三星也要自研GPU，傳統Fabless的明天會好嗎

導言

近日三星宣布自研GPU，預計2~3年後就能看到三星家的GPU了。三星目前使用的GPU是ARM Mali和Imagination的PowerVR GPU。無獨有偶，就在上個月，蘋果也告知Imagination未來15~24個月後將停止使用其GPU設計。從蘋果、三星、華為以及小米自研CPU，到現在蘋果和三星又要開始自研GPU，搶食GPU晶元市場。面對終端電子產品供應商不斷發起的挑戰，傳統Fabless的明天會好嗎？

Fabless的發家史

在半導體行業主要存在三種商業模式，分別是IDM、Foundry以及Fabless。IDM（integrate Design manufacture）主要是指集成設計、製造和封裝測試一整條產業鏈於一體的半導體廠商，主要公司有intel、三星等。而Foundry是指只做晶元加工製造，而不做設計的企業，如台積電、GlobalFoundry等。Fabless則是指只做晶元設計而不做製造的企業，主要公司有高通、Nvidia、博通等。

始於上世紀五六十年代發明的半導體技術，由於技術新穎，工藝複雜，開始時掌握這門技術的企業極少，專業門檻極高。在當時從產品設計到設備材料生產、加工製造技術沒有任何成熟的產品在市場上可供買賣，因此任何一家進入半導體領域的企業都需要掌握從設計到製造以及封裝測試整條產業鏈的技術。一開始這些IDM公司都是依附於集團之下，後來隨著市場規模逐步擴大，此時專業IDM公司才開始獨立出去。各IDM企業之間相互競爭，此時就有企業開始被淘汰，也有企業將其業務開始進行分拆，以保持競爭力，從下圖可以看出分拆情況。

隨著IDM競爭越發激烈，分拆進一步演化，終於在1982年全球第一家專業Fabless公司LSI Logic成立，五年後全球第一家Pure-play Foundry公司台積電成立，開啟半導體產業發展的重要模式--Fabless+Foundry模式，並開始對IDM公司形成衝擊 。

然而Fabless的發展歷程也非一帆風順。Fabless剛開始成立時，主要是利用IDM的剩餘產能進行設計製造，但是考慮到技術秘密泄露問題，當時Fabless到IDM廠商投片，那叫一個擔驚受怕，總擔心自己的技術秘密會不會泄露。直到後來台積電的出現，這個問題才得以解決，因為台積電只做代工，不會與客戶存在任何競爭關係，因此此時的Fabless就特別願意到台積電投片。雖然在台積電在剛開始時工藝上落後了IDM廠有兩代之多，但是隨著研發的不斷加強，不斷縮小與IDM的工藝差距，到現在台積電已經同因特爾、三星這樣的IDM廠商達到相同的工藝技術，甚至大有超越IDM廠商趨勢。

早在1994年Jodi Shelton女士與六家Fabless公司的CEO組建無晶廠半導體聯盟，(Fabless Semiconductor Association，簡稱 FSA，旨在把Fabless模式推向全球化。至2007年12月FSA轉變成全球半導體聯盟(Global Semiconductor Alliance)，簡稱GSA。至此Fabless發展達到全新高度。根據2016年全球十大半導體廠商排名，Fabless佔據了三席。

Fabless的優勢

Fabless能在這麼短的時間內發展如此迅速得益以下四大優勢：

第一是憑藉快速的設計能力，Fabless在市場上比IDM更快地設計出市場所需要的產品，佔得市場先機。IDM由於涉及到整條產業鏈技術，在市場反應速度上不及Fabless。

第二是Fabless自身設計技術與Foundry製造技術同步發展，以高通為例，在130納米時高通與IDM之間的差距為24個月，但工藝進步到45納米時差距已經縮短至3個月的差距。

第三是與集成電路設計業相關配套技術成熟，如FPGA的驗證技術，IP產業成熟。FPGA驗證技術可用於在晶元流片前提前驗證設計代碼是否正確，有利於提高產品設計的可靠性。而IP產業成熟意味著市場上可供選擇的IP種類多，可以有效縮短Fabless設計周期。這些對於提升Fabless競爭力具有顯著作用。

