晶圆产能紧缺，无厂模式还会是半导体未来吗？

2021年2月22日，大约是自2020年第三个季度起，各大晶圆厂产能紧缺的消息不断涌现，最近美国得克萨斯州因暴雪袭击致使电力短缺，进而使得三星、NXP、英飞凌等厂商的工厂相继停工，这在加重产能紧张的同时也极大冲击了众多无厂模式的芯片公司，而像Intel这样的有厂模式公司受到的相关影响则较小，近期Intel新任CEO帕特·盖尔辛格宣称：“我们2023年的大部分产品将会在内部制造。”。这实际上也意味着Intel极有可能不会迈向，“无厂模式”的发展路径。业界众多其他半导体公司早就踏上了无厂模式的发展之路，例如AMD，还有华为。那么在此次晶圆厂产能紧张的冲击之后，无厂模式还会是半导体行业的未来吗？

什么是无厂模式？

芯片厂商所从事的工作能够大体上划分成两块内容，一块是芯片的设计工作，另一块是芯片的制造工作，芯片设计对于工作场所的要求并非特别高，然而芯片的制造却需要用到晶圆厂，无厂模式指的就是不存在晶圆厂，将芯片的制造工作外包给别的厂商去做，或者使用一个更为流行的词语来描述，那便是OEM（ ） 。

拿AMD的锐龙9 5950X台式处理器来说，芯片的设计环节是由AMD去完成的，然而芯片的制造却是由诸如台积电（TSMC）这般的晶圆代工厂来开展的，所以AMD就是一家采取无晶圆厂模式的公司。

业界除了无厂模式，还有IP授权模式和IDM模式。

英国ARM公司的IP授权模式主要分为三种：

使用层级授权，能够使用已封装好的 ARM 芯片，然而绝对不可以进行任何形式的修改，。

二层，内核等级的授权，可以依据所购买的 ARM 内核来开展芯片的开发工作。并且，进行设计时，具备一定程度的自主开发权益。

3、架构层级授权，此授权能够针对ARM架构予以改造，指令集层级授权，该授权甚至可以对ARM指令集进行扩展行动或者缩减行动。

就拿学生完成作业这件事来举个例子，在班上有一位学习成绩相对比较差的同学，这个同学的名字叫做小明，他向学霸索要作业用来抄袭。学霸所做的作业完成得极其出色，于是小明将其原封不动地进行抄袭，随后更改了一个名字就交上去了（类比找晶圆厂流片），此种情况属于使用层级授权；然而后来呢，学霸察觉到这样直接让小明抄袭是不太妥当的，所以在那之后仅仅给小明抄袭主要的公式，最后的数据以及其它部分则要求小明自己去完成，这便是内核层级授权。最终，那位学霸认为给予别人现成的知识比不上传授给别人学习方法的重要性，于是着手教导小明认真地进行学习，针对作业仅仅是向小明传授基础的解题思路，其余的全部都得是由小明自行去完成，这属于架构或者指令集这一层级的授权。据此能够看出，架构或者指令集这一层级授权方面的开发难度是最为巨大的，然而其自由度同样也是最高的。

一个被称作IDM模式的模式，所指的是那种涵盖了IC设计、IC制造、封装测试等各个环节的厂商，而简单来说呢，就是自己来进行设计，自己去进行制造，呈现出一条龙生产的态势，像Intel、三星这样的厂商就是比较典型的IDM厂商。

无厂模式的优势

随着半导体工艺取得进步，先进工艺的种种成本变得越来越高，要是打算组建一个先进的晶圆厂，那就得花费高昂费用去购置各种先进的半导体生产设备，与此同时，后期设备的维护、折旧，以及新工艺的开发还需消耗更多资金。

另一方面就涉及产能分配了，对于晶圆厂而言，若要获取更高利润，就得让晶圆厂的设备处于满负荷运行状态。在以往的有厂模式当中，自家芯片订单常常无法占满自家晶圆厂的产能。虽说有些厂商也在售卖晶圆以及部分晶圆厂产能，然而依旧无法让晶圆厂的资源得以充分利用，进而造成了资源方面的浪费。

比方说，我们打车一回回家要花二十元，可要是自己开车回家，那没准就只要三块钱的油钱。无厂模式如同天天打车回家的那些人，有厂模式就像是自己开车回家的人。要是自己开车回家，首先就得花几万甚至十几万去买辆车，并且维护车辆还得有一定的费用支出。这跟组建一个晶圆厂需要高昂费用是一样的。

那么处于这种情形下，到底买不买车呢？回家的频次就显得极为关键了，假若常常回家，无疑买车是较为划算的，缘由在于自己驾车的单次耗费会相对较低。然而要是回家的次数偏少呢，那必然打车更为适宜。

这里面，x轴是坐车的次数，y代表费用，红线是买车的方案，绿线是打车的方案 。

简单大致算一下哈，假定上下班打车一回花费二十元，买辆车得要八万元，开车回家只需三元油钱，一年工作日有二百五十一天（就以二零二零年来说），一天来回跑两次。那么要是你选择买车而且仅仅用于上下班，起码得九年才能比打车更节省费用。所以在半导体行业“制造不如购买，购买不如租赁 ”的策略相当流行。

