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2022年第一季度結束之後，全球晶片短缺危機仍未出現明顯緩解的征兆和苗頭，不斷拉長的前後道裝置傳遞時間，提醒全球半導體市場的主要玩家須時刻監視自身庫存量和上下遊的連通度。在這個大背景下，純代工廠的擴産周期問題從來不會旁落為非熱點話題。同樣，帶有IDM屬性的大型晶片制造商的市場動向也是各家研究機構的重點研判對象。“芯觀點”欄目曾發文《神隐的缺芯始作俑者 “TI們”穩坐釣魚台？》對IDM在新形勢下的角色做過一定程度的分析。
十年前，著名調研機構麥肯錫曾釋出資料，顯示全球純代工廠産能是IDM企業的四分之一，如下圖：
但時至今日，如刨去存儲晶片不談，雙方産能可以打成平手（美國半導體行業協會SIA去年9月份報告資料），可見近十年來純代工廠的産能蹿升之猛。借此也可以推斷，各大IDM企業的外包比例也都在不斷增加。
本文選取恩智浦和意法半導體（ST）這兩家IDM類型企業的自産/外包路線作為研究對象，以點帶面，主要觀察“外包”這個概念的内涵是否在發生某些微妙的改變。
恩智浦，邊界鮮明，路線清晰
十五年來，恩智浦在呈交給美國證券交易委員會（SEC）的報告中一直申明，通過自有fab和外包的方式，以確定企業在資産使用率、采購量和跨業務的間接費用杠杆方面實作規模效益。在一系列給SEC的公告中，恩智浦還闡明企業主要将内部和合資晶圓制造業務集中在運作專有的特殊工藝技術上，主要目的是在關鍵性能特征上進行産品區隔，為此，恩智浦劃分出了90nm這個工藝節點。
通常情況下，恩智浦選擇把90nm及其更高規格的工藝外包，2018年以來至全球“芯荒”大規模蔓延之前，該企業一直将内部制造重點放在具有競争力的8英寸晶圓設施上，這些裝置主要在140nm、180nm和250nm工藝節點上運作。而且這個政策在近十五年來幾乎沒有太多改變。這一點可以從2010年恩智浦當時的CEO Rick Clemmer接受采訪時的一段話作為參照：“我們不會内部自産65nm的高性能混合信号晶片，該産品的附加價值更多的是關于公司設計的内容，而不是其設計的過程。”
多年來，恩智浦在财報中不斷重申這一戰略。恩智浦在荷蘭本土的Nijmegen，北美得州的奧斯汀亞利桑那州都有晶圓廠，本土團隊曆史最為悠久，依靠8英寸裝置主打CMOS射頻前端、汽車無線接收晶片、以及高功率的DC-DC電源管理晶片和LED驅動晶片，這些産品類型代表了恩智浦的自産政策。當然，很大一部分原因是以上模拟內建電路的工藝規格相當穩定且疊代緩慢，在90nm的清晰邊界下，恩智浦高層管理部門無需大動幹戈就可以自由地進行産能配置設定。
值得注意的是，恩智浦的車用高端晶片幾乎全都外包給了台積電，包括互聯駕駛艙、高性能域控制器、進階車用網絡、混合動力推進控制和內建底盤管理，采用的是車規級台積電5nm的SoC技術，除此之外，恩智浦S32G2車輛網絡處理器和S32R294雷達處理器也由台積電操刀。去年，全球車芯荒蔓延全球之時，恩智浦搶先一步預付了高達40億美元的訂單款項，搶下了台積電寶貴的一部分車規級晶片産能。須知，車用晶片目前還僅占台積電總産能的5%左右。
歐洲各個大型的半導體IDM類型的企業，若論和台積電的淵源之深，很難有一家能超過恩智浦。恩智浦前身是荷蘭電子工業集團飛利浦的半導體部門，而飛利浦是台積電起飛沖天之時的重要股東和投資者。2006年恩智浦從飛利浦拆分出來之時，飛利浦公司高層曾經讨論是否讓渡部分股權給恩智浦，最後還是決定讓恩智浦單飛上市。之後恩智浦退出了台積電、意法半導體和飛思卡爾等參與的Crolles2聯盟，以退為進，不但和台積電在新加坡合資建廠SSMC（Systems on Silicon Manufacturing），而且以大手筆以近120億美元的價格收購了飛思卡爾，那麼，在這一連串的進擊之路上，恩智浦自産/外包的比例是否有所調整？
恩智浦和台積電合資的SSMC（@恩智浦領英）
對恩智浦來講，很難用一個精确的數字來概括這個比例。剛剛獨立上市的恩智浦，外包的資本支援占比大約在7%左右，産能外包比例大約為20%，時至今日，恩智浦大約57-58%的晶圓供應來自外部。但這也是外界的一個估算，微妙之處在于，恩智浦并不明确表示和台積電的合資企業SSMC到底如何劃分，畢竟無論從财會審計和總的市場戰略上，沒有必要作一個清晰的區隔。SSMC總的算起來目前有24年的曆史了，目前恩智浦持股超過60%，采用領先的CMOS、嵌入式閃存、模拟和高性能混合信号、射頻、BCD和傳感器工藝技術，從250nm到150nm不等，基于恩智浦輕車熟路的8英寸裝置體系。至少由此可見，恩智浦并非自産所有的比90nm還要成熟的模拟晶片。SSMC還承擔着重要的流程監管和市場脈搏監察功能，是恩智浦做出重大産業動向的訓示器。
