【中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)如何從芯片到生態(tài)整體突圍？】最近半導(dǎo)體行業(yè)被推上輿論的風(fēng)口浪尖，各種盤點(diǎn)分析都層出不窮。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)一片大干快上的聲音，很多人很可能對(duì)這個(gè)行業(yè)的兇險(xiǎn)沒有深刻的認(rèn)識(shí)，一味蠻干后果只可能是血本無歸，但如果認(rèn)清其中的規(guī)律，這么艱難的市場(chǎng)也不是全然沒有逆襲的機(jī)會(huì)。

半導(dǎo)體行業(yè)101

半導(dǎo)體行業(yè)好像很神秘，但其實(shí)它也符合市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律，典型的先垂直后水平發(fā)展。垂直指的是所有事情都自己干，在20世紀(jì)50年代半導(dǎo)體公司從頭干到尾，類似早期的電腦、手機(jī)行業(yè)，在剛開始廠家自己寫底層軟件、應(yīng)用軟件、設(shè)計(jì)電路板，生產(chǎn)等等，全部是在公司內(nèi)部完成，慢慢發(fā)展就有了專業(yè)ODM（設(shè)計(jì)代工廠），專門做生產(chǎn)的EMS（生產(chǎn)制造服務(wù)商），還有品牌商OEM（原始品牌制造商）等。半導(dǎo)體行業(yè)先是工具類業(yè)務(wù)包括EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）等逐漸獨(dú)立出來，到80年代IC設(shè)計(jì)和晶圓制造（Foundry）分開產(chǎn)生了專業(yè)的生產(chǎn)廠，90年代開始有公司專門做獨(dú)立的核心IP供應(yīng)商，21世紀(jì)初晶圓制造又再細(xì)分，封測(cè)廠成為獨(dú)立的一個(gè)大產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)發(fā)展，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)形成目前環(huán)環(huán)相扣的深度分工模式，EDA工具、IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）供應(yīng)商、IC設(shè)計(jì)、晶圓制造廠、封測(cè)廠都形成大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，這就是形成水平化的產(chǎn)業(yè)格局了。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一般分為集成電路和分立器件兩大類。集成電路又分為數(shù)字電路和模擬電路?？傮w來看，數(shù)字電路中的微處理器為主平臺(tái)類芯片，有軟件操作系統(tǒng)在其上運(yùn)行，需要構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，其他的都可看作元器件類芯片，無需軟件操作系統(tǒng)。主平臺(tái)類芯片及其產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟基本決定市場(chǎng)的方向，比如PC時(shí)代有Wintel（微軟加英特爾），手機(jī)時(shí)代聯(lián)發(fā)科、高通等加上安卓系統(tǒng)（Android）等。

運(yùn)作半導(dǎo)體行業(yè)的難點(diǎn)

半導(dǎo)體市場(chǎng)是極難掌控的，做出產(chǎn)品就已經(jīng)很難，歷經(jīng)千辛萬苦做出的芯片，但其實(shí)直到進(jìn)入市場(chǎng)，真正殘酷的競(jìng)爭(zhēng)才剛剛開始。以英特爾之強(qiáng)，尚且完美錯(cuò)失手機(jī)市場(chǎng)，這么大的一塊蛋糕一點(diǎn)沒切到，中間還錯(cuò)過無數(shù)個(gè)中小型市場(chǎng)，近期宣布的可穿戴部門解散只是其中一個(gè)而已。幾十年累加起來，投入到各種市場(chǎng)，顆粒無收的太多了。從芯片設(shè)計(jì)到市場(chǎng)推廣，估計(jì)消失的無影無蹤的資金不止幾百億美元。

主平臺(tái)類芯片廠商維持一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)是很昂貴的。從軟件方面看，一個(gè)主平臺(tái)芯片，在投入市場(chǎng)之前，必須保證要將所有的系統(tǒng)在芯片上能調(diào)試好。以安卓系統(tǒng)為例，典型的架構(gòu)如下：

