Applied Materials的訂閱制策略
By Vince Liu
5 NOV 2021
半導體的製程演進到現在主要有兩個方向，一個是二維尺度上的微縮，以尺寸的微縮增加單位面積的電晶體數目，以ASML為主要驅動力，另外一個是三維方向上的堆疊，需要製程架構以及材料的創新。不過，因為微縮越來越困難，所以三維方向上的堆疊變成另外一個重要的趨勢，如從2D NAND演進成3D NAND，而Logic和Dram市場近年來也有往三維方向上堆疊的趨勢。我們今天要討論的主角Applied Materials所提供的設備就跟三維方向上的堆疊、新製程結構及新材料有很大的關係。
Applied Materials是一間怎樣的公司？
Applied Materials現在是美國最大的半導體設備供應商，在1967年成立的時候，一開始是提供半導體設備的零組件給半導體公司（在那時半導體公司會研發自己的設備），但很快的，Applied Materials開始提供自己的第一台CVD（Chemical Vapor Deposition）設備。在1976年以前Applied Materials做了很多不同領域的發展，比如說，他們也做自己的wafer。但也因為這樣的策略並不成功，他們很快地遇到一些危機。而在1976年James C. Morgan加入成為CEO後，Applied Materials才把公司的核心重新定調回半導體設備公司，之後的生意才逐漸回到軌道。
而經過了幾十年的發展，Applied Materials的產品也從CVD設備一直擴展到不同的跟材料沈積、蝕刻及檢測相關的設備，成為全世界半導體設備的市佔率的龍頭。
圖1. Applied Materials簡介（Source: Applied Materials）
Applied Materials的產品組合
如同之前所說，Applied Materials一開始是從CVD起家，之後透過產品線擴張以及併購慢慢的進入不同類型的沈積（Deposition）、蝕刻（Etch）、檢測及分析領域，算是產品線分佈最廣的一家半導體設備公司。
圖2. Applied Materials的產品組合（Source: Applied Materials）
就如我們所知，半導體製程對於潔淨度的要求非常高，所以如果在不同製程中間出入真空或是有人為因素的影響，不僅有可能會污染製程，而且也會對量產有影響。而在1987年發布的新機型Precision 5000，便是確立Applied Materials地位的一個很重要的創新。在此之前，原本不同製程需要在不同的機台上作業，而且必須要半手動的將Wafer從一個製程機台轉移到下一個製程機台。不過，Precision 5000將CVD製程和Plasma Etch製程整合在一起，可在同一個機台的不同Chamer內實現不同的製程，同時避免污染且易於維護，更適合大量量產的半導體製程。
圖3. 從單一製程設備到整合性的解決方案（Applied Materials）
而Precision 5000也成為這種創新的起點，在接下來的幾十年裡，Applied Materials將各種不同的製程整合在一起，漸漸的從單一製程機台到不同製程共同優化（Co-optimization），再到整體性的解決方案。如最新的Endura platform就將七個不同的製程整合在一起，提供完整的材料解決方案（如圖4）。
圖4. Endura platform，影片連結 (Source: Applied Materials）
而順著這個這些技術上的創新基礎，Applied Materials的商業策略也漸漸的從機台單次交易的商業模式，慢慢的演化到訂閱制風格的商業模式。
Applied Materials的訂閱制策略
訂閱制商業模式的價值
因為軟體特性和網路的關係，訂閱制模式目前在軟體的世界裡已經是非常風行的商業模式，具備這樣子商業模式的軟體公司通常估值較高，因為訂閱制商業模式有以下的特點：
堆疊式的穩定現金流：
訂閱制的商業模式其實是和客戶建立一個服務的關係，由於是每個月或是一個週期會持續付款的關係，所以相對於一次賣斷的商業模式而言，公司會有較容易預估且穩定的現金流。再來，如果能夠有好的續訂率且持續拓展新客源的話，現金流就容易持續的往上堆疊。這相對於不容易預估未來需求的賣斷模式而言，對於公司的財務及未來規劃能見度都很有幫助。更貼近客戶，且能發展提供客戶更多價值，獲取更大價值：
再來，因為訂閱制模式會持續服務客戶，並持續的跟客戶互動，所以能夠更貼近客戶且瞭解客戶的需求。這對供應商和客戶都是有好處的，因為透過持續跟客戶的互動，供應商能夠發展出更適合客戶的產品或服務，為客戶創造更多價值。
但由於硬體設備特性的關係，設備商並不像軟體公司這麼容易導入訂閱制的商業模式，通常都需要針對硬體解決方案做一些特殊的規劃。不過，由於上述訂閱制商業模式對於財務上的好處，可以看到全球的大設備商都有在往訂閱制商業模式前進的趨勢。
