02 電子芯片貿易如何收美金的(鈦資本研究院：全球產業鏈重構下的芯片機遇)

模式，也就是只做芯片設計。

在上個世紀，很多芯片公司都要自己做設計和生產，隨著臺積電代工模式的出現產生了一種模式叫Fabless，或者說叫IC design house，這些公司只做芯片的設計，而把生產交給第三方公司做代工。

2017年Fabless公司Top10榜單，十家公司中六家來自美國，一家來自新加坡，一家來自臺灣地區，兩家來自祖國大陸（華為的海思和清華下的嘉瑞集團），而歐洲和日本在榜單上都出局了。再考慮到博通把總部遷移到美國，那就意味著美國占了七家，比例非常驚人。其中比較看好的是海思，海思在2018年的營收將近74億美金，之前有看法說如果海思的營收在2019年能保持20%的增幅，有可能超過圖一中的NXP，不過在現在的形勢下這個挑戰的難度大大增加了。

從2000年左右到現在，國內的芯片雖然是高 科技 行業，卻是以中低端產品為主。國內芯片公司被戲稱為“一代拳王”，就是說憑借某一款產品盛極一時，卻缺乏持續引領市場的能力。比如，2000年左右全世界MP3里的芯片基本都來自中國南方的一家公司，但當MP3市場萎縮后，該公司就很難找到下一類別的市場。

好的消息是，國家對芯片產業很重視。不僅給予國家級科研支持，像“863計劃”和2001、2002每年幾十億的專項投資，還從產業基金方面給與了很多支持。2014年，國務院發布了《國家集成電路產業發展綱要》，奠定了未來集成電路的戰略發展方向；同年9月，在工信部和財政部的指導下，設立了國家集成電路投資基金股份有限公司，被稱做“大基金”。大基金參與方都是國內比較有實力的企業，一期的募資總規模1300多億元，超募了原定目標的15%。基金所有權為基金電路產業投資股份有限公司，采取了市場化機制的管理模式和公司制的經營模式，跟以往的政府項目補貼模式有本質不同。大基金的一期從2014年到現在將近五年的時間，拉動作用顯著，現在已經開始啟動大基金二期，募資規模將要超過一期且投資方向也要圍繞國家戰略和新興行業進行規劃，比如智能 汽車 、智能電網、物聯網等等，盡量向裝備材料業給予支持。

芯片產業鏈中主要的環節如上圖所示，最上方是用戶，既可以是ToB用戶也可以是ToC用戶。比如既可以是運營商使用的5G設備，也可以是一般消費者使用智能手表或智能家電等等。在用戶下面有系統解決方案的提供商，像做智能手機的企業會有兩方面的需求：一是硬件供應商，主要指芯片的供應商；二是軟件供應商，比如智能手機需要AP和基帶的供應商。封裝測試很重要，像安卓從芯片系統商拿到是封裝和測試后的。封裝和測試在整個產業鏈里門檻不是最高的，中國有很多工廠做得不錯，像長電在全球排名不錯，它的芯片主要是做封裝測試，芯片本身由代工廠制造，包括TSMC、三星、中芯國際等公司。

芯片代工廠的需求包括：第一，根據芯片設計公司的設計文件，生產制造芯片；第二，無論是芯片設計還是芯片生產都需要技術支撐，像EDA工具和IP模塊，不僅存在于芯片設計公司的上游，還會與芯片代工廠有技術溝通和合作。比如代工廠需要做7nm工藝的研發，就要跟EDA工具提供商如Synopsys溝通確認，其工具能否支撐7nm的設計，甚至需要共同開發。開發IP模塊，也要確定其是否能夠在7nm上正確實現功能和性能，這可能要幾方合作。甚至對于CPU，芯片代工廠提供給客戶的不僅僅是CPU的設計，還要跟代工廠共同開發針對此CPU可能會用到的特殊基礎庫，沒有基礎物理庫，CPU、IP也無法在客戶最終系統級芯片里正確使用。

芯片代工廠的上游是TSMC以及國內的中芯國際。它們也有上游，比如光刻機90%以上由荷蘭ASML提供。整個芯片生產線牽扯到的設備非常多，其中技術門檻最高的是光刻機，還有其他設備比如離子注入、蝕刻等等。除了設備之外，芯片代工還需要準備芯片生產過程中的耗材或原材料，比如所有的芯片最終都要做到晶圓上，包括每個工藝節點上要做光刻還需要有光刻膠等等原材料，都需要供應商。所以，芯片產業鏈條中的環節非常多，欠缺了任何一個環節，鏈條就會被打斷，無法實現。

