| “如不東進，唯有沉淪。（Either go east or go south） ”石豐瑜重提李力游在全球半導體聯盟（GSA）峰會上的名言，身為楷登電子（Cadence）亞太區總裁的他對此感受頗深，以Cadence為例，近年來亞太區已成為其營收增長引擎，而中國市場的表現在亞太區又最為出色。“從國外來看，不管是產業基金還是風投，都對半導體與IC設計失去興趣，只有在中國欣欣向榮。”石豐瑜說道。
市場重心持續東移，中國勢力試圖崛起，先進工藝工程費用越來越高，再加上智能手機之后被寄予厚望的新應用對半導體市場增長貢獻有限，國際上頗為成熟的半導體產業迎來了大并購時代。繼2015年收購金額創歷史記錄之后，2016年國際并購走向更深層次，各細分領域領頭羊紛紛被收編，從百花齊放到幾家爭雄的趨勢很明顯。
與國外半導體從放到收、聯合卡位以防止新勢力顛覆舊格局不同，中國半導體遍地星火、各舉旗幟，一如所有仍處于新生階段的事物一樣，生機勃勃而又野蠻無序。
尋找第四極
中國集成電路產業主要集中在長三角、珠三角和環渤海地區。設計業更典型，主要集中在深圳、上海和北京，2016年這三座城市IC設計業銷售額預計都將超過300億人民幣，加起來占全國比例超過70%，而排名第四的無錫僅有60多億，西部排名第一的成都預計為38億，集成電路產業中西部凹陷的格局確實存在。
IC設計業城市排行榜
不過中西部增速最為迅猛，根據中國半導體協會IC設計分會理事長魏少軍的報告，2016年中西部地區設計業預計增長率預計為74.83%，是全行業平均增長率23.04%的3倍以上。從全國集成電路重點城市來看，除了上一輪發展中遭受過挫折的蘇州與無錫異常沉寂之外，各地在政策、資金與配套措施支持上都非常積極，尤以從顯示屏產業得到甜頭的合肥最為突出，其設計業增長率達到驚人的872.46%。
長沙增長率也達到了431.40%，正準備上市的國科微電子就頗具這座城市的特色，作風潑辣、攻勢凌厲，近幾年在衛星電視與安防監控領域都取得了很好的成績，并開始布局Wi-Fi和GPS產品，以及市場前景頗為廣闊的固態存儲器控制器（SSD Controller）。
國科微電子總裁助理隋軍
“SSD控制器既屬于國家產業政策導向，又符合存儲技術發展趨勢，目前國科的SSD產品主要還是面向信息安全領域，未來肯定會走到消費類。”國科微電子總裁助理隋軍說道，“我們是大基金投資的設計企業，武漢新芯也是大基金投的，等武漢新芯閃存量產以后，我們之間會有更多的機會來做產業整合。”
隨著京滬深企業運營成本越來越高，回報周期長、利潤率并不高的集成電路企業如何在這三個城市生存壯大頗考驗經營者調配資源的能力。據與非網了解到的信息，在海思與展訊這樣的國內一線設計企業里，部分京滬深年輕研發人員工作三五年以后只能選擇去二線城市發展。中小型的企業更只能或主動或被動地去超級城市之外的區域尋找機會。
大基金到目前為止尚未對上海和深圳的設計公司進行投資（展訊被紫光收購以后，算北京企業）。華芯投資副總裁高松濤給出的解釋是上海企業多數構建了境外股權結構，大基金只支持國內企業，所以不能投資；深圳企業喜歡追逐熱點，缺乏長期布局，與大基金培育各領域世界級企業初衷不符，所以不愿投資。但京滬深高昂運營成本所帶來的投資風險，未必不是大基金對滬深企業比較謹慎的原因之一。
當然，作為資本密集、智力密集的行業，京滬深也有其他城市難以比擬的優勢：人才集中、資本市場活躍、產業鏈配套完善。作為國家重點發展產業，京滬深也不想讓集成電路產業資源外流，在建設開發中的中關村集成電路設計園就是北京集成電路產業布局中的關鍵落子。
