中國半導體行業(yè)如何從芯片到生態(tài)整體突圍？

　　最近半導體行業(yè)被推上輿論的風(fēng)口浪尖，各種盤(pán)點(diǎn)分析都層出不窮?，F在國內芯片行業(yè)一片大干快上的聲音，很多人很可能對這個(gè)行業(yè)的兇險沒(méi)有深刻的認識，一味蠻干后果只可能是血本無(wú)歸，但如果認清其中的規律，這么艱難的市場(chǎng)也不是全然沒(méi)有逆襲的機會(huì )。

　　半導體行業(yè)101

　　半導體行業(yè)好像很神秘，但其實(shí)它也符合市場(chǎng)發(fā)展規律，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 50 年代半導體公司從頭干到尾，類(lèi)似早期的電腦、手機行業(yè)，在剛開(kāi)始廠(chǎng)家自己寫(xiě)底層軟件、應用軟件、設計電路板，生產(chǎn)等等，全部是在公司內部完成，慢慢發(fā)展就有了專(zhuān)業(yè)ODM(設計代工廠(chǎng))，專(zhuān)門(mén)做生產(chǎn)的EMS(生產(chǎn)制造服務(wù)商)，還有品牌商O(píng)EM(原始品牌制造商)等。半導體行業(yè)先是工具類(lèi)業(yè)務(wù)包括 EDA(電子設計自動(dòng)化)等逐漸獨立出來(lái)，到80年代IC設計和晶圓制造(Foundry)分開(kāi)產(chǎn)生了專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)廠(chǎng)， 90年代開(kāi)始有公司專(zhuān)門(mén)做獨立的核心 IP供應商，21 世紀初晶圓制造又再細分，封測廠(chǎng)成為獨立的一個(gè)大產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀發(fā)展，全球半導體產(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)供應商、IC 設計、晶圓制造廠(chǎng)、封測廠(chǎng)都形成大規模的產(chǎn)業(yè)，這就是形成水平化的產(chǎn)業(yè)格局了。

　　半導體產(chǎn)業(yè)一般分為集成電路和分立器件兩大類(lèi)。集成電路又分為數字電路和模擬電路?？傮w來(lái)看，數字電路中的微處理器為主平臺類(lèi)芯片，有軟件操作系統在其上運行，需要構建生態(tài)系統，其他的都可看作元器件類(lèi)芯片，無(wú)需軟件操作系統。主平臺類(lèi)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)， 手機時(shí)代聯(lián)發(fā)科、高通等加上安卓系統(Android)等。

　　運作半導體行業(yè)的難點(diǎn)

　　半導體市場(chǎng)是極難掌控的，做出產(chǎn)品就已經(jīng)很難，歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦做出的芯片，但其實(shí)直到進(jìn)入市場(chǎng)，真正殘酷的競爭才剛剛開(kāi)始。以英特爾之強，尚且完美錯失手機市場(chǎng)，這么大的一塊蛋糕一點(diǎn)沒(méi)切到，中間還錯過(guò)無(wú)數個(gè)中小型市場(chǎng)，近期宣布的可穿戴部門(mén)解散只是其中一個(gè)而已。幾十年累加起來(lái)，投入到各種市場(chǎng)，顆粒無(wú)收的太多了。從芯片設計到市場(chǎng)推廣，估計消失的無(wú)影無(wú)蹤的資金不止幾百億美元。

　　主平臺類(lèi)芯片廠(chǎng)商維持一個(gè)生態(tài)系統是很昂貴的。從軟件方面看，一個(gè)主平臺芯片，在投入市場(chǎng)之前，必須保證要將所有的系統在芯片上能調試好。以安卓系統為例，典型的架構如下：

　　SOC芯片上集成了多個(gè)IP Core， 雖然這些IP的提供者如ARM會(huì )提供相應的庫、驅動(dòng)，但SOC廠(chǎng)商要負責集成、調試驅動(dòng)，進(jìn)行HAL(Hardware abstraction layer 硬件抽象層)的開(kāi)發(fā)，設計測試用例，驗證芯片。如果Android 有框架的升級和變動(dòng)，必須由芯片廠(chǎng)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(kāi)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(lái)開(kāi)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，如在PC市場(chǎng)，每個(gè)平臺都要支持Windows， Linux， Mac OS， 涉及到的軟件如驅動(dòng)開(kāi)發(fā)，操作系統移植，編譯器優(yōu)化等耗資巨大。在基礎的底層軟件、操作系統之上還有大量的應用軟件，依賴(lài)于特定的指令集生態(tài)環(huán)境，例如x86架構兼容老舊應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，可以運行30多年前的8086程序。多年積累下來(lái)，形成了很高的行業(yè)壁壘，這是另一個(gè)大話(huà)題，此處不展開(kāi)討論。