SOC芯片上集成了多個(gè)IPCore，雖然這些IP的提供者如ARM會(huì)提供相應(yīng)的庫(kù)、驅(qū)動(dòng)，但SOC廠商要負(fù)責(zé)集成、調(diào)試驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行HAL（Hardwareabstractionlayer硬件抽象層）的開發(fā)，設(shè)計(jì)測(cè)試用例，驗(yàn)證芯片。如果Android有框架的升級(jí)和變動(dòng)，必須由芯片廠家進(jìn)行適配。涉及到圖像單元、安全、網(wǎng)絡(luò)等重要模塊，開發(fā)工作量就很大。指令集，編譯器、所有的軟件都圍繞主平臺(tái)來開發(fā)，即使有一些跨平臺(tái)的中間件，將上層軟件隔離，中間件本身也要與平臺(tái)對(duì)接、適配。一個(gè)主芯片平臺(tái)還要同時(shí)適配不同的操作系統(tǒng)，如在PC市場(chǎng)，每個(gè)平臺(tái)都要支持Windows，Linux，MacOS，涉及到的軟件如驅(qū)動(dòng)開發(fā)，操作系統(tǒng)移植，編譯器優(yōu)化等耗資巨大。在基礎(chǔ)的底層軟件、操作系統(tǒng)之上還有大量的應(yīng)用軟件，依賴于特定的指令集生態(tài)環(huán)境，例如x86架構(gòu)兼容老舊應(yīng)用程序的能力是出了名的。8086把8位的8080升級(jí)為16位的時(shí)候，80386升級(jí)到32位的時(shí)候，都完全兼容舊有的程序。直到今天，Intel的處理器依然支持虛擬8086模式，在此模式下，可以運(yùn)行30多年前的8086程序。多年積累下來，形成了很高的行業(yè)壁壘，這是另一個(gè)大話題，此處不展開討論。

圍繞消費(fèi)周期，主平臺(tái)廠家必須每一個(gè)環(huán)節(jié)都牢牢掌握。如PC市場(chǎng)每年一個(gè)銷售季節(jié)巡回，從Springrefresh（春季），backtoschool（開學(xué)季）到holidayseason（圣誕新年假日），按照消費(fèi)者購(gòu)買周期倒推出各環(huán)節(jié)必須完成的時(shí)間點(diǎn)。比如如果要趕在美國(guó)的黑色星期五（blackFriday）市場(chǎng)上市，那么9月初就要做出產(chǎn)品，送上貨船，為了9月份大規(guī)模出貨，從產(chǎn)品的PVT（小批量過程驗(yàn)證測(cè)試），DVT（設(shè)計(jì)驗(yàn)證測(cè)試），到EVT（工程驗(yàn)證測(cè)試），每個(gè)環(huán)節(jié)倒推，一般1、2月份開始設(shè)計(jì)主板。芯片的設(shè)計(jì)、流片、測(cè)試、圍繞芯片的軟件開發(fā)、參考設(shè)計(jì)都要在ODM開始設(shè)計(jì)之前準(zhǔn)備好。在客戶開始設(shè)計(jì)主板時(shí)，芯片已經(jīng)至少要到ES（研發(fā)樣品）狀態(tài)。大概兩年左右環(huán)環(huán)相扣的工作，才能保證使每年一代一代的電腦產(chǎn)品趕上消費(fèi)季節(jié)。每一代產(chǎn)品如果在規(guī)劃時(shí)沒有把握好市場(chǎng)的方向，在執(zhí)行時(shí)把握好節(jié)奏，那么在上市時(shí)可能會(huì)錯(cuò)過市場(chǎng)熱點(diǎn)而使業(yè)績(jī)大打折扣甚至全盤失敗。

對(duì)元器件類半導(dǎo)體行業(yè)的把控相對(duì)簡(jiǎn)單，但元器件類半導(dǎo)體很考驗(yàn)基本功，涉及到材料、工藝、制造及各種專利技術(shù)，基本上都是硬骨頭。最近這段時(shí)間大量的報(bào)道都在強(qiáng)調(diào)做芯片很難這個(gè)觀點(diǎn)，確實(shí)很難。中國(guó)在各環(huán)節(jié)掌握的關(guān)鍵技術(shù)和市場(chǎng)份額都比較少，有的更是尚需零的突破。雖然國(guó)內(nèi)號(hào)稱芯片設(shè)計(jì)盈利企業(yè)已達(dá)500家以上，但是這些企業(yè)在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局中的分量如何呢？媒體剛剛報(bào)道了中國(guó)資本成功收購(gòu)了安世半導(dǎo)體Nexperia是全球領(lǐng)先的分立元件、邏輯元件與MOSFET（金氧半場(chǎng)效晶體管）元件的專業(yè)制造商，其前身為恩智浦的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品部門，于2017年初開始獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。Nexperia注重效率，生產(chǎn)穩(wěn)定可靠的半導(dǎo)體元件，年產(chǎn)量超過900億顆，在數(shù)個(gè)細(xì)分市場(chǎng)排名世界前三，其很多產(chǎn)品系列符合汽車產(chǎn)業(yè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。Nexperia工廠生產(chǎn)的小型封裝也是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，不僅具有較高的功率與熱效率，還是同類品質(zhì)之最。買到了國(guó)際一流公司的核心技術(shù)及其優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域高端芯片及器件的技術(shù)空白，非常期待這類收購(gòu)能對(duì)中國(guó)整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生良好的影響。

