Распределение ролей между разработчиками и производителями микроэлектронных компонентов на мировом рынке быстро меняется. Найдут ли российские производители свое место на нем?
|
| Как прогнозирует Dataquest, через дeсять лет в первую десятку фирм с наивысшим доходом в полупроводниковой промышленности войдут как минимум две fabless-компании, бизнес которых в настоящее время имеет самые высокие темпы роста |
SOEM — либо самостоятельная фирма, либо подразделение родительской корпорации, обычно не связанное с продажами конечным потребителям; этим могут заниматься реселлеры (VAR — Value Added Reseller), продающие товар под собственным товарным знаком или под товарным знаком SOEM.
В настоящее время из-за постоянного роста стоимости заводов (стоимость даже далеко не самых передовых в технологическом отношении составляет более 1 млрд. долл.), сектор IDM представлен достаточно малым числом крупных корпораций, занимающихся производством микропроцессоров и схем памяти (Intel, Motorola, Texas Instruments, NEC, Toshiba). В то же время большинство заказных и полузаказных интегральных схем, графических процессоров или микросхем с программируемой логикой разрабатываются фирмами категории fabless. Такие компании в лучшем случае имеют (а точнее, имели) мелкосерийное производство. Типичный пример — компания Altera.
В настоящее время эта традиционная структура отрасли близка к вырождению, что обусловлено рядом объективных факторов. Прежде всего, исторически сложилось так, что в полупроводниковой промышленности независимо существовали производство оборудования для изготовления полупроводниковых устройств (литографическое оборудование, вакуумные камеры, системы травления, химико-динамической полировки, системы резки кристаллов, оборудование для сборки и помещения в корпус) и производство полупроводниковых материалов (оборудование для роста кристаллов).
В последние годы процесс дезинтеграции только ускорялся. Замкнутого производства создано не было. Более того, близок момент, когда две эти отрасли станут полностью самостоятельными. Тогда и будет видна реальная стоимость каждого этапа в изготовлении полупроводниковых устройств. И если какой-то этап имеет низкую стоимость, а экономическая модель фирмы, специализирующейся на этом этапе, предполагает существенные затраты вследствие вертикальной интеграции, то подобная компания может столкнуться со значительными трудностями.
Кроме того, прогресс технологий позволил создавать системные микросхемы (SOC — System-on-Chip), способные объединить на одном кристалле ядро микропроцессора/микроконтроллера, микропериферийные устройства, флэш-память и другие узлы. По прогнозу, в структуре продаж подобных интегральных схем в 2003 году продукция категории SOC составит более 50%, а в 2005 году — около 80%. В производстве SOC особое значение приобретает стратегия отчуждения интеллектуальной собственности. Движение интеллектуальной собственности происходит в форме лицензирования технологий. Усовершенствование средств электронного моделирования и проектирования существенно облегчило этот процесс. Одной из первых сделала ставку на интеллектуальную собственность английская фирма ARM. Современные разработчики интегральных схем, fabless-компании, окончательно отказываются от собственных производственных мощностей, в том числе и опытных.
SF-революция
Появление «кремниевых заводов» (SF — Silicon Foundry) снижает конкурентоспособность традиционных производителей — но радует fabless-компании, кровно заинтересованные в свободных производственных мощностях. Оказывается, выпускать интегральные схемы по заказу со стороны (именно этим занимаются SF) выгоднее, чем предлагать на рынке собственные интегральные схемы. Только один пример: дисковый контроллер с 300 тыс. вентилей, произведенный Texas Instruments, стоит 15 долл., в то время как аналогичный контроллер fabless-компании Palmchip, произведенный на кремниевом заводе, втрое дешевле. Похоже, что традиционные производители будут превращаться либо в разработчиков интегральных схем, либо в SF, либо вообще прекратят свое существование. В этом и состоят радикальные изменения в структуре полупроводниковой промышленности.