　　圍繞消費周期，主平臺廠(chǎng)家必須每一個(gè)環(huán)節都牢牢掌握。如PC市場(chǎng)每年一個(gè)銷(xiāo)售季節巡回，從Spring refresh(春季)， back to school(開(kāi)學(xué)季)到holiday season(圣誕新年假日)， 按照消費者購買(mǎi)周期倒推出各環(huán)節必須完成的時(shí)間點(diǎn)。比如如果要趕在美國的黑色星期五(black Friday) 市場(chǎng)上市，那么9月初就要做出產(chǎn)品，送上貨船，為了9月份大規模出貨，從產(chǎn)品的PVT(小批量過(guò)程驗證測試)， DVT(設計驗證測試)， 到EVT(工程驗證測試)， 每個(gè)環(huán)節倒推，一般1、2月份開(kāi)始設計主板。芯片的設計、流片、測試、圍繞芯片的軟件開(kāi)發(fā)、參考設計都要在ODM開(kāi)始設計之前準備好。在客戶(hù)開(kāi)始設計主板時(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)品趕上消費季節。每一代產(chǎn)品如果在規劃時(shí)沒(méi)有把握好市場(chǎng)的方向，在執行時(shí)把握好節奏，那么在上市時(shí)可能會(huì )錯過(guò)市場(chǎng)熱點(diǎn)而使業(yè)績(jì)大打折扣甚至全盤(pán)失敗。

　　對元器件類(lèi)半導體行業(yè)的把控相對簡(jiǎn)單，但元器件類(lèi)半導體很考驗基本功，涉及到材料、工藝、制造及各種專(zhuān)利技術(shù)，基本上都是硬骨頭。最近這段時(shí)間大量的報道都在強調做芯片很難這個(gè)觀(guān)點(diǎn)，確實(shí)很難。中國在各環(huán)節掌握的關(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。雖然國內號稱(chēng)芯片設計盈利企業(yè)已達500家以上，但是這些企業(yè)在整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)格局中的分量如何呢?媒體剛剛報道了中國資本成功收購了安世半導體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(zhuān)業(yè)制造商，其前身為恩智浦的標準產(chǎn)品部門(mén)，于2017年初開(kāi)始獨立運營(yíng)。Nexperia注重效率，生產(chǎn)穩定可靠的半導體元件，年產(chǎn)量超過(guò)900億顆，在數個(gè)細分市場(chǎng)排名世界前三，其很多產(chǎn)品系列符合汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的嚴格標準。Nexperia工廠(chǎng)生產(chǎn)的小型封裝也是業(yè)內領(lǐng)先，不僅具有較高的功率與熱效率，還是同類(lèi)品質(zhì)之最。買(mǎi)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(lèi)收購能對中國整個(gè)半導體行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生良好的影響。

　　從全球半導體銷(xiāo)售額同比增速上看，全球半導體行業(yè)大致以4-6年為一個(gè)周期，景氣周期與宏觀(guān)經(jīng)濟、下游應用需求以及自身產(chǎn)能庫存等因素密切相關(guān)。巨頭們?yōu)榱四芨玫陌芽厥袌?chǎng)，在下游的設計公司、代工廠(chǎng)、品牌商、渠道、零售、消費者各個(gè)環(huán)節層層布局，有專(zhuān)門(mén)的團隊負責和相應的政策支持。在產(chǎn)業(yè)鏈整體管理上，市場(chǎng)預測，原材料購買(mǎi)，生產(chǎn)排期等等都有精兵強將把持，稍有差錯就供應不足或缺貨斷貨。這樣的派兵布陣，才能在保證公司的運營(yíng)穩定，減輕半導體行業(yè)周期的影響，業(yè)績(jì)持續增長(cháng)。

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