Диванная аналитика №48. производство полупроводников – как работает этот рынок

      Комментарии к записи Диванная аналитика №48. производство полупроводников – как работает этот рынок отключены

Привет.

Частенько, обсуждая те либо иные устройства, пользователи ругают либо хвалят компоненты, из которых они состоят. Считается, что процессоры от компании А лучше, чем от производителя Б, а матрица камеры от Х намного занимательнее, чем от Y. Еще около 15 лет назад никто из производителей не говорил о том, какие конкретно компоненты применяет, продукт продвигался как единое целое, в котором серьёзны были все функции, а отдельные компоненты вторичны, да про них никто и не сказал.

В компьютерах все было в противном случае, и данный подход заимствовали производители портативной электроники. Сейчас среднестатистический обыватель знает больше компонентов, чем инженер два десятка лет назад. И, более того, может кроме того условно представить, как эти компоненты воздействуют на производительность либо восприятие устройства. Этакие кирпичики, из которых состоит современный телефон, планшет либо второе устройство.

Но очень редко люди не воображают себе, как трудится бизнес по производству компонентов, как он может оказать влияние на какие стратегии и производителя электроники существуют в этом сегменте рынка. Давайте постараемся восполнить данный пробел, обсудить, как трудится рынок компонентов и какие конкретно подводные камни на нем имеется.

Интеллектуальная собственность как добавленная цена компонентов

Каждая мало-мальски продвинутая фабрика в Китае может производить телефоны, планшеты и любую электронику для того чтобы рода, тут не нужно особенных знаний и умений. Совсем другое дело – производить компоненты для устройств, каковые можно считать высокотехнологичными, с высокой долей интеллектуальной собственности. Что к ним возможно отнести?

Матрицы для камер, процессоры и DSP, материалы корпуса, аккумуляторная батареи, фактически все, что требует затрат на создание и исследования как следует новых продуктов.

В этот самый момент мы подходим к вопросу, что было первым, курица либо яйцо. В то время, когда в Российской Федерации начинается разговор о рынке микроэлектроники, я постоянно вспоминаю «Ангстрем» и проблему этого предприятия, которая есть хорошим отображением рынка компонентов, обрисовывает замкнутый круг, из которого смогут выйти немногие компании. Что произошло с «Ангстремом»?

В компании решили нивелировать разрыв в качестве производства микроэлектроники с другими государствами, закупили дорогие линии по производству компонентов и поставили их в Зеленограде. Но они не нашли применения, поскольку, кроме линий, необходимо размещать на них какое-то производство, нужно массовое.

Коммерческая сторона вопроса содержится в том, что производитель компонентов обязан загрузить линию, дабы она трудилась 24 часа в день, тогда срок окупаемости снизится до минимума, но все равно составит минимум 4-5 лет. В то время, когда цена фабрики по производству компонентов колеблется в диапазоне от одного до десяти миллиардов американских долларов, вопрос окупаемости инвестиций поднимается весьма остро.

И пример «Ангстрема» говорит о том, что кроме владения оборудованием, нужно кроме этого иметь то, что нужно создавать, вычисляйте это интеллектуальной собственностью. А произведенный товар должен быть реализован, не лежать мертвым грузом на складах.

Сложность бизнеса по производству компонентов содержится в том, что это самая интеллектуальная совокупность из тех, что знает человечество. В нее входит не только уровень качества продукта, но и разные бизнес-схемы, любая из которых направлена на то, дабы максимально расширить срок судьбы завода, взять большую прибыль, а во многих случаях лишь окупить затраты.

Давайте взглянуть на то, как воздействует интеллектуальная собственность на то, что может производиться на фабрике какие варианты и компонентов сотрудничества производителей тут существуют.

Условно возможно поделить интеллектуальную собственность на ту, что есть необходимой частью продукта, и ту, что может употребляться с ним, быть может и не употребляться. К примеру, любой производитель мобильных процессоров на ARM-архитектуре, а это практически все компании, не считая Intel, которая применяет Intel Atom (x86), приобретают лицензию английской ARM на производство таких процессоров. Потом компании смогут создавать кастомизированные версии собственных процессоров, каковые имеют те либо иные преимущества если сравнивать с соперниками, но, однако, они должны взять лицензию от ARM, заплатить за нее.

