张汝京博士在集微网半导体大会上谈到了国内半导体业者可以效仿中国台湾半导体代工的模式,提出了CIDM 模式。那么什么是OEM、ODM、OBM、EMS、IDH等等这些大家常常看到的英文简称,今天我们就来科普一下设计行业和制造业的那些简称。
被中国业者称为“中国半导体教父”的张汝京,日前上周的一个半导体交流大会中接受各个媒体记者的采访表示,中国大陆地区的半导体业者可以效法类似中国台湾地区半导体代工业者的模式,发展出自己特殊的 “垂直整合模式”(integrated design and manufacture,IDM)作业模式,除了为自己的半导体提供制造服务之外,也可以建立本身的代工能量,达到进可攻、退可守的地步。
接下来我们就探讨一下什么是CIDM模式,顺便说说设计行业和制造业那些简称。
CIDM(CommuneIDM),就是共有共享式的IDM(IDM:下文有介绍)公司。CIDM模式已经有先例,如新加坡TECH公司就是好几家公司联合成立的一个IDM公司(生产存储器为主),其中TECH的“T”是TI德仪,“E”就是新加坡政府EDS经济发展局,“C”是Canon佳能,“H”是Hewlett-Packard惠普。其中的几家企业当时都需要很多的DRAM。四家投资一个IDM公司,自己设计、自己生产、自己销售,从第二年开始几乎每年都实现了盈利。
在大陆,有一些规模较小的IDM工厂,其中多数生产150mm芯片、少数生产200mm芯片。成立先进的IDM公司,光靠一家公司很难做起来。如果5到10个伙伴一起来合作比运作一个先进的代工厂更容易些,因为分担投资,产品互补,减少了资金的压力,资源共享了,顾客固定,产能利用率有保障,风险大幅度的降低,完全实现了互惠互利,而且产品和技术能力也可以大幅度提升。挑战在于CIDM是五个或者更多合作伙伴共有,一方面,Fab要提供技术给这一些企业,另一方面,这一些企业的产品如何避免同质化竞争,目标市场也要区别。
Fabless,是Fabrication(制造)和less(无、没有)的组合,是指“没有制造业务、只专注于设计”的集成电路设计的一种运作模式,也用来指代未拥有芯片制造工厂的IC设计公司,经常被简称为“无晶圆厂”(晶圆是芯片\硅集成电路的基础,无晶圆即代表无芯片制造);通常说的IC design house(IC设计公司)即为Fabless。
据FSA于2005年5月时的资料,在1994年全球半导体销售额已经达1,000亿美元时,相应的fabless的销售额才32亿美元,到2000年全球半导体销售额达超过2000亿美元时,相应的fabless销售额为176亿美元,而到2015年全球半导体销售额己达3350亿美元时,相应的fabless己增长到842亿美元(数据来自IC Insight 2016年4月)。
圆代工或晶圆专工(Foundry),半导体产业的一种营运模式,专门从事半导体晶圆制造生产,接受其他IC设计公司委托制造,而不自己从事设计的公司。有些拥有晶圆厂的半导体公司,如英特尔(Intel)、AMD等,会因产能或成本等因素,也会将部份产品委由晶圆代工公司生产制造。台积电、联电为世界上的排名第一与第二的晶圆代工公司。
反之,专门从事IC电路设计而不从事生产且无半导体厂房的公司称为无厂半导体公司(Fabless)。无厂半导体公司依赖晶圆代工公司生产产品,因此产能、技术都受限于晶圆代工公司,但优点是不必自己兴建、营运晶圆厂。随着芯片制成微缩、晶圆尺寸成长,建设一间晶圆厂动辄百亿美金的经费,往往不是一般中小型公司所能够负担得起;而透过此模式与晶圆代工厂合作,IC设计公司就不必负担高阶制程高额的研发与兴建费用,晶圆代工厂能够专注于制造,开出的产能也可售予多个用户,将市场波动、产能供需失衡的风险减到最小。
11月24日矽品公告称,将出售子公司矽品科技(苏州)有限公司30%股权给大陆紫光集团,交易金额为10.26亿元人民币。自此,紫光也完成了从设计,制造、封装测试以及销售一条龙全包,成为国内为数不多的IDM公司。
IDM是全球主要的商业模式。美国、日本和欧洲半导体产业主要是采用这一模式,典型的IDM 厂商有Intel、三星、TI(德州仪器)、东芝、ST(意法半导体)等。IDM 厂商的营业范围涵盖了IC 设计、IC 制造、封装测试等各环节,甚至延伸至下游电子终端。
