北京时间9月15日凌晨,iPhone 13正式发布。发布会之后,对于iPhone 13市场销售火爆,国内市场的预售几乎“秒光”。内存256GB的iPhone 13 Pro官网售价为8799元,国内市场实际报价要加价100-300元。
最近,知名逆向分析机构Techinsights对一部内存容量为256GB的iPhone 13 Pro(型号A2636)进行了拆解,发现采用苹果自研的芯片有A15仿生芯片(号称为iPhone 最快的芯片)、音频编解码器和音频放大器;其他主要组件则分别来自:高通、博通、思佳讯、恩智浦、铠侠等,其中高通在射频设计方面处于领先地位。
蓝:苹果 APL1W07 A15 仿生 PoP (A15 AP + SK hynix [可能为 6GB LPDDR4X SDRAM])
深蓝:苹果 APL1098 PMIC
紫:NXP 显示端口多路复用器
红:Skyworks SKY58271-19 前端模块
浅蓝:Skyworks SKY58270-17 前端模块
绿:Apple/Dialog Semi 338S00770-B0 PMIC
浅绿:Apple/Dialog Semi 338S00762-A1 PMIC
橙:STMicroelectronics STB601A05 PMIC
粉:USI Apple U1 UWB 模块
绿色:铠侠 256 GB NAND 闪存
黄色:Apple/Cirrus Logic 音频编解码器
浅蓝:NXP SN210 NFC 和安全元件
深蓝:Apple/Cirrus Logic 音频放大器
蓝色:高通骁龙 X60 5G 调制解调器
深蓝:高通射频收发器
紫色:USI Wi-Fi/BT 无线组合模块
红色:高通 PMX60 PMIC
浅蓝:STMicroelectronics 安全 MCU/eSIM
绿色:Qorvo 包络跟踪器 IC(可能是2 个)
浅绿:Qualcomm 包络跟踪器 IC
橙色:Avago 前端模块
粉色:博通无线充电接收器IC
在国内A股公司中也有多家苹果产业链企业。立讯精密为苹果摄像头模组、连接器、天线等;蓝思 科技 为苹果提供剥离盖板、外观件、结构件、触控模组等;欣旺达和德赛电池是苹果电池及电池模组供应商;鹏鼎控股为全球第一大PCB公司,其客户包含苹果公司。歌尔股份是苹果AirPods代工厂。
因为这枚芯片虽然技术是自己的,但是在生产的时候使用的是美国的设备,而美国和华为是有一定矛盾的,美国有着禁止向华为供货的限制,所以华为没有办法使用。
远川 科技 评论近日从产业链人士处独家获悉,北纬三十八度集成电路制造有限公司(以下简称“北纬公司”)为国内芯片设计商深圳新声半导体(以下简称“新声”)代工qorvo工厂的声表面波滤波器产品(以下简称SAW滤波器),已投入量产且达到发货水准。双方合作的SAW滤波器主打难度较高的射频模组。
这标志着,北纬公司成为国内极少数具备滤波器制造能力的射频芯片代工厂。结合qorvo工厂我们此前发布的BAW滤波器量产消息,可以说,中国芯片产业界的射频短板已悉数补齐,向全自主射频模组又迈出了一大步。
梳理最近国内射频芯片界的动作,不难发现,纯晶圆代工+独立芯片设计商,在当下的时点,成为一个越来越具代表性的产业路线。回顾全球范围内的射频芯片产业发展史就会发现,这一路线响应了当下中国 科技 产业的需要。无论是突破关键芯片卡脖子,还是在商业上可持续发展,都是一个大胆且值得称道的尝试。
本文从全球射频芯片发展史出发,试图梳理前后三代的发展路径qorvo工厂:
1. 第一代:买、买、买
2. 第二代:代工,还是IDMqorvo工厂?
