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“造晶圆厂就像修高速公路，我们是建路搭桥的。路修好以后，路上跑得不管是什么车，我们都欢迎。”中芯国际市场资深副总裁许天燊先生说。在高速路上的车对速度追求越来越快的今天，也对这些修路搭桥的基建供应商提出了更高的要求，他们在工艺升级换代上的军备竞赛也愈演愈烈。
纵轴是摩尔定律，横轴就是More than Moore(超越摩尔定律）
“为什么台积电做的成功，因为我们做得比较卖力。”在谈到超越摩尔定律(More than Moore)时，台积电中国区副总经理罗镇球先生这样说。实际上台积电工厂里面纯粹的逻辑(pure logic)产品是很少的，不管在哪个工艺节点都是如此，40nm、65nm、90nm，基本上生产的都是特殊工艺，就是衍生出来的工艺产品。台积电做得最卖力，把每一个工艺节点旁边所有衍生出来工艺全都做齐全了，这些东西是别人没有的。台积电的工艺是摩尔定律和超摩尔定律双轴并进, 纵轴是沿着摩尔定律继续往前走，横轴是在每个节点上把工艺衍生的愈广、愈精，那么整体竞争力肯定就愈强。应该说这才是核心竞争力，因为台积电发展出来的是工艺的一个面，而不是摩尔定律的一个点。
图一 台积电中国区副总经理罗镇球
由于FinFET工艺对资金需求巨大，谈到这对FinFET工艺开发有何影响时，罗镇球先生认为，因为越往前走，研发的投入越来越高，有很多IC产品不见得要跟着往前走，所以台积电才会开始做先进封装，把很多颗IC堆叠封装在一起。这个就是体现摩尔定律的另一种方式，在一个体积或一个面积里面装载更多的晶体管。现在台积电已经实现把多外IC堆叠，例如一颗CPU核加上一颗射频芯片，再加上一个存储器芯片，用先进封装把它们连结封包在一起，这个就是广义上的实现摩尔定律持续推进。
台积电看好物联网的市场前景，从四五年前就开始建构物联网工艺平台。陆续推出了28nm、40nm, 55nm节点的超低功耗工艺，以及包含了射频、嵌入式闪存、逻辑与很多样的传感器…等衍生性工艺，这些工艺的组合可以让国内的客户很容易的设计出物联网产品。“这是一套组合拳：第一个叫超低功耗，第二个叫特殊工艺集成，第三个叫先进封装。这三项技术缺一不可，先用先进工艺把芯片做小, 把功耗降低，再将各种不同的功能高度集成，加上先进封装, 这就可以设计出具备竞争力的产品。”台积电不只做晶圆代工，现在也投入先进封装，主要原因是台积电发现了一些新的市场需求必需加上先进的封测技术才能提升性能,降低成本，只要有市场需求, 台积电就会带头去做拉动使整个行业往前发展。例如台积电现在做的芯片尺寸级封装，叫CoWoS(Chip On Wafer On Silicon) ，技术上相当困难，是需要投入巨大多的人力和资金才能做得起来。台积电已经投入了很多资源在先进封装上。
罗镇球先生认为物联网就是中国半导体行业要落实弯道超车、飞跃发展的最好的一个方向。有感于罗先生对中国半导体行业的拳拳之心，这里我再一次引用他在这次年会上的原话，希望国家能够重视对于存储器与集成电路制造设备和材料的发展。“我觉得在国家的纲要里面，一直忽略掉两个很重要的部分。国家做的事情，肯定是要投入比较长期的，有战略意义的项目，中国台湾做半导体这个行业很久了，有两个项目是中国台湾一直没有做好的，一个是存储器，一个是设备和材料。我觉得以中国的战略格局，中国的市场规模，这两件事如果在国家纲要里面没有特别提到的话，倒是我特别愿意建议一下的。因为存储器事实上是非常重要的，整个产值也很大，只是它的门槛相当高，因为现在市场已经整合到世界上没有几家公司有能力做，有人可能觉得做存储器没有意义，但我觉得我们是中国，没有道理不做，设备和材料也是一样，没有道理不投入。”
智能手机是猎豹，物联网是鳄鱼
“以前的移动终端设备就像猎豹一样，越跑越快，芯片工艺要到14、28nm，速度快但消耗大，动不动就要充电。物联网产品则很像鳄鱼，吃一次好几个月都不需要再吃，不需要常常充电，因为百分之九十几的时间都在休息。”联电副总经理王国雍先生用这么一个形象的比喻来说明物联网时代产品与之前产品的区别。王国雍先生认为，根据联电对物联网市场的研究，物联网市场的价值利润分配可能呈现一个微笑曲线，IC产品的部分低一点，晶圆厂的部分会稍微高一点，物联网产品的服务应用在另一边也高一点。