首先,IDM 企业具有资源的内部整合优势。在IDM 企业内部,从IC 设计到完成IC制造所需的时间比较短,主要的原因是不有必要进行硅验证(SiliconProven),不存在工艺流程对接问题,所以新产品从开发到面市的时间较短。而在垂直分工模式中,由于Fabless 在开发新产品时,难以及时与Foundry 的工艺流程对接,造成一个芯片从设计企业到代工企业的流片(晶圆光刻的工艺过程)完成往往需要6-9 个月,延缓了产品的上市时间。
其次,IDM 企业的利润率比较高。根据“微笑曲线”原理,最前端的产品设计、开发与最末端的品牌、营销具有最高的利润率,中间的制造、封装测试环节利润率较低。根据花旗银行2006 年的市场调研,在美国上市的IDM企业平均毛利率是44%,净利率是9.3%,远高于Foundry 的15%和0.3%以及封装测试企业的22.6%和1.9%。
但一个成功的IDM 企业所需的投入非常大。一方面,IDM 企业有自己的制造工厂,需要大量的建设成本。另一方面,由于IC 制程研发成本慢慢的升高,IC 设计成本大幅度的增加。IC Insights 多个方面数据显示,R&D 费用占出售的收益比重持续不断的增加。总体上,IDM 的资本支出与Foundry 相当,却远高于Fabless;IDM 的研发投入占出售的收益比重比Fabless 低,却要远高于Foundry。所以,一个成功的IDM 所需投入最大。
IDM 的另一大局限就是对市场的反应不够迅速。由于IDM 企业的“质量”较大,所以“惯性”也大,因此对市场的反应速度会比较慢。总的来看,由于具备资源内部整合、高利润率和技术领先等优势,IDM 厂商仍然处于市场的主导地位,但IDM 厂商所需的投入最大,对市场的反应也不够迅速,所以要成为一个成功的IDM 厂商并不容易。
这种经营模式在国际上已运作多年并行之有效。企业为了加大其拥有资源在创造新兴事物的能力方面的配置,尽可能地减少在固定资产方面的投入,企业不直接进行生产,通过让别的企业代为生产的方式来完成产品的生产任务。这样,只需支付材料成本费和加工费,而不必承担设备折旧和自建工厂的负担,可随时依据市场变化灵活的按需下单。由此可促进成品业务形成新的经营优势,培养和壮大企业内在的扩张力,提高经营能力和管理上的水准,从而为更高层次的资本运营创造条件和积累经验。
ODM近年来兴起于国内IT业的概念。与之不同的是,早为业内所熟知的OEM(原始设备制造商),主要是指按照上游厂商的设计进行制造,OEM的流行与ODM的兴起,反映了国内制造业发展的过程:早期国内厂商缺乏核心技术,不得已扮演OEM的角色,给别人生产产品,或是拿来其他厂商的OEM产品做贴牌销售;而随着国内厂商逐渐掌握核心技术,慢慢的出现自主知识产权的产品设计,ODM进入了人们的视野。
EMS :Electronic Manufacturing Services的缩写,即电子制造服务,电子专业制造服务亦称ECM(Electronic Contract Manufacturing),中文又译为专业电子代工服务,是一个新兴行业,它指为电子科技类产品品牌拥有者提供制造、采购、部分设计以及物流等一系列服务的生产厂商。
电子制造服务企业为原始设备生产商如戴尔、爱立信、摩托罗拉、微软等公司可以提供设计、策划、制造、测试以及物流管理等等全套系列服务。这种外包模式是一个复杂的流程,其服务必须覆盖包括产品设计、体系建设和物流管理等阶段在内的整个产品周期。正是由于这种制造模式具有统包的特点,从而使电子制造服务商可对项目实施从构思设计、产业化、制造到部署的全程管理。
IDH的存在是产业分工优化的结果。它的作用不容忽视,在现在的产业高质量发展中,它扮演的角色也更加多样化。IC厂商为自己的IC提供的或者是最大系统,或者是最小系统,往往需要做二次开发并提供参考设计,IDH能够准确的通过目标的应用并提供相关的系统参考设计,也可以设计出接近于最终产品的解决方案,既弥补IC厂商所缺乏的工程化经验,也帮助制造厂商加快底层系统开发的周期,并有效地减少了研发的难度和风险。