格芯：为半导体产业带来前所未有的革新

用“前所未有”一词形容2021年的格芯，应该是再恰当不过的了。从推出全新品牌，到首次公开募股(IPO)；从宣布重大产能扩张计划，到重新定义半导体创新；从“零碳之路”计划，到提升多元化和包容性，刚刚过去的这一年，是值得纪念的一年。

新的品牌，新的里程

2021年，两件“新”事令人印象深刻：

一是7月，格芯推出了自己的全新品牌。新品牌标识保留了格芯标志性的橙色，并大胆增加了新的徽标和视觉形象，突出反映了格芯在全球经济中的重要作用，以及公司致力于重新定义创新和半导体制造的承诺。

二是10月28日，格芯的股票开始在纳斯达克股票交易所上市交易，这在格芯历史上是一个非同寻常的里程碑。事实上，就市值而言，格芯是2021年纳斯达克股票市场上最大半导体IPO之一，也是2021年美国上市的第三大市值公司，截至目前，按交易规模看，募集资金近26亿美元，估值超过250亿美元。 

作为全球领先的特殊工艺半导体生产商，格芯对品牌的重塑旨在将公司定位为功能丰富的增长型市场(如5G智能手机、汽车、物联网、数据中心)生产技术的领导者，传达芯片在改善人们生活中的作用。该公司坚定的认为，半导体制造的创新是让芯片更智能，而不仅仅是尺寸更小。与以计算为核心的芯片不同，功能丰富的芯片能够实现一些特定的功能，这类新一代芯片既能够推动创新，也需要更高的安全性和更低的功耗。

数据显示，2021年，晶圆厂收入的73%都来自12nm或是那些被称之为“成熟”的工艺，它们广泛分布在智能移动设备、家庭和工业物联网、通讯基础设施和数据中心、汽车和个人电脑在内的高增长终端市场等高增长市场；而传统的，以计算为中心的先进工艺仅贡献了27%的营收。

 图片来源：格芯

格芯所推崇的另一条核心理念，是通过加速全球化布局，向更先进的“无晶圆厂/代工厂”模式演进，确保与用户合作的可预测性、可重复性和可持续性。在这种模式下，客户只需专注于推进关键应用的芯片设计创新，工艺制程功能的创新则交给格芯，以确保这些设计可以在关键的问市窗口期实现大批量生产。

2019年，在将美国Fab10和新加坡厂Fab3E分别出售给安森美及世界先进后，格芯陆续收敛产品线，专注于14/12nm FinFET、22/12nm FD-SOI、以及55/40nm HV、BCD制程技术的发展。

根据最新公布的第三季度(截至2021年9月30日)财务业绩，格芯营收为17亿美元，环比增长5%；毛利率(17.6%)、调整后毛利率(18%)和调整后EBITDA利润率(30%)三项指标均创下纪录，表明其在战略转型后提出的目标运营模式正取得持续进展。

持续扩大全球制造规模

20年以来最为严重的缺货情况，让当下的半导体产业“谈芯色变”。在此环境下，格芯毅然宣布将扩大其全球工厂的产能。

2021年6月，格芯宣布与新加坡经济发展局携手合作，投资40多亿美元，以实现每年增加450,000个晶圆产能的目标，使新加坡园区的产能提升至大约每年150万片晶圆。同年7月，格芯又宣布在美国和德国各投资10亿美元，以提升纽约州马耳他Fab 8和德累斯顿工厂的产能，这些新增产能预计将在2022下半年至2023年陆续贡献营收。此外，按照格芯首席执行官Tom Caulfield的规划，格芯还计划在纽约州马耳他园区再新建一个晶圆厂，从而使该园区的产能翻番。

事实上，自2020年8月以来，格芯的产能利用率已经超过100%，其晶圆产能到2023年底都已售罄。最具代表性的事件之一就是AMD近期宣布将在2022年至2025年期间从格芯购买价值约21亿美元的硅片。根据双方签署的文件，格芯还将在2022年到2025年间增加AMD的最低年晶圆产能。

