上下游廠商看中國IC設計業特點

摘要：上下游廠商從各自的角度，對中國IC設計業的發展和一些現象進行了分析和解釋。本文網絡版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/192730. htm

關鍵詞：fabless；代工；中國市場；智能手機；芯片

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.12.005

中國市場非常樂觀

新思（Synopsys）科技有限公司總裁兼聯合首席執行官陳志寬說，中國市場的統計數據很好[1]，我們對中國半導體行業非常樂觀。但全球的商業和技術都面臨很大挑戰，各種制程的設計都有，例如14/16、20/22、28、32、40/45、65、90、130nm等同時并存，因此很復雜。

TSMC中國業務發展副總經理羅鎮球說得很繞彎，全世界半導體增長的比例高于GDP的增長，晶圓代工高于半導體，TSMC高于代工，中國成長高于TSMC。

格羅方德（Globalfoundries）半導體科技（上海）有限公司大中華區副總裁陳若中稱，中國業務發展非常快，超乎人們的想象，大家都非常樂觀。最近幾年中國的設計水平與國外的差距已經接近1.5代了——以前設計公司跟國外相差兩代左右。現在美國一流大廠用28nm，本土40nm的正準備進入或者已經進入28nm。所以腳步跟得非常緊。包括不久前格羅方德跟福州瑞芯微電子有一個新聞發布，瑞芯微已采用格羅方德的28nm工藝進行量產。

聯華電子（UMC）副總經理王國雍指出，2013年UMC加和艦，在中國的營業額成長率是80%。不僅是AP（應用處理器）和BB（基帶），還有模塊和外圍產品業績也較好。

Cadence設計系統有限公司副總裁兼中國區總經理劉國軍說，Cadence今年在中國的IP業務成長翻了一番。未來，中國的半導體業將會迎來新的高潮。

同質化的是與非

一些行業，例如平板芯片業的企業是否太多？TSMC的羅鎮球說，我受的經濟學的教育就是市場經濟，我覺得任何一個產業如果競爭者太多的話，它一定會收斂，收斂完變得很少之后又會再變多，這是一個自然規律，是供需的問題。多了，擠了，做不下去了，自然有人會整并，整合后利潤高了，又有人會跳進來。這是一個市場的規律，我不會覺得數量的多寡有什么特別的意義。

那么，如何避免同質化？羅鎮球認為每一家企業，或者每一個國家/地區進入一個產業都要經歷一個過程，如果要把模仿當一個起點，這也無可厚非。就像寫書法，你要先把顏真卿、柳公權的字拿出來練一練，之后你才能自己寫。至于應該多長時間后自己創新，因公司而議，也根據項目的難易程度、未來要做多大有關。但如果你公司成立的宗旨就是要臨摹，那就很麻煩了。

那么，是不是都是一樣的設計流程、IP和代工廠，做得就都一樣呢？Mentor Graphics全球副總裁兼亞太區總裁彭啟煌給了一個形象的比喻，例如做皮鞋，都是人工的，質量和價格也有很大差別，LV（路易威登）的牛皮鞋上萬元，中國工人做的也許是幾百元。現在，Fabless（無半導體生產線的設計企業）業確實需要更細的分工，已經沒有辦法一個人把每件事情都做得很好了，多利用標準化，希望客戶在形成最大差異化的方面下功夫。例如同樣是Android操作系統和3G制式，小米手機就有辦法殺出一條路。可見，你只要稍微有一些不同就可以突圍。另一個角度，例如三星的芯片，用自己的晶圓廠tape out（流片），效果一定是比較好的，因為設計和工廠的關系非常緊密。

兩岸的對比和融合

格羅方德的陳若中說，中國大陸IC（集成電路）設計業非常有特點，前十大有7家是主芯片，還有2家是智能卡，1家是CMOS圖像傳感器。這和中國臺灣有很大不同。臺灣前十大的芯片，MTK（聯發科技）是主芯片，其他幾乎都是外圍芯片，例如四家是顯示驅動器，一家Nand-Flash控制器。主芯片對工藝、性能和品質會比較高，推出的速度也要比較快。

前十大公司比較中，從營業規模上看，臺灣營業額是大陸的3～4倍。但是對格羅方德來說，大陸與臺灣客戶的營業額相比是1：2。“中國明年會成長得更快。大陸與臺灣的距離會越來越縮短。”

ARM大中華區總裁吳雄昂介紹道，2013年中國大陸會出貨10億個ARM核，臺灣與大陸的出貨量差不多。從宏觀來看，所有臺灣科技產業基本上做得很成功的無外乎搭了兩趟車，一趟就是移動的車，一趟就是中國市場的車。再往下需要海峽兩岸的市場、文化上更加融入和結合。“將來探討深入的結合，這是我們需要做的。”因為從全球格局來看，再往下是產業鏈整合的問題。

