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從CIS領域的“贏家模式”,看格科微(688728.SZ)的設計製造一體化戰略

格隆匯 05-04 09:29

4月28日,格科微發佈上市以來第一份年報。

2021年全年,公司實現銷售收入70.01億元,較上年同期增長8.44%;實現歸屬於母公司所有者的淨利潤12.59億元,較上年同期增長62.78%;實現歸屬於母公司所有者的扣除非經常性損益的淨利潤12.03億元,較上年同期增長57.06%。可以説,作為上市後的第一次年度業績,格科微這份增收增利的成績單十分亮眼,

業務方面,手機CMOS市場穩固,而根據一季報,格科微外銷比例提高,作為三星手機的重要供應商,三星的業績增長將直接提升格科微業績表現,該業務板塊未來也值得期待。

數碼CMOS板塊,格科微加強在智慧城市、汽車電子、筆記本電腦、物聯網等非手機領域 CMOS 圖像傳感器的推廣。目前,在智慧城市領域,格科微提供 100-800 萬像素的多種解決方案,已有了齊全的產品線。2022年,公司又連續推出3顆基於公司自有知識產權65nm+CIS工藝平台和FPPI Floating Poly Pixel Isolation)專利技術的FSI安防監控產品,憑藉優越的性能,特別是卓越的温圖像表現,星光級超低噪聲暗態效果,以及高性價比,進步豐富了公司泛安防市場產品線,將最大限度滿足安防市場不同客户的需求。

顯示驅動芯片業務同樣發展迅速,2021年產品銷售額突破10億元。HD 和 FHD 分辨率的 TDDI 產品問世,迅速與國際知名手機品牌建立合作,已獲得品牌客户訂單,目前正在積極進行 AMOLED 驅動芯片的研發。 

格科微成長性的再次兑現,使市場對於公司邁向設計製造一體化的進程高度關注。

格科微“12英寸CIS集成電路特色工藝研發與產業化項目”進展順利,ASML先進ArF光刻機等部分設備已如期進場,預計將於2022年底達到量產狀態。該項目的順利建成將代表着公司正式從Fabless(無晶圓廠)模式向Fab-Lite(輕晶圓廠)模式轉變。

設計製造一體化是CIS領域的“贏家模式”

半導體的生產模式有三大類:IDM、Fabless和Fab-Lite,CMOS圖像傳感器(CIS)芯片也是如此。

芯片可分為設計、製造與封裝環節。傳統的芯片廠商是一條龍全包模式,需要完成所有環節,這就是IDM模式。而隨着芯片製程的縮小,半導體制造環節的規模效應和資金壁壘越來越高,IDM模式下的擴張難度加大,獨立負責製造環節的代工廠應運而生,為專注於集成電路設計的Fabless模式的興起奠定了基礎。Fab-lite則介於IDM模式與Fabless模式二者之間,部分的製造環節採用外包模式,核心環節掌握在自身手上。

但垂直分工模式的興起,這不意味着設計製造一體化的模式已經過時。垂直分工在邏輯芯片等領域發揮出更大的作用,但CIS領域不同——由於CIS具備特殊性,需要由設計與製造工藝緊密結合,龍頭依然主要採用設計製造一體化模式

事實上,過去索尼和三星正是通過建立先進的產線來快速切入CIS賽道。可以説,這兩個全球巨頭的成功都是建立於IDM模式的成功之上。

2010年前後,擁有自建工廠的索尼,開始加大對CIS的投入和研發,成功彎道超車了當時具備先發優勢的豪威科技。豪威科技採用的是Fabless模式,產能及供貨能力遠不如索尼,應付暴增的市場需求力不從心。而憑藉自建產線的優勢的索尼,在2011年成功取代豪威獲得蘋果iPhone 4S 800萬像素主攝像頭的CIS訂單。2013年,在IDM模式的優勢下,索尼首創堆疊Cmos圖像傳感器,穩坐全球CIS行業第一把交椅。  

