2021年2月22日，大概從2020年第三季度時，各大晶圓廠產能緊缺的消息層出不窮，而最近美國得克薩斯州因為暴雪襲擊造成了電力短缺，從而導致三星、NXP、英飛凌等廠商的工廠陸續停工。這在加劇產能緊張的同時也大大沖擊了眾多無廠模式的芯片公司，而像Intel這樣的有廠模式公司則受到相關的影響較小。近期Intel新任CEO帕特·蓋爾辛格表示：“我們2023年的大部分產品將會在內部制造。”這其實也暗示著Intel很有可能不會走向：“無廠模式”的發展道路。而業界其它很多半導體公司早已走上了無廠模式的發展道路，比如AMD、NVIDIA、華為。那么在這次晶圓廠產能緊缺的沖擊后無廠模式還會是半導體行業的未來嗎？

什么是無廠模式？

芯片廠商的工作可以大致分成兩個部分，芯片的設計和芯片的制造。芯片設計對工作場所要求不太高，而芯片的制造則需要晶圓廠。無廠模式也就是指沒有晶圓廠，芯片的制造工作外包給其它廠商。或者用一個更加流行的詞來形容，就是OEM（Original Equipment Manufacturer）。

以AMD的銳龍 9 5950X 臺式處理器為例，芯片的設計部分是由AMD完成的，而芯片的制造則是由像臺積電（TSMC）這樣的晶圓代工廠進行的。因此AMD就是一家無晶圓廠模式公司。

業界除了無廠模式，還有IP授權模式和IDM模式。

英國ARM公司的IP授權模式主要分為三種：

1、使用層級授權-可使用封裝好的ARM芯片，而不能進行任何修改。

2、內核層級授權-可基于購買的ARM內核進行芯片開發。設計，有一定的自主開發權。

3、架構/指令集層級授權-可對ARM架構進行改造，甚至對ARM指令集進行擴展或縮減。

拿學生完成作業舉個例子吧，班上有個學習比較差的同學叫小明，他找學霸要作業來抄。學霸的作業寫得非常好，所以他原封不動抄了，然后改了個名字交上去了（找晶圓廠流片），這是使用層級授權。但是后來，學霸覺得這樣直接抄不太好，所以之后只給小明抄主要的公式，最后的數據以及其它部分需要小明自己完成，這是內核層級授權。最后，學霸覺得授人以魚不如授人以漁，所以開始教小明好好學習，對于作業只教給小明基本的解題思路，剩下的都要由小明去完成，這是架構/指令集層級授權。由此可見，架構/指令集層級授權開發難度是最大的，但自由度也是最高的。

IDM模式是指涵蓋了IC設計、IC制造、封裝測試等各個環節的廠商，簡單來說就是自己設計自己制造，一條龍生產。像Intel、三星就是比較典型的IDM廠商。

無廠模式的優勢

隨著半導體工藝的進步，先進工藝的各種成本越來越高。如果想要組建一個先進的晶圓廠，就需要花費高昂的費用去購買各種先進的半導體生產設備。同時后期設備的維護、折舊，以及新工藝的開發還需要消耗更多的資金。

另一方面就是產能分配了，對于晶圓廠來說，要想獲得更高的利潤就需要讓晶圓廠的設備滿負荷運行。而在過去的有廠模式下，自家的芯片訂單往往不能占滿自家晶圓廠的產能。雖然有些廠商也在出售晶圓和部分晶圓廠產能，但還是不能使晶圓廠的資源得到充分的利用，造成了資源上的浪費。

舉個例子，我們打車回家一次的費用是20元，但如果是自己開車回家的話可能就是3塊的油錢。無廠模式就像每天打車回家的人，而有廠模式則是自己開車回家的人。如果要自己開車回家的話，首先就需要花幾萬甚至十幾萬買一輛車，同時維護車輛還需要一定的費用支出。這就像組建一個晶圓廠需要高昂的費用一樣。

那么這種情況買不買車呢？回家的次數就很重要了，如果經常回家肯定是買車合算，因為自己開車的單次成本會比較低。但如果回家次數少呢，那肯定打車合適。

其中x軸為坐車次數，y為費用，紅線為買車方案，綠線為打車方案

粗略計算一下吧，假設上下班打車一次花20元，買車需要8萬元，開車回家則是3元油錢，一年工作日為251天（以2020年為例），一天往返兩次。那么你如果選擇買車并且只是用來上下班的話至少需要9年才能比打車更省錢。因此在半導體行業“造不如買，買不如租”的策略非常盛行。