中關村集成電路設計園董事長苗軍
中關村集成電路設計園董事長苗軍告訴與非網，中關村設計園明年年底交付，計劃入駐200家企業，其中包括5至8家世界頂級IC設計企業。“北京對集成電路產業的布局是‘北設計、南制造’，中關村設計園立足于北京，努力把高校與科研院所資源密集的優勢發揮出來，綜合人才、智力資源、資金與項目等各方優勢，把中關村設計園建設成為有世界影響力的專業園區。”苗軍強調，在園區產業發展方向上，中關村設計園承諾20年內都將專注于集成電路行業。
雖然京滬深對集成電路產業支持力度不弱于其他地區，但幾十年來半導體產業從高成本區域向低成本區域轉移的趨勢還是非常明顯，中國也需要三強之外的第四極來促進產業均衡發展。從政府支持、人才狀況、產業配套與發展潛力來看，與非網分析師王樹一更看好南京、武漢與合肥三地。按國家集成電路產業發展規劃，十三五末期全行業銷售額要達到9300億元以上，根據設計業、制造業與封測業4：3：3的比例來算，設計業產值要達到3700億元左右，是2016年產值的2倍以上。要實現這一目標，五年內新增的設計業規模破百億城市應該不止一座，第四極花落誰家值得期待。
大冒險時代
雖然中國半導體增速比世界平均增速高很多，但由于基數太低，自給率改善并不明顯。國家集成電路產業投資基金總裁丁文武在9月份曾提到，2016上半年集成電路進口金額已達1400億美元，在人民幣貶值的大背景下，2016年中國集成電路進口金額極有可能創歷史記錄。
除了集成電路進口金額全球最高，中國半導體至少還有三最：新增IC設計公司數量全球最多，新增晶圓制造產能全球最多，大陸上市半導體公司市盈率全球最高。
根據華登國際副總裁王林總結的一張表，在香港與臺灣上市的 IC設計公司，只要更換到大陸來上市，市值輕松就達到現在的３至５倍。超高市盈率固然與大陸資本市場整體估值較高的現狀有關，但無限的市場潛力、尚未固化的行業格局與政府要發展好半導體的決心使得在大陸上市的企業安享現在的市盈率，在未來幾年大陸或許也將是半導體產業唯一還存在的冒險家樂園。
臺積電南京總經理羅鎮球
大陸半導體產業的多樣化讓臺積電都覺得有些不可思議。 “就CPU來說，有做ARM（架構）的、有做MIPS的、有做Power PC的、有做PR RISC的，甚至還有做SPARK CPU的，就我看來中國CPU遍地開花，是全世界最紅火的地方。”臺積電南京總經理羅鎮球告訴與非網記者，為了應對中國客戶對處理器的多樣性需求，臺積電有一組人專門為處理器開發了高性能工藝。
工藝路線是另外一個案例，先進工藝在28納米節點分野以后，業界就一直存在FinFET與FD-SOI的路線之爭。由于臺積電和英特爾一致選擇了FinFET工藝，所以到目前為止FinFET工藝的生態要遠好于FD-SOI工藝，但FD-SOI工藝并非毫無機會，若想迎來轉機，FD-SOI工藝能否爭取到中國設計公司的支持至關重要。
作為FD-SOI工藝的堅定支持者，芯原創始人、董事長兼總裁戴偉民認為，FD-SOI工藝的三個特點非常適用于物聯網應用。首先是低功耗，物聯網多數是游牧式應用，簡單非頻繁的上下游交互場景并非時刻需要高性能，FD-SOI獨有的體偏壓（body bias）特性可以在滿足峰值性能的基礎上最大程度降低功耗；其次FD-SOI工藝更容易集成射頻工藝，“FinFET不是不能做，但要花很多力氣去做，蠻頭疼的”；第三是FD-SOI可集成嵌入式閃存。在戴偉民看來，一方面FD-SOI工藝天生適合物聯網應用對芯片的要求，另一方面大陸在晶圓制造方面落后太多，FD-SOI工藝是差異化取勝的途徑之一，“我真的看好FD-SOI，這是一個機會。”
