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中国IC,一匹脱了缰的“千里马”?
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出自:《半导体制造》

内容摘要:
目前在中国主要Fab 厂产线上跑的芯片产品主要产品大都是在通讯、消费电子领域,特别是面向手机市场的IC 应用。据悉,中芯国际目前有42% 的业务都来自手机领域,而中国大部分IC 设计公司产品都存在同质化的市场竞争几率,显然替代市场已有需求仍是主流,此消彼涨,主要还是存量需求在小幅波动,市场的总量需求并未见有明显新增,但新增的产能在未来几年会逐步释放出来。我们做好了去如何消纳的准备了吗?

前言
《半导体制造》在2015 年底邀请的20 位半导体产业链关键性公司掌门人,在“Outlook 2016”专栏中对2016 年中国半导体产业和市场进行预测,所给出的结论性预报是:“2016 年中国半导体为蓝天白云”。所有大佬的如此乐观的预测却都没能量测到中国半导体产业,特别是IC 设计业的真正热度——IC 设计公司从2015 年的736 家大幅增加到1362 家,这是来自中国IC 设计年会(ICCAD 2016)上的最新统计数据。

一、Fabless真得需要这么多吗?
多年前人们就在呼吁中国的IC设计公司太多了,需要进行有效的整合,参照美、台IC设计规模,以不超过500家设计公司为宜。但事与愿违,就如同中国房价般越控制家数越多,直到今年变本加利出现了翻倍增量。但销售额小于1000万元的企业从220家增加到742家,增加比例为237.27%。
从设计公司数量增加来看,中国IC设计业俨然就是一匹脱了缰的野马。参与IC的业者令人惊愕的增速,以至于中国IC设计分会理事长魏少军也对这种超乎意料的“热度”,给了“野蛮生长迹象也比较明显”的提醒。魏少军对2016年中国IC设计业总体评述是,“整体技术水平不高、核心产品创新不力、企业竞争实力不强、野蛮生长痕迹明显”等问题依旧存在,影响设计业持续高速发展的深层矛盾尚未缓解。



一匹脱了缰的“野马”,仅靠“伯乐”能让其成为真正的“千里马”吗?

究其原因,魏少军认为,《推进纲要》激发了各地发展集成电路的热情,出台了不少鼓励政策,引发新一轮设计企业的创业热潮;国内集成电路产业的快速发展吸引了大批海归回来创业,出现了众多初创型IC设计企业;地方政府的各种优惠措施吸引成熟企业异地开设分支机构,设计企业数量增加了 80.1%。因此,除个别企业外绝大部分公司仍处于初创时期,对国家整体设计和技术的影响不大。影响不大的潜台词是否就可理解为任其自生自灭?但对那些打着IC设计之名,行投房产物业之实的公司,似乎不是那么容易自灭的。好在大基金投IC设计类企业,一是选规模,二是看成长性。

就集成电路产业热情而言,大基金的杠杆效应已经显现,各地政策、资金与配套措施都非常给力,直接导致短平快的IC设计业增长率达到惊人的872.46%。这与魏少军报告:2016年中西部地区设计业预计增长74.83%,是全行业平均增长率23.04%的3倍以上相吻合的。当然,基数低导致巨幅增长的结果是容易被人们理解的,但人为跑马圈地,以期得到地方资金的分设项目也是直接的驱力,毕竟拿到真金白银才是真,至于产品有无市场,或是产品难产甚至胎死腹中,又有谁去关心呢?


不应被低起点下的暴增表象迷住双眼,关键是否可持续

要想避免钻空子的“投资者”混入扶持资金享受者队伍,招商长期有效的吸力应该落在营造产业生态环境。北京中关村集成电路设计园发展有限责任公司董事长苗军表示,北京中关村创新创业生态建设,依靠创新驱动、内生增长的发展模式为其核心竞争力,指出园区定位于全球“芯”创中心,将打造集创新、创造、创业为一体的国际化集成电路设计专业园区。从魏少军手中接过2017年承办ICCAD年会大旗的苗军强调,在园区产业发展方向上,中关村设计园承诺20年内都将专注于集成电路行业,以充分发挥“高精尖”产业在首都经济和社会发展中的支撑和支柱作用的巨大功效。可问题是在目前遍地开花的IC投资热土上,能承诺坚守20年的参与者又有多少呢?