В одной из ветхих презентаций ARM приводится логика лицензирования, она трудится и сейчас, бизнес-модель никак не изменилась.

Диванная аналитика №48. производство полупроводников – как работает этот рынок

Рассчитывается цена лицензии следующим образом: учитывается его поколение и технологичность процессора, какой GPU употребляется. Варианты лицензий смогут различаться, принято платить подушную подать, в то время, когда цена лицензии рассчитывается из цены (себестоимости как вариант) готового процессора, либо для громадных производителей считается цена пластины с процессорами, другими словами это оптовая скидка при покупке всех лицензий.

Производитель обязан заключить соглашение с ARM и заплатить начальный взнос, что может составить от одного до десяти миллионов долларов. Это разовый платеж за доступ к разработкам ARM, инструментарию. А дальше в ходе переговоров достигается формула цены для каждого создаваемого чипа.

В большинстве случаев это от 1 до 2% от его стоимости, которая считается как себестоимость производства плюс 30%.

Следующий вариант лицензирования выглядит намного занимательнее для больших производителей: покупается лицензия на все виды трансформаций процессора, и помощь со стороны ARM, оплата рассчитывается не на процессор, а на одну пластину, которая употребляется при их производстве. Обычный размер пластины – 300 мм, на ней умещается пара сот процессоров. Не обращая внимания на громадные лицензионные отчисления, цена в пересчете на процессор получается меньше, около 0.5 процента.

Можно считать это оптовой скидкой для производителей. При переходе на пластины в 450 мм количество процессоров на них удваивается, а цена лицензии не изменяется либо не растет вдвое, это кроме этого позволяет экономии. Второй путь – это уменьшать технологический процесс, другими словами делать размер процессора на пластине меньше, дабы на ней поместилось больше готовых процессоров.

Это кроме этого воздействует на цена конечного процессора.

На картине вы видите, как проверяются процессоры на подложке, а после этого она разрезается. Следующий этап – это корпусирование готовых процессоров.

Условно возможно выделить 15 компаний-производителей, что напрямую трудятся с ARM и имеют лицензию самого большого уровня. Среди имен, что на слуху, это Qualcomm, Samsung, Apple, Marvell, NVidia и ряд других. Обратите внимание, что не все компании из перечисленных занимаются производством потребительских продуктов, кое-какие производят процессоры для других, к примеру, это Marvell.

Позднее мы возвратимся к этому вопросу, но пока давайте сосредоточимся на интеллектуальной ее влиянии и собственности на цену компонентов.

Компания Сони известна тем, что создаёт хорошие матрицы для мобильных устройств, камеры имеют хорошее разрешение и смогут обеспечить приемлемое уровень качества съемки в различных условиях. Линейка EXMOR – это одно из направлений, в которых Сони успешна, исходя из этого его кроме того выделяют в отдельную компанию. Но сами матрицы возможно приобрести как с дополнительными драйверами для обработки снимков (под Android, практически, это библиотеки обработки снимков, постобработки и эффектов), так и без них.

При покупке сенсора без дополнительных методов постобработки снимков вы получите лишь обнажённое железо, которое не будет справляться с качеством снимков. Предполагается, что, беря лишь железку, вы уже владеете собственными разработками, каковые исправят данный недочёт. Многие китайские производители выбирают тот же Сони Exmor, но не тратятся на методы обработки, экономят на них, поскольку цена в этом случае может возрастать на 30-60% в зависимости от количества закупок.

Итог мы видим в некачественных снимках, проблемах при недостаточном освещении и тому подобном. Физически стоит та же матрица, что во флагманах Сони или других аппаратах, но итог отличается, сэкономили на компонентах.

К примеру, во флагманах Samsung в одной и той же модели смогут употребляться сенсоры от Сони (Exmor), Samsung (ISOCELL), время от времени к ним добавляется OmniVision (весьма редко). Это произошло благодаря тому, что методы обработки снимков (информации с матрицы) таковы, что дают схожий итог, человек не заметит отличий в фотографиях с телефонов на различных матрицах, как бы он их ни искал. Ясно, что Samsung приобретает от Сони минимальную цена на матрицы, поскольку берёт лишь железку и практически применяет Сони как контрактного производителя, не получая интеллектуальную собственность, которая и дает главной доход для производителей компонентов.

