半導體系列 (1) 半導體產業鏈

我形容半導體是古老的行業,很多公司都已經營運數十年,才有今天的成就。例如 Intel成立於1968年,台積電成立於1987年。相反地對比科網類公司主要提供軟件服務,例如Facebook是2004年創立,不足廿年已經登上全球十大巿值公司。

公司有較長營運歷史,可以看到過去業務/收入/盈利是如何,如何經歷大大小小順境逆境,而且隨着時代進步,有實力的公司沒被淘汰,反而是越變越強,公司做到反覆而增長的長期效果。長線投資者就是去找出這些優質而有持續增長潛力的公司。

以下分享我硏究半導體中的邏輯晶片,産業鏈的重要環節,並列出一些比較著名的公司。記憶晶片比較標準化,沒有太多想談。

晶片設計軟件

提供晶片設計過程中使用的軟件 (EDA)。

Cadence (CDNS)
Synopsys (SNPS)
Mentor Graphics (MENT)

晶片生産設備

提供晶片生產過程中所使用的器材。

ASML (ASML)
Applied Materials (AMAT)
Lam Research (LCRX)

晶片IP授權

半導體IP (Intellectual Property),公司研究出來的東西擁有版權,公司本身不用去生産晶片。其他晶片公司要付版權費就可以用此IP設計放進自己的設計之中。Arm是採用此Business Model的最佳代表。我視此IP業務都是類似晶片設計的一種,只是利用設計可以賺取版權費,而不需要去直接用作生産。有一些晶片設計公司,亦有出售IP。

Arm

晶片設計

利用晶片設計軟件去做出晶片設計,完成後的設計會交給下一個環節去生產晶片。

Intel (INTC)
Nvidia (NVDA)
AMD (AMD)
Xilinx (XLNX)
Qualcomm (QCOM)
Broadcom (AVGO)
Apple (AAPL)
Microsoft (MSFT)
Amazon (AMZN)
Alphabet (GOOGL)
Facebook (FB)
Tesla (TSLA)
阿里巴巴 Alibaba (BABA, 9988)
華為海思 HiSilicon

晶片製造

收到晶片設計,利用晶片生產設備去生產晶片。

Intel (INTC)
台積電 (TSM, 2330)
Samsung (005930)
Global Foundries
中芯國際 SMIC (941)

晶片檢測器材

提供晶片檢測器材,以提升産品牌良率。

KLA-Tencor (KLAC)


更多詳情

  • 半導體產業鏈的每一個環節,一環緊扣一環,上游下游互相有細緻分工,同時又互相依賴。一個例子,ASML在發展最先進的EUV光核機之時,Intel / Samsung / 台積電入股ASML支持,以確保未來可以最快獲得EUV光刻機設備,它們是ASML的股東,同時又是ASML的顧客。上游下游有點像形成一個集團式壟斷。
  • 行業十分集中,每個環節通常有兩至三間龍頭企業。近年有一個變化,越來越多公司參予晶片設計。

  • 一條龍式 VS 設計+代工生産。Intel是傳統一條龍式 (IDM, Integrated Device Manufacturer),同時負責晶片設計和製造。晶片代工生産模式是由台積電發明,例如Nvidia/AMD負責晶片設計,由台積電去代工生産。Samsung有做代工生產,同時又有做一條龍式。AMD原本都是做一條龍式,後來把晶片製造業務分拆出售,成為Global Foundries去做代工生産。

  • 一粒晶片生産,要經完成了晶片設計初稿,生産出試作品(Prototype),再去測試,把問題改正及優化,一個cycle約需時6至9個月。如果當中品質控制得不嚴謹,增加以上cycle的次數,大大延長產品推出市場時間。

  • 良率在生產晶片過程之中,是致勝其中一個關鍵。
  • 晶片製造公司在先進製程上尤如軍備競賽,投入大量資金,購買先進器材,例如:光刻機,研發最新技術,期望用最快的時間推出市場,接受客户訂單,生産過程令公司得到寶貴經驗,本身技術再優化,所得盈利支持公司去研發更新技術,形成良性循環令公司成長。相反如果做不到快人一步,即使研發到相同技術,會容易跌入減價戰的命運,拉低毛利率,甚至取回硏發投資成本是疑問,形成惡性循環。

以上不是投資建議,只是我對半導體行業的一些認知,其中資料可能不完全。希望大家在看完本文會有更多背境資料,有助去了解我的blog内其他半導體相關文章,歡迎大家留言討論。


參考文章

半導體系列 (2) 半導體時代,這次不一樣,THIS TIME IS DIFFERENT ?

半導體系列 (3) 半導體行業的改朝換代

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