媒体视角 | 意法半导体是怎样炼成巨头的？擅长联合，布局多重应用，投资未来

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✦ 文章来源：电子产品世界

     

 

欧洲是世界半导体的重要一极。意法半导体（ST）是全球知名的半导体巨头，被称为欧洲半导体的“三驾马车”之一。和一些出身名门，自带一定应用市场的公司相比，ST的特点是要靠自己找市场、摸爬滚打，以解决生存和发展问题。

 

 

据市场研究机构Garnter数据，ST 2022年营收158.4亿美元（ST官方数据为161.3亿美元），年增长率为25.6%，是欧洲最大、世界第11大半导体公司。大浪淘沙、洗牌无数的半导体行业，ST是如何显露出真金本色，成为欧洲乃至世界半导体巨头的？又是如何布局未来的？

 

▲表1 2022年前20大半导体公司（来源：Gartner）

 

1  传奇人物缔造了ST，开创市场联盟方式

 

1987年，两家历史悠久的半导体公司——意大利SGS微电子和法国Thomson半导体分部，因志同道合而决定联姻，至此，一家欧洲独立芯片厂商——SGS-THOMSON Microelectronics（注：1998年5月更名为STMicroelectronics, 简称ST，意法半导体有限公司）由此诞生。在合并成立ST之前，其前身的两家公司均是创立已久的半导体公司，最早可追溯到1957年，并进行了多次并购。

 

 

 

相比同年代诞生在美国的芯片公司，欧洲的营商环境要差很多。出生在意大利西西里岛的公司第一位总裁兼CEO是一位传奇人物，不仅缔造了欧洲半导体三驾马车之一——意法半导体，还开创性地通过市场联盟方式实现了商业创新。

 

 

 

▲意法半导体之父 Pasquale Pistorio （图源：网络）

 

Pasquale Pistorio认为，半导体工艺不断向更小的几何尺寸迈进，给用户提供了更多应用的机会。ST获得成功的关键是：帮助用户的产品取得成功。这需要与用户密切合作，充分了解用户对未来产品的看法。因此开创了市场联盟模式。

 

 

 

ST通过与当时的高科技头部品牌结成市场联盟，生产用于手机、打印机、电脑以及硬盘等产品的芯片，通过双赢战略使公司得以快速发展。

 

 

 

不仅如此，这位传奇人物也重视亚洲市场。在上世纪90年代，随着亚洲经济的起飞，ST在亚洲建立前、后端基地，以贴近用户的方式，完成了国际化布局。例如，ST在新加坡就兴建了多座晶圆工厂，并在马来西亚、菲律宾等地建有后端封测工厂。1994年，ST在深圳福田设立了中国第一家封装测试厂。事实上早在1984年，ST早已作为首批在中国设立营业机构的国际半导体公司之一，在中国设立办事处。

 

 

 

在Pistorio先生的努力下，21世纪之交，在新科技崛起与互联网泡沫破灭交织的达尔文时刻，ST稳扎稳打地建立了IDM模式，集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身，跻身世界最大的半导体公司之列。

 

 

 

2  靠多重应用，走出低谷

2005年，ST之父Pistorio先生宣布退休。此后，公司在发展道路上出现了一些波折。

 

所幸的是，ST实力雄厚，业务横跨多重电子应用领域，降低了损失风险。ST改变了思路，避开了高调热门且风险高企的领域，把眼光放到智能生活领域的创新。2012年公司升级标识(logo)进行了重新设计，原来的菱形风格全面圆角化，并做了颜色加深和立体化处理，使得新标识更具科技感。在“ST”下面还有一句宣传口号：life.augmented（科技引领智能生活）。ST希望用其完整、无所不及的生态为用户提供全栈式服务。

 

 

 

▲旧logo（左）与新logo

 

由STM32和MEMS等明星产品领衔，ST汽车和分立器件（ADG）、模拟器件、MEMS和传感器（AMS），以及微控制器和数字IC（MDG）三大产品部犹如三驾马车齐头并进，使ST股价下降的态势得以停止，后续随着产品的逐渐起量，营收也开始逐步回归。2020年公司全年净营收102.2亿美元，首次跻身百亿美元俱乐部，终于重回一线大厂。

 

 

 

2020年ST晒出了部分产品的出货量成绩单：

 

 

✦ 传感器（MEMS+光学传感器）190亿+；

 

 

✦ STM32MCU60亿+；

 

 

✦ 智能电源开关10亿+；

 

 

✦ ST智能电力解决方案驱动的低压电机10亿+；

 

 

✦ 汽车智能功率解决方案VIPower 10亿+；

 

 

✦ 飞行时间（ToF）模块10亿+。

 

 

 

其中，STM32系列MCU（微控制器）的崛起堪称业界佳话。而斥资第三代半导体SiC制造，是该公司投资未来的亮丽一笔。

 