結合中國目前的現狀，上圖中用白色標出來的是不需要擔心的。中國是全球最大的市場之一，最不缺的就是用戶了。封裝測試在中國也有不錯的基礎，芯片設計雖然在排行榜中排前十的不多，但至少有一兩家公司。

其它的方面可能比較讓人擔心。軟件算法方面，像操作系統OS、專用軟件、底層數學庫等大部分都受制于美國。EDA工具和IP模塊幾乎完全受制于美國。前兩天對華為的制裁開始后，幾家EDA公司比如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics三巨頭，都已經切斷向華為的供應，不僅不再給華為提供技術支持，也不做軟件更新。IP模塊中，排名靠前的IP公司也以很快的速度說停止對華為的支持。

上圖是IP公司的榜單。這些IP公司幾乎全部來源于美國或受制于美國。排名第一的是ARM公司，原來是一家英國公司，后來被日本的軟銀集團收購了，但它也要受制與美國，所以所謂禁令出來后，很快就停止了與華為的合作。排名第二、第三的兩家公司是EDA三巨頭中的Synopsys、Cadence，都是美國公司。Ceva是一家以色列公司，雖然不是美國公司，但是美國的盟友。Imagination公司原來跟ARM一樣是一家英國公司，在2017年被中國的資金完全收購了，所以目前在所有權上完全屬于中國資金所有。同時技術也不來源于美國，因為在被中國國資收購前，把所有的美國技術全部剝離出去了，所以目前不用擔心這家公司。

IP公司主要分成兩類：第一類主要是處理器IP，像CPU、GPU、MPU、DSP等等，比如ARM是移動端的CPU，包括手機、 汽車 電子等等；另一類是接口IP，比方設備都會用DDR的memory接口，像PCIE接口、USB接口等等。

上邊說的是芯片設計的上游，芯片設計的下游對于解決方案來說非常關鍵的是軟件公司，特別是對于處理器來說。有些剛開始做芯片相關投資的投資人，可能經常會忽略掉這一點，芯片公司的軟件實力經常是決定一家芯片公司能否成功的關鍵。很多號稱做AI處理器、硬件芯片流程的公司，前端、后端、市場、融資都有大咖壓陣，但是團隊里居然沒有一個軟件大咖。如果這個芯片公司是與軟件公司一起合作或由軟件公司投資定制的一款芯片，那可能還好，但如果這家芯片公司獨立地往市場上推，可能經常用戶都找不到它。

芯片面臨的另個問題就是人才和資金的缺口十分巨大，雖然中國在這方面持續投入了很多年，但是目前來看可能還是不夠。2018年，中國電子信息產業發展研究院（CCID）和工業和信息化部軟件與集成電路促進中心（CSIP）聯合發布了《中國集成電路產業人才白皮書（2017—2018）》，提到了中國集成電路人才缺口大概30多萬，這個數字值得玩味。

十幾年前就開始說，中國集成電路每年的人才缺口大概有幾十萬，很多專家、學者、大咖一直在呼吁，很多高校也都開設了芯片設計相關的專業，每年培養出了很多的人，為什么人才缺口持續一直是這樣的狀態？白皮書中也有分析，每年培養出來的人才，八成左右在畢業后轉行做互聯網或金融，因為從事芯片設計行業賺不到錢。芯片設計打工者賺不到錢倒不是因為芯片設計的老板比較摳門，而是芯片設計公司的老板自己也沒賺到錢。

為什么？因為芯片設計行業的特點就是投入非常高，一次流片可能就是幾百萬，如果比較新的工藝10nm、7nm，投入的量級可能不變，但單位變成美元，而且一次流片還不一定成功，甚至兩次流片都不一定成功。除了流片費用，還有EDA費用、IP的費用、員工養家糊口的工資，這些投入非常高昂，而且一個芯片項目基本周期是一年半左右。因為周期比較長，投入比較大，同時還有非常高的風險，一年半前定好的產品需求，即使流片一次成功，到上市時能否滿足市場需求，就要在一年半后上市時才可能確切的知道。也由于這方面的原因，民間資本非常不愿意進入芯片行業，其財務回報率IRR等指標，相對于大規模的創新互聯網公司也不好看。

