一個完整的中芯國際,居然是這樣!

一個完整的中芯國際,居然是這樣!

晶圓代工廠是半導體產業鏈的重要組成部分,這也是大陸台灣和歐美企業所擅長的領域,但在中芯國際等企業的努力下,中國大陸的代工產業也有了很長足的進步。

世界領先的集成電路晶圓代工企業

中芯國際是世界領先的集成電路晶圓代工企業之一,也是中國內地規模最大、技術最先進的集成電路晶圓代工企業。中芯國際向全球客戶提供0.35微米到28奈米晶圓代工與技術服務,包括邏輯晶片,混合信號/射頻收發晶片,耐高壓晶片,系統晶片,閃存晶片,EEPROM晶片,圖像傳感器晶片及LCoS微型顯示器晶片,電源管理,微型機電系統等。

2004年公司在港交所和納斯達克完成上市。另外,公司擁有多樣化的實驗室和工具,可用於化學和原材料分析、產品失效分析、良率改進、可靠性檢驗與監控,以及設備校準等。在整個製作過程及從研發到量產的全程服務中,中芯整合了全面的品質與控制系統。

一個完整的中芯國際,居然是這樣!


公司是一家全球性半導體廠商,目前擁有多家全球化的製造和服務基地。公司成立於2000年,總部位於上海,晶圓廠主要設在大陸。此外,中芯國際在美國、歐洲、日本和台灣地區設立行銷辦事處、提供客戶服務,同時在香港設立了代表處。

公司主營業務多元化、客戶優質、應用廣泛。從制程節點看,40nm以上成熟工藝占絕大多數;從客戶構成來看,一半以上客戶來自中國大陸地區,公司前10大客戶,5家來自中國,3家來自美國,2家來自歐洲;從應用產品來分,通訊類產品占半壁江山,第二位是消費類產品。

公司現在擁有高產能利用率+持續擴產,其產能利用率維持高位。自2015-2016年期間,公司產能利用率一直維持較高水平。2011-2016年期間,公司產能利用率遠高於行業產能利用率,其中2015年期間公司滿產運行,較14Q1年上升16 %。

而擴產還在繼續。2015年10月,中芯國際連續宣布新廠投資計劃,在上海和深圳分別新建一條12英寸生產線,天津的8英寸生產線產能預計將從4.5萬片/月擴大至15萬片/月,成為全球單體最大的8英寸生產線,未來中芯國際將聯合創新,帶動中國半導體產業鏈的發展穩步前進。產品結構上移疊加產能利用率持續高位有望進一步提升公司的盈利水平。

對中芯國際來說,正處於最好的時代,營收淨利潤持續放大,毛利淨利改善。公司2016年銷售額增至29.2億美元,比2015年大增31%,市占率提升1個百分點至6%。2011年以來,中芯國際營收從12.2億美元大幅增長至2016年的29.21億美元,以19%的年復合增長率快速增長,表現出強大的增長趨勢。我們判斷中芯國際現在處於一個最好的時間點,營收規模逐漸擴大,在毛利率也持續上升的水準下,給投資者帶來持續的正回報。

盈利能力逐步增強。公司盈利拐點出現後的2012-2015期間的毛利率保持上行態勢,證明公司的盈利能力正在逐步增強。同時,公司的淨利潤每年持續上升,給股東的「賺錢 」能力正在變強。

專注成熟工藝開發,劍指世界第二

目前的中芯國際設計產能大陸第一,以45nm以上成熟工藝為主。中芯國際現有3座12寸晶圓廠,4座8寸晶圓廠,合計約當於8寸設計產能為486K/月,其中45nm以上的成熟工藝產能為362K/月,占總產能比重為75%。

中芯在上海建有一座300mm晶圓廠和一座200mm晶圓廠;在北京建有一座300mm晶圓廠和一座控股的300mm先進制程晶圓廠;在天津和深圳各建有一座200mm晶圓廠;在江陰有一座控股的300mm凸塊加工合資廠;在義大利有一座控股的200mm晶圓廠。

對比台積電,中芯國際更專注於成熟工藝的開發。台積電的成熟工藝占總產能的比重為55%,而中芯國際則高達86%。對比2016年中芯國際和台積電的產能,台積電的總產能是中芯國際總產能的5倍,而成熟工藝方面,台積電產能是中芯國際的3.5倍。