曾經的恩智浦CEO（現任飛利浦集團的CEO）Frans van Houten曾經對外包比例做出過訓示，認為一旦在總資本支出或者總的産能占比達到40%，就是一個危險的信号。他認為：“基于帕累托最優（Pareto optimization）原則，外包的上限約為40%，如果超出此範圍，您可能會變得過于依賴供應商。”對待外包的謹慎态度，讓恩智浦不斷檢測外包産品的購買成本是否高于自産的制造成本，以評估毛利率。代工産品的價格也會因供應商的産能使用率、需求量、産品技術而異。在晶片短缺的情況下，外包成本可能會顯着增加，畢竟，交貨時間和營運成本直接挂鈎。
當然，謹慎為先的恩智浦為了平衡成本和市場風險，以共建晶圓廠的模式拿到了聯電擴産的部分産能，注資聯電南科12英寸廠Fab 12A P6 廠區擴産，把金融交易類的晶片、智能卡、數字身份證等需要更進階别安全認證的産能配置設定給了格芯。
意法半導體，求廣而不求獨
去年年底，一則新聞讓ST成為了業界熱議的焦點話題。三星電子已獲得意法半導體代工訂單，為蘋果公司的下一代iPhone生産MCU，采用16nm制程。這是意法半導體首次将蘋果等主要客戶的MCU生産外包。雖然三星方面沒有直接回應此事，但想必訊息管道并非捕風捉影。
在失去華為這家曾占營收近10%的大客戶之後，ST進一步抱住了蘋果大腿，每年企業25億-30億美元營收來自蘋果産品，占比高達25%左右，這也是歐洲所有半導體IDM中，最為依仗消費電子的半導體企業，将蘋果的MCU需求外包給三星，形成了産能需求的連環套，讓蘋果和三星在手機市場上的關系也變得越發微妙了。
其實早在2014年，三星和ST就開始過一項試探意義上的深度合作，三星在南韓器興（Kiheung）廠區S1工廠為ST基于FD-SOI工藝制造智能手機和可穿戴裝置的低功耗通信類晶片；從三星的角度看，這是測試SOI和英特爾FinFET技術路線比拼的手段之一；對ST來說，與愛立信的無線業務合作停滞之後，一直在将其業務重新集中在新的細分市場上，并試圖挖掘新客戶，于是雙方一拍即合。
ST擁有多元化的産品組合，其政策使其堅定地開發晶片的高內建度。其低杠杆率、審慎的股東配置設定和有限的并購活動抵消了其盈利能力較低、利潤率和現金流較低的影響（相比Infineon和NXP）。于是，ST求廣而不求獨的特點，讓他們外包政策相較歐洲同行也更多元化。
ST在Agrate Brianza的12英寸晶圓廠（圖源@eetime）
在本世紀初，ST就和聯電結盟代工業務，但幾乎在同一時間，ST和恩智浦轉投台積電90nm工藝技術平台，開展HCMOS晶圓和非易失性存儲器技術合作。目前，雙方正在合作加速氮化镓工藝技術，主打消費電子和車規級功率半導體業務，但ST和老夥伴聯電一直保持着緊密的關系，該企業的65nm CMOS CIS的BSI技術，采用12英寸晶圓裝置，長期由聯電代工。除此之外，格芯的SOI技術拓展能力的主要合作對象就是ST。雙方合作部署了業界首個 28nm FD-SOI 技術平台後，ST通過采用格芯可量産的22FDX工藝和生态系統來擴充其承諾和路線圖，在對FD-SOI技術路線的支援力度上，ST比恩智浦走的更遠。
更有甚者，去年ST和總部位于以色列的模拟晶片代工廠TowerSemi還玩起了入駐合作的模式，二者共享12英寸Agrate R3晶圓廠，讓外界甚至一度猜測ST是否有收購TowerSemi的企圖，不過此流言随着後者被英特爾收購而徹底消音。
如果僅僅從産品線的廣度而非終端市場考慮，與ST可以類比的是大西洋彼岸的德州儀器（TI）。他山之石，TI的自産與外包的底層市場邏輯和相應的技術路線可以作為一個參照。對此，集微咨詢研究總監馬東麗指出：“2008年之後，TI的手機業務占比迅速縮減，産品線有了新布局，目前70%-80%的生意來自模拟晶片，最先進的制程是28nm，再往下就沒有了。TI的自産比例比歐洲的IDM要高的多，對外部代工廠的依賴程度低。外包的主要是帶有邏輯晶片性質的MCU，比如MSP430産品系列的MCU外包給了台積電，此外和聯電和格芯都有合作。”
TI和ST同樣在大力投資12英寸晶圓廠，未來會加大自有産能，但從技術路線與研發成本二者博弈的角度，TI倒是和恩智浦的外包路線更加相近。
結語
總體而言，過去十幾年，全球大型半導體IDM類型的廠商或多或少都在增加外包比例，尤其是歐洲區域的IDM封測環節也是高度依賴東亞和東南亞地區的OSAT企業，恩智浦和意法半導體有着不同的企業文化，在很多細分領域也處在不同賽道上，選擇了不同的自産/外包政策。前者主要考慮産品工藝特征與曆史因素下的客戶群聯系，設定了一個邊界清晰的外包護城河；後者則除了成本之外，因自身産品的廣度也選擇了更加發散和多元的外包路線。
随着模拟晶片朝着更寬廣的橫向拓展，以及邏輯晶片算力向縱深方向延伸，輔以新型寬禁帶材料的廣泛應用，營運成本在IDM外包因素中的重要程度或許會被塗上一層更别樣的意味，即代工合作夥伴會越來越多扮演市場探針和賽道模拟的角色，這個判斷，還需要更多IDM或者fab-lite型企業做更深入研究。（校對/思坦）