三星高通辟谣背后:芯片制造的真实“良率”,我们可能一无所知

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三星高通辟谣背后:芯片制造的真实“良率”,我们可能一无所知

8月22日,网络传闻“三星因发生良率事故导致高通5G芯片全部报废”上了热搜。

一位名为“手机晶片达人”的用户在微博上发文称,三星7nm EUV工艺(极紫外光刻技术)出现问题,导致高通5G单晶片7250受到损害,未来批量量产交付会出现问题。

8月22日,三星中国方面表示,已经确认过,传闻是没有任何事实根据的造谣。高通方面也表示,传闻是造谣。而原博主也已经删除相关微博。

造谣一张嘴,辟谣跑断腿啊!

关于此事前后经过,我们 不再过多展开,一切以官方声明为主。

不过,关于良率,则可以展开讲讲。

良率是一个处于产业链中游制造环节的概念,一直是各 晶圆 厂所关注的指标。关于良率的概念,良率怎么影响估值,本文一一回答。

文章主要分为两部分:

一、影响晶圆代工厂的主要有三种良率,关注总良率

二、良率和估值模型的关系:注重良率变化

影响晶圆代工厂的主要有三种良率,关注总良率

三种良率分别为:wafer良率、die良率、封测良率。

三星高通辟谣背后:芯片制造的真实“良率”,我们可能一无所知

显而易见,总量率是以上三种良率的乘积。

三星高通辟谣背后:芯片制造的真实“良率”,我们可能一无所知

一般的,晶圆代工企业的总良率是行业竞争的底牌,各家视此数据为最高级机密,一般对外公布的数据都不会是企业真正的总良率。总良率影响企业的成本,高良率是核心竞争力。

虽然得不到真实的良率,但对二级市场影响更大的是良率的变化,而不是良率的具体数值,良率的变化更容易得到,可以通过观察以下良率影响因素得到。

1.1 三种良率的影响因素众多,企业自己也不清楚具体良率,只知道最终总良率。

晶圆制造是一个非常复杂的过程,机器设备数量多,影响良率的因素很多,以下列举几种典型的影响因素。

三星高通辟谣背后:芯片制造的真实“良率”,我们可能一无所知

Wafer的尺寸会直接影响良率,一般中心区域的良率较高,而边缘区良率较低(这是由制造工艺决定的)。 wafer尺寸越大,中心区面积占总面积比例上升,良率越高。

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除此之外,环境因素会间接影响三种良率,比如无尘度、环境湿度、温度等,某些生产环节还会严格要求环境光照亮度。芯片生产环境要求超净工作空间,无尘程度直接影响芯片良率。一般的,在尽调过程中如果发现芯片生产车间工作人员较多,则良率一定不高。

技术成熟度也会通过间接影响三种良率从而影响总良率。这里展开讲会比较复杂,主要是因为技术成熟度很难量化。市面上的报告一般以技术的发展曲线作为良率的预测标准,一般技术导入期良率较低,随着技术成熟,良率逐渐提升,或达到95%以上。

1.2 Die的良率直接影响晶圆代工厂die的直接材料成本

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除了直接材料成本以外,还要考虑制造成本、封测成本,直接材料成本、封测成本和制造成本构成芯片制造的可变成本。

1.3 良率测算模型

目前有多重测算模型,但由于生产过程差异较大,并且影响因素众多,部分影响因素不能实时监测,所以这些模型不能准确测算良率。

泊松良率模型

莫非良率模型

……

我这部分也不是很了解,没太大用,主要是企业做成本管理的时候可能会算一算大概的数字,但我们拿不到企业的生产数据(机密数据),所以这些模型对我们做企业估值实际上没啥用。

1.4 有良率具体数值的相关新闻

今年2月,高新区企业联芯公司宣布成功试产采用28纳米High-K/Metal Gate工艺制程的客户产品,试产良率高达98%,成为我国大陆地区已投产的技术水平最先进、良率最高的12英寸晶圆厂。

DRAM 领域,兆易创新与合肥产投签署合作协议,合作开展工艺制程19nm存储器的12英寸晶圆存储器研发。项目预算约为180亿元人民币,目标是在2018年年底前研发成功,即实现产品良率不低于10%。

65英寸面板,京东方合肥10.5代线的生产良率已达到70%,产出比预期大,而超大尺寸电视市场提振需要过程,因此价格下降厉害。但吴荣兵认为,长期看,这对刺激超大尺寸电视的需求是利好。(20180511)