從全球半導(dǎo)體銷售額同比增速上看，全球半導(dǎo)體行業(yè)大致以4－6年為一個(gè)周期，景氣周期與宏觀經(jīng)濟(jì)、下游應(yīng)用需求以及自身產(chǎn)能庫(kù)存等因素密切相關(guān)。巨頭們?yōu)榱四芨玫陌芽厥袌?chǎng)，在下游的設(shè)計(jì)公司、代工廠、品牌商、渠道、零售、消費(fèi)者各個(gè)環(huán)節(jié)層層布局，有專門的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)和相應(yīng)的政策支持。在產(chǎn)業(yè)鏈整體管理上，市場(chǎng)預(yù)測(cè)，原材料購(gòu)買，生產(chǎn)排期等等都有精兵強(qiáng)將把持，稍有差錯(cuò)就供應(yīng)不足或缺貨斷貨。這樣的派兵布陣，才能在保證公司的運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定，減輕半導(dǎo)體行業(yè)周期的影響，業(yè)績(jī)持續(xù)增長(zhǎng)。

這種超長(zhǎng)周期的產(chǎn)品操作，不僅對(duì)于研發(fā)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)提出極高要求，更是需要公司決策層能夠準(zhǔn)確預(yù)見幾年后市場(chǎng)的方方面面變化，這基本上已經(jīng)大大超過絕大部分中國(guó)公司管理決策水平的極限了。

突圍之路

從1982年到現(xiàn)在，中國(guó)半導(dǎo)體經(jīng)歷了搭框架階段、商業(yè)化初步階段，目前正處于關(guān)鍵的發(fā)展階段。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的各環(huán)節(jié)，從材料、設(shè)備，到設(shè)計(jì)、制造都有一些領(lǐng)頭企業(yè)出現(xiàn)，發(fā)展程度不一。在芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，根據(jù)ICInsights2017年全球前十大Fabless排名，國(guó)內(nèi)有兩家廠商殺進(jìn)前十名，分別是海思和紫光集團(tuán)（展訊＋RDA），這兩者分別以47．15億美元和20．50億美元的收入分居第七位和第10位。海思在手機(jī)方面，主要以自家的華為為最重要客戶，而紫光（展訊＋RDA）都是從低端切入。芯片制造行業(yè)差距較大，國(guó)內(nèi)28nm工藝僅在2015年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，且仍以28nm以上為主，而國(guó)際上有多家已宣布10nm量產(chǎn)。

在中國(guó)靠國(guó)家扶持，做一些龍頭項(xiàng)目可以先很快樹立一些標(biāo)桿，但芯片行業(yè)的生存與成功還是必須要靠出貨量，否則根本無法承受在研發(fā)、生產(chǎn)、推廣方面的巨大投入。芯片的鏈條之長(zhǎng)，從沙子到能被使用的產(chǎn)品，中間的環(huán)節(jié)太多了。中國(guó)半導(dǎo)體突圍之路可以先從微笑曲線的兩端開始，從對(duì)應(yīng)某個(gè)市場(chǎng)的IC芯片的研發(fā)與設(shè)計(jì)開始，如海思和紫光的例子。

找新市場(chǎng)，采用新技術(shù)、新模式，用風(fēng)投資金支持大量公司做嘗試，在市場(chǎng)早期占據(jù)市場(chǎng)份額，保持技術(shù)領(lǐng)先的同時(shí)用各種市場(chǎng)銷售的手段牢牢占據(jù)這個(gè)領(lǐng)域。如果湊巧抓住了一個(gè)魔鬼市場(chǎng)，100個(gè)公司中可以跑出來幾個(gè)也算成功了。比如現(xiàn)在熱火朝天搞的人工智能芯片，國(guó)內(nèi)外大中小公司都在賽跑，從國(guó)外的英偉達(dá)、谷歌到國(guó)內(nèi)的寒武紀(jì)、地平線、阿里達(dá)摩院等等，中國(guó)公司已成為場(chǎng)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的主力隊(duì)員。