第四是由於Fabless是輕資產企業，其抗風險能力要高於IDM企業。特別是在進入28nm之後，投資先進位造工藝的成本越來越高，風險越來越高，很多IDM廠商如TI、NXP等紛紛選擇放棄28nm工藝研發，走fablite路線。

Fabless的劣勢

介紹了Fabless優勢，為了全面解析Fabless，下面介紹Fabless的劣勢，至少其包括以下三大劣勢：

第一是嚴重依靠終端電子產品供應商，作為產業上游企業，容易受到下游市場的波動而不穩定。

第二是面對高昂的設計費用沒有討價還價餘地，雖然電子消費產品隨著摩爾定律的前進價格不斷降低，但是代工企業的代工價格卻始終沒有降低，而且隨著工藝尺寸的降低，設計投入資本越來越高，設計門檻越來越高，這個矛盾也將使Fabless的生存變得更加艱難。

第三是嚴重依賴第三方IP以及第三方設計EDA工具，逐漸喪失設計能力。隨著IC設計的複雜性逐漸增加，Fabless對於第三方IP以及EDA技術的依賴加大，如不加以注意，自身獨特的設計能力將開始逐漸喪失。

當前局勢

儘管當前Fabless取得了驕人成績，在世界前十大半導體廠商中佔據三席。但是也應該看到今天Fabless的處境並不樂觀。

去年ADI收購了linear，要知道linear一直是模擬領域的匠才，長期保持著非常高的利潤率。另外一則收購消息是ARM被軟銀收購。在移動領域IP市場佔有率高達90%的ARM也選擇被收購。隨著Fabless巨頭不斷地被收購，傳統Fabless正在逐漸失去話語權。

而根據市場研究機構IC Insights的數據顯示，2015年全球晶元供貨商排行榜上，出現了IDM表現勝過Fabless的情況。這種情況在近25年中是第二次出現。2015年出現IDM的表現強於Fabless的原因在於三星手機沒有採用高通的處理器晶元，使用自家設計的Exynos晶元。

不僅面對來自IDM的挑戰，Fabless也面臨著終端電子產品供應商如蘋果、三星、華為、小米等公司的挑戰。面對手機市場越來越嚴重的同質化現象，各大巨頭紛紛開始尋求差異化設計，開始自行研發處理器晶元。目前蘋果已經進入全球前二十大半導體廠商隊列。如果扣除3家半導體代工廠商，海思也能進入2016年全球二十大半導體廠商隊列。而現在Fabless的GPU設計也在面臨著當初CPU的困境。

再看另一組數據，根據拓璞產業研究院2016年11月的數據，全球Fabless銷售額於2014年為880億美元，增長7.1%，2015年銷售額為805億美元，下降8.5%及估計2016年Fabless銷售額為775億美元，再次下降3.2%。2015年以及2016年全球半導體銷售額基本持平，而Fabless銷售額卻出現了大幅連續下滑。

此時有人就在鼓吹，通行數十年的Fabless+Foundry的遊戲規則有可能會被改寫成終端廠商+Foundry的模式。也許沒那麼快，但是這個現象不能忽略。

Fabless路在何方

第一Fabless公司必須要尋求突破關鍵IP，實現差異化設計，方能贏得市場，只有狠抓關鍵IP核應用才會有出路。因為隨著IP核在SOC中所佔比重日益增加，導致SOC的產品的技術含量越來越低，這就意味著SOC對IP核的依賴程度越高，Fabless的設計能力越低。

第二，廣泛聯繫產業鏈上下游相關技術廠商，努力打造屬於自己的生態系統，提升競爭力。現在單純依靠硬體或軟體征戰市場的生存空間越來越小，廠商與廠商之間的競爭已經升級到生態系統及產業鏈的競爭。誰能抓住戰略制高點，誰就能贏得未來。

第三，貼近市場，把握需求。Fabless相對IDM的優勢在於其靈活性，能夠快速響應市場需求，而這也是Fabless的核心競爭力。在未來面對越來越多樣化的市場需求，在面對來自終端設備的供應商的挑戰，Fabless需要有更高市場敏感性才有機會勝出。

關於Fabless的明天眾說紛紜，但是傳統Fabless的明天好壞最終還是取決於Fabless能否持續為消費者創造價值。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第1289期內容，歡迎關注。

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