晶圆制造+设计IP 晶圆代工模式再度转型

1983 年，张忠谋（Morris Chang）离开德州仪器（Texas Instruments）创办台积电（TSMC）时，并非仅仅是成立一家新公司 —— 他更是提出了一种全新的产业逻辑。张忠谋意识到，半导体制造已变得资本密集度极高，无法再作为垂直整合企业内部的单一职能存续。在当时看来，他的解决方案极具颠覆性：专业化分工。让晶圆代工厂专注制造，让无晶圆厂公司专注设计，让规模经济决定企业的生存。在接下来的四十年里，这一模式重塑了整个半导体产业。

但推动纯晶圆代工模式占据主导地位的市场环境正再度发生变化。

随着制程演进放缓、产品生命周期延长，以及竞争差异化不再依赖单纯的晶体管密度，仅靠制造能力已不足以构成竞争优势 —— 尤其是在消费级和云计算市场之外。价值正逐渐向产业链上游迁移，转向系统赋能层面：硬化知识产权（hardened IP）、软件连续性、平台长效性以及可预测的全生命周期支持。在这种环境下，晶圆代工厂不再只是晶圆供应商，正转型为基础设施提供商。

从这一视角来看，格芯（GlobalFoundries）近期收购新思科技（Synopsys）的 CPU 知识产权业务（包括 ARC 处理器系列），其意义远超产品组合扩张。这标志着晶圆代工模式本身的第二次演进。当年张忠谋为应对制程规模化的经济压力，将制造与设计分离；如今的晶圆代工厂则为应对产业成熟阶段的经济规律，有选择性地重新整合高价值硬化知识产权。

这并非退回垂直整合制造（IDM）时代，而是源于一种认知：在汽车、工业、基础设施和嵌入式系统等长生命周期市场中，客户日益需要的是平台确定性，而非仅仅是晶圆产品。晶圆代工模式并未被抛弃，而是正在适应性演变。

随着传统制程规模化的经济效益减弱、资本密集度上升，竞争优势（尤其是在消费级和超大规模计算之外的领域）正从单纯的晶体管密度转向生命周期管理能力和设计赋能。“在嵌入式和工业市场，领先供应商明确承诺提供 10-15 年以上的产品供应保障和连续性，这反映了客户对长效平台的需求，而非频繁重新设计产品。”

与此同时，半导体知识产权业务已成为价值数十亿美元的市场机遇（据 MarketsandMarkets 数据，年规模约 70-80 亿美元），其中亚太地区（以中国为主）占据最大份额。此外，该市场仍在持续增长，近期行业数据显示知识产权收入增速强劲。晶圆代工厂正对此作出回应，从单纯的晶圆产出向 “设计基础设施” 拓展 —— 包括经认证的知识产权生态、合格的电子设计自动化（EDA）流程、工艺设计套件（PDKs）、可制造性设计（DFM）、封装技术及相关服务，台积电的开放式创新平台（OIP）便是典型例证。在这种趋势下，晶圆代工厂不再只是晶圆供应商，更成为覆盖产品全生命周期的平台和基础设施提供商。

靠整合崛起的晶圆代工厂

格芯并非源于单一的创立契机，而是通过一系列结构性决策逐步整合形成，每一步决策都旨在应对半导体产业的不同压力。

这一进程始于 2008-2009 年，当时超威半导体（AMD）剥离其制造部门，以摆脱垂直整合制造（IDM）模式下不断攀升的资本需求。此举既保障了 AMD 对先进产能的获取，又使其设计部门摆脱了不可持续的成本结构。

若非穆巴达拉投资公司（Mubadala Investment Company）的支持，此次剥离难以实现 —— 该公司提供了 AMD 缺乏的长期资本和股权稳定性。穆巴达拉最终持有这家新晶圆代工厂 82% 的股份，使其免受短期财务压力影响，并得以制定以 “持久性” 而非 “速度” 为核心的战略。

随后，穆巴达拉通过收购新加坡特许半导体（Chartered Semiconductor）扩大了格芯的业务版图。这一举措使格芯从 AMD 剥离的单一制造部门，转变为一家具有实际规模的全球化分布晶圆代工厂，新增了多家晶圆厂、多元化客户群体和特色制程技术广度。

2014 年，格芯完成了最后一块奠基拼图：IBM 退出半导体制造业务，将其东菲什基尔（East Fishkill）和埃塞克斯 Junction 晶圆厂，连同先进研发团队以及与 POWER 和 Z 系列产品相关的长期供应协议，一并转让给格芯，甚至支付资金让格芯接手运营。美国工程人才的注入以及基于绝缘体上硅（SOI）的制程技术，使格芯从中端厂商跃升至在专用逻辑领域具备世界级能力的晶圆代工厂。

综上，格芯是通过整合而非独创形成的公司：AMD 贡献了制造基因，阿布扎比提供了资本和产业耐心，特许半导体带来了全球规模，IBM 赋予了先进技术。最终形成的这家晶圆代工厂，其战略与那些单纯追逐先进制程节点的企业截然不同。颇具讽刺意味的是，如今 AMD 的先进鳍式场效应晶体管（FinFET）制程反而依赖台积电。

两大电子产业领域

从宏观层面看，全球电子产业已形成两个截然不同的竞争领域。

第一个领域是消费级和云计算：涵盖智能手机、个人电脑、数据中心和超大规模人工智能（AI）。该领域的核心驱动力是每瓦峰值性能、快速产品周期以及对晶体管密度的持续追求。其资本密集度极高，产品生命周期较短，少数客户占据了绝大部分需求。该领域的制造业务已集中在少数几家企业手中 —— 台积电居于首位，三星和英特尔是唯一能在先进制程领域与之抗衡的竞争对手。

