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)被推上輿論的風口浪尖,各種盤點分析都層出不窮?,F(xiàn)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行業(yè)的兇險沒有深刻的認識,一味蠻干后果只可能是血本無歸,但如果認清其中的規(guī)律,這么艱難的市場也不是全然沒有逆襲的機會。
本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/201805/379629.htm半導體行業(yè)101
半導體行業(yè)好像很神秘,但其實它也符合市場發(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 50 年代半導體公司從頭干到尾,類似早期的電腦、手機行業(yè),在剛開始廠家自己寫底層軟件、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)展就有了專業(yè)ODM(設計代工廠),專門做生產(chǎn)的EMS(生產(chǎn)制造服務商),還有品牌商OEM(原始品牌制造商)等。半導體行業(yè)先是工具類業(yè)務包括 EDA(電子設計自動化)等逐漸獨立出來,到80年代IC設計和晶圓制造(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立的核心 IP供應商,21 世紀初晶圓制造又再細分,封測廠成為獨立的一個大產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過半個多世紀發(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、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)在其上運行,需要構建生態(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時代有Wintel(微軟加英特爾), 手機時代聯(lián)發(fā)科、高通等加上安卓系統(tǒng)(Android)等。
運作半導體行業(yè)的難點
半導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,但其實直到進入市場,真正殘酷的競爭才剛剛開始。以英特爾之強,尚且完美錯失手機市場,這么大的一塊蛋糕一點沒切到,中間還錯過無數(shù)個中小型市場,近期宣布的可穿戴部門解散只是其中一個而已。幾十年累加起來,投入到各種市場,顆粒無收的太多了。從芯片設計到市場推廣,估計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生態(tài)系統(tǒng)是很昂貴的。從軟件方面看,一個主平臺芯片,在投入市場之前,必須保證要將所有的系統(tǒng)在芯片上能調試好。以安卓系統(tǒng)為例,典型的架構如下:

SOC芯片上集成了多個IP Core, 雖然這些IP的提供者如ARM會提供相應的庫、驅動,但SOC廠商要負責集成、調試驅動,進行HAL(Hardware abstraction layer 硬件抽象層)的開發(fā),設計測試用例,驗證芯片。如果Android 有框架的升級和變動,必須由芯片廠家進行適配。涉及到圖像單元、安全、網(wǎng)絡等重要模塊,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。一個主芯片平臺還要同時適配不同的操作系統(tǒng),如在PC市場,每個平臺都要支持Windows, Linux, Mac OS, 涉及到的軟件如驅動開發(fā),操作系統(tǒng)移植,編譯器優(yōu)化等耗資巨大。在基礎的底層軟件、操作系統(tǒng)之上還有大量的應用軟件,依賴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位的時候,80386升級到32位的時候,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,形成了很高的行業(yè)壁壘,這是另一個大話題,此處不展開討論。
圍繞消費周期,主平臺廠家必須每一個環(huán)節(jié)都牢牢掌握。如PC市場每年一個銷售季節(jié)巡回,從Spring refresh(春季), back to school(開學季)到holiday season(圣誕新年假日), 按照消費者購買周期倒推出各環(huán)節(jié)必須完成的時間點。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(小批量過程驗證測試), DVT(設計驗證測試), 到EVT(工程驗證測試), 每個環(huán)節(jié)倒推,一般1、2月份開始設計主板。芯片的設計、流片、測試、圍繞芯片的軟件開發(fā)、參考設計都要在ODM開始設計之前準備好。在客戶開始設計主板時,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(jié)。每一代產(chǎn)品如果在規(guī)劃時沒有把握好市場的方向,在執(zhí)行時把握好節(jié)奏,那么在上市時可能會錯過市場熱點而使業(yè)績大打折扣甚至全盤失敗。
對元器件類半導體行業(yè)的把控相對簡單,但元器件類半導體很考驗基本功,涉及到材料、工藝、制造及各種專利技術,基本上都是硬骨頭。最近這段時間大量的報道都在強調做芯片很難這個觀點,確實很難。中國在各環(huán)節(jié)掌握的關鍵技術和市場份額都比較少,有的更是尚需零的突破。雖然國內號稱芯片設計盈利企業(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準產(chǎn)品部門,于2017年初開始獨立運營。Nexperia注重效率,生產(chǎn)穩(wěn)定可靠的半導體元件,年產(chǎn)量超過900億顆,在數(shù)個細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)的嚴格標準。Nexperia工廠生產(chǎn)的小型封裝也是業(yè)內領先,不僅具有較高的功率與熱效率,還是同類品質之最。買到了國際一流公司的核心技術及其優(yōu)質資產(chǎn),填補了我國在該領域高端芯片及器件的技術空白,非常期待這類收購能對中國整個半導體行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生良好的影響。
從全球半導體銷售額同比增速上看,全球半導體行業(yè)大致以4-6年為一個周期,景氣周期與宏觀經(jīng)濟、下游應用需求以及自身產(chǎn)能庫存等因素密切相關。巨頭們?yōu)榱四芨玫陌芽厥袌?,在下游的設計公司、代工廠、品牌商、渠道、零售、消費者各個環(huán)節(jié)層層布局,有專門的團隊負責和相應的政策支持。在產(chǎn)業(yè)鏈整體管理上,市場預測,原材料購買,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穩(wěn)定,減輕半導體行業(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確預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。
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