硬體設備訂閱制商業模式的趨勢
雖然訂閱制模式半導體設備的世界裡也被慢慢地實現，不過，訂閱制模式並不只是換一個收費模式這麼簡單。相對於傳統買賣單一台設備（Transaction）的商業模式，如果我們要更深入的了解訂閱制的商業模式，我們必須要切換一個視角來看待交易以及客戶關係。
傳統買賣單一台設備的商業模式看的是「單一交易價值」，這表示交易和客戶服務這兩件事情是脫鉤的。而軟體或是訂閱模式看的其實是「客戶終身價值」，指的是包括客戶從購買到售後服務，甚至是機台升級的總和。當我們能從「客戶終身價值」的視角來看，才有辦法更好的服務客戶，間接的為自己創造更大的價值。
雖然對於硬體設備來說，訂閱制的商業模式並不是那麼直觀，但如果找到適當的方式整合的話，硬體設備商也有機會享受到軟體訂閱制的好處。而一般硬體設備朝訂閱制商業模式發展的切入方向可以有以下幾個方式：
從研發階段到HVM階段都能服務客戶
從單純提供硬體升級到注重最終價值的軟體服務
從單一設備到建立起長期的服務合約, 進而延伸到更整合性的解決方案
Applied Materials的訂閱制營收策略
在我們了解了訂閱制的基本概念後，就能夠更清楚的理解Applied Materials是怎麼做的。而對設備商來說，Applied Materials的訂閱制營收模式轉型是一個很值得參考的例子。基本上他們是透過以下的幾個方式來達成所謂的訂閱制型態的營收（Subscription Style Revenue），如圖5：
圖5. 訂閱制風格的營收模式（Source: Applied Materials）
1. 更高的Recurring Revenue：
當跟客戶有更好的合作關係和信任，Applied Materials可以將傳統一次性的交易變成比較長期的Long-term Service Agreements，或是增加客戶的續約率，提升營收的穩定度。
2. 創造Digital Service Offerings來增加對客戶的服務：
在傳統的設備硬體之上，Applied Materials研發更多基於數據的服務，這些服務可以在原本的硬體上面加值，幫助客戶在產能管理以及良率上面達到更好的效果。而且Digital Service就跟一般的軟體一樣，有非常低的Marginal Cost，更好的提升其淨利水準。
圖6. Digital Service (Source: Applied Materials）
3. 透過研發、Ramping、HVM（量產階段）三階段服務幫客戶創造更多價值
對客戶來說，越早達到量產就能夠越早開始有營收，所以縮短從研發到量產的時間對客戶來說本身就具有很大的價值。而Applied Materials透過從研發到HVM這幾個階段對客戶的支援，幫助客戶更快達到量產創造價值，這也會回過頭來幫助到其營收。
4. 創造Installed Base的價值
Applied Materials有全世界半導體設備商中最大的Installed Base，就像iPhone會讓客戶在手機上購買各種加值服務一樣，這個Installed Base對Applied Materials本身來說就是一個能夠持續創造價值的寶庫，透過對Intalled Base的升級以及服務，能夠創造在機台銷售之上更多的營收。
圖7. 透過研發、Ramping和HVM階段幫客戶創造價值（Source: Applied Materials）
結論：以技術創新出發，聰明的延伸出更多的商業價值
從Applied Materials的故事裡，其實能夠讓我們學習到很多半導體設備的創新和經營管理。
從技術角度來看：
1. 為客戶降低製程複雜度：
半導體製程持續微縮和往三維方向成長，製程的複雜度是以指數在成長，而Applied Materials能持續的深化他們在材料和製程方面的知識，並且整合成整體性的Turn Key解決方案交付給客戶，創新的將不同的製程整合在一個平台上，大幅降低製程複雜度。而在此之上，Applied Materials也引進AI的技術創新，在硬體之上用資料和軟體幫助客戶提升良率。
從商業角度來看：
2. 由一次性交易模式（Transaction）往訂閱制模式演進：
訂閱制模式不只是收費方式的不同，而更是對於商業視角的演進。傳統的交易模式只看當下的交易價值，而訂閱制模式看的是「客戶終身價值」。從這個角度出發，供應商和客戶之前能有更好的協作並創造出更多的價值，而這些價值最終會由客戶和供應商一起共享。Applied Materials從技術創新的基礎上往訂閱制的模式演化， 不僅能夠有更好的營收預測，更能創造更好的公司價值。而如何將較適合於軟體公司的訂閱制模式微調成適合硬體設備公司的商業模式，也是很值得我們學習的。
謝謝閱讀，這次嘗試從技術和商業的角度一起進行分析，希望從不同的角度都能帶給讀者一些啟發。