На двух примерах я продемонстрировал влияние интеллектуальной собственности на рынок компонентов. Владение разработкой, просматривай, лицензиями – это база этого рынка, поскольку как раз интеллектуальное ноу-хау дает производителям главные деньги. К примеру, компания SanDisk разрешает применять карты памяти microSD без каких-либо лицензионных отчислений в мобильных устройствах, если вы ограничиваете их количество 32 ГБ.

За больший количество памяти вам нужно будет заплатить, это кроме этого оплата интеллектуальной собственности.

Из маленького экскурса в варианты лицензионных платежей вы осознаёте, что в выигрыше те компании, что имеют сильный R&D, создают личные разработки для компонентов и экономят на приобретении чужих разработок. Я не затрагиваю вопрос кросс-лицензирования, в то время, когда идет обмен разработками, обычно это указывает бесплатное получение компонентов либо права на их производство.

Наличие интеллектуальной собственности напрямую воздействует на себестоимость компонентов для компании-производителя, это краеугольный камень сегодняшней индустрии полупроводников. А на следующем этапе в дело уже вступает эффект масштаба производства, о нем и поболтаем.

Производство компонентов – собственный завод либо чужая фабрика

Следующий вопрос, в котором нужно разобраться, дабы оценивать цена компонентов, это наличие либо отсутствие собственного производства. На рынке существуют вертикально интегрированные компании, хорошим примером для того чтобы рода выступает Samsung. Что такое вертикальная интеграция?

Это попытка максимально обеспечить собственные изделия собственными компонентами, что делает себестоимость устройств меньше, чем у других компаний, и разрешает добиться применения неповторимых компонентов, каковые отсутствуют на рынке. Синергия при таком подходе велика, и это дает хорошие плоды.

К примеру, экраны SuperAMOLED практически недоступны для сторонних компаний, а Samsung массово реализовывает лишь матрицы, устаревшие на три поколения, другие производители их с наслаждением берут и ставят в топовые решения и средние. Нечайно популяризуя SuperAMOLED еще больше.

Но таковой подход очень дорогостоящий, поскольку он требует наличия постоянных продаж устройств, причем на массовом рынке. Цена строительства одной фабрики – от миллиарда долларов и может быть около десяти миллиардов, срок окупаемости – 4-5 лет при полной загрузке. На такие затраты смогут пойти не все компании, они оправданы лишь при наличии гарантированного рынка сбыта и количества производства компонентов.

В другом случае нужно искать партнера, что будет создавать компоненты для вас. И вот мы переходим к второму подходу.

Отсутствие собственных фабрик на первый взгляд выгодно. Вы не платите рабочим, не содержите недвижимость, и у вас не болит голова, как загрузить фабрику заказами. Размещаете заказы ровно на те количества компонентов, каковые вам необходимы, и приобретаете цену в зависимости от количества производства. Но цена компонентов в зависимости от их типа при таком производстве выше в 1.5-2.5 раза.

Более того, большие производители сталкиваются с тем, что они не смогут взять в одном месте все нужные компоненты, им приходится брать их у нескольких поставщиков, что ведет к дополнительным тратам на контроль качества, возможные риски и логистику по неоднородности работы компонентов в конечном устройстве.

Недавно, мы обсуждали в «Бирюльках» вопрос о процессорах от Samsung и TSMC для Apple iPhone 6s, каковые отличаются по производственному процессу и дают различные результаты на конкретных устройствах как по производительности, так и по времени работы.

Очередное бурление около iPhone – ChipGate

Время от времени легко нереально взять достаточное количество компонентов для собственных устройств, их недостаток делается ограничением для последующих продаж и производства. Опасность столкнуться с таким недостатком имеется у каждого производителя, независимо от того, имеет он собственные фабрики либо нет. Но отсутствие собственного производства компонентов эти риски увеличивает, кроме этого как и невозможность планировать последующее повышение производства, наращивание линий.