對(duì)成熟市場(chǎng)，從低端入手，做便宜，也是一條路。已成熟的市場(chǎng)，技術(shù)發(fā)展已經(jīng)緩慢下來，深入研究市場(chǎng)需求，將芯片上多余的功能砍掉，將成本做下來，可以算作一條捷徑。降低成本有很多種方法，舉個(gè)例子。通常在芯片剛投入市場(chǎng)時(shí)，會(huì)將很多功能集成，因?yàn)樾枨蟛淮_定，做一款芯片要盡量滿足所有可能用到的功能。經(jīng)過一段時(shí)間，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多功能沒有被使用或者只在較少的情況下才被用到。這時(shí)候砍掉這些功能，降低成本是很好的選擇。剛開始品質(zhì)差些，只要功能夠用，價(jià)格低是殺手锏。國(guó)內(nèi)很多芯片都走得是這條路，想盡辦法減成本，爭(zhēng)搶市場(chǎng)份額。近年中國(guó)MCU企業(yè)的增長(zhǎng)提速，尤其是在32位MCU市場(chǎng)上涌現(xiàn)出像兆易創(chuàng)新這樣的企業(yè)，基于ARMCortexM技術(shù)的MCU芯片以更低的價(jià)格、更好的性能、本地周到的服務(wù)、與國(guó)外產(chǎn)品pin－pin兼容的優(yōu)勢(shì)，取得了豐碩的成果。據(jù)媒體報(bào)道，2016年，兆易創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)營(yíng)收14．89億元，凈利1．76億元，營(yíng)收同比增長(zhǎng)25％、利潤(rùn)增長(zhǎng)了12％；MCU芯片實(shí)現(xiàn)營(yíng)收1．97億元，同比增長(zhǎng)55．2％，銷量4578萬顆，雖然整體體量尚小，但勢(shì)頭良好。

在當(dāng)前階段，找到一些垂直領(lǐng)域，有應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)要求不高，做一些適合這種小眾市場(chǎng)的芯片，工藝差一點(diǎn)，價(jià)格貴一點(diǎn)，放到系統(tǒng)層面去消化，可以帶動(dòng)芯片行業(yè)積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)品，單點(diǎn)突破后再橫向擴(kuò)展，逐步將量做起來。比如現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，有很多這種市場(chǎng)，智慧城市、樓宇、農(nóng)業(yè)、水務(wù)等等。這諸多細(xì)分市場(chǎng)在系統(tǒng)的基礎(chǔ)層是高度復(fù)用的，傳感器、物聯(lián)網(wǎng)終端內(nèi)置的MCU（微處理器）、傳輸層的多種低功耗廣域網(wǎng)芯片及未來的5G、網(wǎng)關(guān)等邊緣計(jì)算設(shè)備用到的中央處理器等等。在對(duì)系統(tǒng)級(jí)架構(gòu)有深入了解，能調(diào)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)力量的基礎(chǔ)上扶植一些底層芯片的發(fā)展是很好的方式。例如在MCU市場(chǎng)，雖然中國(guó)企業(yè)與全球領(lǐng)先的MCU企業(yè)的產(chǎn)品線先比還是差距很大，如意法半導(dǎo)體有750余款MCU，但面向未來5－10年百億級(jí)，高度細(xì)分的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)，針對(duì)垂直領(lǐng)域的MCU有很大機(jī)遇。在很多領(lǐng)域存在剛需但尚無性價(jià)比合理的解決方案，例如帶室內(nèi)自定位功能、能聯(lián)網(wǎng)的智能煙霧探測(cè)器等，都有巨大的機(jī)會(huì)。

無論新市場(chǎng)還是成熟市場(chǎng)，需要構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，大量合作伙伴支持的主芯片平臺(tái)是最難突破的。這種市場(chǎng)的操盤手極其重要，要深刻理解市場(chǎng)、洞悉市場(chǎng)變化，熟悉從芯片定義到產(chǎn)品上市的各個(gè)環(huán)節(jié)，調(diào)動(dòng)大量資源，才能最終玩轉(zhuǎn)這個(gè)鏈條。海思與紫光雖然在IC出貨量上已有很大突破，但還是在安卓這個(gè)大生態(tài)中生存，這類市場(chǎng)中國(guó)要想從芯片到生態(tài)整體突圍恐怕還要走很長(zhǎng)的路……．