從技術路徑上來看,未來半導體產品的發展會將分化為More Moore和More than Moore兩條路線。

More Moore是縱向發展的路徑,要求晶片不斷的遵從摩爾定律,不斷往比例縮小制程的路徑上走。需要滿足摩爾定律的晶片,主要以數字晶片為主,包括AP\CPU\存儲晶片等。在制程上,需要最先進的節點來滿足性能要求。目前最先進的邏輯晶片代工制程是16/14nm,供應商為台積電,客戶有高通,蘋果,英偉達等客戶。產品占到了50%左右的市場。

More than Moore是橫向發展的路線,晶片發展從一味追求功耗下降及性能提升方面,轉向更加務實的滿足市場的需求。這方面的產品包括了模擬/RF器件,無源器件、電源管理器件等,大約占到了剩下的那50%市場。這其中的代工供應商有中芯國際,台聯電,台積電等。

然而,時至今日,摩爾定律正在逐漸失效。半導體的技術發展也似乎走到了一個十字路口。行業的發展不會再像之前那樣似乎還能按照摩爾定律的節奏繼續往下走。按照2015年最新的國際半導體技術路線圖給出的預測,半導體技術在10nm之後將會逐步停滯。

同時,摩爾定律的經濟效應也不再明顯,原因是因為:追求摩爾定律要求複雜的製造工藝,該工藝高昂的成本超過了由此帶來的成本節約。新工藝越來越難,投資額越來越大,下圖可見,目前建一個最新制程的半導體工廠成本達120億美元之多,而賺回投資額的時間將會很漫長。

具體到每個晶體管的製造成本,起初隨著摩爾定律的發展,制程的進步會帶來成本的下降,從130nm-28nm,每個晶體管的製造成本相對上一代都有下降。但是,下降的幅度在收窄。到了20nm以後,成本開始逐步提高。這也意味著,發展先進制程在成本方面不再具有優勢。

顯而易見,在先進制程製造成本不斷攀升,發展先進制程也不再具有成本優勢的情況下,晶圓製造會越來越壟斷地集中在幾家手上。也只有巨頭才能不斷地研發推動技術的向前發展。擁有20nm代工能力的廠家,只有台積電、三星、Intel等寥寥幾家。在晶圓製造方面,集中度越來越高。

中芯國際已經構建相對完整的代工製造平台。從工藝技術角度看,中芯國際引入了8代工藝技術,分別是28nm、40nm、65/55nm先進邏輯技術;90nm、0.13/0.11μm、0.18μm、0.25μm、0.35μm成熟邏輯技術以及非揮發性存儲器、模擬/電源管理、LCD驅動IC、CMOS微電子機械系統等產品線。特別是在28nm工藝上,中芯國際現在仍是中國大陸唯一能夠為客戶提供28nm制程服務的純晶圓代工廠。此外,對於更先進的14nm工藝制程,中芯國際也一直在持續開發。

成熟工藝,中芯國際的護城河
成熟制程制程是指90nm, 0.13/0.11µm, 0.18µm, 0.25µm, 0.35µm以及公司獨有的SPOCULL。2015Q1-2016Q2年期間,成熟邏輯技術業務收入占比55%以上,是公司主要業務來源,為公司業績提供了安全邊際。

現在的成熟邏輯技術包括了90nm, 0.13/0.11µm, 0.18µm, 0.25µm, 0.35µm,我們來看一下中芯在上面的布局。

1)90nm

中芯國際的300毫米晶圓廠已有多個90奈米工藝的產品進入大規模的生產,中芯國際擁有豐富的制程開發經驗,可向全球客戶提供先進的90奈米技術。中芯90奈米制程採用Low-k材質的銅互連技術,生產高性能的元器件。

利用先進的12英寸生產線進行90奈米工藝的生產能確保成本的優化,為客戶未來技術的提升提供附加的資源。同時,中芯90奈米技術可以滿足多種應用產品如無線電話,數字電視,機頂盒,移動電視,個人多媒體產品,無線網路接入及個人計算機應用晶片等對低能耗,卓越性能及高集成度的要求,此外,中芯國際的90奈米技術可以為客戶量身定做,達到各種設計要求,包括高速,低耗,混合信號,射頻以及嵌入式和系統集成等方案。

在90奈米技術上,中芯國際向客戶提供生產優化的方案,以期竭盡所能地為客戶產品的性能的提升,良率的改善和可靠性的保證提供幫助。對於90奈米相關的單元庫,IP及輸入/輸出接口等可通過中芯國際的合作夥伴獲得。

 

2)0.13/0.11µm

中芯國際的0.13微米制程採用全銅制程技術,從而在達到高性能設備的同時,做到成本的優化。中芯國際的0.13微米技術工藝使用8層金屬層寬度僅為80奈米的門電路,能夠製作核心電壓為1.2V以及輸入/輸出電壓為2.5V或3.3V的組件。中芯國際的高速、低電壓和低漏電制程產品已在廣泛生產中。中芯國際通過標準單元庫供應夥伴,提供0.13微米的單元庫,記憶體編譯器,輸入輸出接口和模擬IP。