在质与量的平衡关系中,我们往往更热衷于量的增长

当然,业界也有种观点:由于互联网公司产品更迭速度非常快,且对整个半导体产业链的需求是小量、多品类及快速的整体解决方案需求,物联网概念下的智能硬件市场是个碎片化市场,就需要有众多初创公司为之服务。来自初创公司的张竞扬以大疆无人机为例分析,大疆年出货量约为250万台,按一片晶圆出5000颗芯片来算,大疆的主控芯片一年只需要500片晶圆,而大疆无人机全球市占率约为80%,所以半导体行业如何支持这样的市场值得思考,大家要一起想办法去解决这种碎片化、非常快速的产品迭代需求。

不过,碎片化的需求特征并不意味着是产品的碎片化,而是针对各个特定需求领域中的整体解决方案。所以,对于整体解决方案提供能力较弱的大量初创公司而言,还是难逃被市场淘汰或被平台商整合的命运。

ARM全球EVP兼大中华区总裁吴雄昂认为,物联网领域非常分散,分裂的应用场景提供的数据既不标准也不够全面。吴雄昂表示,“没有标准化的数据非常难用,如何把这种分散的应用形成一个可以使用的数据是最大的挑战。如果我们能够在标准化的结构方面加以改进,就可以把人工智能推进到更高的节点,这样就会产生新的应用,进而推进业务增长持续下去。”吴雄昂表示,极为昂贵的工艺与超级复杂的设计,再加上永远严苛的开发周期,使得能够跟上工艺进步的设计公司越来越少,Fabless模式面临困境。所以,创新与创业应该从过去商业模式创新改变以科技创新为主。

二、Fab产能缺口真那么大?
全球电子制造基地的定位,加上推进纲要、大基金的“杠杆效应”,促成中国IC产业近年夺得了4个全球最高:IC进口额全球最高、IC设计公司新增量全球最多、Fab新增产能全球最高、IC上市公司市盈率全球最高。目前,中国IC的自给率应该在10%左右,所以,人们常把芯片与石油进口放在一起比较,以显IC大发展的紧迫性。由于全球IC前行动力已花落中国,所以这“4个最”会在相当长的时间内持续下去,但这种持续是以我们的产品与技术同步提升为前提的,只有在此前提下以“4个最”为代表的中国IC产业才会有健康可持续的发展。

在停摆10多年后,大陆IC的火热终于让台积电动了心在南京登陆开建12寸线。台积电南京总经理罗镇球认为,大陆半导体公司典型的特征就是产品的多样化,“就CPU来说,有做ARM的、有做MIPS的、有做Power PC的等,中国CPU遍地开花是全世界最红火的地方。”当然,这是由市场需求多样化所决定的,但大陆IC设计公司真的是太多了。

台积电是个执行派不假,不仅绞尽脑汁满足客户要求,也会千方百计“顺应”大陆地方政府的招商意图,其松江厂与南京厂“分居两地”式的大陆布局,似乎标以市场行为加以注解也站得住脚。



如果以“大跃进”方式去面对平稳的需求,如何实现可持续发展?

除产能外,工艺的相对落后也让人们有另辟蹊径(FD-SOI)的遐想。对于FinFET与FD-SOI的工艺路线之争,就目前态势分析FD-SOI若想迎得商机,能否得到中国市场的支持至关重要。作为FD-SOI工艺坚定支持者的芯原创始人、董事长兼总裁戴伟民认为,FD-SOI工艺的三个特点非常适用于物联网市场:一是低功耗,FD-SOI独有的体偏压(body bias)特性可以在满足峰值性能的基础上最大程度降低功耗;二是FD-SOI更容易集成RF工艺;三是FD-SOI可集成嵌入式闪存,中国大陆在晶圆制造方面落后太多,FD-SOI工艺是差异化取胜的途径之一。

但罗镇球认为FD-SOI工艺只是一个过渡,“台积电评估过很多次,结论是FD-SOI工艺赢不了台积坚持的FinFET技术路线:一是FD-SOI技术不占优,二是FD-SOI成本也不低,如SOI硅片就比普通硅片贵很多,而FD-SOI目前所谓的低成本是以牺牲利润为代价的。”

虽然暂无计划导入FD-SOI工艺,但联电中国区销售资深处长林伟圣似乎也不认同FinFET工艺对物联网市场的重要性,“物联网最重要的是把成本降低,光罩与掩膜费用要足够低才能支撑做物联网这种碎片化的应用,没有必要一味提升工艺节点,物联网芯片其实并不需要FinFET工艺,联电的物联网平台就专注在40或28纳米的超低功耗工艺,2017年下半年我们的厦门厂会有28纳米产品出货。”


以挖掘成熟技术潜能的More than Moore市场机会我们能抓住吗?