 

 

3  用Arm MCU带来蝴蝶效应，将STM32播撒大地

 

“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风。”ST是第一家向市场上推出Arm Cortex-M核的MCU厂商，STM32也像其logo蝴蝶一样，为MCU世界带来了一场革命风暴。

 

 

 

▲STM32的logo

 

这只蝴蝶是怎样诞生的呢？时间还要追溯到更早的2004年10月，Arm公司发布了Cortex-M3核，这是第一个面向嵌入式微控制器的32位内核。此前，Arm的Cortex-A系列内核在手机处理器市场已大获成功，市占率超九成，市场已趋饱和。为了进一步拓展市场，Arm把眼光转向了MCU，欲把其成功的处理器架构IP及经验改造后推向嵌入式领域。

 

 

 

在嵌入式领域，8位MCU在市场如日中天，但此时智能设备兴起，是物联网时代的初步发展期，需要更高性能的MCU。因此，已有一些头部厂商推出32位MCU架构。但ST还没有找到合适的32位架构，因此与Arm一拍即合，第一时间站在了巨人的肩膀上，并于2007年6月向市场推出了32位的STM32系列MCU，从此书写了一段骄人神话。

 

 

✦ 2007到2013年，STM32全球出货量达10亿颗；

 

 

✦ 2016年，STM32全球出货量达20亿颗；

 

 

✦ 2020年7月，STM32全球出货量达60亿颗；

 

 

✦ 2023年3月，STM32全球出货量达110亿+。

 

 

 

根据市场调研机构Omdia的报告，2021年，STM32在全球通用MCU市场排名第一。2023年3月，STM32全球出货量已超110亿颗。

 

 

 

 

那么，当年Arm推出Cortex-M3核时，有多家MCU公司也推出了相关MCU，为何ST排名一直向上、出类拔萃呢？

 

 

 

ST中国区微控制器和数字IC产品部（MDG）总监曹锦东解释道：1. 智能化和数字化时代需要有更多的MCU，但这些MCU更多是来自32位 MCU的需求。2. 有更多的新客户在用STM32，例如在中国，已有超过10万个客户；而同时在现有客户中，ST的市场份额也是在不断提升中。3. 更重要的原因是STM32一直有新产品推出，背后是持续创新的产品和创新的性能，能够集成创新外设IP，能够让产品提供给客户他们所需要的性能。4. 更进一步的是加强供应链的安全性和坚韧性，确保用户在过去、今天和未来都有一个很可靠的供应链。所以，客户持续信任STM32、持续使用STM32的背后是一整套的基础和信任的存在。

 

 

 

EEPW记者也从网络上查到ST在中国市场的部分战术。

 

 

 

再把时间退回到2007年，根据市场研究机构iSuppli公司资料显示，2007年中国市场中的10大MCU供应商排名中，ST营收排名第10位。在2007年，中国是MCU最大单一买家，占全球14.5%份额。因此面对市场格局已经成型的中国MCU市场，对于ST来说，这场仗并不好打，战术就显得尤为重要。

 

 

 

▲表：2007年中国MCU供应商排名（来源：iSuppli）

 

恰巧此时MCU市场缺口，这是ST切入市场的绝佳机会，算是天时。

 

 

 

随后ST一鼓作气，直击MCU市场痛点——价格高和资料少。

 

 

 

首先，ST发布业内首款基于ARM Cortex-M3内核的MCU，在技术路线上可谓是划时代，而且型号多、处理频率高、I/O接口多、功能模块多、开发库丰富，即使是在早期有bug的阶段，这款产品对很多工程师来说已是够用。

 

 

 

其次，在保证性能的基础上，ST直接把MCU和开发板的价格打到“骨折”，据一些中国工程师回忆，ST单颗芯片的价格只有其他品牌的几分之一，其他品牌4位数的开发板，在ST这里用100多元的价格就能拿到。

 

 

 

因此，STM32的出现可谓“为有源头活水来”。

 

 

 

如果用低价取得市场信任是ST冲入市场的第一把利器，那么抓住工程师群体则是其中的关键力量。工程师是MCU选型的决定性力量，ST深谙此道，要想抓住ST市场的未来，就得先抓住工程师和预备工程师（大学生）这一核心群体。

 

 

 

为了这一目标，ST周密部署，大致可以分下面几步：

 

 

1. 在工程师活跃网站广泛撒网：发资料，送板子，赢得一众好评，一年一度的STM32全国巡回研讨会已举办了十多年，这几年还在电子产品研发与制造重地——深圳举办STM32中国峰会，也差不多一年举办一次。

 

 

2. 在学生端，和大学合作，在教学端导入ST，开设各类william hill官网 和讲座，促进应用普及。

 

 

