中國半導(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)在國內(nèi)芯片行業(yè)一片大干快上的聲音，很多人很可能對這個(gè)行業(yè)的兇險(xiǎn)沒有深刻的認(rèn)識，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，這么艱難的市場也不是全然沒有逆襲的機(jī)會。

　　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(知識產(chǎn)權(quán))供應(yīng)商、IC 設(shè)計(jì)、晶圓制造廠、封測廠都形成大規(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)。主平臺類芯片及其產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟基本決定市場的方向，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，真正殘酷的競爭才剛剛開始。以英特爾之強(qiáng)，尚且完美錯(cuò)失手機(jī)市場，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，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，顆粒無收的太多了。從芯片設(shè)計(jì)到市場推廣，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)主平臺芯片，在投入市場之前，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)IP Core， 雖然這些IP的提供者如ARM會提供相應(yīng)的庫、驅(qū)動，但SOC廠商要負(fù)責(zé)集成、調(diào)試驅(qū)動，進(jìn)行HAL(Hardware abstraction layer 硬件抽象層)的開發(fā)，設(shè)計(jì)測試用例，驗(yàn)證芯片。如果Android 有框架的升級和變動，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來開發(fā)，即使有一些跨平臺的中間件，將上層軟件隔離，中間件本身也要與平臺對接、適配。一個(gè)主芯片平臺還要同時(shí)適配不同的操作系統(tǒng)，如在PC市場，每個(gè)平臺都要支持Windows， Linux， Mac OS， 涉及到的軟件如驅(qū)動開發(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升級為16位的時(shí)候，80386升級到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，主平臺廠家必須每一個(gè)環(huán)節(jié)都牢牢掌握。如PC市場每年一個(gè)銷售季節(jié)巡回，從Spring refresh(春季)， back to school(開學(xué)季)到holiday season(圣誕新年假日)， 按照消費(fèi)者購買周期倒推出各環(huán)節(jié)必須完成的時(shí)間點(diǎn)。比如如果要趕在美國的黑色星期五(black Friday) 市場上市，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)證測試)， DVT(設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試)， 到EVT(工程驗(yàn)證測試)， 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)可能會錯(cuò)過市場熱點(diǎn)而使業(yè)績大打折扣甚至全盤失敗。

　　對元器件類半導(dǎo)體行業(yè)的把控相對簡單，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。中國在各環(huán)節(jié)掌握的關(guān)鍵技術(shù)和市場份額都比較少，有的更是尚需零的突破。雖然國內(nèi)號稱芯片設(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)道了中國資本成功收購了安世半導(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。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，非常期待這類收購能對中國整個(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)能庫存等因素密切相關(guān)。巨頭們?yōu)榱四芨玫陌芽厥袌?，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，市場預(yù)測，原材料購買，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)營穩(wěn)定，減輕半導(dǎo)體行業(yè)周期的影響，業(yè)績持續(xù)增長。

　　這種超長周期的產(chǎn)品操作，不僅對于研發(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)見幾年后市場的方方面面變化，這基本上已經(jīng)大大超過絕大部分中國公司管理決策水平的極限了。