而在汽车领域，尽管相比2020年，2021年格芯提供的汽车级晶圆数量已经增长了一倍以上，但仍然不能满足需求，未来，这一趋势可能还将持续一段时间。作为格芯未来5至10年战略计划的第一步，新加坡新厂投产后，每年150万片晶圆的产能将主要用于满足汽车、5G移动和安全设备客户的需求。

“现在世界各地都在为芯片制造能力竞争，芯片行业需要跟上这一趋势。我认为在未来5到10年的大部分时间里，我们将追逐供应而不是需求。”Tom Caulfield说，半导体行业花了50年时间发展成了5000亿美元的产业，但接下来，我们需要在大约10年内做同样的事情。

这意味着，全球半导体产值将有望在未来十年内突破万亿美元大关。但前提是增长速度需要加快5倍；需要“从一个高度以计算为中心的世界，转变为一个更加普及的、多维的、物联网的世界”；需要重新定义创新和半导体制造，为模拟混合信号、电源、嵌入式储存、硅光子开发丰富的功能组合，以推动5G、音频、图像、量子计算、汽车领域的下一波创新。

重新定义半导体创新

与新企业品牌相呼应的是2021年举办的首届格芯技术峰会(GTS)，一系列针对快速增长的终端市场和应用推出的全新解决方案、特性和功能，被业界视作观察格芯转型之路是否成功的“风向标”。这其中，智能移动设备和汽车，又是重中之重。

智能移动设备方面，新一代5G和Wi-Fi 6/6E手机与智能设备所需的先进功能组合，以及与高通签署先进5G射频前端产品交付协议最值得关注。

通过在RF-SOI Sub-6GHz解决方案中增加新的开关和低噪声放大器(LNA)功能，RF芯片设计人员将能够提供更强大、更可靠的5G连接。同时，格芯还宣布其FDX-RF工艺设计套件(PDK) 22FDX-EXT版本1.0_3.0 PDK新增新一代RF毫米波功能，具备出色的、完全集成的功率放大器(PA)。

包含新的增强型RF和功率放大功能的增强型格芯Wi-Fi解决方案，基于12nm和SiGe功率放大器平台制造，将使Wi-Fi 6和6E芯片具备更高性能、更强大的Wi-Fi连接性能，从而扩大信号覆盖范围并增加连接数量。

汽车领域中，格芯宣布其22FDX M6生产平台在德国德累斯顿的Fab 1已通过车规1级认证，能够帮助客户缩短产品上市时间。FDX M6平台是专为汽车生产建造和认证的，它将使汽车零部件的生产速度远远快于改造现有的其他功能平台。

此外，格芯还与福特、宝马集团签署协议以确保供应；宣布将和博世合作开发和制造基于格芯22FDX射频解决方案打造的新一代汽车雷达技术产品，用于先进驾驶员辅助系统(ADAS)应用的毫米波汽车雷达片上系统。

当然，在2021年得到了充分展示的创新方案远不止于此。在数据中心，全新格芯45nm硅光平台将在2022年第一季度获得完整技术认证。该单晶片平台将射频CMOS和光学元件结合在同一芯片上，最大的创新点来自300毫米晶圆技术中第一个微环谐振器(MRR)光学元件的诞生。

同时，格芯还与Compound Photonics携手制造了全球首款用于实时增强现实应用的单芯片微显示器；与PsiQuantum的合作达成了第一个制造里程碑，旨在提供具有百万量子比特的商用量子计算机；与Raytheon合作开发新型硅基氮化镓(GaN-on-Si)半导体并实现其商业化，从而为5G和6G移动及无线基础设施应用带来颠覆性的射频性能。

结语

在过去的两年里，芯片供应链变得日益复杂且愈加重要，半导体芯片的可靠供应也成为各国经济和国家安全的当务之急。对半导体制造业来说，创新，意味着提供更智能、更直观、更互联、更安全、更强大和更节能的差异化解决方案，以满足当今和未来的需求。而作为世界上仅有的五家能够为这些供应链规模化生产芯片的公司之一，格芯正利用创新和半导体制造专长让这一切成为可能。