中國半導體行業如何從芯片到生態整體突圍？

　　最近半導體行業被推上輿論的風口浪尖，各種盤點分析都層出不窮。現在國內芯片行業一片大干快上的聲音，很多人很可能對這個行業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律，這么艱難的市場也不是全然沒有逆襲的機會。

　　半導體行業101

　　半導體行業好像很神秘，但其實它也符合市場發展規律，典型的先垂直后水平發展。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，在剛開始廠家自己寫底層軟件、應用軟件、設計電路板，生產等等，全部是在公司內部完成，慢慢發展就有了專業ODM(設計代工廠)，專門做生產的EMS(生產制造服務商)，還有品牌商OEM(原始品牌制造商)等。半導體行業先是工具類業務包括 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)分開產生了專業的生產廠， 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業。經過半個多世紀發展，全球半導體產業形成目前環環相扣的深度分工模式， EDA 工具、IP(知識產權)供應商、IC 設計、晶圓制造廠、封測廠都形成大規模的產業，這就是形成水平化的產業格局了。

　　半導體產業一般分為集成電路和分立器件兩大類。集成電路又分為數字電路和模擬電路?？傮w來看，數字電路中的微處理器為主平臺類芯片，有軟件操作系統在其上運行，需要構建生態系統，其他的都可看作元器件類芯片，無需軟件操作系統。主平臺類芯片及其產業聯盟基本決定市場的方向，比如PC時代有Wintel(微軟加英特爾)， 手機時代聯發科、高通等加上安卓系統(Android)等。

　　運作半導體行業的難點

　　半導體市場是極難掌控的，做出產品就已經很難，歷經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系統是很昂貴的。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，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、網絡等重要模塊，開發工作量就很大。指令集，編譯器、所有的軟件都圍繞主平臺來開發，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，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，操作系統移植，編譯器優化等耗資巨大。在基礎的底層軟件、操作系統之上還有大量的應用軟件，依賴于特定的指令集生態環境，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節都牢牢掌握。如PC市場每年一個銷售季節巡回，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節必須完成的時間點。比如如果要趕在美國的黑色星期五(black Friday) 市場上市，那么9月初就要做出產品，送上貨船，為了9月份大規模出貨，從產品的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)， 每個環節倒推，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、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，芯片已經至少要到ES(研發樣品)狀態。大概兩年左右環環相扣的工作，才能保證使每年一代一代的電腦產品趕上消費季節。每一代產品如果在規劃時沒有把握好市場的方向，在執行時把握好節奏，那么在上市時可能會錯過市場熱點而使業績大打折扣甚至全盤失敗。

　　對元器件類半導體行業的把控相對簡單，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。中國在各環節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已達500家以上，但是這些企業在整個半導體產業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)元件的專業制造商，其前身為恩智浦的標準產品部門，于2017年初開始獨立運營。Nexperia注重效率，生產穩定可靠的半導體元件，年產量超過900億顆，在數個細分市場排名世界前三，其很多產品系列符合汽車產業的嚴格標準。Nexperia工廠生產的小型封裝也是業內領先，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質資產，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發展產生良好的影響。

　　從全球半導體銷售額同比增速上看，全球半導體行業大致以4-6年為一個周期，景氣周期與宏觀經濟、下游應用需求以及自身產能庫存等因素密切相關。巨頭們為了能更好的把控市場，在下游的設計公司、代工廠、品牌商、渠道、零售、消費者各個環節層層布局，有專門的團隊負責和相應的政策支持。在產業鏈整體管理上，市場預測，原材料購買，生產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定，減輕半導體行業周期的影響，業績持續增長。

　　這種超長周期的產品操作，不僅對于研發、生產等環節提出極高要求，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，這基本上已經大大超過絕大部分中國公司管理決策水平的極限了。