而CIS市場的繁榮同樣吸引了韓國巨頭三星電子的目光。2017年,三星電子表示欲在圖像傳感器市場打敗索尼。三星電子的策略同樣是產線先行,大刀闊斧地整合轉變原有DRAM生產線為CIS產線,包括11號產線和13號產線。由於設計製造一體化模式的優越性,三星在移動設備圖像傳感器市場上的表現相當出色,快速追趕上索尼的市場份額。

借鑑龍頭成功的路徑,可知IDM模式的重要性。當前,我國CIS行業的參與者大多采用Fabless模式,CIS芯片廠商只負責設計,製造與封測環節主要採用外包的形式。輕資產化的模式有利於業務快速擴張,但從長遠來看會掣肘着國際競爭力的提升。

而格科微早已深刻地意識到這一點,並正在向設計製造一體化升級。

搭建技術平台型,高端化和多元化戰略落地

具體來看,公司將自建部分12英寸BSI晶圓後道產線、12英寸晶圓製造中試線,項目主要瞄準中高階產品。格科微12英寸BSI晶圓後道產線項目已於2021年8月16日完成主體建築封頂,根據公司三月披露的公吿,ASML光刻機等部分設備已如期進場。理想情況下,該產線預計2022年底達到量產狀態。目前,格科微的臨港廠項目由公司副總裁CHAOYONG LI主持建設與運營,CHAOYONG LI曾參與特許半導體新加坡七廠建設,具有豐富的晶圓製造產線建設與運營經驗。憑此,公司將自行掌控芯片設計、部分關鍵生產環節、專有設備。

逐漸深入設計製造一體化模式是格科微未來的戰略需要。

技術創新驅動與客户定製化要求高是CIS行業的兩個重要特徵,只有能滿足這兩個要求的玩家才能立於不敗之地。因此,Fabless模式更適用於早期CIS的中低端市場的開拓。格科微之所以轉型,正是因為隨着產品向中高端化升級,設計製造一體化將提供關鍵的助力。一方面,不同於Fabless模式,設計製造一體化的模式更能縮短製造環節與設計環節的距離,加速創新效率;另一方面,這讓格科微在製造環節有了更多的掌控力,可以更好地完成下游客户的定製化需求。

筆者認為,晶圓產線建成,標誌着公司進入發展新階段——一方面,新產線推動公司產品不斷向高性能進行突破,另一方面,產線將有可能支撐產品品類將進一步擴張,有望使格科微的覆蓋範圍從CIS芯片領域向更多的品類延伸。

12英寸晶圓製造中試線除了用於CIS產品,還能用於更多芯片品類。中試線具備工藝產品開發、小批量生產、設備驗證等功能。區別於生產線,中試線是在正式量產之前的中等規模生產線,是實驗室與量產線之間的必經階段。CIS是半導體傳感器的一種,包括CIS在內的多種傳感器、模擬芯片等多種半導體器件,都具有“非標”特性,需要深厚的know-how積累,研發與創新需要和產線需要經過比較長的磨合。

格科微搭建12英寸晶圓製造中試線,相當於為公司從研發到量產搭建了高效的實驗平台,從而讓公司可以進一步發展成為一家技術平台型公司,有望在多器件多領域實現突破。

 此外,從供應鏈角度看,產線影響亦很大。尤其當前,消費點子、汽車等需求驅動芯片需求高,海外龍頭紛紛提升自身產能。近日德州儀器發佈季報,顯示大幅上調資本開支,預計2022-25年公司每年資本開支將高達35億美元。在全球晶圓產能,尤其是高端晶圓產能供給緊張的情況下,自建廠可以幫助芯片廠商突破供應鏈規模限制的天花板,打開增長空間。

另外,國際形式錯綜複雜,供應鏈安全對芯片設計廠商至關重要。高度國產化的供應鏈以及部分後道工藝自建產線,意味着格科微完成高度的自主可控和真正的國產替代。

回顧過去,三星、意法半導體、德州儀器等龍頭橫跨多個半導體細分領域並佔據領導地位,正是通過不斷通過加碼研發投入以及產線擴展,成功地切入不同半導體賽道,最後打造了多元化產品矩陣和強有力的技術護城河。

當前,格科微經營模式正式由Fabless向Fab-Lite的轉變,可視作其新發展階段的起點。憑此,格科微開始了在微電子行業的超越之路。