3. 第三代:组合式创新
射频领域的国际巨头,都是通过并购成长而来。
首先是博通。博通前身安华高(Avago)脱胎于惠普的半导体部门,2008年收购英飞凌BAW滤波器业务,为其在高端滤波器市场的垄断地位打下坚实的基础。2015年,安华高“小鱼吃大鱼”,以370亿美元代价收购体量比自己更大的旧博通,这场“入赘”式的收购完成后,安华高索性把公司更名为“博通”。
然后是思佳讯(Skyworks)。2006年,思佳讯分拆基带业务专注射频,之后接连并购两家PA厂商,成为全球第一大PA供应商。2014年,思佳讯与松下合资成立FilterCo涉足BAW滤波器业务,其后收购松下剩余股权,至此填上了最后一块业务短板。
至于科沃(Qorvo),其本身就是龙头联姻的结果。2008年后,PA和天线开关大厂RFMD业务接连受挫,先是2G市场增长乏力,然后是PA市场被思佳讯超越。到了2014年,RFMD与擅长SAW和BAW滤波器的TriQuint合并。如此,Qorvo诞生之初,便打通了全产业链。
最后是村田(Murata)。村田本来主营被动元器件,2012年4G爆发之际重金加注SAW滤波器,并在这一市场中高端产品占据统治地位。即便到了BAW滤波器占优的高频领域,村田也率先研发出TC-SAW(温度补偿型)滤波器与之对抗。为了补足PA短板,村田之后并购了瑞萨PA部门和美国Peregrine半导体。
总结国际射频巨头的并购之路,可以发现三条规律:
其一,并购发起者多有一个特别长的长板,在优势领域并购有利于保证产品竞争力,迅速扩大市场占有率。思佳讯收购两家PA公司成为全球第一个PA供应商,是一个典型的案例。
其二,射频前端模组化要求不能有短板。思佳讯收购BAW滤波器公司,村田收购PA公司,是同样的道理。如果射频模组中有一类关键器件需要外购,成本端就是不可控的,不利于做高毛利率。
其三,移动通信制式升级换代是射频行业洗牌的关键节点。思佳讯在3G前夜切入PA,村田在4G发展初期重金加注SAW滤波器,都为后来分别占据细分射频市场头把交椅奠定了基础。
在跨国巨头纷纷通过并购手段,自建大而全的IDM的时候,中国射频公司早早开始了 探索 。三家公司最具代表性,一家是中国台湾地区的稳懋,纯代工模式qorvo工厂;另外两家是中国大陆地区的好达和三安,分别为IDM和代工。
先看稳懋。
稳懋1999年成立,一开始跨过4英寸砷化镓产线直接建6英寸,但彼时工艺极不成熟,破片率高达10% 20%,稳定量产难度极大。在外部股东输血支持下,稳懋坚持技术攻关,终于在2006年攻克PHEMT、HBT等关键技术,产线生产效率提高同时,破片率也大大降低到0.5%以下。2007年,稳懋扭亏为盈。目前,稳懋在砷化镓晶圆代工领域占据了接近八成的市占率。
因在砷化镓代工领域的绝对优势,稳懋赢得了两类客户的支持。一类是大陆的PA公司,另一类则是博通和苹果等业务规模庞大、有射频芯片委外制造需求的美国公司。这些客户支撑了稳懋高达上千亿新台币的建厂计划。
既然是代工,有一条还格外重要,那就是严守中立,诚信可靠。2017年,博通旗下的安华高入股稳懋,却同意不进入董事会,就是为了保证其独立可靠。没有这一点,苹果恐怕也很难选择稳懋为自研射频元件的代工商。
从稳懋的案例可见,射频代工也是一个可持续的大生意。要做好,关键在于两点,一个是要在研发上死磕,制造技术要有一个很长的长板,能够提供先进的、全方位的服务;另一个就是在经营上不抢客户的生意,让客户放心。长此以往,便能形成正循环。