Конечно, крупные IDM-производители, особенно если они имеют избыточные производственные мощности, могут легко оказывать услуги сторонним заказчикам, тем самым превращаясь в «частичные» SF. Ими являются, например, IBM или компания Applied Micro Circuits. Но есть и «чистые» кремниевые заводы полного или неполного цикла, причем соотношение постепенно меняется в пользу вторых. Типичный «чистый» кремниевый завод — компания 1st Silicon, расположенная в свободной промышленной зоне в Малайзии. Между прочим, сотрудничество с «чистыми» SF все чаще становится для IDM-производителей более экономичной альтернативой наращиванию собственных производственных мощностей. А Motorola заявила, что в конце 2000 года не менее 50% продукции с ее товарным знаком будет производиться на SF. Компания Kawasaki и вовсе отказалась от планов строительства собственных производственных мощностей под 0,18-микронную технологию в пользу сотрудничества с SF. Бизнес-модель SF — наименее рискованный и наиболее безопасный способ вхождения в сферу высоких технологий, ведь многие компании, не обладающие высокотехнологичным (промышленным!) производством, оказываются способными вести успешную рыночную деятельность. На наших глазах формируется новая экономическая модель полупроводниковой промышленности, с большей степенью открытости в конкурентной борьбе.
Деятельность SF
Рост рынка продукции SF, по данным Dataquest, в ближайшие годы составит более 21% в год. Объем рынка к 2004 году оценивается в 16 млрд. долл., а по более оптимистичной оценке фирмы IC Insight — в более чем 34 млрд. долл. Как прогнозирует Dataquest, через десять лет в первую десятку фирм с наивысшим доходом в полупроводниковой промышленности войдут как минимум две fabless-компании, бизнес которых в настоящее время имеет самые высокие темпы роста (в частности, вследствие распространения 0,18-микронных КМОП-производств, спрос на которые со стороны SF непрерывно растет). Вообще говоря, взаимодействие fabless-фирм и кремниевых заводов не имеет целью создать товарную продукцию, скорее эта деятельность направлена на предоставление самых разных услуг — от разработки различных интегральных схем до доступа к производственным мощностям.
Бизнес-модель SF обеспечивает большую конкурентоспособность при меньших финансовых потерях. Это объясняется тем, что круг клиентов кремниевых заводов при новой организации полупроводникового производства становится более широким, а следовательно, снижается неравномерность их загрузки и повышается устойчивость при циклических изменениях на рынке. Кроме того, появляется возможность быстрейшего предоставления производственных мощностей под потенциальный заказ. Промышленной апробацией бизнес-модели SF активно занимается Китай, куда в настоящее время предпочитают вкладывать деньги американские и японские компании.
Оснащенность SF
В настоящее время большинство SF находится на одном из трех технологических уровней, причем каждый из них позволяет вести прибыльный бизнес, если правильно выбрать и последовательно проводить маркетинговую политику. Аналитики Dataquest отмечают, что деятельность SF вступила в полосу устойчивого роста, несбалансированность между спросом и предложением устранена. Некоторые SF обладают производственными мощностями с хорошим технологическим уровнем (норма проектирования 0,35 мкм; средняя операционная стоимость 200-миллиметровой пластины с 16-18 ступенями литографического процесса составляет около 810 долл.) и соответствующим массовым производством. Вторые имеют промежуточную технологию (0,5-0,8 мкм; средняя операционная стоимость 200-миллиметровой пластины аналогичного уровня сложности — около 760 долл.); третьи используют достаточно старую технологию (более 0,8 мкм; средняя операционная стоимость 150-миллиметровой пластины той же сложности — 370 долл.). Но ситуация развивается столь стремительно, что через несколько лет наиболее высокотехнологичная продукция (нормы проектирования на ближайшие два-четыре года — 0,1 мкм) имеет все шансы перейти в промежуточный уровень, в свою очередь продукция среднего уровня — в разряд устаревающих технологий. Таким образом, SF второго и третьего технологических подуровней обязаны адекватно реагировать — наращивать мощности, осуществлять капиталовложения для модернизации оборудования и перехода на меньшие топологические нормы проектирования.