芯原創始人、董事長兼總裁戴偉民
但羅鎮球不這么看，他表示FD-SOI工藝只是一個過渡產物。“我們評估過很多次，一看再看，還是覺得我們不會做FD-SOI。這種工藝做不贏我們的FinFET。”羅鎮球進一步指出，無論是技術指標還是經濟規模，FD-SOI工藝都不占優。“16納米已經建了三十多萬片（每月）的產能，FD-SOI說先建2萬片，這樣的規模肯定沒法和三十幾萬的去比。一是技術不占優，一是經濟規模不夠，兩條加起來那條路就很難走，而且FD-SOI的成本也不低，SOI硅片就比普通硅片貴很多”
聯華電子中國銷售資深處長林偉圣
雖然暫無計劃發展FD-SOI，但聯華電子（簡稱聯電）中國區銷售資深處長林偉圣也不認為FinFET工藝適合物聯網市場。“物聯網最重要的是把成本降低，光照費用與掩膜費用要足夠低才能支撐做物聯網這種碎片化的應用。沒有必要一味提高工藝，物聯網其實并不需要FinFET，聯電的物聯網平臺會專注在40或28納米的超低功耗工藝。”
除了技術架構與工藝路線之爭，各大晶圓廠也紛紛開足馬力擴充產能，自2015年以來，聯電廈門新工廠與臺積電南京新工廠相繼動工，中芯國際市場資深副總裁許天燊在接受完采訪后馬上飛回上海去參加中芯國際擴充12英寸線的開幕儀式，“我們的產能利用率一直處于高位運行，平均在98%以上。今年以來產能緊張的現象愈發嚴重，作為一個純代工廠，我們對客戶的承諾便是擴充產能。”
中芯國際市場資深副總裁許天燊
日前中芯國際擴產計劃已經公布，上海12英寸線（14納米FinFET工藝）產能規劃為7萬片，投資高達675億元，天津8英寸線也將擴充至全球單體最大8英寸生產線，月產能擴充至驚人的15萬片。
碎片化市場
這一波產能擴充大冒險對晶圓廠是福是禍還待時間檢驗，因為要填滿這些規劃產能，需要有新應用接棒智能手機成為半導體市場增長新引擎，還沒有幾家大半導體公司在四分五裂的物聯網市場討到便宜。
“物聯網總的很好，但分開每個應用都不怎么樣。為一個物聯網應用開一顆芯片，工程費用都收不回來。”戴偉民這樣說。
林偉圣也指出，物聯網標準多，各種產品規格也一直在變。“特性就是產品設計多元化，不像手機也或者PC，動輒上億的市場，物聯網單品年出貨量能上千萬就不錯了。”
“大疆年銷售額100億人民幣，換算成出貨量大概是250萬臺，”以大疆為例，摩爾精英首席執行官張競揚算了一筆帳，“按一片晶圓出5000顆芯片來算，大疆的主控芯片一年只需要500片晶圓，晶圓代工廠對這樣的客戶該怎么歸類呢？而這已經是無人機市場最大的客戶了，大疆無人機全球市占率約為80%，所以半導體行業如何支持這樣的市場值得思考。”
摩爾精英首席執行官張競揚
最為物聯網芯片架構市場最成功的公司之一，ARM對物聯網的碎片化感觸更深，ARM全球執行副總裁兼大中華區總裁吳雄昂告訴與非網:“物聯網的領域非常分散，分裂的應用場景提供的數據既不夠標準化，也不夠全。”
將數據變現是物聯網商業模式中最重要的一環。明導國際（Mentor Graphics）董事長兼首席執行官Wally Rhines認為，數據流向決定了資金的流向，在物聯網時代，誰擁有更多的數據，誰就能創造更多的價值。