之所以会呈现出一条微笑曲线，原因如下：因为物联网产品用的晶圆不会是纯逻辑，是特殊工艺，而且是特殊工艺的融合，要整合很多像Embedded Flash、RF，甚至是HV(High Voltage)、MEMS等各个方面，这样的晶圆复杂度增加了，就不会太便宜。虽然IC供应商做的工作也很有价值，但是单颗IC的价格可能不会提高，这是因为传感器芯片想持续长期赚钱的话，必须寄希望于大量铺设，只有大量铺设才能形成大数据, 大数据要产生应用以后才能卖高价。所以在开始阶段为吸引用户，需要把传感器免费或者用很低的价格去给用户安装，用户才会装得多。这样硬件价格就会被压得很低，硬件价格低的话，芯片价格怎么会贵呢？所以物联网这个市场的演变及打法与过去有点不一样，而晶圆厂的性价比对IC供应商来说就更重要了。
图二 物联网市场微笑曲线
物联网产品对于晶圆厂的要求也与以往不同，以前大家已经很习惯在数字工艺的节点上跑得更快一点，但是但是宽度的部分展开得不多，而物联网恰恰对工艺的多样性要求很高。要玩物联网，不只是数字工艺要跑得快，在不同节点上特殊工艺的多样性和完整度才能够彰显晶圆厂的竞争力，所以物联网虽然不是用最先进的工艺节点，但是也不是一般的晶圆厂可以玩的。王国雍先生认为，因为先进工艺节点的光罩一套很贵，所以制程迁移不会很快，大约55、40nm就是现阶段物联网产品的最佳节点。所以努力还是要花在怎么把这些节点的功耗降下来，如何配合EDA降低漏电流等，就物联网平台来说，各方面与之前世代的产品都不太一样。
图三 联电副总经理王国雍
对于晶圆厂在先进制程竞争的状况，王国雍先生表示，工艺向前发展是条不归路，但是大家又不得不走，除非退出不做。这条路大家都很清楚，这个方向大家的努力也都是一样，不管哪一家都在辛苦得往前走。很有趣的地方是，大家认为最先进工艺节点的进展如何是所有晶圆厂竞争的关键，大家谈论排名，第一个就是看28nm占你多少的营收，大家看晶圆厂的赢跟输，大概就是用这个角度。王国雍先生觉得不妨从另外一个角度来看，晶圆厂真正赚钱的有几家。
事实上台积电可能赚了百分之九十几的钱，联电赚了个位数，剩下的其它的晶圆厂去分。晶圆厂要想永续经营，赚钱还是关键，从长期的观点来看，要做到持续投资、永续经营，财务状况必须健康。如何才能赚到钱，事实上新的产线、新的工艺对于利润率的综合贡献综合还是为负，因为折旧还没有折完，事实上赚钱的都是旧的产能。
以8吋线为例，未来三年都会缺产能，这是一个结构性问题，未来也很难得到缓解，原因有两方面：在供给面，现在8吋的机台买不到，扩充产能存在实际困难；在需求面，随着3G向4G迁移，不只相同种类的芯片面积增大（例如 4G里面用到的PMIC芯片尺寸大约是3G时代的两倍），更有新增加的功能（例如指纹辨识、移动付款等等），所以导致整个8吋需求会进一步增大；而且由于这些需求很多都是特殊工艺，不是很容易就可以迁移到12吋线的。基于以上判断，联电在8吋和12吋都积极布局。8吋方面，会把苏州和舰的8吋产能进一步扩大，从现在的5万片每月扩充到未来可以达到6万5000片。12吋方面，联电在大陆的另一布局就是在厦门新建的55、40nm工艺的12，目标指向最先进的12吋特殊工艺。
王国雍先生认为物联网的特色是每一个应用的量都不是特别大，而且每种应用各有不同的需求与标准，这样每个应用可能都要开发一颗IC来应对，每颗IC一套光罩，如果用28nm则会受到很大的成本压力，现在28nm的一套光罩要150万美元，不是一般的设计公司有能力承受的，物联网的主流平台会需要很多特殊工艺，最佳技术节点会停在55、40nm，联电将来的物联网布局即将以此为重点。
天时地利人和都有，但是巨变要何时才能实现？
“我们过去一直战战兢兢。”谈到中芯国际这些年的发展，中芯国际资深副总裁兼大中华区总经理彭进先生这样说。中芯国际成立以来，从开始的坎坎坷坷走到现在并不容易，但是自2012年以来已经实现了连续十个季度盈利。虽然中芯国际去年的营业额达20亿美金，但只相当于台积电的十分之一，技术上落后台积电两代，产能上的差距也很大。中国整个IC设计企业销售额加起来130亿美金，美国高通销售额170亿美金，第二大博通(Broadcom)也有80亿美金。
