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擇一事、終一生:方寸間折射“中國芯”態度

2019-07-02 09:08 來源:第一財經 關注度:5457次 字體:   原創申明 投稿
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此時上游的芯片廠商應做好迎接來自下游的壓力,以國際水平為標桿。

  集成電路(簡稱“IC”,俗稱“芯片”),是指內部含有集成電路的硅片。制成這樣的硅片,要將上億個晶體管在指甲蓋大小的硅晶片上精確排布,前后要經過近5000道工序。摩爾定律提出,集成電路上可容納的元器件數目,約每隔18~24個月會增加一倍,性能也將提升一倍。

  “自己做芯片需要長時間的投入容不得分心,且投入很大,回報很慢。但全球芯片采購存在較大的便利性,而之前大家傾向用更省事的辦法解決問題。所以前20~30年,國內企業更愿意從海外采購芯片,而非自主研發。歷史證明,核心技術是很難靠‘買’來的。”士蘭微(600460.SH)董事會秘書、財務總監陳越在接受第一財經采訪時如是說。

  成立于1997年的士蘭微,發展到今年,已經是第22個年頭。由最初的芯片設計起家,經過慢慢摸索發展至今擁有芯片設計、制造、封裝與測試完整的產業鏈,是目前國內為數不多的以IDM模式(設計與制造一體化)為主要發展模式的綜合性半導體產品公司。

  20多年來,士蘭微從未涉足其他任何領域,專一且專注地在芯片行業深耕。

  “堅持”什么?

  芯片行業兩種主要運營模式:IDM和Fabless(無工廠芯片供應商)。前者的代表性企業有英飛凌、英特爾、三星;后者的代表性企業包括博通、高通、海思等。士蘭微則是目前國內屈指可數的IDM綜合性芯片企業。

  上世紀80~90年代,全球芯片產業發展歷經兩大事件,進而演化出了垂直分工——只做代工、不做品牌、為全球代工服務。

  這兩大事件分別為:一是芯片制造從6英寸發展至8英寸。8英寸的生產投資需要投入的10億美元在當時是天文數字,極少有公司能投資的起;二是PC(電腦)開始逐步走進普通家庭,芯片在其中的使用需求量隨之大增。

  當時我國臺灣地區不斷涌現出以芯片代工為主要發展模式的芯片企業就是典型例子。

  芯片行業經歷了設計制造一體化到垂直分工的過程中,垂直分工在產業的變革過程中扮演著相當重要的角色。從某種程度上來說,垂直分工的出現令業內人士意識到設計制造一體化才是當今世界芯片行業的主流發展方向。簡單地效仿芯片代工,實則是切斷了芯片產業鏈的整體性。

  “代工相對容易出成績,我國臺灣地區因受限于其自身市場容量較小,不得不為全球做代工服務。但是,只做代工的話僅利于頭部企業發展,很難形成全產業鏈,且不會衍生出品牌文化。”陳越指出了芯片代工的局限性。

  實際上,成立于上世紀末的士蘭微,如彼時絕大多數芯片行業里的公司一般,只做純芯片設計業務。因純芯片設計公司相對容易起步、啟動資金也不需要太多,且人才相對比較好找,再加上無生產設備、抗周期能力強、資產輕等行業特點,使得準入門檻變低,同時也引來大量的競爭者。

  “1997年時,當我們開始做芯片設計的時候,國內芯片相關公司絕大多數是做純芯片設計的,”陳越介紹說,“到了2000年時,我們公司賬上開始有了3000萬元左右資金積累,我們的創始人團隊就開始思考該如何選擇公司發展模式,逐漸意識到光靠做設計,是無法和大的競爭對手比拼的。于是,我們把目標放在了做芯片的設計、制造一體化上,而不是固守在純芯片設計領域。”