相比于稳懋,大陆地区的两个玩家则分别有着明显的短板。
好达成立于1999年,是大陆 历史 最为悠久的射频IDM。2005年,好达研发出手机滤波器。但直到2015年,村田SAW滤波器缺货,好达才迎来一波发展机遇。
相比于好达,三安是射频芯片业界的新生,2014年才切入射频业务,但发展迅速。2021年,三安的SAW滤波器客户已达数十家,产量也从原先的季产1000万跃升至最近的月产1000万颗,由此成为好达在中低端市场的强大对手。
在一些业内人士看来,三安的问题和好达有些类似——在中高端射频产品领域表现乏力,比如没有BAW滤波器。这会衍生一个较大的问题,即模组化的时候面临掣肘,向别人外购成本较高。
总结好达和三安的经验,有两条规律值得注意:
其一,射频工厂一定要有一个特别长的长板,如果没有做到一条产品线的中高端,往下走会比较吃力。在自身禀赋不足的条件下投资很多设计公司,可能限制未来的发展。
其二,模组化是终局,无论是自身的制造能力,还是投资布局,一定要能拼起来射频模组。面向射频模组的器件技术壁垒高、利润率高、竞争不那么激烈,谁在射频模组领域领先,谁就站在了有利的战略位置上。
在吸取了第一代和第二代射频芯片公司的发展经验后,2018年,北纬三十八度集成电路制造有限公司(以下简称“北纬公司”)落户忻州半导体产业园,定位为SAW滤波器和PA晶圆代工厂。
2021年6月份,北纬公司4英寸SAW滤波器产线投产,迅速吸引了国内领先的滤波器设计公司——新声与之深度合作。双方合作的产品为面向射频模组的SAW滤波器。
北纬公司的合作方和产品都经过深思熟虑。
就合作方,新声是国内少数能够同时正向设计SAW和BAW滤波器的设计公司,创始人科班毕业,拥有在博通的丰富工作经验。优秀的设计公司能够很好牵引制造端,帮助工厂打磨工艺。而且,新声设计的BAW滤波器已经出货,与其绑定有利于将来在中高端射频模组的布局。
就产品选择,射频模组化的趋势已经十分明显,北纬公司选择了一开始就做能够放进模组中的滤波器。从产品定义开始,模组化对器件提出一系列更高的要求,在国内的射频芯片业是一个很好的占位。北纬公司聚集了一批来自日本、新加坡的资深专家,团队老中青结合,有能力接住。
经过短时间的磨合,新声在北纬公司代工的SAW滤波器迅速完成产品定型。双方的合作进展如此迅速,源于北纬公司的两点优势:
其一,北纬公司团队自身掌握大量的know-how。虽然是一个新公司,但是以尾藤为首的日本专家曾在NEC等大厂工作,有二十多年的芯片从业经验。SAW滤波器一个很大的难点在于一致性要求高,不能说这一次做出来的产品符合要求,下一次再做参数都变了。尾藤的解决办法是“反复看数据,让数据说话”,可见芯片老师傅的功底。
其二,北纬公司坚守代工服务的定位。SAW滤波器的另外一个难点在于射频信号很容易失真,给仿真领域建模带来较大困难。这就要求工厂工艺工程师需要与芯片设计工程师紧密配合,快速解决设计公司的问题。北纬公司最短48小时、平均一周、最长两周更新一版工艺,而国内某大厂一版工艺的更新时间一般是两个月。
绑定优秀的设计公司、选择面向模组的高产品定位、扎扎实实做好代工服务,北纬公司完成了三步走,下线的SAW滤波器产品在带宽、差损等性能指标上优于同业。
工艺难度更高的TC-SAW滤波器,则是已完成工艺研发,其样片品质因数(即Q值,衡量滤波器信号频率识别准确性的一个核心指标)更是数倍于国内同业竞争对手。