MicroLED于制程上仍有许多挑战待克服,特别是在巨量转移(Mass Transfer)方面。Micro LED的晶片转移良率需达99.9%以上,才达量产出货标准;因此,如何提升晶片转移良率,是目前发展Micro LED最大挑战。据悉,目前一次转移数量已能达2500颗,冀望2018年时能达成一次转移10000颗之目标。

报导指出,苹果未能在今年完全在基带芯片摆脱高通的原因,乃是因为英特尔可能面临一些量产良率上的困难。《Fast Company》指出,良率可能只超过五成一点点。但是英特尔方面很有信心,到了今年夏天,良率将可持续上升。报导也指出,如果英特尔方面基带芯片的良率能够稳定提升,有可能苹果会将更多比例的订单转给英特尔。(20180428)

5年烧坏几千片晶圆,开创CoWoS封装时代。余振华透露,那段时间不只工作变化大,连家庭、家人也出现状况,人生陷在低潮,让他反而燃起破釜沉舟的决心。台积的InFo与CoWoS,都属于“晶圆级封装”技术,也就是直接在硅晶圆上完成封装。因此可以大幅缩小体积、提高效能。台积电身为全球第一个量产晶圆级封装的半导体大厂,走在前沿,便有层出不穷的技术难题得解决。例如,棘手的Warpage(晶圆绕曲)问题。一位也参与苹果订单的封装业高层透露,台积付出昂贵的学费,5年间产线烧坏了几千片昂贵的晶圆。“听说良率一直上不去,直到去年才达到八成。”一位台积大客户主管也说。(20180427)

4月18日,LGDisplay研究所所长尹洙荣在接受21世纪经济报道记者采访时说道:“如今 OLED 面板的良品率已经达到了黄金良率,即80%-90%之间。各方面生产经验的提高让OLED达到黄金良率的时间要比LCD短了很多,OLED用了3年时间达到黄金良率,LCD是六七年。”

面对下游终端品牌对OLED面板的迫切需求,LGD正在加大OLED投资,新建产线。同时,通过不断技术突破,推出多种类型的OLED面板,为终端厂商提供差异化价值。随着工艺路线的改进,设备的调整,OLED面板良率已经提升至90%以上,产量实现了大幅提升。

良率和估值模型的关系:注重良率变化

2.1 良率提高→核心竞争力提高→未来订单量/营收/市占率提高

目前市面上多数报告都是这个逻辑,问题在于,大多数都没说出良率怎么提高了,良率的影响因素有没有发生变化很难测算,一般用技术成熟度来测算良率,技术越成熟良率越高。 

作为例子,有一篇JPM的研报:

该报告预测第一年和第二年的良率为50%和80%,原因是认为技术不成熟(但50%和80%这个数字也并没有说明具体是怎么算出来的)。第三年是90%,从第四年以后都是95%。从而估算出未来营收增速。

三星高通辟谣背后:芯片制造的真实“良率”,我们可能一无所知

2.2 比较分析:良率较高→成本较低→毛利率较高

对于两家公司比较分析时,要对具体良率做预测,这个逻辑的最大问题是,假设的良率是否合理,因为公司不会公开真正的良率。

如果知道了良率,理论上可以计算出每个die的直接材料成本,由于封测成本等其他成本各家厂商相差不大,所以理论上可以测算出芯片成本。

三星高通辟谣背后:芯片制造的真实“良率”,我们可能一无所知

作为例子,还是一篇JPM的研报:

比较了intel和TSMC+Fabless的良率,进而比较了成本,问题还是一样,良率是否合理。

三星高通辟谣背后:芯片制造的真实“良率”,我们可能一无所知

2.3 注重良率变化:本公司良率提高→本公司成本降低

良率这里能做文章的地方就是注重良率的变化,可以通过说明影响良率的因素发生了改变,从而良率要发生改变,具体数值比较难得到,但有一个定性的判断。

市面上的研报,没有一家认真估算良率的,JPM算是把良率算的比较认真的,但其实也并没有详细说明为什么拍脑袋拍出来这样一个良率。

真正的良率恐怕只有晶圆代工厂知道,但他们是绝对不会说出真实数据的,网上的新闻更是不可信。

回过头来,市面上的新闻,以及所谓的数据库,又有多少是完全准确的呢。尤其是互联网行业的那些MAU、DAU的指标,还不是想说多少说多少,毫无可信度啊。

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