3. 送开发板，别人一块开发板要几十上百元人民币，ST直接送。有工程师回忆道：“早些年ST在广铺市场的时候，官方完全在赔本赚吆喝”。

 

 

 

把客户吸引过来之后，ST尤其擅长留存转化。在这方面，ST走的是价格和服务的“亲民”路线，深受国内占大头的中小企业和初创公司欢迎。例如，ST在2017年时称：STM32的出货量七成流向中小企业和初创公司，三成流向大客户。

 

 

 

由于有价格和STM32生态的优势，ST公司也向下撼动了传统8位MCU市场，获得了原本是8位MCU的份额。

 

 

 

在ST一顿猛烈攻势后，技术先行、广撒网、拓渠道、重服务，使ST MCU的出货量蹭蹭上涨。

 

 

 

ST在Arm MCU市场上大获成功，一些公司在打价格战反击，ST下一步还会继续走低价策略吗？

 

 

 

ST执行副总裁、中国区总裁曹志平在2023年STM32中国峰会上称，ST现在更多关注的是价值。公司提供的是一套全方位的服务，而不仅仅只是芯片，即“不止于芯”（more than silicon），不仅是硬件的价格，更多关注的是给客户提供一套全方位的系统解决方案的价值，包括硬件、软件、生态系统、功能安全、信息安全、无线连接等，以及各种开发工具，合作伙伴的系统等。

 

 

 

4  深入布局新兴半导体工艺

 

ST MCU等芯片的一大优势是产能和质量的保证。

 

 

 

在半导体产业的定位中，ST是一家垂直整合制造商（IDM）。在半导体行业里，有的公司专注于无工厂模式（fabless），有的专注于半导体代工（foundry），还有的专注于封装测试等。而ST等芯片巨头往往采用IDM模式，涵盖芯片设计、晶圆制造、封装和测试、销售和支持的整条价值链。换句话，ST涵盖了无工厂模式、前工序（半导体制造）和后工序（封装测试）等。

 

 

 

因此，ST在世界各地拥有许多制造基地。前工序制造基地主要分布在四个国家：瑞典、法国、意大利和新加坡。此外，ST还在意大利、法国、摩洛哥、马耳他、马来西亚、中国深圳和菲律宾拥有封装和测试工厂。这为ST提供了独特的优势，特别是在2020—2022应对新冠疫情挑战方面：有时某地会因为疫情而被封锁，但ST仍然可以顺利地管理自己的生产和供应链。

 

 

 

 

ST拥有丰富的技术组合，并且大部分技术是专有技术。例如，ST拥有包括BCD在内的智能功率技术。实际上，ST是发明BCD技术的公司，这项技术于2021年荣获电气与电子工程师协会(IEEE)授予的里程碑奖，表彰其为推进人类科技发展做出的贡献。

 

 

 

就功率技术而言，ST提供功率MOSFET、IGBT、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）。此外，ST还拥有特殊的MEMS技术，以及模拟和混合信号技术。就数字化技术而言，ST拥有FD-SOI技术。ST还可以与代工厂合作，提供FinFET技术。就闪存技术而言，ST拥有许多聚焦嵌入式闪存、CMOS的特殊技术。ST还拥有射频CMOS和BiCMOS技术，由于这些技术能够提供特有的防辐射功能，非常适合制造卫星相关的技术产品。就封装技术而言，ST能够非常灵活地提供包括引线框架、层压板、传感器模块、晶圆级等所有技术在内的优选组合。

 

 

 

ST不仅专注于晶圆技术的研发，也专注于封装和测试的创新。此外，ST还与封测代工厂（OSAT）合作，通过封测外包的形式，利用最新的技术持续推动创新，以满足智慧出行、电源与能源，以及物联网&互联等长期趋势和相关终端市场的需求。

 

 

 

5  投资未来——第三代半导体SiC制造

 

21世纪初，随着电动汽车、太阳能电池等新能源行业的迅速崛起，半导体材料SiC因其高温、高压、高频等优异性能成为备受关注的研究热点。不过，在这个新兴领域，成本仍然是制约SiC产品普及的软肋，而大规模生产是实现降本的重要方法。为此，SiC巨头纷纷行动、跑马占地，一方面加大自身研发与制造投资，另一方面通过收购、联合等方式完成制造产业链的布局，以抢占市场高地。

 

 

 

▲图：SiC、GaN、Si的性能比较

 

ST也十分重视这样的契机，计划在2017—2024年间把SiC产能提高9倍。为此，在这方面的投资与合作非常活跃。EEPW记者简要梳理了ST近几年在SiC方面的重要收购和联合：

 

 

✦ 2019年，与Cree签署超5亿美元的SiC晶圆购买合同；

 

 

✦ 2019年，完成对瑞典SiC晶圆制造商Norstel AB的整体收购，实现内部量产150mm SiC裸晶圆和外延晶圆；

 