除此以外，对于绝大多数厂商而言，产能必然是用之不尽的， 而将一部分产能售卖出去，乃是一种进行止损的途径， 这就如同在购置汽车之后，于回家的路途上承接顺风车的业务一般 。

故而这致使诸多厂商迈向无厂模式，对于新厂商来讲，他们兴许着实承担不起购车成本，无厂模式明显能够削减创业的资金门槛，而对于一些老牌厂商而言，自身的晶圆厂产能利用率低，并且更新换代成本也颇高，那么逐步舍弃晶圆厂迈向无厂模式亦是个不错的抉择，鉴于这些缘由，无厂模式渐渐成为了业界的主要趋势。

IDM模式（有厂模式）

虽则无厂模式渐渐演变成了业界的主导旋律，然而有厂模式也绝不是毫无可取之处。

随着半导体工艺的进步，先进工艺的代工费用趋向于越来越高，首先表现在这一点上。若芯片制造选择外包给晶圆厂，那么这就构成了费用。然而要是这部分由自身来制造，那么这便属于利润。

三星可是较为典型的实例，在2020年那家晶圆代工厂营收的排名里头，三星位居第二，是仅次于排在首位的台积电的。三星的晶圆厂不但能够为自身制造芯片，与此同时还会为别的芯片设计公司给予代工服务，就好比英伟达的RTX 30系显卡核心芯片乃是由三星制造而成的。

比起有厂模式来说，无厂模式存在另外一个弊病，这个弊病是，当芯片制造外包给晶圆厂时，要等待排期。因为每个晶圆厂的产能是有着限制的，所以其它厂商找晶圆厂来制造芯片需要排队，这样一来就给最终产品上市以及供货带来了不可控因素。典型的问题是产品缺货，就如同去年英伟达显卡缺货那样。对于此类问题，像拥有自有晶圆厂的Intel应对起来会自如许多。

芯谋研究的顾文军于微博发布言论称：存在这样一种情况，即有一位身为设计公司老总的人，为了能够获取产能，居然向代工厂的高管下跪 ！

有厂模式存在着另外一个优点，此优点在于能够独占先进工艺。就芯片产品而言，设计以及制造，这二者中只要获取其一便能够得天下。对于无厂模式来讲，大家通通只能去选择代工晶圆厂，因而在芯片制造方面全都处于同一水平线上，所以只能够借助设计去提升产品竞争力。然而有厂模式却是不一样的，由于拥有自有晶圆厂，所以能够采用与其它代工厂不一样的工艺。当自家晶圆厂的工艺水平超过代工晶圆厂时，自家的产品必定会从中获得益处。

但是呢，这实际上也是一把具有双重影响性质的剑，拥有自己晶圆厂的技术，要在行业领域里维持领先地位，才能够获取到这样的优势，要是技术被其他代工厂给超越了，那么就会变成自家产品的不利状况。与此同时，由于技术标准不一样，在短时间范围之内，还没办法把自家产品转移到其他代工厂去开展生产。简单来讲就是，有厂模式需要去承受半导体工艺开发失败的风险，然而无厂模式却不需要承担这种风险。

未来之路

在对无厂模式与有厂模式予以对比时，众人极易想出Intel和AMD这家公司。然而，于这场对比之中，没准应当添入一家公司，此公司便是华为。华为海思长久依据的皆是无厂模式，其芯片主要是由台积电予以制造的。先前的华为尝到了无厂模式的益处，那无厂模式削减了步入半导体行业的资金壁垒，还为华为省下了建造晶圆厂以及研发先进工艺所需的钱财。

但在美国颁布一项禁令之后，芯片制造便卡住了华为的脖子。那么，此刻对于华为而言，无厂模式已不像先前那般具有优势了 。

赛灵思身为无厂化早期推行者，那时拟定计划，要在年收入达 5000 万美元情况下自造晶圆厂，且保证始终有第二供应商随时待命。然而，伴随工艺持续进步，好多晶圆厂发展速度渐趋变慢乃至停滞，对华为而言，已极难寻觅到第二供应商了。

如果从供应链的视角去看无厂模式，那么其在风险控制层面存在着先天的缺陷。押宝于其他公司进行芯片制造，始终是存在风险的。即便遇不到类似华为的那种断供情形，便是就地提高价格以及延期交付也会造成不小的麻烦 。

关于芯片制造行业，必须将高端芯片制造与普通芯片制造清晰划分开来，事实上很多人对这个观点颇为模糊。高端芯片制造行业是一块蛋糕，鉴于技术资金存在门槛方面的问题，并非所有人都能够吃到这块蛋糕。普通芯片制造是一块馒头，直到如今成熟工艺有着较高的市场份额占比，踏踏实实地吃这块馒头是不会饿死人的。我们真正应当留意的是一些拿着制造馒头的机器却妄图吃蛋糕的人。

在未来，会有极少数从事高端芯片制造的企业出现，不过大多数企业只能从事普通芯片制造。就算有些芯片设计厂商想涉足芯片制造行业，在很长一段时间内，也极有可能只能制造普通芯片，而非高端芯片。