但目前數據變現渠道并不通暢。筆者認為原因之一是此前在數據變現方面經驗豐富的電信運營商參與較少，沒有強力運營商的數據渠道建設，實現數據變現無異于緣木求魚。隨著NBIoT標準的推出，以及軟銀等運營商的強力介入，這一現象或可改觀。
吳雄昂對改變物聯網碎片化現狀充滿信心。他說：“沒有標準化的數據非常難用，怎么樣把這種分散的應用做成一個可以使用的數據是最大的挑戰。如果我們能夠在標準化結構方面做一些工作，就可以把人工智能推進到更高的節點，以后就會有新的應用出來，我們的增長也會繼續。”
ARM全球執行副總裁兼大中華區總裁吳雄昂
設計業之困
極為昂貴的工藝與超級復雜的設計再加上永遠嚴苛的開發周期，使得能夠跟上工藝進步的設計公司越來越少，無晶圓模式面臨困境。
“做16納米或更先進節點的芯片要有心理準備，先準備好足夠的硬盤，因為一個版本往往就有好幾百G（字節）、將近1個T（字節）的設計數據，”華大九天首席技術官楊曉東說，“大數據不止應用在互聯網領域，在我們芯片設計里大數據應用也非常多。只是打開幾百G的版圖數據就不容易，還要在里面做分析與處理，這對EDA工具的挑戰非常大，而這對我們來說就是機會。在大版圖數據處理技術方面，華大九天是世界紀錄保持者，我們的產品已經幫助很多設計公司解決了海量數據帶來的困擾”
華大九天首席技術官楊曉東
“現在后端驗證不像以前一樣簡單，而是非常復雜。”Mentor Graphics全球副總裁兼亞太區總裁彭啟煌（Danny Peng）認為，越是先進工藝，設計公司越要想辦法降低流片風險，對設計公司來說重新流片的時間成本比流片費用更難以承受
Mentor Graphics全球副總裁兼亞太區總裁彭啟煌
石豐瑜也將設計公司遇到的困難視為機會。“芯片還在跟隨摩爾定律走，晶體管越來越多，系統越來越復雜，以前不會遇到的問題現在都遇到了，以前不需要自動化的流程都必須自動化了。”
Cadence全球副總裁兼亞太區總裁石豐瑜
芯片系統復雜化的另一個表現是應用軟件開發占比越來越高，而為了滿足上市時間，等芯片回來以后再設計軟件的方式早就不適合現在大規模系統級芯片（SoC）開發。新思（Synopsys）全球副總裁兼亞太區總裁就林榮堅強調了把設計重心向前挪的重要性，“我們調研的結果，以18個月的IC設計來算，系統設計調試平均需要9個月時間。看起來一半的時間分給系統設計，應該很充裕，但實際上很多公司都認為這個時間不夠用。”
Synopsys全球副總裁兼亞太區總裁林榮堅
上市時間成為每家芯片公司的魔咒，但三星Note 7爆炸事件絕對給電子公司都敲響了警鐘，無論開發周期多么緊迫，系統設計安全始終是第一位的。彭啟煌就認為，系統分析一定要做完整，而良率正是EDA公司的價值所在。
除了設計公司所面臨的普遍困難，魏少軍的報告中也總結了中國企業所面臨的特殊困難：主流產品水平不高、核心產品差距巨大、總體實力仍然較弱、升級換代嚴重依賴工藝與工具、企業價值虛高。
取勝之鑰
雖然困難重重，但辦法總比困難多。
在EDA工具的幫助下，即使系統復雜度呈現指數型增長，設計公司總還是能在系統性能、開發周期與良率之間達到平衡。利用平臺架構工具，設計公司可以在概念設計階段就進行行為級的仿真；通過硬件仿真與軟件仿真工具相結合的方式，設計公司在流片前就可以進行軟件開發；利用更完備的后端驗證平臺，將最先進工藝的流片風險降到最低。