0.13/0.11µm性能優異。和0.15微米器件的制程技術相比,中芯國際的0.13微米工藝能使晶片面積縮小25%以上,性能提高約30%。與0.18微米制程技術比較,晶片面積更可縮小超過50%,而其性能也提高超過50%。

 

3)0.18µm

中芯的0.18微米為消費性、通訊和計算機等多種產品應用提供了在速度、功耗、密度及成本方面的最佳選擇。此外,它也在嵌入式記憶體、混合信號及CMOS射頻電路等應用方面為客戶提供靈活性的解決方案及模擬。此工藝採用1P6M(鋁)制程,特點是每平方毫米的多晶矽門電路集成度高達100,000門以及有1.8V、3.3V和5V三種不同電壓,供客戶選擇。中芯國際在0.18微米技術節點上可提供低成本、經驗證的智能卡、消費電子產品以及其它廣泛的應用類產品。

公司的 0.18微米工藝技術包括邏輯、混合信號/射頻、高壓、BCD、電可擦除只讀存儲器以及一次可編程技術等。這些技術均有廣泛的單元庫和智能模塊支持。目前0.18um工藝產品仍然是公司業務收入的主體來源。

4) 0.25µm

中芯國際的0.25微米技術能做到晶片的高性能和低功率,適用於高端圖形處理器、微處理器、通訊及計算機數據處理晶片。中芯國際同時提供0.25微米邏輯電路和3.3V和5V應用的混合信號/CMOS射頻電路。

 

5)0.35µm

中芯提供成本優化及通過驗證的0.35微米工藝解決方案,可應用於智能卡、消費性產品以及其它多個領域。中芯國際的0.35微米制程技術包括邏輯電路,混合信號/CMOS射頻電路、高壓電路、BCD、 EEPROM和OTP晶片。這些技術均有廣泛的單元庫和智能模塊支持。

 

3.2.2. SPOCULL

SPOCULLTM是中芯國際的一種特殊工藝技術。SPOCULLTM中包括兩個工藝平台: 95HV和95ULP。95HV主要是支持顯示驅動晶片相關的應用,而95ULP主要支持物聯網相關方面的應用。The SPOCULLTM技術提供了在8寸半導體代工技術中最高的器件庫密度和最小的SRAM。同時SPOCULLTM技術還具有極低的漏電流,低功耗和低寄生電容的優秀的半導體晶體管特性。

另外,中芯國際還有65/55nm工藝,這種融合高性能低功耗、仍是主力工藝平台。

中芯國際65奈米/55奈米邏輯技術具有高性能,節能的優勢,並做到先進技術成本的優化及設計成功的可能性。65/55nm仍然是主力工藝平台、2014-2015年收入占比均維持在24%。 65/55nm技術工藝元件選擇包含低漏電和超低功耗技術平台。此兩種技術平台都提供三種閾值電壓的元件以及輸入/輸出電壓為1.8V, 2.5V和 3.3V的元件,而形成一個彈性的制程設計平台。此技術的設計規則、規格及SPICE模型已完備。55奈米低漏電/超低功耗技術和65奈米低漏電技術重要的單元庫已完備。

中芯國際65奈米/55奈米射頻/物聯網的知識產權組合能夠支持無線局域網、全球定位系統、藍牙、近距離無線通訊和ZigBee有關的產品應用。特別是已有的嵌入式閃存和射頻技術,使中芯國際55奈米無線解決方案能很好的符合與物聯網有關的無線連接需求。

28nm需求強勁,中芯增長的重要動力

我們也知道,推動集成電路前進的主要動力之一是光刻工藝尺寸的縮小。目前28nm採用的是193nm的浸液式方法,當尺寸縮小到22/20nm時,傳統的光刻技術已無能為力,必須採用輔助的兩次圖形曝光技術,然而這樣會增加掩模工藝次數,從而導致成本增加和工藝循環周期的擴大,這就造成了20/22nm無論從設計還是生產成本上一直無法做到很好的控制,其成本約為28nm工藝成本的1.5-2倍左右。因此,綜合技術和成本等各方面因素,28nm將成為未來很長一段時間類的關鍵工藝節點。

28nm制程工藝主要分為多晶矽柵+氮氧化矽絕緣層柵極結構工藝(Poly/SiON)和金屬柵極+高介電常數絕緣層(High-k)柵結構工藝(HKMG工藝)。Poly/SiON工藝的特點是成本地,工藝簡單,適合對性能要求不高的手機和移動設備。HKMG的優點是大幅減小漏電流,降低晶體管的關鍵尺寸從而提升性能,但是工藝相對複雜,成本與Poly/SiON工藝相比較高。

截止2016年底,台積電是目前全球28nm市場的最大企業,產能達到155000片/月,占整個28nm代工市場產能的62%;三星,GlobalFoundry,聯電的產能分別達到了30000片/月,40000片/月和20000片/月。從供應端來看,全球28nm的產能供給為25萬片/月。

從需求端來看,隨著28nm工藝的成熟,市場需求呈現快速增長的態勢。從2012年的91.3萬片/年到2014年的294.5萬片/年,年CAGR達79.6%,並且將延續到2017年。根據賽迪顧問統計,2012-2020年28nm市場需求如下。

28nm的市場需求仍然保持強勁,2017年的市場需求為38.6萬片/月,而以台積電,聯電等為首的供給端為25萬片/月,有接近13.6萬片/月的供給-需求錯配,對於中芯國際等國內製造商來說,潛在的市場空間很大。

從應用端來看,28nm工藝目前主要應用領域仍然為手機應用處理器和基帶。2017年之後,28nm工藝雖然在手機領域的應用有所下降,但在其他多個領域的應用則迅速增加,目前能看到的應用領域有OTT盒子和智能電視領域。在2019-2020年,混合信號產品和圖像傳感器晶片也將規模使用28nm工藝。

在28nm上,明年來看,市場需求和供給之間有13.6萬片/月左右的錯配,因此,這個gap中芯國際就有可能來填上。主要邏輯是台積電、三星和GF都在比拼先進制程,並沒有在28nm上擴產的計劃。,市場需求轉好的時候,二線晶圓代工廠的產能利用率將隨著台積電的產能滿載而持續走高,因此很多IC設計廠商開始接觸中芯國際尋求調配產能分散風險。在28nm上,中芯國際主要競爭對手為聯電。

一座晶圓廠的投資,必須達到4萬片的產能,產能利用率75%,才能盈虧平衡。

中芯國際是中國大陸第一家提供28奈米先進工藝制程的純晶圓代工企業。中芯國際的28奈米技術是業界主流技術,包含傳統的多晶矽(PolySiON)和後閘極的高介電常數金屬閘極(HKMG)制程。中芯國際28奈米技術於2013年第四季度推出,現已成功進入多項目晶圓(MPW)階段,可依照客戶需求提供28奈米PolySiON和HKMG制程服務。

來自中芯國際設計服務團隊以及多家第三方IP合作夥伴的100多項IP,可為全球集成電路(IC)設計商提供多種項目服務,目前已有多家客戶對中芯國際28奈米制程表示興趣。28奈米工藝制程主要應用於智慧型手機、平板電腦、電視、機頂盒和互聯網等移動計算及消費電子產品領域。中芯國際28奈米技術可為客戶提供高性能應用處理器、移動基帶及無線互聯晶片製造。

我們在這裡要討論28nm給中芯國際帶來的業績增長彈性。我們認為,28nm在市場需求和供給錯配的情況下,將是未來中芯國際業績增長彈性的主要推手。

目前中芯國際在28nm上的產能為1.7萬片/月,其中北京廠產能為1萬片/月,上海廠產能為7000片/月。在工藝技術方面,向客戶提供包括28nm多晶矽(PolySiON)和28nm高介電常數金屬閘極(HKMG)在內的多項代工服務。主要客戶有高通等。

從營收角度來看,2016年28nm工藝營收占總體營收的比重為1%左右,體量還非常小。

我們預計未來3年28nm產能的情況將做到快速的增長,從2016年的1.7萬片/月,到2018年的6萬片/月,CAGR為88%。以2018年的產能來計算,28nm全年營收為10.8億美元,預計將占到全年營收的30%。

布局新技術,未來的成長來源

現在的中芯國際也正在新技術上進行研發。如啟動14nm研發,預計2018年投入風險性試產,突破國際技術封鎖,自力更生尋出路。

目前一代的FinFET工藝中,TSMC是16nm節點,三星、Intel各自開發了14nm FinFET工藝,GlobalFoundries則使用了三星的14nm工藝授權。由於受到出口限制,中國只能選擇自己開發,15年中比利時國王訪華時,華為、高通、中芯國際及比利時微電子中心宣布合作開發14nm工藝,中芯國際現在建設的12英寸晶圓廠就是為此準備的,預計最早2018年投入風險性試產。

