国王金融官网

01、人类历史上第 一块集成电路

1958年9月12日，来自德州仪器公司的35岁工程师Jack S. Kilby在一块锗片上集成了由两个晶体管组成的触发器（flip-flop），也就是人类历史上*块集成电路。他的事情开创了“三百六十行，行行用芯”的新时代。Jack S. Kilby据此获得了2000年的诺贝尔物理学奖。

1965年，Intel公司团结首创Gordon Moore提出了“摩尔定律”。70多年来，芯片的生长一直遵照所谓的“摩尔定律”：每隔18-24个月，相同面积的芯片上集成的晶体管数目（即集成度）会翻一番，芯片性能也响应提升一倍。

以中国大陆迄今为止*进的华为海思的*麒麟9000芯片为例，集成了153亿个晶体管，接纳了中国台积电公司的5nm手艺节点手艺制造，搭载于华为 Mate 40 Pro 手机。

02、芯片产业的生长模式

麒麟9000芯片*的缘故原由已经众所周知了。简朴来说，麒麟9000芯片接纳Foundry（代工厂）制造模式，即华为海思举行芯片设计，交付中国台湾省台积电公司举行制造。由于美国前任总统特朗普政府的一系列禁令，加上现任美国总统拜登政府的禁令加码，以是就没有厥后了。

芯片产业起步的时刻，厂商接纳的运营模式是IDM（垂直整合制造）模式、经由多年的生长，逐渐衍生出Fabless（无工厂芯片供应商）、Foundry（代工厂）和Fab-lite（轻晶圆厂）模式。

芯片产业生态系统的演进，图片泉源：芯光社

IDM（垂直整合制造）模式：

除了质料、装备、EDA|和IP之外，从设计、制造、封测到产物销售都一手经办，拥有自有品牌。其优点不言而喻，有助于实现设计与工艺系统优化（DTCO），保证产物从设计到制造环节的一体性，产物迭代周期短，等等。

其瑕玷也很显著，重资产（12吋生产线建设资金通常需要20亿美元以上），不仅要求设计和制造手艺先进，治理和运营成本高，需要高产能行使率、高良率、高产物利润。所有运行模式中，风险*。

部门IDM厂商，数据泉源：Gartner等

中国大陆的IDM运营模式厂商包罗长江存储、长鑫存储、华润微、士兰微、燕东微电子、闻泰科技等。

Fabless（无工厂芯片供应商）模式：

厂商只举行芯片电路设计和产物销售，将生产、封测等环节外包给代工厂。其优点不言而喻，轻资产，不需要肩负建设、运行昂贵的芯片生产线，开支仅包罗职员人为、园地、IP、EDA等用度，产物转型较为容易。

其瑕玷是难以举行工艺协同优化，流片费也是很贵的。纵然是MPW方式，通常也需要几十甚至几百万。若是是Full mask方式， 流片费更是几百万甚至上亿元，一旦有几回失误，就难以遭受了。固然，对于中国大陆厂商而言，也有可能面临华为海思事宜的风险。

2021年Fabless厂商前十名，数据泉源：TrendForce

中国大陆的厂商包罗华为海思、龙芯中科和寒武纪等。

其中华为海思2018年宣布麒麟980，接纳7nm工艺，销售额达 75 亿美元，这是全球*7nm工艺制作的芯片，据此华为海思跻身全球前5大Fabless厂商之列。

2019年，销售额达 110 亿美元。

2020年上半年，成为首家进入全球前十名的中国大陆半导体供应商。之后，美国商务部将华为列入实体名单举行出口管制。麒麟芯片9月15日之后无法制造，销售额跌至82 亿美元。

2021年，海思芯片基本无货可出，仅靠库存在支持，销售额进一步跌至15 亿美元。

2021年月工厂前十名，数据泉源：TrendForce

另外，当尺度芯片无法知足电子装备的现实需求，一些科技大公司，国际上如苹果、Facebook、特斯拉等公司，海内如OPPO、小米、百度、阿里巴巴等公司，也会接纳Fabless模式自研芯片。

Foundry（代工厂）模式：

只认真制造或者封测；不认真芯片设计和销售，不与客户争利。其优点不言而喻，可以同时为多家设计公司提供服务，不肩负产物设计和销售风险。

其瑕玷是重资产（产能2万片/月的5nm芯片生产线投资80亿美元以上），治理和运营成本高，对产能行使率要求极高，手艺门槛高、手艺风险也高。

1987年2月21日，张忠谋于中国台湾省新竹开办了台积电公司，专注于晶圆代工，缔造了Foundry模式。台积电公司划分与1994年与1997年在中国台湾省与纽约上市。

2000年，台积电并购德基和世大，成为全球规模*的代工厂一哥。其在中国台湾省拥有12/8英寸晶圆生产工厂各4座，6英寸晶圆生产工厂1座,在中国大陆有12/8英寸晶圆生产工厂各1座，在美国有8英寸晶圆厂1座。

2020年底获准在美国亚利桑那州投资建厂，也设计在日本、德国投资建设晶圆厂。

Fab-lite（轻晶圆厂）模式：

由IDM演变而来，是一种近年来兴起的介于Fabless模式与IDM模式之间的运行模式。厂商自主完成要害生产环节，在保证芯片质量和可靠性的条件下，非要害生产环节营业委外加工。

该模式可为需要扩大芯片制造产能的厂商提供低成本、更为天真的解决方案，市场需求响应快速。好比，如德州仪器、ADI等模拟产物IDM厂商都将部门营业委外代工。IDM厂商的江湖一哥Intel公司也将部门营业外包给中国台积电公司。

Fab-lite模式正在成为需要自主可控要害生产环节和产能的模拟芯片厂商的生长趋势。

代工厂不与无工厂芯片供应商之间互惠互利。IDM厂商则与无工厂芯片供应商之间存在竞争。 近年来，代工厂模式的营收增速已显著高于IDM模式，支持了数以万计的芯片设计公司的高速生长（固然，也包罗华为海思）。

好比，1987年，中国台积电公营收为200多万美元，2019年，台积电市值跨越Intel和三星电子公司，成为全球半导体公司市值一哥。现在，台积电获得了50%以上的的全球代工市场份额，且毛利率耐久维持在40%以上，与芯片装备厂商的毛利率差不多，比代工行业偕行15%的平均利润率水平凌驾约25个百分点。在当前缺芯的情形下，各大代工厂无不满负荷运转。

那么，既然Foundry模式的优势云云之好，IDM模式正在逐渐走下坡路，为什么DRAM厂商大多接纳 IDM 模式呢？

其缘故原由很简朴，一个逻辑芯片产物所加工的晶圆数目通常为数百到数万片。而一个DRAM产物所加工的晶圆数目可以到达数十万甚至数百万片，可以充实知足IDM模式对高产能行使率的要求。

现实上，除了内存外，一些CPU处置器芯片厂商（如Intel）和具有永生命周期的模拟芯片厂商(如德州仪器等），也接纳IDM模式制造。一些汽车电子、航空航天等领域所需的数模产物，性能（如功耗等）并不像手机用数字芯片那样高，然则应用环境恶劣（如高温、抗辐射等），也接纳IDM模式制造。

2021年和2022年上半年“一芯难求”的情形下，也有部门Fabless 厂商思量自建成熟手艺节点的制造或封测产线，以更好应对市场转变。然则，到了2022年下半年，芯片由欠缺突然酿成库存过剩，令展望专家们大跌眼镜。

毫无疑问，IDM模式最适合于量大面广的DRAM江湖。