另外對于大多數廠商來說產能肯定是用不完的，把部分產能賣出去也是一種止損的方式，就像買了汽車之后回家路上接順風車的生意。

所以這就造成了很多廠商走向了無廠模式，對于新廠商來說，他們可能真掏不起買車的成本，無廠模式顯然能夠降低創業的資金門檻。而對于一些老牌廠商來說，自己的晶圓廠產能利用率低，而且更新換代成本也很高，那么逐漸放棄晶圓廠走向無廠模式也是個不錯的主意。因為這些原因，無廠模式逐漸變為了業界的主旋律。

IDM模式（有廠模式）

雖然無廠模式逐漸變為了業界的主旋律，但有廠模式也絕非一無是處。

首先隨著半導體工藝的進步，先進工藝的代工費用越來越高。如果芯片制造外包給晶圓廠，那這就是費用。但如果這部分由自己制造，那就是利潤。

三星就是比較典型的例子，在2020年晶圓代工廠營收排名中三星排名第二，僅次于排名第一的臺積電。三星的晶圓廠不光能給自己造芯片，同時也為其它芯片設計公司提供代工服務，比如英偉達的RTX 30系顯卡核心芯片就是由三星制造的。

比起有廠模式，無廠模式還有一個弊病，那就是芯片制造外包給晶圓廠時，需要等待排期。每個晶圓廠的產能是有限的，因此其它廠商來找晶圓廠造芯片是需要排隊的，因此就給最終產品上市以及供貨帶來不可控因素。典型的問題就是產品缺貨，比如像去年的英偉達顯卡缺貨。對于這種問題，像自有晶圓廠的Intel應對起來就會自如很多。

芯謀研究的顧文軍就在微博上發文表示，“一個設計公司的老總為了拿到產能竟然給代工廠的高管下跪！”

有廠模式的另一個優點就是可以獨占先進工藝。對于芯片產品來說，設計和制造，二者得一可得天下。對于無廠模式來說，大家都只能選擇代工晶圓廠，因此在芯片制造方面都處于同一水平線上，所以只能通過設計來提升產品競爭力。但有廠模式就不同了，因為自有晶圓廠，所以可以采用和其它代工廠不同的工藝。當自家晶圓廠工藝水平超過代工晶圓廠時，自家的產品必然從中獲益。

但這其實也是一把雙刃劍，自有晶圓廠的技術需要在業界保持領先才能獲得這樣的優勢，如果技術被其它代工廠超過，則會成為自家產品的劣勢。同時因為技術標準不同，短時間內還不可能將自家產品轉移到其它代工廠進行生產。簡而言之就是有廠模式需要承擔半導體工藝開發失敗的風險，而無廠模式則不需要承擔此風險。

未來之路

如果要對比無廠模式和有廠模式，大家很容易想到Intel和AMD。但是在這場對比中也許應該加入一家公司，那就是華為。華為海思長期采用的就是無廠模式，其芯片主要由臺積電制造。之前的華為吃到了無廠模式的甜頭，無廠模式降低了進入半導體行業的資金門檻，也給華為省下了建晶圓廠和開發先進工藝的錢。

但在美國一紙禁令之后，就被芯片制造卡了脖子。那么對于此時的華為來說，無廠模式已經不香了。

Xilinx（賽靈思）作為無廠化的早期推行者，當時計劃“在年收入達到5000萬美元時自建晶圓廠，并確保總有第二供應商待命。”但是隨著工藝的不斷進步，不少晶圓廠發展的速度開始變慢甚至停滯，對于華為來說已經很難找到第二供應商了。

無廠模式如果從供應鏈的角度看，其在風險控制方面具有先天缺陷。芯片制造押寶在其它公司始終是有風險的，即使遇不到像華為這樣的斷供情況，就地漲價和延期交付也會造成不小的麻煩。

對于芯片制造行業，一定要把高端芯片制造同普通芯片制造劃分清楚，這個觀點其實很多人比較模糊。高端芯片制造行業是塊蛋糕，因為技術資金的門檻問題，這不是所有人都能吃到的蛋糕。而普通芯片制造是塊饅頭，直至今日成熟工藝的市場份額占比依舊很高，腳踏實地吃這塊饅頭是餓不死的。我們真正該注意的是一些拿著造饅頭的機器但卻想吃蛋糕的人。

對于未來，可能會涌現出極少數從事高端芯片制造的企業，但大多數還是只能從事普通芯片制造。即使有些芯片設計廠商想要染指芯片制造行業，也很可能在相當長的時間里只能制造普通芯片而非高端芯片。
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