Давайте посмотрим на самые свежие эти по всем компаниям, что создают компоненты для электроники, звездочками отмечены компании, не имеющие собственного производства.

В рамках этого материала я не буду останавливаться на таком типе фирм, как foundry, к ним возможно смело отнести TSMC. Прелесть таких компаний в том, что они не только делают чужие заказы, но смогут создавать дизайн компонентов, а также используя чужие наработки и инструменты. Другими словами, это максимально эластичный подход к клиенту.

Кроме этого огромным преимуществом этих компаний делается возможность гибко нарастить количество производства, в случае если у клиента появится такая потребность. В какой-то мере можно считать такую форму работы промежуточной между простым размещением и собственным производством заказа на производство, где параметры фабрики определяют то, что вы имеете возможность сделать.

Компании, у которых нет собственного производства, но имеется наработки, вынуждены обращаться к производителям компонентов. К примеру, так поступает Qualcomm. Это не мешает компании быть одним из фаворитов на рынке мобильных процессоров, но стратегически ослабляет позиции производителя.

К примеру, отсутствие собственной фабрики, отсутствие интеграции с производственным процессом стало причиной выходу неудачного чипсета Snapdragon 810, что перегревался в устройствах и снижал их производительность, очень плохо оказывал влияние на срок службы и время работы батареи. Как следствие, тот же Samsung отказался от применения этого чипсета в собственных флагманах, не смотря на то, что ранее планировал это делать.

Но, более того, компания Samsung выступала контрактным производителем этого решения, прекрасно была знакома с недостатками, каковые допустили при проектировании инженеры Qualcomm. Быть может, что знакомство с чипсетом изнутри оказало большое влияние на то, что компания не стала его применять в собственных моделях. А переход на Exynos мгновенно снизил себестоимость устройств и дал дополнительный доход, наряду с этим никак не сказавшись на восприятии флагманов.

Обладать собственным производством лучше, чем не иметь его. Но риски через чур громадны, исходя из этого тот же Apple, имея достаточные средства, не рискует входить в рынок производства компонентов. Попытка финансировать производство сапфировых стекол обернулась полным провалом.

Компания, с которой Apple ратифицировала договор, просто не смогла выполнить обязательств. Тут имеется еще один принципиальный момент – на балансе компании фабрики лежат фактически мертвым грузом, они стоят дорого, имеется амортизация производства, а срок окупаемости велик. В теории, кое-какие компоненты смогут иметь срок судьбы в 5-6 лет, на практике как правило это 2-3 года.

Другими словами, производства приходится модернизировать и улучшать. Обычно это указывает несложную штуку: существующую линию демонтируют и реализовывают на сторону, а вместо нее ставят полностью новую. Срок окупаемости в очередной раз сдвигается вверх. Поверьте, что производство компонентов – это бег с препятствиями по пересеченной местности, где все не так легко и безоблачно.

Тут не хватает денег, необходимо иметь деньги и продукт, что будет пользуется спросом в огромных количествах, в противном случае вы просто не окупите его производство.

Многие слышали о законе Мура, что гласит, что количество транзисторов на кристалле микросхемы удваивается каждые 24 месяца. Это наблюдение, которое сделал Гордон Мур, и до недавнего времени оно в полной мере соответствовало действительности. Но мало кто знает, что существует второй закон Мура, либо, как его еще именуют, закон Рока (по имени Артура Рока), в котором утверждается, что цена фабрики по производству полупроводников удваивается каждые четыре года.

Данный закон довольно часто осуждают, поскольку кризис 90-х поставил его под сомнение, но в случае если взглянуть на тенденцию, то она в полной мере соответствует закону Рока. В какой-то момент производители достигнут потолка в том, как они смогут развивать производства, поскольку инвестиции станут неподъемными. Быть может, что это случится в ближайшие десятилетия.

Стратегия продвижения компонентов от Samsung

На примере Samsung мы можем разглядеть, чего может добиться вертикально интегрированная компания, в то время, когда в ней имеется сильный отдел разработок, личные производственные мощности для компонентов, и конечные устройства, где эти компоненты используются.