上海的12英寸晶圓廠不止會上14nm工藝,未來還會升級10nm以及7nm工藝。

2016年四季,公司宣布在上海開工建設新的12英寸晶圓廠,投資超過675億人民幣,明年底正式建成,這座工廠將使用14nm工藝,這是中芯國際最先進、同時也是國內最先進的製造工藝。新的12吋生產線項目預計總投資超過100億美元,將通過合資方式建設未來每個月可容納7萬片的產能規模。公司董事表示,在加速研發過程中,力爭在2018年底做到突破。

另外,45/40nm進軍PRAM存儲,蠶食三星份額。

中芯國際是中國大陸第一家提供40奈米技術的晶圓廠。40奈米標準邏輯制程提供低漏電(LL)器件平台,核心組件電壓1.1V,涵蓋三種不同閾值電壓,以及輸入/輸出組件 2.5V電壓(超載 3.3V, 低載1.8V)以滿足不同的設計要求。40奈米邏輯制程結合了最先進的浸入式光刻技術,應力技術,超淺結技術以及超低介電常數介質。此技術做到了高性能和低功耗的完美融合,適用於所有高性能和低功率的應用,如手機基帶及應用處理器,平板電腦多媒體應用處理器,高清晰影片處理器以及其它消費和通信設備晶片。

攜手Crossbar,進入PRAM存儲領域。公司與阻變式存儲器(RRAM)技術主管者Crossbar,共同宣布雙方就非易失性RRAM開發與製造達成戰略合作協議。作為雙方合作的一部分,中芯國際與Crossbar已簽訂一份代工協議,基於中芯國際40奈米CMOS製造工藝,提供阻變式存儲器組件。這將幫助客戶將低延時、高性能和低功耗嵌入式RRAM存儲器組件整合入MCU及SoC等器件,以應對物聯網、可穿戴設備、平板電腦、消費電子、工業及汽車電子市場需求。

價格競爭加劇和固定資產加速折舊,2017年營收占比預降1-2%。我們可能在2017/18年,45 / 40nm將占銷售額的24%/ 24%。由於價格競爭激烈和固定資產的加速折舊,我們預計2017年45 / 40nm工藝將同比下降1-2個百分點。2017/18年 45 / 40nm產能的減少將轉化為28nm產能增加。

重視技術落地,應用領域不斷拓寬

中芯國際精通技術移植的應用、多領域解決方案陸續推出。該公司同行專注於在先進的數字邏輯部分的競爭,而中芯國際的戰略是有選擇的研發突破並主管相應細分領域技術,同時堅持投資先進的數字邏輯技術。公司將其制程工藝廣泛應用於CMOS圖像傳感器 (CIS)、多元化eNVM技術平台、IoT Solutions、混合信號/射頻工藝技術、面板驅動晶片(DDIC)、CMOS 微電子機械系統以及非易失性存儲器等領域。公司通過陸續推出新技術,鞏固已有市場份額,同時獲得新的市場份額。

1)CMOS圖像傳感器 (CIS)

CMOS圖像傳感器產業保持高速增長。在移動設備和汽車應用的驅動下,2015年~2021年,CMOS圖像傳感器(CIS)產業的復合年增長率為10.4%,預計市場規模將從2015年的103億美元增長到2021年的188億美元。運動相機似乎已經達到市場上限,但是新的應用,如無人機、機器人、虛擬現實(VR)和增強現實(AR)等,正促使CMOS圖像傳感器市場煥發新的生機。

與此同時,汽車錄影頭市場已經成為CMOS圖像傳感器的一個重要增長領域。先進駕駛輔助系統(ADAS)的發展趨勢進一步提高對傳感器供應商的壓力,以提升其傳感技術能力。圖像分析是新興需求,並且人工智能的早期應用正吸引眾人的目光。預計2015年-2021年,汽車CMOS圖像傳感器市場的復合年增長率將高達23%。因此,我們認為2021年之前,全球CMOS圖像傳感器的市場增長不會出現放緩的趨勢。公司作為CMOS頭像傳感器晶圓製造企業,是產業的關鍵節點,未來將受益於行業增長,分享行業紅利。

公司擁有十年以上在CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor, CIS)的製造經驗。目前,中芯國際為客戶提供1.75微米/1.4微米像素尺寸的背面照射和1.75微米像素尺寸的正面照射技術。同時我們也可以為客戶提供從晶片、 彩色濾光片、微透鏡到封裝測試的一站式服務。