  于是,在19年前,士蘭微決心向IDM模式轉型,于2000年年底開始投入建設第一條芯片生產線;2003年,士蘭微上市募資了2.87億元,主要用途就是新建一條6英寸芯片生產線;2015年在國家集成電路產業大基金和杭州市政府的支持下,士蘭微在杭州開始建設第一條8英寸芯片生產線;2016年,士蘭微共生產出5、6英寸芯片207.5萬片,根據IC-Insights2016年12月發布的全球芯片制造產能評估報告,士蘭微在小于和等于6英寸的芯片制造產能中排在全球第五位;2017年年底,士蘭微與廈門海滄區政府簽約,擬共同投資220億元,建設兩條12英寸特色工藝功率半導體芯片生產線和一條先進化合物半導體器件生產線。

  在這個過程中,士蘭微和銀行之間的合作是密切的。例如,除傳統融資模式以外,士蘭微創新嘗試了跨境融資。

  不僅如此,除了商業銀行,士蘭目前還獲得了國家開發銀行、中國進出口銀行兩家政策性銀行的支持,這對于士蘭微進一步實施IDM模式是非常重要的。

  目前,該公司第一條12英寸功率半導體芯片生產線項目已于2018年10月正式開工建設,現已完成樁基工程,正在進行主體廠房建設,預計在2020年一季度進入工藝設備安裝階段。與此同時,先進化合物半導體器件生產線項目主體生產廠房已結頂,正在進行廠房凈化裝修和工藝設備安裝,預計今年三季度投入試運行。

  從6英寸到12英寸,不僅是大小的區別,硅晶圓的直徑越大,最終單個芯片的成本越低,加工難度更高。而這看似“區區”6英寸的大小變化,如光刻機一般刻著士蘭微18年來“IDM之路”的堅持與不易。

  “那時候,在國內市場上,并沒有做IDM的氛圍。建5、6英寸芯片的生產線需要大量資本投入,我們的這種重資產模式并不被業內同行看好。”陳越回憶稱,“這條路比較坎坷,期間還遭遇了2008年金融危機,但是士蘭微做好芯片的初心從未變過,一直堅持走到今天,憑借的是長期以來形成的‘誠信、忍耐、探索、熱情’的公司文化”。

  在采訪中,陳越講述了一個2012年該公司為推廣空調用芯片產品時的故事。該公司在推廣IPM功率模塊產品過程中,前期一路磕磕碰碰,最終打動了一家國內客戶,雙方從僅僅500臺樣機開始嘗試合作。

  “一年后,客戶雖然對試用期的反饋很不錯,但仍然非常謹慎,到了第二年,訂單才增至1萬臺、第三年約12萬臺、第四年約20萬臺……直至今年超百萬臺。所以做芯片需要沉得下心,沒有一個產品不是經過5、6年,就能夠隨隨便便成功的”。

  上市16年,士蘭微多年的IDM模式堅持已發揮出業內優勢,成為國內具有自主品牌的綜合性芯片產品供應商。該公司堅持自主研發芯片,在半導體功率器件、MEMS傳感器(微機電控制系統)、LED(發光二極管)等多個技術領域持續投入研發。

  年報顯示,2018年士蘭微實現營業總收入30.26億元,較上年同期增長10.36%;實現歸屬于上市公司股東的凈利潤為1.70億元,較上年同期增長0.58%。

  堅持自主研發品牌,士蘭微在研發方面的投入連年攀升。2018年公司的研發費用達3.14億元,同比增長16.36%,占營業收入10.38%。該公司在IPM功率模塊產品在國內白色家電(主要是空調、冰箱、洗衣機)等市場持續發力。

  2018年,國內多家主流的白電整機廠商在變頻空調等白電整機上使用了超過300萬顆士蘭微IPM模塊,同比增加50%。

  產能方面,士蘭微子公司士蘭集昕進一步加快8英寸芯片生產線投產進度,已有高壓集成電路、高壓MOS管、低壓MOS管、肖特基管、IGBT等多個產品導入量產。2018年,子公司士蘭集昕全年總計產出芯片29.86萬片,同比增長422.94%;公司子公司成都士蘭公司模塊車間的功率模塊封裝能力提升至300萬只/月,MEMS產品的封裝能力提升至2000萬只/月。產量與封裝能力的提升對推動公司營收的成長起到了積極作用。