SAW和TC-SAW组合销售,有望成为北纬公司的独特竞争优势,也将使北纬公司在高难度射频芯片领域有一个特别长的长板,为之后扩展商业布局打下坚实的基础。
一个难以想象的事实是,本文所叙述的第三代射频芯片产业的代表——北纬公司,生长于山西省忻州市。
忻州是山西的一个特例——煤炭资源相对贫乏,主打农业。几年前,地方政府决心转型,为半导体产业园“量身定制”了一套特殊政策:为外籍人才提供人才公寓,解决职工子女就学问题,补贴高耗能的半导体原材料厂,电费低至不到两毛一度。
北纬公司生长于一个大环境悄然改善的山西,也的确为这片土地做出了自己的贡献:
首先是一个初具雏形的上下游芯片产业链。本地丰富的铝矾土资源,经过园区企业的处理,成为射频芯片所需的砷化镓晶圆。忻州半导体产业园不只是一个芯片工厂,而是一个芯片生态。
然后是一个极为整洁的冷暖水工程,除了服务于芯片制造,冬天还能给周围的居民区供暖,节省了数以亿计的能源成本。
最后是转型的勇气和方法。山西经济素来倚重煤炭,向 科技 产业转型,不可能凭空诞生一个天才的想法。正是北纬公司数十名驻扎在忻州的异国他乡的科学家和工程师,带动了更多富有才智的山西人回乡建设,最终将 科技 产业的梦想和方法灌输进几百万人心。
全文完,感谢您的耐心阅读。
第一,美国“硅谷”,目前全球规模最大,最具影响力的半导体产业中心依然是美国“硅谷”,整体来看,“硅谷”是芯片产业链最完整,竞争力最强,同时也是规模最大的芯片产业中心,生产的芯片约占全美国的三分之一。
全球最大的芯片企业和微处理器制造商-英特尔公司,就位于美国硅谷。在过去长达20多年的时间里面,英特尔一直是全球最大的芯片企业,英特尔是一家IDM,也就是涵盖设计,制造,封测等垂直一体化的芯片供应商。
而全球5大芯片设计企业,有4家总部位于“硅谷”,包括博通,高通,英伟达和AMD,当然这里面还包括自研芯片的苹果公司,FPGA巨头赛灵思。由于拥有强大的芯片设计能力,硅谷实际上也是全球芯片代工产业最重要的市场源头,在半导体设备领域,美国三大芯片设备供应商应用材料公司,科磊,泛林研发的总部也都在“硅谷”。
第二,得克萨斯州,如果说“硅谷”是美国芯片产业的研发和设计中心,那么得克萨斯州就是美国芯片产业的制造中心。该州的晶圆工厂主要集中在达拉斯和奥斯丁,总共有15家晶圆工厂。达拉斯是TI(德州仪器)的总部所在地,而TI总共在德州拥有5家晶圆工厂。
而中国两大芯片龙头企业的台积电,中芯国际的创始人张忠谋,张汝京均出身于德州仪器。作为全球最大的模拟芯片供应商,TI的市场份额远远领先于其它厂商。此外,三星电子在该州拥有一座12吋晶圆工厂,Qorvo拥有3座晶圆工厂,恩智浦有3座工厂,英飞凌,高塔半导体,X-Fab各有一座工厂。
第三,韩国京畿道,整体来看,韩国是仅次于美国的全球第二大芯片产业生产国,三星电子,SK海力士在存储芯片市场处于垄断地位。而韩国芯片生产的大部分产能又都集中在京畿道。
从三星电子来看,目前在韩国的晶圆工厂有5座(其中12吋晶圆厂4座,8吋晶圆厂1座),分别位于华城,平泽等地,主要产品包括逻辑芯片代工,图像传感器,存储芯片等。京畿道的韩国芯片企业大都是IDM,覆盖从设计,晶圆制造以及封装测试环节。而从事专业代工的企业有东部高科等。
第四,中国台湾省,台湾地区是全球最大的晶圆代工基地,而主要晶圆工厂分布于北部的新竹,南部和中部的科技园区。在新竹科学园,这里是众多芯片企业总部所在地。
