面临的硅周期挑战的介绍，

与设计和终端应用的“轻资产”相比，晶圆制造业可谓是典型“重投资”行业。集成电路的制造涉及的关键设备就达200多种，每种设备都十分精密且成本高昂，其有机集成管理难度大、技术要求高。在摩尔定律的推动下，当前垂直一体化芯片制造商的投资成本已经极为高昂。更为严峻的是，如果新建成的生产线无法全部打通并量产，那么生产风险也变得十分巨大：产能变化决定集成电路芯片的供给，而供需变化又影响着行业的毛利润；建厂、设备安装及调试时间通常需要2～3年时间，这就意味着必须提前2～3年对未来的市场作出准确预测，否则便在供给过剩或是短缺中面临困局。这种晶圆产能供给驱动的循环，演变为“高峰―衰退―复苏―扩张―高峰”的“硅周期”，整体上看需求变化的影响程度相对较小。“硅周期”是三星的“逆周期投资”得以发挥作用的关键，但是这些策略同时又构成了其他厂商的风险因素。例如，如果没有把握好经营周期，那么即便是设备折旧也会成为极大的成本。随着12英寸硅晶圆的微细加工发展，半导体生产设备价格越来越高，设备折旧成本占比越来越高。

在投资过程中，仅以晶圆制造为例，扩散工艺用的扩散炉、光刻工艺用的光刻机、刻蚀工艺用的刻蚀机、离子注入工艺用的离子注入机、薄膜生长工艺用的薄膜沉积设备、抛光工艺用的化学机械抛光机、金属化工艺用的清洗机，都是极其高昂、极其精密的设备。此外，封装环节所需的切割减薄设备、度量缺陷检测设备、键合封装设备等，测试环节所需的测试机、分选机、探针台等，以及其他前端工序所需的扩散、氧化及清洗设备等都因其技术含量高、制造难度大而价格不菲。其中，应用材料公司（Applied Materials）、美国泛林研究公司（Lam Research）、美国科磊（KLA Tencor）等侧重于离子刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积、检测设备，荷兰阿斯麦以光刻机为重心，日本东京电子（Tokyo Electron）侧重于单晶圆沉积设备、清洗设备、涂胶显影、退火、氧化设备。

在晶圆代工的业务竞争中，台积电、三星、格罗方德、联华电子（UMC）和中芯国际等是较有力的竞争者。联华电子（简称联电）创立于1980年，是中国台湾第一家集成电路公司，旗下的联电、联诚、联瑞、联嘉以及最新投资的合泰半导体均是专业的晶圆代工厂。中芯国际则是中国大陆规模最大的晶圆代工企业。

AMD在2009年3月2日拆分出的格罗方德制造业务，由AMD与阿布扎比的一家金融机构共同持有股权，交易共涉及84亿美元，其中约有12亿美元债务也将由新公司承担，此后AMD将所有芯片制造设施移交给新公司。格罗方德成立后，在并购新加坡特许半导体、收购IBM全球商业化半导体技术业务的同时，向28纳米以及22纳米、14纳米节点不断进军，订单十分乐观。然而，巨额的研发投入、昂贵的设备却使得格罗方德多年未摆脱财务困境，因此也被台积电拉开了差距。

2014年，格罗方德在收购IBM半导体制造业务的同时，也获得了其专利和技术：IBM在鳍型晶体管设计与制造技术上已有积累，格罗方德由此有了与英格尔、台积电在鳍型晶体管上竞争的基础技术。从技术上看，IBM使用绝缘层覆硅（Silicon On Insulator，简称SOI）基板，尽管材料成本增高，但是由此可以减少生产步骤、降低操作电压、降低芯片功耗。同样是在2014年，在向14纳米节点进军的过程中，格罗方德原计划自己推出14纳米―XM工艺，但是由于技术不够成熟，决定和三星半导体公司合作，向三星借鉴生产14纳米芯片制造经验。由此，格罗方德于2015年在晶圆代工业务上超越了台湾联电，成为世界第二大晶圆代工企业。此时，AMD正在开发APU（CPU+GPU），在其新产品开发中使用了格罗方德14纳米节点生产技术，AMD和格罗方德两家公司获得了合作共赢的结果。