  與此同時,公司在2019年,將進一步加大對生產線投入,提高芯片產出能力及功率模塊的封裝能力。

  難得的是,在動輒一條生產線投入達十幾億元人民幣的重資產制造行業里,士蘭微的資產負債率常年控制在50%以下(2018年為48.4%)。

  士蘭微在拓展已有的白電、工業等市場的同時,還計劃進軍新能源汽車、光伏等領域。2018年,已規劃在杭州建設一個汽車級功率模塊的封裝廠,計劃第一期投資2億元,建設一條汽車級功率模塊的全自動封裝線,加快新能源汽車市場的開拓步伐。

  士蘭微立足IDM模式,致力于半導體功率器件、MEMS傳感器、LED等多個技術領域的發展,形成特色工藝技術與產品研發的緊密互動,以及器件、集成電路和模塊產品的協同發展。

  隨著公司進一步加大對生產線投入,疊加12英寸特色芯片生產線和先進化合物半導體器件生產線,將使公司產能得到進一步擴充,同時公司積極開拓新能源汽車市場,有利于公司加快在半導體產業鏈的布局。

  在談到2019年至2020年公司的生產經營展望時,陳越表示:“消費只會遲到,永遠不會消失。半導體行業是依附于消費業的,從白電、通訊到汽車等高端領域,芯片的需求未來仍有很大的發展空間。尤其是高端芯片,如IGBT功率模塊和MEMS傳感器,幾乎都是從美、日、歐等國外廠商進口。”

  目前國內的芯片行業仍主要集中在中低端芯片市場,競爭手段主要是拼價格,中低端芯片價格越來越低。“士蘭微要做的就是堅持IDM發展之路,堅持自主研發,聚焦于這些高端芯片產品的空缺,沿著高端芯片之路布局,合理利用并擴大自身設計研發、生產制造及封裝的優勢,加快進入高門檻行業。”

  補上兩大缺口

  集成電路發展至今,在全球范圍已是非常成熟的行業,其增速與全球GDP增速較為匹配,沒有爆發式增長。2018年全球芯片市場產值高達4688億美元,其中中國是全球芯片最重要的消費市場之一,需求占全球市場的34%。

  但我國芯片市場巨大的消費需求并不與自身芯片產量成正比。“國內芯片行業目前主要面臨著兩大割裂,”陳越指出,“一方面是上游芯片企業與下游整機企業缺乏交集;另一方面則是從原材料、設備到零組件的產業鏈條斷層。”

  產業上下游的割裂源于企業自主開發芯片有相當大的難度。而購買進口芯片有相當的便利性,下游企業長期習慣于從國外進口各類芯片,上游芯片企業開發的芯片在國內得不到應用,芯片水平難以提高,使得下游企業更加依賴于芯片的進口,這樣的循環,導致國產的高中端芯片在國內得不到很好的發展。上下游企業缺乏交集,導致了上下游產業的割裂。陳越說,目前國內大部分芯片企業,產品主要集中在中低端的消費產品,缺乏對高端市場的突破。

  目前全球手機芯片廠商主要是6家,蘋果、三星、華為不僅自己開發芯片,而且做自己品牌的手機;高通、聯發科、展訊只開發芯片,但自己不做手機。一個手機芯片的研發團隊需要至少三四千人,蘋果的研發團隊則多達上萬人。

  “手機芯片尚且如此,更不用提白電、汽車等高端領域的芯片產品了。”他補充道,“現在大家都在做應用端,開拓了市場卻忽略了技術研發。國產芯片真正缺乏的是對大量基礎性、通用型芯片的開發投入,包括對工藝技術的創新。”

  這也就折射出第二個割裂:產業鏈斷層。

  國外憑借著幾十年的技術發展,經驗積累,在行業的每個細分領域都有2~4家國外頭部企業壟斷,這種壟斷并非人為壟斷,是在行業發展歷程中長期形成的,是憑借先發優勢和技術優勢形成的自然壟斷。

  而在國內方面,用于芯片的半導體原材料種類、裝備種類、零組件種類并不足以串聯起整條產業鏈。比如,在硅晶片方面,國內的8英寸片已能生產相當一部分,但自給率仍很低;高端的12英寸片,依然需要大量進口。