公司已於2016年成功開發0.11微米CMOS 圖像傳感器(CIS)工藝技術,在此工藝下生產的 CIS 器件,其分辨率、暗光噪聲和相對照度都將得到增強。

公司在中國提供完整的 CIS 代工服務,基於其豐富的領域經驗,該0.11微米 CIS 技術能力可以為客戶提供除0.15,0.18微米以外領先的解決方案及有競爭力的成本優勢。該高度集成、高密度 CIS 解決方案,同時適用於鋁和銅後端金屬化工藝,可廣泛應用於錄影手機、個人電腦、工業和安全市場等領域。公司在該技術領域已經開始進入試生產階段,未來幾個月後也將在其200和300毫米晶片生產線上做到商業化生產。

 

2)推出多元化eNVM技術平台

公司早在2013年推出多元化嵌入式非揮發性記憶體(eNVM)平台。目前公司擁有公認的製造能力,可以提供具有成本競爭力的嵌入式非揮發性記憶體平台。公司提供了完整的嵌入式非揮發性存儲技術與廣泛IP支持,可應用於智能卡、MCU和物聯網應用。這些嵌入式非揮發性存儲技術提供高性能,低功耗與卓越的耐久性和資料保存性能。

這些工藝可提供客戶製造出具有成本效益,低功耗,高可靠性的產品,和更具經濟效益的解決方案。包括OTP、MTP、0.18微米和0.13微米(µm)eEEPROM(嵌入式EEPROM)技術和0.13微米低功耗(LL)的嵌入式閃存(eFlash)技術,以及正在進行的新型非揮發性存儲技術,如相變化存儲技術、阻變式存儲技術和磁阻式存儲技術。

公司eNVM平台適用於消費者、工業產品、汽車電子等廣泛的產品應用,諸如MCU (微控制器)、觸控屏;以及一系列的智能卡應用領域(涵蓋SIM卡、社會保障、交通運輸和金融卡等)。通常這些應用對性能、可靠性、尺寸、功耗具有較高的要求。公司現已與諸多業界知名企業在eNVM平台上合作,目前該平台處於量產階段。

 

3)IoT Solutions

公司提供完整的一站式IoT技術平台打造智能、安全的物聯世界通過不斷優化成熟工藝平台,公司提供完整的一站式物聯網(Internet of Things, IoT)工藝、製造和晶片設計服務。並攜手集成電路生態鏈合作夥伴,為設計公司生產物聯網智能硬體相關晶片產品,用於智能家居、能源、安防、工業機器人、可穿戴式設備、汽車、交通、物流、環境、智能農業、健康監護及醫療等多個領域。

作為中國內地規模最大、技術最先進的集成電路晶圓代工企業,公司能夠提供專業、安全、完整的本土化服務,幫助設計公司縮短入市時間,降低成本,在蓬勃發展的物聯網市場中占據有利地位。

8寸和12寸技術平台均已完備 – 55奈米低漏電嵌入式閃存平台已進入穩定量產

物聯網產品通常具有功能多樣性以及快速的上市響應等特點,產品結構以傳感、微處理、存儲、互聯為主,注重微小體積和超低功耗。基於公司的0.18微米到28奈米的低功耗邏輯及射頻工藝,結合外置高容量存儲器,設計公司可選擇用於智能家居、可穿戴式設備、智慧城市等各類物聯網產品;0.13微米和55奈米低漏電嵌入式閃存(embedded Flash)工藝進一步整合內置存儲器。採用公司55奈米低功耗嵌入式閃存技術的智能卡晶片已成功進入穩定量產。

卓越的SPOCULLTM 95ULP超低功耗和55奈米超低功耗技術平台

公司推出了SPOCULL 95ULP超低功耗技術平台。此8’’工藝平台提供業界最高密度最小面積的SRAM,極低的漏電流、功耗和寄生電容。在12’’工藝平台上, 公司同時也推出55奈米ULP超低功耗技術平台。以95ULP和55奈米ULP為主要超低功耗技術節點,通過進一步降低產品操作電壓、工藝器件優化和IP設計優化,極大減低產品的動態功耗和靜態功耗,延長系統待機時間和使用效率,並通過整合射頻和嵌入式存儲器技術,優化成本結構和安全性能。

公司提供微機電系統(MEMS)傳感的技術平台

公司還提供微機電系統(MEMS)傳感器技術平台,能夠打造集射頻、基帶、微處理器、嵌入式閃存、微機電系統傳感器於一體的單晶片系統(SoC)、系統級封裝(SiP)、晶圓級封裝(WLP)、2.5D封裝等一站式服務,有助於縮短產品入市周期,優化產品成本和結構形態。