包括代工企业台积电,联电,世界先进半导体;芯片设计企业联发科,联咏,瑞昱;硅晶圆企业环球晶圆等。而在中部,南部的科技园区,同样拥有众多的晶圆工厂。目前代工龙头台积电在台湾地区拥有12吋晶圆工厂4座,8吋晶圆工厂4座。
第五,日本九州岛,日本芯片产业以IDM为主,尤其在功率半导体,图像传感器,闪存等领域拥有优势。日本芯片企业的研发部门大都位于东京等大城市,九州岛以芯片生产为主,产值约占日本总产值的30%左右,其中比较大的工厂包括索尼的12吋晶圆工厂,瑞萨电子的8吋晶圆工厂,三菱电机的IGBT工厂等。
第六,德国德累斯顿,德累斯顿也被称为德国的“硅谷”,这里聚集了美国芯片代工企业格罗方德,本土芯片巨头英飞凌,博世等。英飞凌是功率半导体市场的领导者,博世在汽车电子,MEMS传感器领域拥有很强的实力,两家本土企业都以IDM模式为主。格罗方德是全球三大晶圆代工企业之一,德累斯顿工厂也是格芯最早建立的晶圆工厂。
第七,新加坡,新加坡拥有完整的芯片产业体系,涵盖芯片设计,制造及封测等环节,其中大部分是外资企业,包括有存储芯片巨头美光科技,晶圆代工企业格罗方德,台积电,联电等。其中美光科技拥有三座NAND闪存工厂,包括部分研发业务,目前该工厂是美光在亚洲地区的主要研发和生产中心。
芯片产业是技术、资金和人才高度密集qorvo工厂的产业。所以一些芯片产业中心往往形成在世界顶尖大学附近或者高科技企业聚集的地方,比如美国的硅谷,是半导体产业最有影响力的研究中心。当然,全球有很多半导体产业集群。今天qorvo工厂我想和大家分享一下全球八大芯片产业中心。
首先,目前全球最大、最有影响力的半导体产业中心仍然是美国的“硅谷”。整体而言,“硅谷”是美国最大、芯片产业链最完整、竞争力最强的芯片产业中心,生产了全美约三分之一的芯片。全球最大的芯片公司和微处理器制造商英特尔公司位于美国硅谷。在过去的20年里,英特尔一直是世界上最大的芯片公司。英特尔是IDM,即垂直整合的芯片供应商,涵盖设计、制造、封装和测试。
世界五大芯片设计公司中有四家的总部设在“硅谷”,包括博通、高通、英伟达和AMD。当然也包括自主研发芯片的苹果,FPGA巨头Xilinx。由于其强大的芯片设计能力,硅谷实际上是全球芯片代工行业最重要的市场来源。在半导体设备领域,美国三大芯片设备供应商应用材料公司、科雷和林凡·RD的总部也在硅谷。
二、德州,如果说“硅谷”是美国芯片产业的RD和设计中心,那么德州就是美国芯片产业的制造中心。这个州的晶圆厂主要集中在达拉斯和奥斯汀,共有15家晶圆厂。它是达拉斯TI(德州仪器)的总部,TI在德州有五家晶圆厂。中国领先的两家芯片公司TSMC和SMIC的创始人张忠谋和张汝京都来自德州仪器。作为全球最大的模拟芯片供应商,TI的市场份额遥遥领先于其qorvo工厂他厂商。此外,三星电子在该州拥有一家12英寸晶圆厂,Qorvo拥有三家晶圆厂,恩智浦拥有三家工厂,英飞凌、高塔半导体和X-Fab各有一家工厂。
三、韩国京畿道,整体来看,韩国是仅次于美国的全球第二大芯片产业生产国。三星电子和SK海力士在存储芯片市场处于垄断地位。韩国芯片的大部分产能都集中在京畿道。从三星电子的角度来看,目前韩国共有5家晶圆厂(包括4家12英寸晶圆厂和1家8英寸晶圆厂),分别位于花城、平泽等地。主要产品包括逻辑芯片代工、图像传感器和存储芯片。京畿道的韩国芯片公司大部分是IDM,涵盖设计、晶圆制造、封装测试。从事专业OEM的企业有东方高科等。