代工廠能服務的公司越來越少？

一種觀點認為，到20/22納米以下時，代工廠服務的fabless會越來越少[2]？TSMC的羅鎮球認為會發生一個自然的整合，因為20/22nm這種大規模的設計，事實上客戶數量也少了，不過每家可集成的晶體管數目變多了。以前一個基帶芯片外還有一個wifi芯片；PA（功放）是三個，現在是二個，未來會是一個。

小企業的出路

目前我國fabless企業數量逐年增多，2013年已經632家[1]，比2012年的569家擴大了63家。TSMC的羅鎮球分析認為，這和中國經濟的蓬勃發展有關，實際上半導體業現在跟GDP的關聯性其實蠻大的，而以前是以電腦業為主要驅動力的。目前看來，中國GDP扮演的角色越來越重要，因為做出的產品要有人去買，要有購買力。

不過，Cadence公司的劉國軍指出，小公司以后的生存較難，因為別人在合并，你想生存，合并也許是個選擇。另外，設計開發的成本越來越高，做出來的產品要賣到一定的量才可以，所以一般小實力的公司需繼續做下去可能比較艱難。

比較現實的案例是，今年很多做手機芯片的廠商現在開始進軍平板電腦市場，像Marvell和聯芯、MTK和高通，他們有BB（基帶），也做AP（應用處理器），這對傳統的AP公司帶來挑戰，因為從AP走向BB會比較難。不過，芯原股份有限公司董事長兼總裁戴偉民博士認為，除了并購這種方式之外，還可以合作共贏。“合作一定要心態比較好。我們有時候也會促進一些產品互補的企業進行合作，將各自的設計放在一個封裝里，共同來滿足特定的市場需求。”

AP廠商是否會被模塊廠商吃掉？

ARM大中華區總裁吳雄昂認為AP廠商還會有一定的生存空間。盡管會有相當一部分平板AP市場會被帶移動模塊的吃掉，但這并不會對原有的AP廠商產生致命的威脅，原因是帶模塊的份額必竟是比較少的，會達到百分之二三十，但不會達到百分之六七十。因為平板和手機是兩類明顯不同的渠道，一個是數碼類的，一個是手機類的，渠道的利潤率等差異也很大。另外從技術角度來看，當然從模塊向AP走的人比較多，現在成功率比較高；但過去歷史上也有逆襲的，例如RDA（銳迪科）原來是做RF的，把模塊吃掉。

手機爆發 “核戰爭”好嗎？

ARM吳雄昂風趣地說：和平是好的，任何戰爭都是不好的。但為何消費者很喜歡“核戰爭”？吳雄昂從消費者的心里進行了分析。這件事情要分兩方面來看，最好的例子就是買車，買4缸、6缸汽車的有幾個？說實話，你真的很需要6缸嗎？其實不需要，但是很爽嘛。這恐怕就是4核、8核出現的原因。

對消費者來講，如果在心理上得到了滿足，雖然用的機會不是很多，但是成本僅僅增加了5%、10%，從感情角度來講，還是很愿意買單的。所以這不純粹是一個技術問題。當然大家都知道線性的關系，核越高越好，有的芯片8個核全裝上了，最后全部都派上了用場，當然這個應用場景不是每天都會出現的。

為何制程節點不斷往下走？

Cadnece公司劉國軍說，有的人會問，你40nm賣得挺好，干嘛那么快做28nm？其實客戶的感受是最真切的，客戶說“沒有選擇，不做就跟不上市場趨勢和創新的潮流。”

但是，有研究表明，每隨著一個技術節點的加工尺寸的縮小，每百萬門的加工成本也會跟著降低，但是到了28納米以后，例如22納米和14納米，每百萬門的加工成本非但不下降，反而上升[3]。這是否會成為往下發展的一個障礙？

TSMC的羅鎮球說，其實在技術上碰到一些挑戰的時候，有時你必須用一些商業的方式去解決。從過去到現在，半導體業之所以一直成長這么快，不止是因為成本上的降低，因為我們時常講PPA，就是功耗（Power）降下來，性能（performance）往上走，面積（Area）降下來。現在看起來面積的降速會減慢，可是在前面兩個P的部分還是持續。所以在走到下一個節點的時候，可能太多人著重在所謂的成本/價格，但事實上，例如買一個手機，其功耗和性能會影響你購買的欲望。

羅鎮球講述了他在上海乘坐出租車的親身經歷，司機們靠傳呼獲得業務，誰的手機按得快誰就能拿到這個活兒。司機問道，你告訴我哪一個手機最快？事實上，每家公司都追求利潤，你的成本跟你的買家心中的落差，就是你的利潤。如果性能和功耗好的話，它的產品就能賣得貴。因此，PPA三項的乘法只要高，就可以賣得好。