競(jìng)爭(zhēng)之本與變

半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)靠得是真功夫，又涉及到材料，生產(chǎn)設(shè)備等基礎(chǔ)性行業(yè)的支持，需要認(rèn)認(rèn)真真、踏踏實(shí)實(shí)的苦干才行。在生產(chǎn)制造過程中任何一個(gè)微小失誤，就可能造成芯片良率不達(dá)標(biāo)，甚至不能使用。在英特爾前CEO安迪·格魯夫《給經(jīng)理人的第一課》一書中討論“生產(chǎn)”包含什么一段，寫的話是業(yè)內(nèi)經(jīng)典：“你必須按預(yù)訂的時(shí)間、可接收的品質(zhì)以及可能的最低成本，依據(jù)顧客的需求制造及運(yùn)送產(chǎn)品?！边@句話細(xì)品起來極其深刻，做產(chǎn)品難，做市場(chǎng)接受的產(chǎn)品更難，做市場(chǎng)接受且價(jià)格有優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品難上加難，還要和時(shí)間賽跑，及時(shí)把產(chǎn)品送到客戶手上，同時(shí)還要保證產(chǎn)品質(zhì)量。這涉及到指揮產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研發(fā)，供應(yīng)鏈、生產(chǎn)管理，成本、品質(zhì)管控等諸多部門共同配合，以有限的資源在將產(chǎn)品按時(shí)做好。。。

又回到市場(chǎng)銷售的角度看，這個(gè)行業(yè)也還是有些事情可以做得聰明一點(diǎn)的。20世紀(jì)80年代末，PC需求開始爆發(fā)，韓國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展迎來春天。日本稱霸全球DRAM市場(chǎng)時(shí)，下游需求主要為大型機(jī)，日本DRAM以高質(zhì)量和超長(zhǎng)壽命周期而牢牢占據(jù)這個(gè)市場(chǎng)。而隨后PC的普及，面向個(gè)人計(jì)算機(jī)的DRAM和面向大型機(jī)的DRAM壽命不同，韓國(guó)企業(yè)積極調(diào)整產(chǎn)品方向，強(qiáng)調(diào)性價(jià)比，產(chǎn)品價(jià)格有競(jìng)爭(zhēng)力，壽命夠用就好，搶占了先機(jī)。市場(chǎng)變化帶動(dòng)產(chǎn)品變化，研發(fā)及個(gè)方面投入要調(diào)整，滿足客戶的最根本需求是制勝之道，競(jìng)爭(zhēng)之本。

在生態(tài)系統(tǒng)層面，早在80年代CPU的指令集架構(gòu)ISA（InstructionSetArchitecture）是軟件生態(tài)系統(tǒng)的根基已成業(yè)內(nèi)共識(shí)。當(dāng)年英特爾攻打服務(wù)器市場(chǎng)時(shí)，大量服務(wù)器生態(tài)是建立在UNIX和C語(yǔ)言基礎(chǔ)上，為了確保在Unix生態(tài)下兼容，程序都確保同一套代碼可以很方便地在不同廠家的RISC架構(gòu)CPU之間移植。大家都圍繞POSIX標(biāo)準(zhǔn)來編程，避免過分依賴于某個(gè)操作系統(tǒng)獨(dú)有的功能。Intel芯片攜Linux（一種開源的UNIX變體）來和RISC架構(gòu)的工作站競(jìng)爭(zhēng)，軟件應(yīng)用就紛紛以很小的移植難度，離開了昂貴的專有UNIX工作站，贏得生態(tài)系統(tǒng)是英特爾今天在服務(wù)器市場(chǎng)有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的重要一步。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，半導(dǎo)體廠商對(duì)建立于ISA之上的生態(tài)系統(tǒng)的掌控力會(huì)變?nèi)?，而ISA本身，會(huì)變得越來越不重要。這是軟件技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)決定的。Web技術(shù)，編譯技術(shù)尤其是虛擬機(jī)，Emulation技術(shù)的發(fā)展等減少了對(duì)指令集架構(gòu)生態(tài)的依賴。微信、支付寶等超級(jí)應(yīng)用建立了強(qiáng)大的生態(tài)且與底層隔離，這些技術(shù)的發(fā)展都有可能改變芯片行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局，戰(zhàn)場(chǎng)在變化，顛覆芯片行業(yè)的未必是行業(yè)內(nèi)的人，降維打擊也可能正在某處發(fā)生。