全面的物聯網(IoT)IP生態系統

除了自身的工藝技術平台以外,公司還積極創建全面的物聯網IP生態系統。通過與國內外眾多IP合作夥伴建立的良好合作關係,公司可在射頻、基帶、嵌入式閃存、CPU 和DSP IP核、基礎單元庫IP、電源管理類IP、信息安全類IP和模擬接口類IP等方面提供完備的、高質量的IP和設計服務。

 

4)混合信號/射頻工藝技術

公司提供與邏輯工藝兼容的混合信號/射頻工藝技術.通過與國際領先EDA工具供應商的合作, SMIC提供精確的RF SPICE 模型和完整的PDK 工具包,涵蓋從0.18微米工藝到28奈米PolySiON 工藝. 這一系列工藝技術用於射頻和無線互聯晶片製造並被廣泛應用於消費電子,通信,計算機以及物聯網等市場領域。

 

5)面板驅動晶片(DDIC)

公司高壓工藝為計算機和消費類電子產品以及無線通訊LCD驅動等廣泛應用領域提供一個經濟有效的平台。公司同時提供95奈米 SPOCULL 高壓平台,該平台的技術性能優越,具備超低功耗的特性來支持可穿戴式設備的應用,具備eNVM來支持in-cell面板的技術,可廣泛應用於面板驅動,in-cell面板及AMOLED面板等。

 

6)CMOS 微電子機械系統

公司的MEMS方案主要集中在兩大主流應用領域:第一種為MEMS麥克風,是開放式結構,目前已經進入量產;第二種慣性傳感器,是封閉式結構,於2016年2Q進入小量量產。

7)非易失性存儲器

公司擁有公認的製造能力,可以提供具有成本競爭力的嵌入式閃存技術。公司提供了完整的嵌入式閃存技術與廣泛IP支持,可應用於智能卡,MCU和單晶片。這些嵌入式閃存技術IP提供快速的程序設計和擦除時間,低功耗與卓越的可靠性和資料保存性能。公司還提供了ETOX NOR閃存技術解決方案,涵蓋從0.18微米到65奈米。這些工藝可提供客戶製造出具有低成本效益,低功耗,高可靠性和耐久性的產品。

 

集成電路產業轉移的「雁行模式」給中芯帶來的機遇

集成電路的最初形態為垂直整合的經營模式,系統企業內設集成電路的製造部門,僅用於滿足企業自身產品的需求。美國的AT&T是最先採用垂直整合模式的企業,隨後IBM的集成電路製造部門為IBM自行生產的大型計算機提供處理器。隨著集成電路技術的擴散,日本日立、NEC、富士通、東芝等企業,歐洲的西門子、飛利浦等電子公司都採用了這種模式。

IDM是繼垂直整合模式之後的新模式,由集成電路製造商自主設計與銷售由自己的生產線加工、封裝、測試後的成品晶片。與垂直整合模式不同的是,IDM企業的產品是滿足其他系統廠商的要求,最典型的例子就是美國的Intel公司。IDM模式的優點在於IDM廠商可以根據市場特點製造綜合發展戰略,可以更加精細地對設計、製造、封測每個環節進行質量控制。IDM模式不需要外包且利潤較高,但其劣勢在於投資額加大、風險較高,要有不斷推出優勢產品作保證,而且IDM模式的技術跨度較大,橫跨了三個環節,企業不僅需要考慮每個環節的技術問題,而且還要綜合協調三大環節,加大了企業的經營難度。

隨著集成電路產業的不斷演變,國際IDM大廠外包代工的趨勢也日益明顯,逐漸催化了Fabless+Foundry+OSAT模式。

半導體製造在半導體產業鏈裡具有卡口地位。製造是產業鏈裡的核心環節,地位的重要性不言而喻。在半導體價值鏈裡,占據最為重要的一環。統計行業裡各個環節的價值量,製造環節的價值量是最大的,因為Fabless+Foundry+OSAT的模式成為趨勢,Foundry在整個產業鏈中的重要程度也逐步提升,可以這麼認為,Foundry是一個卡口,產能的輸出都由製造企業所掌控。

「made in china」品牌下 整機製造領域滲透率已經提升到邊際增長曲線斜率趨緩階段。中國製造經過這些年的發展,在下遊整機製造半導體產業的下遊應用市場,中國占42%,是非常主要的市場。其中智慧型手機占全球28%,LCD TV占全球24%。 PC/Notebook占全球 21%. 平板>21%。這幾個數據說明,全球各類電子類產品的下遊應用需求,中國是重中之重。

「中國製造」要從下遊往上遊延伸,在技術轉移路線上,半導體製造是「中國製造」尚未攻克的技術堡壘。中國是個「製造大國」,但「中國製造」主要都是整機產品,在最上遊的「晶片製造」領域,中國還和國際領先水平有很大差距。在從下遊的製造向「晶片製造」轉移過程中,一定會湧現出一批領先的代工企業。

