芯片产业深度梳理:芯片公司的分类、模式、特色与潜力
时间:2023-12-13 18:05:36来自:格隆汇字号:T  T

芯片作为当代科技领域的基石其重要性不言而喻,对于许多人而言,半导体、芯片、集成电路,这些概念仍然分不清,接下来不妨对此进行全面梳理。

先区分半导体、集成电路、芯片这几个概念。

半导体是导电性介于导体和绝缘体中间的一类物质。其狭义上包括硅、锗等元素构成的第一代半导体材料,以及砷化镓、氮化镓、碳化硅、氧化镓等化合物构成的第二代至第四代半导体材料。广义上,半导体涵盖了基于这些材料制造的各类器件产品。

半导体主要由四个组成部分组成:集成电路、光电器件、分立器件、传感器,由于集成电路又占了器件80%以上的份额,因此通常将半导体和集成电路等价。

集成电路(IntegratedCircuit,IC),是一种通过一系列特定的加工工艺将晶体管、二极管等有源器件以及电阻器、电容器等被动元件与布线“集成、封装”在半导体晶片上的电路或系统。这种技术的进步使得在一个小小的芯片上集成了庞大而复杂的电路,从而执行特定的功能。

“芯片”通常指的是集成电路芯片,其是以半导体为原材料,把集成电路进行设计、制造、封测后,所得到的实体产品。

在大多数情况下,芯片、集成电路、IC等这些术语其实可以互相混用。

根据产品类型的不同,半导体产品可以划分为四大类:集成电路、分立器件、光电子器件以及传感器。

进一步来看,芯片的分类方式同样也可以有很多种:

一颗芯片从无到有,有四大必经环节,即芯片设计、芯片制造(晶圆加工)、芯片封装、芯片测试,其中,芯片封装和测试可合称为“芯片封测”。

在这个过程中有四个重要支持环节,即IP支持、EDA工具、生产设备、生产原材料。其中,IP属于IC设计的核心技术。通常是指应用在芯片中的、具有特定功能的、可复用的电路模块,绝大多数SOC厂商都依赖IP来设计和生产一款SOC芯片。

按照上述芯片设计、芯片制造、芯片封测几个环节,芯片公司通常专注于其中一个制程步骤,而极少数公司则选择独立完成全部三个关键制程。

这样的分工形成了不同的经营模式。一般而言,主要的经营模式包括Fabless(无厂半导体设计公司)、Foundry(代工厂)、IDM(集成设备制造商)和OSAT(封装测试服务提供商)、Fablite等几种。

1)Fabless模式

Fabless公司专注于半导体设计而不涉及制造工艺。这类公司致力于研发创新的芯片设计,并且在设计出完整的芯片后,将其委托给代工厂(Foundry)进行生产制造。

Fabless模式使得公司能够专注于创新、设计和市场推广,而无需承担昂贵的制造设备和厂房成本。

Fabless模式在过去几年中取得了显著的成功,特别是在移动通信和芯片设计领域。由于其灵活性和专注于创新,Fabless模式可能在未来继续受到欢迎。

Fabless模式的典型代表有:苹果、高通、海思、联发科、英伟达、ARM、AMD、ICG(聪链集团)等。

2)Foundry模式

Foundry在集成电路领域是指专门负责芯片生产、制造,但是没有芯片设计能力的厂商。它们接受Fabless公司的设计,提供生产工艺流程、设备和人力资源,将设计好的芯片大规模生产。Foundry通常投资巨大的资金用于先进的制造技术和设备,以满足不同客户的需求。

随着制造技术的不断发展,代工厂在提供先进制程和高效制造方面发挥了关键作用。Foundry模式在为各种公司提供生产能力和降低生产成本方面具有潜在前景。然而,随着制造技术的进步,代工厂之间的竞争也在加剧。

Foundry模式的企业主要有:台积电、格罗方德、联电、中芯国际等。

3)IDM模式

IDM是一种集芯片设计、制造、封装、测试和销售等多产业链环节于一体的经营模式

这种经营模式可以很好地协同设计、制造等环节,以实现技术闭环,有助于快速发掘技术潜力。缺点是运作费用较高,回本周期较长。

IDM模式在历史上一直是半导体产业的主流。一些大型的IDM公司通过拥有全面的生产能力,能够更好地掌握技术创新和质量控制。然而,由于高昂的资本投资和制造复杂性,一些公司可能更倾向于专注于设计和委托制造。

IDM模式的企业主要有:三星、英特尔、海力士、美光、东芝、德州仪器等

4)OSAT模式

OSAT公司专注于芯片的封装和测试阶段,通常称为“封测厂”。它们在芯片制造完成后,负责将芯片封装成最终的成品,并进行必要的测试以确保产品质量。OSAT在整个半导体供应链中扮演了重要的角色,通过为Fabless公司和Foundry提供封装和测试服务,加速了产品的上市速度。

OSAT模式的典型代表有日月光、美国的安靠和中国的长电科技。

5)Fablite模式

结合了Fabless和Foundry两种模式的优势。在Fablite模式中,公司专注于半导体设计,而将制造环节委托给专业的代工厂进行生产。即在晶圆制造、封装、测试环节采用自行建厂和委外加工相结合的方式。这种模式对于那些希望专注于核心竞争力的公司有前景的选择。

Fablite模式能够结合Fabless模式和IDM模式二者的优势,同时兼顾生产效率与产品质量。

传统意义上的IDM半导体公司都在逐步向Fablite模

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