在分拆前，AMD在32纳米节点后不再使用SOI基板，不过格罗方德一直将该技术保留了下来，再加上对IBM的技术收购将工艺提高了约半代的水平，使得格罗方德在22纳米制造中得以利用SOI工艺。以此为基础，格罗方德在SOI工艺上形成了特色。此时，正值全球半导体工艺从二维晶体管向三维晶体管转向的时期，格罗方德借此在与英特尔、台积电、三星的竞争中不落伍，同时还发展了独具特色的全耗尽型绝缘层覆硅（Fully Depleted-Silicon-On-Insulator，简称FD―SOI）工艺。在22纳米节点上，格罗方德是全球首家实现FD―SOI工艺的厂商，利用该工艺生产的芯片功耗或可与22纳米鳍型晶体管相比，在物联网芯片、移动芯片、射频芯片上有广阔应用。由于22纳米 FD―SOI（22FDX）工艺的订单令人满意，格罗方德又以此为基础向12纳米 FD―SOI（12FDX）工艺进军，产品或可用于移动计算、5G互连、人工智能、自动驾驶等。同时，格罗方德还在向7纳米工艺进军，希望由此实现更高的晶体管密度、更低的功耗以及更高的性能。此外，IBM、格罗方德和三星还致力于5纳米节点的硅纳米片晶体管（GAA FET）创新技术的研发。(www.xing528.com)

除台积电、三星、格罗方德、联电和以中芯国际为代表的中国大陆晶圆代工企业外，还有许多知名的代工企业。高塔半导体（Tower Semiconductor Ltd.）创立于1993年，是以色列一家独立的集成电路专业代工厂，通过第三方的设计为客户生产集成电路产品，应用于消费性电子产品、个人计算机、通信、汽车、工业、医疗等领域，与松下公司有合资企业，在美国收购了8英寸晶圆制造厂。

中国台湾地区的力晶（Powerchip）在成立之初便和日本三菱电机结成了技术、生产与销售同盟，其业务范围涵盖动态存储器制造和晶圆代工两大类别，曾与日本存储芯片公司尔必达（Elpida）合作生产动态随机存储器产品，与日本瑞萨（Renesas）公司达成AG―AND闪存技术授权协议，与美商金士顿达成动态随机存储器代工协议。

在高技术、高投资、高风险的情境下，如何合作分担研发先进制造工艺费用和风险、共享新工艺量产带来的收益，成为了诸多企业思考的问题。随着新生产线投资的固定成本和风险进一步升高，垂直一体化制造商也将有更多的业务外包给专业晶圆代工厂。同时，以芯恩半导体为代表，近年来共有共享式IDM公司（Commune IDM，简称CIDM）也成为了新的探索方向：多家企业通过合作集中参与芯片设计、终端应用、芯片制造的环节，芯片设计公司能拥有晶圆厂的专属产能和技术支持，在产能上获得保障。在此模式中，多个合作方共同分担投资和风险，共享资源和产能，在互惠互利、产品互补中共同提升产品和技术能力。事实上，从某种程度上看，日本的超大规模集成电路计划便是CIDM的共性技术开发模式雏形。不过，CIDM也面临着双重挑战：设计公司要提供技术给CIDM，而其产品又得避免同质化竞争。因而，对于CIDM而言，目标市场的细分是基础。在芯恩之前，以生产存储器为主的新加坡TECH公司（TECH的“T”代表德州仪器即TI，“E”代表新加坡政府经济发展局即EDB，“C”代表佳能即Canon，“H”代表惠普即Hewlett-Packard）便是CIDM的尝试，四方联合投资后，CIDM实现自己设计、自己生产、自己销售。由此可以看出，在重资产的模式下，集成电路制造商将在协同共享上做出更多的探索。

此外，还有一些不可控因素可能会影响整个垂直分工的产业链变化。例如，日本九州曾经发生的地震便表明，突发的自然灾害等破坏性事件，会极大影响晶圆代工厂和封装测试厂的正常供货，从而引发整条产业链的连锁变化。