日本經濟學家赤松要在1956年提出了產業發展的「雁行模式」,認為日本的產業發展經歷了進口、進口替代、出口、重新進口四個階段。從這個角度來看,中國的集成電路正在經歷當年日本所經歷過的路線。

世界的集成電路經過了兩次產業轉移,第一次在20世紀70年代末,從美國轉移到了日本,造就了富士通、日立、東芝、NEC等世界頂級的集成電路製造商;第二次在20世紀80年代末,韓國與台灣成為這一次轉移過程中的受益者,崛起了三星和台積電這樣的製造業巨頭。

集成電路產業的產業轉移也包含著一定的技術特徵,轉移路徑按照勞力密集型產業—〉資本技術密集產業—〉技術密集與高附加值產業。第一階段的產業轉移為封裝測試環節,美國很多半導體企業可能將自身的封測部門賣出剝離,或是將測試工廠轉移到東南亞,在產業轉移過程中,台灣的很多封測企業開始崛起,比如日月光和矽品等。第二階段的產業轉移為製造環節,這和集成電路產業分工逐漸細分有關係。集成電路的生產模式由原先的IDM為主轉換為Fabless+Foundry+OSAT,產業鏈裡的每個環節都分工明確。在製造轉移的過程中,台灣的TSMC崛起成為現在最大的代工廠。

目前,憑借巨大的市場需求,較低的人工成本,中國的OSAT和Foundry正有接力台灣,成為未來5年產業轉移的重點區域。

本土半導體市場需求和供給仍然錯配,有潛力去進行國產替代。中國大陸地區的半導體銷售額占全球半導體市場的銷售額比重逐年上升,從2008年的18%上升到1H2016的31%,同時中國半導體製造產能僅為全球的12%,需求和供給之間存在錯配。

中國整機商品牌提升,「本土化」提供完整產業鏈機會。以智慧型手機為例,除了三星蘋果之外,越來越多的中國本土品牌開始在市場上滲透,並逐漸有了話語權。國產手機包括華為、OPPO\VIVO等,年出貨量都已經超過了1億部,並且還保持了可觀的增速。在智慧型手機領域,越來越多的國產品牌正在浮出水面。從這個維度來看,我們看好國內從整機到上遊的價值傳導。

國內從上遊的晶片設計製造到下遊的整機已經形成完整產業鏈,帶來可期待的產業鏈協同效應。我們看到中國正在形成從整機到上遊晶片完整產業鏈的布局,這一點同台灣美國韓國不同,台灣的電子集中在上遊的晶片,從Fabless+Foundry+OSAT,但是欠缺下遊的整機品牌,同時晶片環節沒有形成規模的集群效應,晶片每個環節只有一兩家龍頭企業;美國在晶片設計領域是全球最強,但是下遊的整機品牌數量正在被中國逐漸超過;韓國和台灣的格局有些類似,有一些大而全的企業,但是缺乏完整的集群效應。只有中國,憑借廣闊的下遊市場和完整的集成電路產業鏈,正在逐漸崛起。

中國的設計公司崛起給本土製造商帶來驅動效應,本土虛擬IDM構建會成為產業轉移趨勢下的主旋律。從2011年開始,受益於下遊整機市場的興起,中國本土的設計企業開始迅速崛起,增速遠大於全球設計公司的CAGR。我們看到全球設計業的CAGR為3%,而中國的這一數據為22%,遠高於全球設計業的水準。在中國設計公司快速增長的過程中,中國的製造企業龍頭中芯國際自然享受成長紅利,我們看到從2011-2015年裡,伴隨著設計企業的崛起,中芯國際在中國大陸地區的CAGR達到了25%。這和中國大陸地區的設計公司快速增長息息相關。

PS本文參考自天風電子

華強聚豐擁有電子發燒友(百萬電子工程師社區平台:www.elecfans.com)、華強PCB(多層線路板製造專家:www.hqpcb.com)、華強芯城(電子元器件及SMT在線商城:www.hqpcb.com)三大主營業務,以互聯網信息技術改善傳統製造業,打通電子產業鏈上下遊,形成服務於整個電子產業鏈的一站式服務平台,為客戶降低成本,提升品質,加速進程。

一個完整的中芯國際,居然是這樣!

推薦閱讀:

》生不出男孩被婆家逼走,獨自養兩個女兒流落街頭,如今她是身價60億的水餃皇后!

》她是中國史上最強女海盜,讓多少洋人感受過被她支配的恐懼!