所以纵向来看，与15年前相比，中国的半导体行业有了长足进步；但是横向一比，与世界先进水平的差距还是非常大的。中芯国际立足于中国，放眼全球，在先进工艺和成熟工艺方面都取得了一些突破。
“我们是中国大陆首个能够为海外及国内客户提供完整的28纳米制程服务的纯晶圆代工企业，同时我们今年的55 nmEFLASH是全球Foundry当中第一个推出来的。在SIM卡领域和未来的银行卡领域，中芯国际是非常有优势的。近年来我们花了很大力气支持本土设计企业发展，生产的产品已进入到知名品牌中，如华为手机，联想手机，三星及索尼产品等等。未来我们希望和中国的设计公司继续一起成长，继续做强做大。” 彭进如是说。
中国的集成电路产业如果要得到改善，是需要大家一起努力的，一方面需要产业资金的支持，还需要人才和技术方面的积累，这些都要慢慢来改善。中国半导体行业确实需要国家和产业资金一起把产业环境的硬件搭配好，产业内的企业按照市场化的模式去运作，如何兼并重组、做大做强，是整个行业面临的一个挑战。
图四 中芯国际资深副总裁大中华区总经理彭进
“现在我们身处于一个天时地利人和都有利的IC产业的黄金时代”，中芯国际市场部资深副总裁许天燊先生说。许天燊先生之前一直负责美国区的业务，之所以几个月前从美国回到总部，正是看到了这个宝贵的机会。他认为中国人做事要成的话，都讲究天时、地利、人和。
现在来看，天时方面，整个产业正在面临巨变，将来的物联网、大数据、云端技术等都将给产业带来新的变化，而这个新变化带来的机会无限，这是第一次可以用现有的成熟技术就可以把应用做得非常好，无论是对中国整个半导体产业还是对中芯国际来说，都是一个难得的机会；
地利方面，一方面中国政府对集成电路产业的扶持力度正在加强，另一方面,从市场趋势来看，中国已经是全球最大和成长率最快的市场。不光是在消费电子市场，包括工业和汽车电子市场，现在的成长率都是最快的。全世界的大公司都在瞄准中国，今天如果哪家公司还没有进入中国市场，都会被认为不思进取；
人才方面，中国更是不需要怀疑的，过去五千年以来，每一代都有非常多的顶尖人才出现。过去中国半导体起步晚了，可能是体制或其他原因，有些潜能没有被完全发挥出来，但随着中国30多年来的改革开放，这个现象已经慢慢改变。现在看一下，我们已经有很多属于中国自己的品牌，全世界都是非常有名的，比如华为、联想、小米，已经比较成熟。但是如果看一下手机或电脑里面的芯片，把物料单(BOM)拿过来，中国设计公司真正进入物料单的，还是比较少的。因为应用处理器(AP)和基带(Baseband)还是垄断在某几家国际大公司手里。但是物联网出现以后，这个情况可能会完全颠覆，因为物联网可以在现在成熟的平台上发挥作用，这将是中芯国际与整个中国半导体行业去迎头赶上的最好机会。
图五 中芯国际市场部资深副总裁许天燊
彭进先生最后说，中芯国际自成立以来，花了很多时间与精力与中国设计公司一同成长。刚开始中国的销售额在中芯国际的占比很小，只有百分之几，到今年已经超过了40%。中国的设计公司成长很快，中芯国际从过去单向推动者的角色，到现在已经与中国设计公司形成了相互推动的局面。虽然中国的半导体产业还不够强大，但只要这种良性循环持续下去，加上国家的支持与整个产业的协同，小步快走，发奋图强，一定能够与世界接轨。
笔者认为，在未来几年的IC制造代工领域，台积电还将是一家独大，工艺发展是否会变慢到给其他两家追赶的机会谁也不好说。先进工艺的研发上面，中芯国际与联电台积电一样也将主力投向了FinFET，三家又将在同一条路上相遇。面对明年台积电超过100亿美元的投资，联电和中芯国际是参与军备竞赛向前狂奔，还是寻求More than Moore的另类发展空间，我们将拭目以待。
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系列报道之一：与非实录：2014中国集成电路设计年会全景观察
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