第二个领域是格芯深耕的物理、嵌入式和基础设施电子领域。包括汽车系统、工业自动化、射频连接、电力电子、航空航天与国防、医疗设备、能源系统以及嵌入式控制和推理系统。在该领域，成功的关键并非噱头式的性能参数，而是可靠性、确定性表现、产品认证和供应连续性。产品生命周期长达数十年，而非短短几年。

拿格芯与台积电对比并无意义

台积电、三星和英特尔处于三强竞争格局，规模、冗余能力和地缘政治韧性是企业生存的关键。每个新制程节点都需要数百亿美元的资本投入，一旦执行失败，代价将极为惨重。

格芯刻意退出了这场竞赛。此举使其避开了淘汰众多其他晶圆代工厂的 “中间挤压” 困境 —— 这些企业既没有足够规模在先进制程领域胜出，又缺乏足够的差异化优势以留住长期客户。

相反，格芯围绕重视稳定性而非创新性的市场进行了业务重组。汽车、工业、射频、电力和基础设施领域的客户并不希望每两年就对芯片进行重新认证，他们需要的是可预测性、长期供应保障和稳健的制程演进。对于这些客户而言，一款能够持续稳步优化的成熟制程节点，往往比商业半衰期极短的前沿制程更具价值。

这就是为何台积电有英特尔和三星作为同行，而格芯看似 “独树一帜”。这种不对称反映的是不同的市场规律，而非竞争劣势。

不执着于密度的制程创新

退出前沿制程竞赛并不意味着放弃制程创新。格芯退出的是晶体管密度竞赛，而非对其客户至关重要的制程代际演进。

格芯持续在现有节点内提升性能、功耗效率和可靠性，同时推进全耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI）、射频绝缘体上硅（RF-SOI）和电力制程等特色平台的演进。这些进步在以消费为中心的叙事中往往不引人注目，但在汽车和工业系统中却具有决定性意义 —— 在这些领域，漏电率、模拟性能和认证裕量对实际表现起着主导作用。

全耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI）技术尤为能体现这一理念。尽管它仍在进行几何尺寸缩放，但其节奏和目标与鳍式场效应晶体管（FinFET）截然不同。强大的静电控制能力使其能够通过体偏置、电压缩放和系统集成实现性能提升，从而降低了对激进几何尺寸缩减的依赖。这种稳健的演进模式与长生命周期市场天然契合。

精心设计的双制程战略

格芯战略中一个关键且常被忽视的方面是，其同时实现了全耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI）和鳍式场效应晶体管（FinFET）制程系列的规模化量产。与几乎完全专注于鳍式场效应晶体管（FinFET）节点缩减的前沿晶圆代工厂不同，格芯维持着两大互补的制程支柱，分别针对不同的工作负载和生命周期进行优化。

22FDX 和 28FD-SOI 等全耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI）平台，针对超低漏电率、确定性时序和宽工作电压范围进行了优化，非常适合安全关键型、混合信号和始终在线的应用领域。12LP 和 14LPP 等成熟鳍式场效应晶体管（FinFET）节点，能为支持 Linux 系统的嵌入式系统、汽车域控制器和基础设施芯片提供更高性能，同时避免了前沿制程的频繁迭代。

这些平台的共存并非过渡性的，而是结构性的。它们共同使格芯能够支持各类物理世界电子设备，而无需依赖 7 纳米、5 纳米或 3 纳米等先进制程竞赛。

精简指令集架构 - V（RISC-V）与自主掌控计算知识产权的逻辑

随着精简指令集架构 - V（RISC-V）的采用率加速提升，这一模式的战略连贯性变得更加清晰。精简指令集架构 - V（RISC-V）的最快增长并非出现在消费级计算领域，而是在格芯已深耕的嵌入式、汽车和工业市场。

市场预估显示，当前全球精简指令集架构 - V（RISC-V）生态系统规模约为 16-26 亿美元，预计复合年增长率为 25%-33%，到 2030 年将达到 80-90 亿美元，到 21 世纪 30 年代中期可能达到 200-260 亿美元。尽管与 ARM 和 x86 相比规模仍较小，但其发展轨迹已不容置疑。

格芯收购美普思科技（MIPS）和新思科技（Synopsys）ARC 知识产权的举措，应放在这一背景下理解。这些举动使格芯在最关键的层面 —— 系统赋能 —— 更深地扎根于精简指令集架构 - V（RISC-V）生态系统。ARC-V 与全耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI）天然契合，MIPS RISC-V 则与成熟鳍式场效应晶体管（FinFET）相得益彰。其目标并非推广特定指令集架构（ISA），而是构建基础设施，减少计算知识产权、工具与制造之间的衔接障碍。

关键市场

高端消费级增强现实 / 虚拟现实（AR/VR）产品通常受益于前沿制程节点，但该市场经济规模较窄且受消费需求驱动。相比之下，机器人技术属于实时系统应用，确定性延迟和功耗稳定性比峰值吞吐量更为重要。汽车行业的案例最具说服力：长生命周期、功能安全和供应连续性是核心需求，仅有极少数工作负载真正需要前沿制程芯片。

格芯之所以能保持竞争力，是因为它与电子产业中更具持久性的领域保持了对齐。尽管消费级和云计算占据了媒体头条，但物理和基础设施电子领域更看重资本纪律、稳定性和长期执行力。格芯早早退出了密度竞赛，并围绕这些市场现实重组了业务。在这个众多企业因追逐无法持续的规模而消亡的行业中，格芯通过选择不同的 “战场”，并构建与之匹配的商业模式得以生存。