  在芯片制造領域,制造工藝和裝備精密度、繁雜度遠超傳統制造。與繁雜制造工藝相對應的,是多達200多種關鍵制造裝備,包括光刻機、刻蝕機、清洗機、分選機及其他工序所需的擴散、氧化、清洗設備等——每種裝備的制造技術要求之高、造價之昂貴,并不是輕易能夠獲得的。“光一臺從歐洲進口的7納米光刻機就得花1.2億美元。”陳越感嘆道。

  早年國內對芯片行業存在認知度低、起步晚以及在發展理念上的偏差,從而比較注重市場的開拓,而忽略了核心技術的研發,“隨著大數據、云計算、物聯網及自動化時代的到來,芯片在全球的需求量仍有巨大上升空間。而我國要走自主研發之路做芯片,要追上國際先進水平,最終還是需要我們從業者踏踏實實地堅持,不斷努力奮斗。最近一段時間以來,社會大眾對芯片的認知提到了一個新的高度,大家都很關心我們國家自己芯片產業進步和技術發展。這是非常積極的,也讓我們的工作獲得了更多的認可。”

  多學習勤交流

  在我國半導體行業指導目錄中有“高端通用芯片”一詞。陳越認為,國產芯片要走高端技術路線,首先要承認自己與國際領先水平之間的差距,更要多交流,多向先進同行學習。

  集成電路是一個多學科匯聚的產業,涉及物理、化學、光學、數學、機械、材料等學科,是高度凝聚人類智慧的產業。同時,該行業是個講究成本、質量的行業,需經得起大規模制造的成本考驗。其產品體積小,運輸廉價(主要為空運),規避了傳統制造業產品的運輸半徑,從而產生了許多全球性企業。正是這樣一個全球性的行業,入行的門檻也很高。

  以士蘭微為例,從20年前懷抱著芯片的理想開始,憑借自身堅持、政府及資本市場的支持在半導體行業走出了一條自己的路。上市以來,通過3次定增、1次公司債及國家大基金、地方政府的扶持,壯大了公司的資本實力,建成了第一條8英寸線,初步走通了IDM模式。

  士蘭微是非常幸運的,很早就進入芯片行業,在國家政策支持下,抓住了機會發展壯大。現在有機會去追趕國際先進水平的半導體企業,并努力地向國際先進的IDM大廠學習,以他們為標桿,逐步走向高門檻市場。

  陳越說道:“在這個過程中,學習是必不可少的。不僅是技術研發、管理水平、生產制造方面的學習,還有半導體行業人才儲備方面的學習。做芯片要腳踏實地,要經得起風雨,這是長期積累的實現過程。等到高端市場、高端客戶用我們的芯片,認可了我們,我們的價值才最終得以體現。國內芯片企業需要國內大型整機企業作為引路人,帶著芯片企業一起成長,拉芯片企業一把。從硬件裝備、生產技術到管理能力,從芯片設計、芯片制造到產品封裝,需要相當長的時間來提高我國整體芯片水準,能否被高端客戶認可取決于我們自身發展。”

  此外,從全球范圍來看,近20年,半導體行業存在著周期性,即“硅周期”——平均3~4年為一個周期,同時可能疊加金融或經濟周期。2018年11月,世界半導體貿易統計組織(WSTS)將2019年半導體存儲器增長率預期從6月時的增長3.7%下調為下降0.3%。半導體整體的預期也從增長4.4%下調為增長2.6%。在“硅周期”的背景下,全球各大半導體企業正在接受考驗,忍受著市場的波動,這對IDM大廠都是不小的考驗。

  在摩爾定律放緩的大背景下,陳越認為,現在正是我國芯片技術追趕國際領先的好時機。隨著社會對于行業形式的認知度普遍提高,產業上下游的割裂正在慢慢彌合,上下游企業開始尋求合作。此時上游的芯片廠商應做好迎接來自下游的壓力,以國際水平為標桿。

  “最重要的是給芯片企業足夠時間,把資源真正用到研發技術,這條路是沒有彎道超車的捷徑可走的。”陳越說。

  以初心,致匠心。

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