先進工藝的開發成本并沒有嚇住大陸的設計公司。“16納米剛出來時，有人說只有華為海思玩得起，我們就在后面看著吧，結果現在一家一家都跳進來了。因為他們發現不跟不行，看準了市場就要想辦法籌錢跟進。”雖然先進工藝不愁沒人用，不過羅鎮球強調，臺積電還在想各種辦法降低客戶進入先進節點的門檻。
楊曉東也表示，從華大九天掌握的數據來看，10納米工藝全球已經有20幾家準備流片，這些都用到了華大九天的時序收斂工具。
在諸多領域的全球市場上取得了突破是國內一批設計企業開始擁抱先進工藝的原因。中國設計公司取得的成績在魏少軍教授的報告中已有很完整的總結，此處不再贅述，僅以國科微電子和銳成芯微的例子來說明一下。
在直播星市場，國科的份額已是全球第一，安防監控領域增長速度也非常快，中低端網絡攝像頭（IPC）芯片國科搶了海思不少市場份額，其第一顆H265（一種視頻編碼）產品也將瞄準安防監控應用。隋軍認為，隨著安全監控領域對像素要求的提高，H265的普及將迎來一個臨界點。“像素上到300萬，傳輸帶寬與存儲壓力會增長好幾倍，H265對H264的優勢就會體現出來。”
市場傳聞國科在價格戰中非常強硬，隋軍卻不這么看，“國科產品定位原則是走性價比，不完全殺價。我們會和客戶溝通，到底哪些才是客戶最需要的功能，把客戶實際不需要的功能拿掉以后，我們就能以最合理的成本給到客戶。”隋軍認為價格戰是不歸路，現階段主要競爭對手也不是海思。“我們還處于聯手海思把海外廠商趕出去的階段，因為從整機角度來講，全世界的安防機器基本都在中國生產。”他補充說。
銳成芯微副總經理向建軍
來自成都的銳成芯微則毫不避諱價格戰，副總經理向建軍稱幫助設計公司降低成本就是銳成芯微的核心競爭力。該公司的殺手锏是超小面積的模擬IP，向建軍告訴與非網，銳成芯微的很多模擬IP面積只有常規設計面積的幾分之一，采用其模擬IP的設計公司在成本上會獲得很大優勢。“比如我們現在幫客戶做的一顆芯片，客戶原先的設計在一片晶圓上可產出4200顆裸片，把模擬部分全部換成我們的IP以后，一片晶圓就變成9800顆裸片（由于單顆裸片面積變小了一半多），這樣客戶用其競爭對手的成本價格去銷售還能有足夠的利潤。任何一種芯片面積和銷售價格下降都與技術更新相關。”
向建軍認為，創新來自兩個方面，一個是市場發展需求，一個是成本壓力。有創新才會有更便宜、更好用、更適應時代發展的產品出現。
有中國這樣大的應用市場做支撐，無論是國科還是銳成芯微，只要找準市場定位總會覓得生存空間。
若從整體來看，中國半導體產業的生存空間在拓展，但也迎來了更多的挑戰。無論是國際巨頭抱團擠壓，還是歐美政府對中國資本并購增加限制，都屬于外部壓力，遲早要來。
內部而言，在追求發展速度的同時，中國半導體也須警惕自己急于求成的心態，2016年是鋪攤子的一年。很多制造項目正式啟動，各地集成電路園區招商熱情火上澆油，一年新增626家設計企業更是引發眾人議論。對此我曾非常擔心，這種急于求成心態在未來某個階段會對產業發展造成很大的傷害，但羅鎮球的一番話讓我豁然開朗。
他說：“臺積電不是樂觀派，也不是悲觀派，我們是執行派。為什么會有亞微米（sub-micro）？就是因為從1微米時代就有人講摩爾定律走不下去，更新換代速率要變慢。你不做怎么會知道走不下去？我們先做了看看，如果做不下去我們就投入更多的人力，用各種方法去試，這樣一步一步跨過來，回頭去看1微米輕而易舉。所以我覺得不要對摩爾定律將來如何做太多預測，因為市場經濟里自然會調試出一個大家都能接受，而且大部分都能獲利的增長方式。”
中國半導體要做的就是執行派，既不畏難退縮，也不輕敵冒進。 |