 

✦ 2022年10月，ST宣布将在意大利卡西西里岛的卡塔尼亚建造一座价值7.3亿欧元（约8亿美元）的碳化硅衬底晶圆厂，预计2023年投产，可提供单晶的SiC晶棒和外延芯片及芯片制造业务；

 

 

✦ 2022年12月，ST宣布将与Soitec合作开发SiC衬底制造技术，双方同意在未来的8英寸(200mm)SiC衬底制造过程中引入Soitec的SmartSiC 技术；

 

 

✦ 2023年6月，ST和中国化合物半导体龙头企业三安光电签署协议，将在中国重庆建立一个新的8英寸SiC器件合资制造厂。新的SiC制造厂计划于2025年第四季度开始生产，预计将于2028年全面落成。

 

 

 

 

那么，ST为何要在SiC的衬底和晶圆制造上大举投资？

 

ST执行副总裁、中国区总裁曹志平解释道，对于像SiC这样的新技术，尽可能多地控制整个制造链非常重要，包括SiC衬底、前工序的晶圆制造、后工序的封测以及定制SiC功率模块。

 

在收购Norstel AB公司后，ST真正拥有了一个完整的制造链。现在，Norstel AB已更名为ST SiC AB，这标志着ST进入了SiC供应链的上游衬底制造。

 

 

 

此外，ST还不断扩大产能，例如，提高了主要功率器件制造厂意大利卡塔尼亚工厂的产能，新加坡生产线更是增加了1倍产能，6英寸升级到8英寸的项目已在筹备中。ST的后工序封测厂位于摩洛哥的布库拉和中国深圳。ST深圳工厂是ST的主要的碳化硅封装工厂，ST最走量的产品都是在深圳完成封测的。

 

 

 

 

▲图：意大利卡塔尼亚和新加坡工厂外景

那么，计划在2024将SiC衬底的内部供应提升至40%以上，这能为ST带来什么优势？

 

 

 

实际上，ST的经营策略是成为IDM厂商，这意味着，要把控关键的差异化技术及其相关工序和工艺。SiC就符合这种情况。

 

 

 

如今，全球SiC衬底晶圆市场主要掌握在几家供应商手里。ST主要是从一家美国公司和一家日本公司采购6英寸衬底晶圆。关于内部产能情况，ST正在卡塔尼亚建设一座总价7.3亿欧元（约8亿美元）的衬底晶圆厂。ST既要提高内部供应比例，又要不断拉低成本。出于这个考虑，ST准备把生产线升级到8英寸（200mm）晶圆。

 

 

 

在新技术投入方面，在未来几年里，ST将在产前测试合格后启用SmartSiC技术。目前，SiC衬底是从单晶SiC晶棒上切割下来的圆片，这种方法的缺点是单晶SiC晶棒很薄，只能获得数量有限的芯片，成本居高不下。通过SmartSiC制造工艺，ST可以从晶棒上切下一层SiC，然后将它粘合到更容易获得、更容易生产的多晶碳化硅衬底上。换句话说，这个工艺是在多晶碳化硅衬底上掺杂单晶碳化硅层。单晶硅的优点是电阻率较低，性能更好。因此，SmartSiC制造工艺降低了总体成本，并且会带来性能提升。

 

 

 

6  保护环境，追求可持续卓越

 

ST是率先认识到环境责任重要性的国际半导体公司之一。早在上世纪90年代就开始公司的环境责任行动。此后，在环境问题上取得了令人瞩目的进步。

 

 

 

 

 

2023年5月，ST发布了2023年可持续发展报告，详细介绍了2022年其在可持续发展方面取得的成绩、策略和目前在执行的计划。其中指出，公司2027年有望成为首个实现碳中和的半导体公司，全球可再生能源发电购电量占比从2021年的51%增至2022年的62%。2022年，77%的新产品被评定为负责任产品（2021年为69%）。

 

 

 

报告指出，基于在诸多领域的出色表现，ST再次荣登多个企业ESG（环境、社会、企业治理）排行榜，入选多个可持续发指数，并通过多项国际认证，其中包括道琼斯可持续发展全球指数和欧洲指数、EuroNext VIGEO Europe 120、富时罗素社会责任指数（FTSE4Good）、ISS ESG企业评级和MSCI。

 

7  与客户一起塑造明天

 

今天，智慧出行、电源&能源、物联网&互联技术正在全面巅峰人们的生活方式。作为产品线和技术极为丰富的全球百强创新企业，全盘掌握半导体价值链的IDM，MCU、汽车半导体和传感器的重要厂商，第三代半导体技术的先驱，ST携手全球5万多名员工/9,000名研发人员，及20万+客户与合作伙伴，专注于重塑工业和社会的面貌，不断创新，支持世界的可持续发展。

   

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