2009 年~2018 年):隨著全球半導體產業快速發展,及通訊技術不斷改朝換代,半導體出現近 10 年的成長週期,在這當中指數漲幅接近 10 倍。

在這時期,半導體成長的主要的驅動力來自行動通訊網路的升級,加上智慧手 機市場的高速發展,帶動全球半導體產值躍升至 3000 億美元以上。

與前期明顯的差異在於,之前 MS 與 Intel 形成「系統 + 晶片」的 PC 結盟模式,已轉變成高通分別與 IOS 及 Android 在行動端獨霸一方景象。整個半導體產業鏈中,從 IC 設計、晶圓製造、晶圓代工、設備、材料等各細項產業均出現具有壟斷性的公司。

第三階段:5G 與 AIoT 時代 (2018 年~?):進入到 5G 世代,下游端可穿戴裝置與物聯網版圖持續擴大,加上數位貨幣、區塊鏈等新技術對記憶體的需求量增加,使得目前全球半導體產值已突破 4000 億美元。

而新的應用開始相繼發展,5G 與 AI 將為半導體產業帶來新一波的成長動能。未來隨著 AI、物聯網、區塊鏈等技術應用深耕下,是壯大半導體產業的重要來源。

半導體商業模式:IDM、Fabless、Foundry、Fab-Lite

現今全球半導體產業主要有三種商業模式:IDM、Fabless、Foundry,後兩者則是從 IDM 細分出來的產業。

IDM 為傳統的半導體模式,即從 IC 設計,到製造、封裝測試,及面向消費市場一條龍全包的企業。全球半導體市值排名前二的 Intel 與三星均屬於 IDM 模式。

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Fabless 模式則專注半導體內部設計,則把 IC 製造過程剝離出去。該模式下,使得產業壁壘程度高。目前全球最火熱的 IC 設計企業當屬行動通訊晶片龍頭的高通與 AI 繪圖晶片龍頭 Nvidia 莫屬。

Foundry 則是專注於晶片的生產和製造,通常由精密製造產線支撐,而這種新模式出現的代表性企業就是台積電。

從費半成分股的角度來看,目前三種模式下以 IC 設計公司比重最高,而 IDM 與 Foundry 相對較少且呈現產業高度集中的局面。

若從資本投入的角度來看,Fabless 因為只專注在晶片設計,因此其所投入的多為研發類的人力成本,固定成本較少,競爭門檻相對較低;而 IDM 與 Foundry 均涉及晶片製造產線,固定資產投入量相當巨大。

隨著分工進一步細化,近年 Fab-Lite 模式也開始漸漸浮上檯面。Fab-Lite 同樣由 IDM 演變而來,是企業為減少投資風險,「資產輕量化」的一種策略。即 IDM 企業將部分製造業務轉由協力廠商代工 (如 Qorvo、Skyworks 等等),自身則保留一部份製造業務。

現階段手機晶片內的線距愈來愈線小,加上晶片體積不斷縮小,且開始走向 SoC 整合方式,半導體製造端所投入的設備成本不斷上升,高階晶圓代工廠不光是要進行晶圓代工,同時晶圓級的封測也要一手包辦。

由於專業晶圓代工廠觸角已經伸向封測領域,若不考量商業機密問題,這變化對於 IDM 廠而言是個節省固定成本的一大利多,再加上股票市場給 IDM 廠與 IC 設計廠本益比明顯不同,IC 設計廠一般具有較高本益比的優勢。

這將有機會促使 IDM 廠的大股東在考量未來營運方向時,可先朝 Fab-Lite 模式前進,再進一步轉型成 Fabless 的可能性。

責任編輯:Mia




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