在建IP平台的时候是用加法观念在做,把几乎所有的功能都放进去,可是当把它实现到产品的时候,是在做减法去追求成本降低,但在做减法过程中要确保这个IP用在同样的工艺上能得到同样的性能效果,如果大家产品性质很接近的话,那么“战国时代”就还会存在下去。

在技术架构与工艺路线上,中芯国际是与华为、高通等一起共同合作去发展国内的FinFET技术,目前也是中国大陆唯一一家在大力度投入发展FinFET工艺的晶圆厂,很多非常令人鼓舞的结果,会在2018年底见分晓。中芯国际市场资深副总裁许天燊表示,“我们的产能利用率平均在98%以上。今年以来产能紧张的现象愈发严重,我们对客户的承诺便是扩充产能。”

根据公布的中芯国际扩产计划,在上海投资675亿元、采用14纳米FinFET工艺的12寸线产能规划为7万片,天津厂也将扩充至全球单体最大8英寸生产线,月产能扩充至15万片。许天燊强调,中芯国际目前主要产品还是在通讯领域上,出货最大的手机芯片要占到42%,华为手机里面就有超过10颗芯片都是在中芯做的。不过许天燊也透露,中芯国际最近在IOT支持平台建设上花了很大力气。

在“大跃进”式产能扩充浪潮中,我们必须面对订单是否能填满所规划的新增产能,如果没有新增应用成为市场增长新引擎,那我们就要有长时间过苦行僧日子的充分心理准备。就IoT发展前景,戴伟民表示,物联网总的发展前景很好,但细分开来每个应用市场规模都不令人满意,现状是为一个物联网应用去定制一颗芯片,连工程费用都收不回来。林伟圣也指出,物联网标准多,各种产品规格也一直在变,这是IoT市场产品设计多元化的特性,不像手机或PC基本上都是亿级市场,现在IoT单一产品年出货量能上千万就已经很不错了。

鉴于此,在新建产线的同时,我们是不是要考虑下提升现有产线的生产效率及柔性制造能力。据说,华虹8寸线目前每月能做到500多个产品。其实,一味的扩产是在给老外赚钱,而技术提升才是赚别人的钱。罗镇球表示,对产能需求的大起大落一般都是中小公司,以台积电规模来看只做一种工艺是最有效率,成本最低。


中国IC不同产品领域设计企业及销售分布(单位:亿元人民币)

三、IC需求是新增还是替代?

适销对路的产品则是公司做大做强的基本。市场认可的产品一是替代需求,二是创新需求,客观而言我们目前更多的还是以价廉物美产品争当替代者的角色。IC设计公司数量快速增长,对EDA、IP及设计服务商来说是个好消息,但这是在大家尊重游戏规则前提下才能体现出来的利多。

扎堆消费类、多媒体等趋于饱和需求市场还是主流,所以大家日子过得辛苦也属必然。但得到大基金关照的国科微电子近年来在卫星电视与安防监控领域取得了较好的收成,并开始布局WiFi和GPS产品,以及市场前景更为看好的固态存储器控制器(SSD Controller)。大基金的锦上添花之举得到了国科微电子总裁助理隋军的充分肯定:SSD控制器既属于国家产业政策导向,又符合存储技术发展方向。隋军表示,国科产品定位原则是走性价比,保留客户最需要的功能,以最合理的成本给到客户。隋军认为价格战是不归路,“我们还处于联手市场强者把海外厂商赶出去的阶段。”

想在EDA市场分得一杯羹绝非易事,华大九天首席技术官杨晓东说,“在大版图数据处理技术方面,华大九天是世界纪录保持者,我们的产品已经帮助很多设计公司解决了海量数据带来的困扰。”杨晓东称,全球20多家准备用10纳米工艺流片公司都用到了华大九天的时序收敛工具,且华大九天目前正在与世界上最先进的Foundry合作研发7纳米时序收敛产品。随着工艺往下推进,版图设计实际上比电路设计更重要。瞄向竞争对手相对较弱之处展开布局,这样才会有机会参与到顶级公司技术合作伙伴队伍中去。杨晓东认为,EDA在整个产业里面是必不可少的环节,我们确实应该考虑如何投资介入了。

说起EDA的角色,Mentor Graphics全球副总裁兼亚太区总裁彭启煌认为,越是先进工艺,设计公司越要想办法降低流片风险,对设计公司来说重新流片的时间成本比流片费用更难以承受。彭启煌认为,系统分析一定要做完整,而良率正是EDA公司的价值所在。希望大家记住三件事情:第一个就是降低风险,采用先进工艺整个后端验证是非常复杂的;第二个是一体化验证,第三就是整个测试对品质要求,尤其汽车电子品质要求非常高。针对物联网不只是硬件,一定是硬件和软件结合,就是提供一个平台做先期的开发、验证及选择,如IP、内核架构等,尽最大的可能把风险降到最低。从整个产业发展来看,任何新兴市场的壮大,迟早要有规模才能在世界有竞争力,保持跟最先进公司的合作,解决下一个问题,大家才能共同成长。