智能手機三階段對芯片的要求

UMC副總經理王國雍分析了智能手機/移動通訊芯片的三個發展階段：

第一個階段是以通訊協議堆棧為中心的發展。在15年前，那時候比較強的是諾基亞、摩托羅拉、西門子等公司。造就了很多ODM（委托設計）廠，因為手機的模塊很多，可以外包，或者通過EMS（電子制造服務）組裝。這樣的手機公司培養的IC都是要是大品牌，這些公司因為要跑通訊協議，其DSP的能力一定很強，所以當初我們聽到的都是TI、ADI等，其他公司切入進去很難。

第二階段是以解決方案為中心。這時，中國等新涌現的市場崛起。這時手機公司適應本地是很強的。因為這些手機公司的規模都不是那么大，因此IC的解決方案要完備，馬上就可以生產。所以我們可以看到有這樣的過程，需要完整的IC解決方案。一般的大品牌公司不會提供這些，因為大品牌公司認為應該提供大的平臺，讓客戶自己去做，而不是幫著做。聯發科、展訊因此脫穎而出，而一些大品牌慢慢出局了。

智能手機是第三階段。第三階段以后我們就可以看到與功能手機的打法又不一樣。第三階段就變成解決方案和服務的統合，不只是IC出來，因為IC實在太多了，不是每家能把所有的IC做完。但還是有產業鏈、AP（應用處理器）和模塊的優勢，把周邊IC能整合進去，也能提供整個板子上的元器件，變成個解決方案。但是有幾大塊基本上不太進來，比如說既存的生態系統和模塊，這不是做AP的人有辦法做的。這也造就了很多IC的機會給本地，比如智能卡（SIM卡），因為SIM卡大部分都跟中國移動等運營商有關。另外，周邊大的模塊也造就了一些IC公司出來。

中國本土IC的市場份額有高有低（圖1）。SIM卡占有率接近100%。AP、觸控、CIS（CMOS圖像傳感器）、模塊大概50%～80%，活躍著五六家公司。而有些芯片的市場份額非常低，例如eMMC 控制器，基本上都還沒開始。

中國手機芯片廠商的份額特點

中國大陸為何一些市場份額較高，有些較低？UMC的王國雍從三個方面進行了分析[4]。

第一是在地優勢。有一個關鍵點就是IC消費在本地，生態系統是本地的。就像臺灣的PC周邊芯片發展歷史一樣。大約20年前，很多PC廠商的生產制造和設計委托臺灣的公司，廣達華碩等產生，這些臺灣廠商一開始用國外大廠的IC，但為了降低成本，臺灣的ODM廠慢慢地改用本地的芯片，漸漸培養起了一批本地的芯片設計公司。

在地優勢很關鍵，有這樣的先決條件，才比較有機會培養本地的公司。為何eMMC中國大陸很少人在做？因為這部分是做閃存控制器的，要和閃存母廠關系非常好，甚至有些公司是母廠投資的。每家flash多多少少有些差異，因此你要拿到它們的技術規格才能做出控制器IC。由于中國沒有閃存的生態系統，就比較難培養出這類公司。

第二是經驗模式，即我們切入市場時的辦法。因為要跟國外的公司競爭，要想競爭能力強，就要有不一樣的做法。中國大陸的特點是搶市。一開始會想盡各種辦法切入市場，無所不用其極。這種打法也不一定像國外打市場很正規，其考量就把各方面建立起來。

第三階段是有序經營。基本上是技術能力。技術能力只要一到位，并且具備前兩個條件，國內公司就可以把市場吃下來。尤其是生態系統的部分是在當地的，規模足夠，基本上這個IC國內的廠商就可以攻下來了。

代工廠要夠廣夠深

“智能手機打法的廣度、深度跟以前的產品不一樣。”UMC的王國雍說。以前很多系統產品一兩種制程就可以全部搞定，現在要代工廠要有足夠的廣度和深度，才有辦法每一塊都能覆蓋到。

從深度上，主軸技術要跑得很快，就是28納米、14納米往下走，速度要跟得上。

除了AP和模塊外，其他十幾個IC都需要特殊制程的（圖2），例如CMOS圖像傳感器，有些要嵌入式閃存（SIM卡芯片），有的驅動器要高壓制程。這個部分想做得非常好的，就要有足夠的廣度，所以需要不同的制造。這就是在智能手機時代，生產移動通訊芯片的晶圓代工廠所需要具備的特色。

小結

隨著商業上的挑戰和芯片設計的復雜度加大，需要本土設計企業和上下游合作伙伴同舟共濟，共同成長，再攀高峰。

參考文獻：

[1]魏少軍.2013年中國IC設計業概況.電子產品世界，2013（11）：24

[2]王瑩.假設先進制造公司和設計公司發生了捆綁. 電子產品世界，2013（6）：1

[3]王瑩.本土IC設計業：成長喜人，下一步更需智慧.電子產品世界，2013（3）：32

[4]王瑩.海外企業看中國IC設計業特點.電子產品世界，2013（2）：25[5]王瑩.海外企業為中國本土IC設計業出招.電子產品世界，2012（2）：24