Безусловно, сохраняет свою привлекательность и обработка кремниевых пластин различного диаметра. Сейчас более 40% всех технологических линий в полупроводниковой отрасли работают на пластинах диаметром 200 мм. Но сохраняются (и даже наращиваются) мощности и для подложек меньших диаметров. Так, тайваньская Wafer Work Group, имеющая филиалы в Китае и США, полтора года назад начала поставку полированных кремниевых пластин и намерена быстро расширить свое присутствие на рынке подложек диаметром 75, 100, 125 и 150 мм. Заводы компании оснащены самой современной аппаратурой нового поколения, в том числе для выращивания кристаллов; пятью установками Hemco и двумя — Ferrofluidics. Кроме того, приобретены четыре уникальные установки SpeedFam для полировки пластин. В Wafer Work Group считают, что, несмотря на нестабильные цены на пластины диаметром менее 200 мм, деятельность компании будет прибыльна, поскольку меньшие накладные расходы и более высокая экономическая эффективность позволят преодолеть неблагоприятную конъюнктуру рынка. Фирмы, подобные Wafer Work Group, в ближайшие десять лет смогут стать основными поставщиками микросхем на таких пластинах; интересно, что эти производства все более и более переносятся в страны с меньшими издержками (Индия, Китай). С другой стороны, использование оборудования для обработки подложек диаметром 75-150 мм будет необходимо при переходе на новые виды продукции или новые рентабельные технологии, которые будут иметь спрос на рынке. Наиболее характерным примером может быть производство полупроводниковых приборов на 75-миллиметровых GaAs-подложках, чего активно требует растущий рынок телекоммуникаций.
SF в России?
Что же нужно российским предприятиям, чтобы адекватно вписаться в новый промышленный ландшафт? Прежде всего им необходимо установить устойчивые связи с несколькими заказчиками, разрабатывающими интегральные схемы по топологическим нормам, освоенным отечественными предприятиями. Например, перспективным стратегическим партнером, учитывая чрезвычайно бурно развивающееся сотрудничество между Россией и Германией, мог бы выступить немецкий концерн Infineon Technologies.
В целом российская промышленность обладает старой технологией — только ведущие российские предприятия располагают (и то частично) сколько-нибудь современным оборудованием. Но даже имеющиеся мощности позволяют производить продукцию, спрос на которую на рынке не падает, а в ряде случаев даже растет. Вот два примера.
В настоящее время возник дефицит высоковольтных МОП-транзисторов, который вызван быстрым ростом рынка портативных и мобильных систем новых конструкций. Это требует создания мощных приборов управления питанием, причем темпы роста спроса на эти компоненты значительно выше, чем по рынку в целом (особенно мощные приборы управления питанием необходимы на рынке автомобильной электроники — тут нужны мощные транзисторы с напряжением 42 В для питания аналоговых компонентов, реле). Кроме того, на сегодняшний день возникли ограничения в развитии быстрорастущего рынка средств связи, включая сотовые телефоны, и эти ограничения связаны с нехваткой в том числе и схем флэш-памяти. Именно средства связи стали «вторым локомотивом» развития полупроводниковой промышленности, на них приходится 20% потребления полупроводниковых приборов, и этот показатель будет только расти.
Конечно, отечественные SF, если это движение у нас получит развитие, должны будут иметь достаточные производственные мощности для обработки пластин диаметром 200 мм по нормам проектирования 0,25-0,35 мкм, причем цена на эти пластины, видимо, не должна быть выше 680 долл., а рентабельность производства — не ниже 30%. На начальном этапе месячная норма обработки пластин может составлять несколько тысяч, но нужно иметь возможность ее быстрого роста или снижения издержек. В этом случае отечественные производители будут иметь хорошие шансы.