没有设备材料支撑的中国IC制造实际上就是在给国际市场打工

Cadence全球副总裁兼亚太区总裁石丰瑜将设计公司遇到的困难视为机会。“芯片还在跟随摩尔定律走,晶体管越来越多,系统越来越复杂,以前不会遇到的问题现在都遇到了,以前不需要自动化的流程都必须自动化了。” 希望中国市场有健康发展,不过这个健康发展不只是设计公司,是要整个生态链的共同努力。我们希望能够有更多的企业来设计芯片,但现实是随着公司数量整合对工具套数的需求变少了,不过对总类要求却变多了。客户在往下掉,我们只能往外扩。如现代封装有太多高速接口而提升了复杂度,芯片封装里面的热也是一个问题,热会引发芯片的漏电问题,这些本来没有的生意现在跑出来了,这都是我们未来要努力的方向。

Synopsys全球副总裁兼亚太区总裁林荣坚强调,万物智能市场还需有几年的酝酿,是所有企业的机会,依据Synopsys的调研结果,以目前18个月IC设计来算,系统设计调试平均需要9个月时间,有一半的时间被系统设计占用,看似时间很长但实际上很多公司都认为这个时间长度仍不够用,这说明在整个IC设计层面上确实面临很大的挑战。中国需要发展高端技术,自己要单独发展难度很大、门槛很高要有足够的心理准备,中国最大的优势在于中国整个市场非常发达,如何在这种优势底下拿到全世界的资源做强做大,再不断优化这件事要想清楚。要想真正超越先进国家或领先公司其实需要很多年的积累,如在物联网市场上的硬件人才就要加强对系统、对软件的理解度。

中国很多IC企业实际上就靠“一招鲜吃遍天”,一款产品决定着其生死存亡,自然不愿意冒险,大都面对现实选择先走“me too”之路。这对严重依赖IP、制造工艺和EDA工具的中国设计企业分明又是一个挑战,国内一些设计公司青睐先进工艺的主因,也映衬出其借助拐杖急于求成的原始心态,短期内非常难以走出这种窘境。

迎合这种迫切需求,来自成都的锐成芯微,致力于极低功耗物联网芯片的IP开发和整个系统平台的搭建。锐成芯微副总经理向建军称,帮助设计公司降低成本就是锐成芯微的核心竞争力,锐成芯微超小面积的模拟IP只有常规设计面积的几分之一。向建军认为,创新来自两个方面,一个是市场发展需求,一个是成本压力。有创新才会有更便宜、更好用、更适应时代发展的产品出现。锐成芯微想专注于物联网和信息安全领域,打造一个完整的,而且针对将来物联网量大、单一品种比较多,而每一个品种量又比较小的特点快速提供一套方案,把整个设计周期从原先一年半能够缩短至6到9个月,以不一样的路线和技术走出一条自己特色的发展之道。向建军说这依赖于:一是需要对工艺理解非常深,二是模块电路架构都是完全新的结构,三是在系统层面上的整合能力。


市场份额微不足道的国产半导体设备材料业总是被Foundry干活的号子声所淹没

来自中半协统计数据显示,2016 年我国集成电路产业全行业销售收入预期为 1518.52 亿元,比 2015 年的 1234.16 亿元增长 23.04%。全年销售达到 228.35 亿美元(按1:6.65 兑换率),预计占全球集成电路设计业的比重将进一步提升。可见,中国巨大的应用市场是所有参与者的机会,无论是国科还是锐成芯微以及华大九天,只要找准市场定位总会觅得自己的生存空间。但统计数据也显示,IC全行业中的680家公司销售额占到总额的86%,余者700多家公司的销售收入只占到14%,这也佐证了上文提及任其自生自灭而无关大局之说。

值得关注的是,在当前新一轮集成电路投资热潮中,国产半导体设备和材料的缺失尤为凸显,绝大部分资金被用于购买进口设备和材料。SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙就多次指出,目前中国半导体设备和材料占全球市场份额不足1%,严重制约着国产芯片产业的自足、健康发展。中国半导体产业不怕慢,就怕因乱而丢掉了可持续发展动力,大家沉下心来让量的扩张建立在技术能力提升的基础上体现出其价值所在。

另一方面,目前在中国主要Fab厂产线上跑的芯片产品大都是在通讯、消费电子领域,特别是面向手机市场的IC应用。据悉,中芯国际目前有42%的业务都来自手机领域,而中国大部分IC设计公司产品都存在同质化的市场竞争几率,显然替代市场已有需求仍是主流,此消彼涨,主要还是存量需求在小幅波动,市场的总量需求并未见有明显新增,但新增的产能在未来几年会逐步释放出来。我们做好了去如何消纳的准备了吗?我们现有的产线 效能都挖掘出来了吗?

 

 

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文章收入时间: 2017-02-16
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