所以如果考慮向芯片業進行投資，可能要做好與團隊進行長跑的心理準備，很難像互聯網那樣一兩年就獲得比較理想的或至少是比較明確的回報。還有在開始時，公司很難從技術上就能做出一個判斷，很多情況下要看選擇的團隊和團隊的技術積累和技術能力如何、團隊的市場潛力、團隊之間是否能長期合作共事等更加重要的指標。

在芯片產業中，除了IP、EDA和代工廠等實體組織外，還有一些環節非常關鍵，比如標準。像WIFI聯盟、藍牙聯盟等等行業組織，先是取消華為的成員資格，幾天后又恢復了華為的成員資格，雖然這是一場鬧劇，但還是讓人揪了一把汗。還有IEEE學術組織，也在美國政府禁令的影響下，對華為進行了一些限制，后來又放開了。對于標準，可能有人認為標準制定后就是公開的，照做就行了，不是標準制定委員會的成員也沒什么關系，這就想簡單了。需要參與標準的制定有兩點因素：第一，每家公司技術的積累和布局是不完全一樣的，參與標準的制定有利于讓標準向自己更擅長技術方向上去傾斜，這非常重要——有句話是“三流公司做產品，二流公司做專利，一流公司做標準”；第二，如果不能在早期參與標準的制定過程，可能就很難在早期深入了解、獲得標準的發展方向，從而很難制定一個三年或更久的產品規劃圖。作為一個芯片公司在與客戶溝通時，沒有一個清晰的產品規劃路線圖，客戶的信任可能就打折扣，對企業未來打一個問號。而且各家公司的技術積累的方向也可能不完全一樣，如果能夠使標準更加傾向自己積累的方向，那么技術公司就能夠獲得更好的領跑優勢。

前面進行的很多分析可能有些偏悲觀了，但是其實我們也不必過分悲觀。之前的一段時間可以看到一個趨勢，芯片產業在國內的發展非常明顯，特別在2014年國家的“大基金”推出后，芯片設計公司的數量幾乎翻了一番還多，大幅增長。

在中國，政府的指引非常重要，一定要關注。在第一期大基金的工作中有一個餅圖可以看到投資的重點，65%投資了制造方面，因此像中芯國際這些年的進步非常明顯，雖然距離臺積電或三星還有代差，但是對于大部分芯片公司所針對的中端用戶差不多可以了。

大基金已經開始了第二期，募資規模將會超過一期，而且將圍繞國家的戰略和新興行業進行投資，并且盡量對裝備材料給予支持。在第一期中，設計方面的投資大概17%，在二期應該會明顯對設計公司加大比例，同時設計公司相對來說在芯片產業里，與制造相比算是花費少的，所以應該會有更加明顯的拉動。大基金二期目標是募集1500億元人民幣，這方面在未來可以期待很大的支持力度。

國家花大力氣支持芯片產業有一個根本原因，中美博奕不是針對一家公司，中美兩國博奕也不能再用過去的眼光考察了，根本是誰能夠占領 科技 發展的制高點。所以針對國內的企業，從去年的中興、福建的晉華，到目前的華為，接下來大疆、海康等AI四小龍等等，可以看到打擊的目標都是高 科技 企業，所以這戰爭是不是場持久戰？像華為可以通過囤半年或一年的貨，用自有備胎從容應對就可以嗎？

如果真的是兩國博奕，要占領未來 科技 發展的制高點。若僅有設計公司，芯片設計的部分是完全不足以支撐的，像芯片的上游EDA、IP，還有芯片的代工、代工廠的上游，完全都在別人手里，想要把產業鏈重新連起來，里面相當多的環節都要重新開始自己建設，國內雖然也有EDA公司，就算不是重新開始也是從一個非常低的起點開始。

上圖分析在幾個方面中國與世界水平還差多少：封裝測試方面不用特別擔心；在設計方面，基本上具備了終端方面設計的能力；在代工方面，由于投入巨大，需要一定的時間。這些方面目前有差距，但是差距既是挑戰，對從業者來說也意味著機遇。在迎接這些挑戰中，需要遠離浮躁，

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