Сейчас компания Samsung уже стала мировым фаворитом по производству оперативной памяти, экранов для мобильных устройств, аккумуляторная батарей и претендует на сходную роль в модулях камер, процессорах, и материалах для смартфонов, к примеру, планирует вытеснять Corning Glass (в данной компании имеется часть Samsung) посредством подобного продукта под маркой Turtle. С тем же защитным стеклом занимательнейшая история. Несложная замена Corning Glass на собственное стекло сделает Samsung фаворитом этого рынка в мире.

Вот так легко и непринужденно компания снизит собственные затраты на отдельный компонент и создаст новое направление в компании. Наряду с этим маркетинг будет продвигать такое ответ как самый продвинутое. Подобным образом компания поступила с дисплеями, раскрутив марку SuperAMOLED.

Независимо от того, как будут популярны планшеты и собственные смартфоны Samsung в мире, компания сделала в 2015 году серьёзное изменение в собственной стратегии, причем оно случилось на уровне управления всей компании. Вместо того, дабы бороться с китайскими производителями недорогих смартфонов, в Samsung решили стать частью их успеха. Задача звучит весьма амбициозно, любой качественный китайский смартфон обязан на 30% складываться из компонентов Samsung.

Это возможно экран, камера, батарея либо что-то второе. Я не смог разыскать данные о том, к чему относится 30%, но рискну высказать предположение, что это оценка себестоимости устройства, его компонентов. Вряд ли в компании вычисляли треть по числу компонентов.

Эта стратегия растолковывает, из-за чего в Samsung стали так деятельно отдавать на сторону собственные главные компоненты, к примеру, AMOLED экраны. Примеров таких продуктов возможно отыскать большое количество. Приведу лишь один из них, это MicroMax, где употребляются матрицы трехлетней давности (в Motorola те же), но именуются они AMOLED, поскольку приставка семь дней – это маркетинговый термин Samsung, и никто не имеет возможности его применять.

В референс-платформе от Гугл для модели среднего ценового сегмента главная камера на 16 мегапикселей от Samsung (ISOCELL модуль), но нужно кроме этого знать, что ее уровень качества ограничено программно, компания не реализовывала собственные методы обработки снимков, а дала для данной платформы лишь железо.

Диванная аналитика №47. Эталонные устройства и что они означают для рынка

Аналогичных примеров в ближайшее время станет все больше, это направление делается главным для Samsung, и это стратегия, нацеленная на то, дабы победить китайских производителей смартфонов, не вступая с ними в конфликт, а превращая их в собственных невольных союзников. Желаете взять более качественные устройства? Берите отечественные компоненты и рекламируйте их, как вы привыкли делать до того.

В конечном счете доход от продажи компонентов перекроет все, что компания приобретает от собственных устройств, каковые она будет финансировать из этого направления бизнеса. Обстановка неповторимая, поскольку никто из вторых игроков не владеет сравнимыми возможностями для продвижения собственных компонентов в таком количестве, и продажи их третьим лицам.

Маленькие выводы

Рынок компонентов для электроники сложен не из-за сложности самих устройств, а по причине того, что тут трудятся различные бизнес-модели, большая часть из которых не гарантирует успеха производителю полного цикла, если он не занимает заметного положения на рынке. В этом материале я пробовал очертить главные неприятности, стоящие перед компаниями, то, как они их решают и как эти ответы воздействуют на цена компонентов, на чем получают фабрики и заводы.

Чем они отличаются и как это может оказывать влияние на конечный продукт, что вы держите в руках. Как неизменно, данный материл стоит разглядывать как отправную точку чтобы изучить вопрос более подробно, если он вас заинтересует. Неспециализированную канву я изложил, дабы у вас было познание, из-за чего продукты с одними и теми же компонентами так смогут различаться, на чем получают деньги и из-за чего обнажённое железо не весьма интересно.

Надеюсь, что вам было весьма интересно выяснить, как устроен данный рынок.

Интересные записи:

Мальчик с историей, понтифик с подтекстом и президент без будущего. Диванная аналитика №4


Еще немного статей: