中國集成電路產(chǎn)品需先做大后做強
中國集成電路產(chǎn)品需先做大后做強
——集成電路存量市場是必爭之地
王志華
清華大學教授，IEEE fellow
【引言】去年，2017，在南京某場合我曾經(jīng)說過，集成電路對現(xiàn)代信息社會人們的作用，雖然沒有“空氣、水、糧食”那么重要，但是可以比作衣服?！艾F(xiàn)代社會人們都衣冠楚楚的行動，你非要裸奔，你裸奔也沒有人出來打死你，但你裸奔就意味著你離開了文明社會；信息社會，人們已經(jīng)離不開以集成電路和運行在集成電路之上的軟件，你若堅持不使用以集成為基礎的電子信息產(chǎn)品，則意味著你離開了現(xiàn)代社會”。
既然用“衣服”比喻了人們對集成電路的需求，接著再用紡織品行業(yè)對比一下集成電路產(chǎn)業(yè)。中國大陸的紡織產(chǎn)業(yè)，紡織協(xié)會官方的說法是“中國紡織產(chǎn)量已占世界一半，大而不強問題急待解決”，筆者不知道紡織協(xié)會的這個數(shù)據(jù)是不是準確，但是已知的事實是，在世界各地的超市中都可以看到Made in China的紡織品。
再對比集成電路產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)，中國是全球電子產(chǎn)品制造的大國，但電子產(chǎn)品中使用的集成電路芯片，卻多是來自進口。2017年全球集成電路銷售額約4300億美元，按照2017年12月31日的匯率，中國集成電路產(chǎn)品的銷售額只占約7.3%的份額。顯然，在全球集成電路產(chǎn)業(yè)中，中國大陸的集成電路產(chǎn)品只是個“小蘿卜頭”。
筆者認為，中國的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，必須經(jīng)過的路徑是：先要成為集成電路大國，然后再（也只有然后才能）成為集成電路強國。任何其他捷徑都是不存在的，先做大、再做強，是必經(jīng)之路。
在沒有成為集成電路大國之前，中國不可能變成集成電路強國。任何單點技術上的突破，都可能對集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻，但中國集成電路產(chǎn)品的銷售額在全球占比很低的現(xiàn)在，任何“一鳴驚人”的產(chǎn)業(yè)新聞，多是“忽悠”，會誤導大眾。
一、過數(shù)年中國集成電路產(chǎn)品銷售額全球占比很小
圖1是從1999~2017年間中國集成電路產(chǎn)品的銷售額與全球銷售額的對比。按照2017年12月31號的匯率，中國集成電路產(chǎn)品年銷售額大致占全球銷售總額的7.3%?？垂俨灰籼捱@數(shù)據(jù)的準確性，數(shù)據(jù)是我抄來的，按照學術論文的標準，抄的數(shù)據(jù)給出出處就好。全球的數(shù)據(jù)抄自SEMI，中國的數(shù)據(jù)來自半導體行業(yè)協(xié)會集成電路設計分會的數(shù)據(jù)。
有人可能會說此數(shù)據(jù)沒有包含SMIC等企業(yè)的制造業(yè)，也沒有包含已經(jīng)是世界第三的的集成電路封裝業(yè)，很正確，您說對了，本文全部的討論都沒有包括制造業(yè)和封裝業(yè)。這個數(shù)據(jù)是按照“集成電路產(chǎn)品的銷售額”畫出的圖，沒有包含“中間產(chǎn)品的價值”，在同一種“產(chǎn)品”定義下做對比，數(shù)據(jù)才有價值，數(shù)據(jù)才能說明問題。本文對集成電路產(chǎn)業(yè)，采用的是“集成電路產(chǎn)品的定義”
中國大陸集成電路產(chǎn)業(yè)與世界其他地區(qū)集成電路對比，強弱的唯一準則，就是這個數(shù)據(jù)的對比，就是“集成電路（芯片）產(chǎn)品”的銷售額的對比。中國大陸做到集成電路產(chǎn)業(yè)的大國，就需要“集成電路產(chǎn)品的銷售額占全球的半壁江山”。任何其他指標，如果不對這個數(shù)據(jù)有所改變，估計多是“自嗨”、是“忽悠”。
因此，每當我讀到下面斜體標出的這類文字時，多數(shù)情況下都會懷疑是不是“自嗨”。“自主研發(fā)技術已全面突破歐美技術封鎖，中國制造走向世界前列！”；“這一消息一經(jīng)發(fā)布，真是大快人心！美國人可能永遠沒想到，封禁了中興、制裁了華為，國企業(yè)卻在短短3個多月里使出了亢龍有悔！“；“最強反擊！我國宣布大消息，振奮人心！”；“一個中興倒下去，千千萬萬個中國芯片公司站起來！”；“這意味著中國芯片全面突破歐美封鎖，這是中國芯片勝利反擊的輝煌一刻，更是中國科技發(fā)展的歷史一刻！”
圖1還有“致命性的缺陷”，就是中國集成電路設計企業(yè)的某幾個大戶，其產(chǎn)品多在自己系統(tǒng)內(nèi)部（手機或者電力系統(tǒng)）消化，其集成電路產(chǎn)品定價不公允，但這這種誤差只會使得中國集成電路產(chǎn)品的實際銷售額小于圖1中的統(tǒng)計數(shù)字，不影響本文的結論。
酒肆絮語，我隨便寫，看官隨便看。有錯誤是肯定的，歡迎拍磚。
圖1. 中國集成電路產(chǎn)品年銷售額與全球銷售額的對比
二、中國集成電路企業(yè)做大，需要努力占領存量市場
觀察集成電路存量市場，先要看集成電路的存量市場現(xiàn)在被哪些企業(yè)占領。圖2是筆者對全球12個重要集成電路企業(yè)在過去10年的市場情況的匯總。這12個集成電路企業(yè)包含了2017年全球統(tǒng)計機構Garter統(tǒng)計得出的全球前十大集成電路企業(yè)之中的8個（沒有包含2017年Top 10之中的Western Digital和Toshiba），增加了ADI (Analog Devices Inc)，Xilinx，Nividia以及AMD (Advanced Micro Devices Inc.)等4個企業(yè)。除了12個企業(yè)的全球銷售額之外，還給出了近10年的全球集成電路市場銷售總量，也包含了12個企業(yè)的集成電路產(chǎn)品銷售額之和，圖中用Sub-Total標出。
圖2. 全球12個重要集成電路企業(yè)過去10年的銷售額（2008~2017）
多人對這些重要企業(yè)的銷售數(shù)據(jù)做過不同解讀及分析?？梢钥闯?，過去10年，這12個集成電路企業(yè)的銷售額之和占全球集成電路銷售總額的比例，從200年的47%增加到了2017年的63%。這意味著集成電路行業(yè)是高度壟斷（集中）的行業(yè)，若不能在這些“壟斷企業(yè)”名單中增加中國大陸企業(yè)的名字，中國大陸依然是“集成電路小國”、“集成電路弱國”。
在對此分析的基礎上，筆者可以似乎立即可以得出一個結論：在近期未來（數(shù)年），全球集成電路市場的絕對值，仍將以全球現(xiàn)有集成電路大企業(yè)為主；盡管大陸地區(qū)企業(yè)的集成電路產(chǎn)值也會增加，而且增加速度會很快，但是由于現(xiàn)有基數(shù)較小，集成電路增量市場的絕對值，短期內(nèi)仍將是“大者恒大”，而且這“恒大”的集成電路企業(yè)群體之中，很難看到中國大陸企業(yè)的身影。
換一種積極的說法：中國大陸要做到集成電路產(chǎn)品自主，技術上不受制于人，需要做成集成電路強國；實現(xiàn)這一目標的必經(jīng)之路是中國大陸（先）做成集成電路大國；而做成集成電路大國的必須步驟是大陸的集成電路企業(yè)“搶占現(xiàn)有集成電路的存量市場”。
再把結論說的更清楚些，中國大陸的集成電路企業(yè)，必須占領全球市場的“半壁江山”，中國才是集成電路產(chǎn)業(yè)的大國，占領半壁江山一定需要占領集成電路產(chǎn)品的存量市場。假定忽視現(xiàn)有的4300億美元的集成電路存量市場，大陸一定建不成集成電路大國，更別奢望集成電路強國。采用所謂的“彎道超車、換道超車”的做法，建成的一定集成電路產(chǎn)業(yè)一定是“海市蜃樓”，任何試圖“遇到困難繞著走”，換道就可以做成集成電路大國的說法（做法），都是自欺欺人。
三、中國集成電路企業(yè)，有可能占領現(xiàn)有集成電路存量市場
縱觀60年來集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，降低成本是“集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力”，增加wafer的尺寸，提高加工精度、降低線條尺寸，主要目的都是“提高集成電路產(chǎn)品性能，降低集成電路產(chǎn)品成本”。為集成電路產(chǎn)業(yè)帶了半個多世紀的迅速發(fā)展，為人來帶來了信息社會，為消費者帶來了豐富多彩的信息服務。在降低集成電路線條尺寸接近達到極限的今天，就是通常說摩爾定律接近終結的今天，是否還有可能降低集成電路產(chǎn)品的成本？筆者針對圖1中列出的這12個主要集成電路企業(yè)的情況，分三個大類，對現(xiàn)有的集成電路產(chǎn)品存量市場上主要企業(yè)的數(shù)據(jù)做點滴分析。
1. 存儲器類產(chǎn)品
各類存儲器是集成電路產(chǎn)品的最重要的部分，圖3列出了三家全球最主要的存儲器企業(yè)近10年的銷售額，也給出了全球集成電路企業(yè)近10年集成電路產(chǎn)品的銷售總額。圖中可以看到，僅僅是3家企業(yè)的集成電路銷售額占據(jù)了全球集成電路產(chǎn)品銷售額的28.2%，這個占比數(shù)據(jù)在10年前的2008年，僅僅是15.8%。國內(nèi)眾多智者一定是研究過存儲器市場的現(xiàn)狀，以長江存儲、晉華集成、長鑫集成為代表的國內(nèi)企業(yè)，正在努力研發(fā)存儲器產(chǎn)品，實現(xiàn)研發(fā)、投產(chǎn)、量產(chǎn)，目標是最終占據(jù)全球半導體存儲器的一定市場份額。
從資金、技術、市場諸多方面投入存儲器類集成電路的研發(fā)，是占領集成電路產(chǎn)品存量市場的主戰(zhàn)場。從這個意義上講，國人在中國企業(yè)占領集成存儲器的存量市場的征途中，應該給長江存儲、晉華集成、長鑫集成這樣的企業(yè)“寬容、耐心、支持”，只要他們在認真做事情、只要他們在為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展添磚添瓦，都應該支持他們，而不應該是看熱鬧、看笑話、諷刺、挖苦，當然更不應該給他們增加阻力甚至破壞。
再過5年、10年，假如中國大陸真正成長集成電路產(chǎn)業(yè)的大國甚至強國，再回頭看今天投入這個行業(yè)的人們，那時我們應該向他們致敬。今天這些人可能會成功，變成行業(yè)領袖，成為大富大貴之人；但也可能依舊是已經(jīng)漸漸老去的普通人，成為行業(yè)“先烈”。無論如何，在中國大陸成為集成電路大國的途中，搶占集成電路產(chǎn)品存量市場都是必經(jīng)之路，集成電路存量市場中規(guī)模最大的部分就是集成存儲器，今天的這些企業(yè)以及投身這些企業(yè)的人，將會被這個時代記住。至少被集成電路產(chǎn)品這個小小、窄窄的領域的許多人記住。
圖3. 近十年（2008-2017）間全球存儲器市場的主要企業(yè)
（不包含Intel公司的非揮發(fā)存儲器）
2. 中央處理器類產(chǎn)品
由于移動通信及移動互聯(lián)網(wǎng)大迅速發(fā)展，盡管PC電腦早已不是集成電路產(chǎn)業(yè)的最核心的市場，但是處理器芯片依然是集成電路諸多產(chǎn)品中“皇冠上的明珠”，Intel是處理器芯片的壟斷性供應廠家，探討處理器市場的存量市場，必須研究Intel公司。圖4是Intel的近10年的部分運營數(shù)據(jù)。
圖4. 近十年（2008-2017）間Intel公司的部分運營數(shù)據(jù)
分析圖4可以得出很多有意思的信息。首先Intel公司的兩大類產(chǎn)品都很PC處理器產(chǎn)品壟斷全球，數(shù)據(jù)中心處理器產(chǎn)品也是獨領風騷。圖4中最下面的紅色的接近水平的橫線，是Intel公司的銷售額在全球銷售額中的比例，這個數(shù)據(jù)在十年前的2008年是15.1%，而在去年，2017年Intel公司的產(chǎn)品銷售額是15.2%。這個數(shù)據(jù)說明，在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，盡管在智能移動終端產(chǎn)品市場，Intel公司沒有分得一勺羹，但Intel公司的產(chǎn)品，與全球集成電路產(chǎn)品的市場增量是一致的。盡管根據(jù)本文圖2的數(shù)據(jù)，可以看到Sumsung公司2017年的集成電路產(chǎn)品的銷售額超過了Intel，但是“Intel寶刀未老”，在近期的未來，從Intel公司的市場中分得一羹，仍是十分艱巨、十分困難的。
圖4中最上面的一條綠色的橫線是Intel公司的毛利率，過去十年這個數(shù)據(jù)一致保存在接近60%的水準。參考圖4中最下面表格，過去10年，Intel公司全球雇員的數(shù)字從8.3萬人增加到10.2萬人，其單位（人均）產(chǎn)出卻一致在增加，從2008年的45萬美元增加道2017年的61萬美元。Intel毛利率及人均產(chǎn)出在全行業(yè)中都是名列前茅的。
據(jù)此分析，并考慮到Intel公司掌握全球最先進的集成電路制造工藝，可以得出的結論，處理器的存量市場，應該是大陸企業(yè)最晚搶占的存量市場，近期未來，在這個細分領域，大陸企業(yè)不存在在處理器存量市場做大的機會。不時看到很多網(wǎng)文，某某公司研制了CPU產(chǎn)品，采用了如何如何先進的制程（40nm，16nm，甚至更先進的工藝制程），遠超Intel公司或者直追Intel公司的產(chǎn)品。這種文字鐵定是“忽悠”，試想當年Intel公司采用時下看來“落后的工藝制程”，設計、制造出了處理器芯片，達到了某種性能指標，假定我們采用“更先進的工藝，實現(xiàn)了類似的指標”，這不標志著我們更強，只標志著我們與先進集成電路企業(yè)存在“明顯的差距”。
集成電路設計企業(yè)，采用先進的工藝制程技術，設計出某些芯片，例如比特大陸、嘉楠耘智等企業(yè)采用先進工藝設計出滿足區(qū)塊鏈計算需求的芯片，當然意味著其團隊的設計能力非常之高，但任何“對半導體行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略意義”、“讓浙江半導體行業(yè)有機會引領全球”的說法，都是言過其實。區(qū)塊鏈計算所需要的芯片，在集成電路產(chǎn)業(yè)中，當歸屬本文第四部分所講的“集成電路增量市場”，集成電路增量市場確實也是國內(nèi)企業(yè)應該關注的市場，作為個例的企業(yè)關注這些市場，研制滿足這些市場需求的集成電路產(chǎn)品是合理的、應該的。但是當全社會為這些個例企業(yè)大唱贊歌的時候，當全社會用這些個例“集體群歡”的時候，我們要問兩個問題：（1）若沒這個企業(yè)的這個產(chǎn)品，中國大陸的集成電路產(chǎn)業(yè)會怎么樣？對電子信息整機產(chǎn)業(yè)會有什么影響？（2）這個產(chǎn)品的銷售額，在全球半導體市場銷售總額中占什么地位？持續(xù)發(fā)展是不是可以幫助中國的集成電路產(chǎn)業(yè)在世界上占領“一席之地”，幫助中國大陸成為集成電路大國？當你對這兩個問題有了明確的回答之后，你就會對“引領全球”之類的說法有了清晰的認識，你就不會頭腦發(fā)熱的忽悠自己，更不會用此種個例為依據(jù)忽悠別人。
3. 移動終端（通信）用集成電路產(chǎn)品
通信終端中的集成電路產(chǎn)品，是中國大陸唯一在全球范圍內(nèi)占據(jù)了可觀份額的集成電路產(chǎn)品。圖5是清華大學魏少軍教授在2017年亞洲固態(tài)電路會議A-SSCC上給出的數(shù)據(jù)。可以看出，中國在通信終端用集成電路產(chǎn)品上的發(fā)展確實可圈可點。移動終端中的應用處理器在細分市場中占據(jù)了大致18%的市場份額；通信終端中的協(xié)議處理器則中國大陸企業(yè)則占比大致22%。
圖5. 各集成電路產(chǎn)品細分市場大陸企業(yè)所占比例
前文提到，中國大陸集成電路產(chǎn)品的銷售額在全球集成電路產(chǎn)品市場份額中占比大約7%，而大陸企業(yè)在細分市場占比最大的產(chǎn)品都集中在移動終端產(chǎn)品需求的集成電路上。究其原因，主要移動終端制造企業(yè)在中國不是是造成這個現(xiàn)象的唯一的原因，更重要的原因是“隨著摩爾定律的終結，工藝制程技術不再是集成電路技術（及產(chǎn)品）的唯一驅(qū)動力，應用產(chǎn)品的驅(qū)動時代，中國的企業(yè)有可能在世界上占有一席之地”。事實上，在歐美發(fā)展集成電路的上世紀中期，中國大陸沒有形成自己的產(chǎn)業(yè)基礎，因此在存儲器、中央處理器等等諸多細分領域市場，中國大陸的企業(yè)現(xiàn)在處于追趕的狀態(tài)。而移動互聯(lián)網(wǎng)時代才產(chǎn)生的智能終端，在近10年間才成為市場的重要驅(qū)動，中國大陸的個別企業(yè)在這個單點市場領域，起步幾乎與世界同步，這也是中國芯片企業(yè)能在這個細分領域占領較大市場份額的重要原因。因此，我們們看到了華為海思、紫光展銳等國內(nèi)芯片企業(yè)的興起。
另一方面，正是由于中國大陸企業(yè)參與全球競爭，使得歐美細分同類產(chǎn)品的企業(yè)面臨巨大的市場競爭。圖6是移動通信終端芯片世界最大企業(yè)高通近10年運營的部分數(shù)據(jù)。從圖6可以看出，高通公司近10年集成電路產(chǎn)品的市場銷售額依然在增長，從2008年的約67億美元增長為2017年的約165億美元；但其集成電路產(chǎn)品部分的利潤率卻在震蕩式下降，從2008年的約27.3%下降到2017年的16.7%。這個利潤率遠遠低于歐美其他集成電路產(chǎn)品企業(yè)的利潤水平，不能不說是中國大陸企業(yè)參與競爭的原因。
進一步解讀高通公司的運營數(shù)據(jù)，在充分競爭的移動終端芯片市場，中國大陸的企業(yè)可以競爭出線，從而可以得出推論：在歐美企業(yè)占主導的其他集成電路產(chǎn)品的存量市場，中國大陸的企業(yè)努力耕耘，有可能在存量市場中搶占一席之地。
圖6 Qualcomm公司近10年運營的部分數(shù)據(jù)
4. 其他主要集成電路企業(yè)
圖2中列出的12個集成電路產(chǎn)品供應商，去掉除存儲器、中央處理器、通信、FPGA產(chǎn)品企業(yè)之后，得到的5個集成電路企業(yè)如圖7所示。這5個企業(yè)中無論是規(guī)模較大的如Broadcom+Avago，或者是德州儀器公司，年銷售額大于15億美元；規(guī)模較小的愜意如Analog Devices Inc，年銷售額在50億美元以上。無論規(guī)模大小，近千年來其毛利率都在50%以上，特備是Analog Devices Inc, 其歷年毛利率都在60%以上，甚至達到70%-。
企業(yè)維持如此之高的毛利率，至少說明兩個問題：（1）企業(yè)的產(chǎn)品在電信信息產(chǎn)品中有不可替代的價值；（2）在細分市場中不存在可以與其競爭的對手。中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須努力搶占這些企業(yè)的存量市場，才能發(fā)展成集成電路大國。隨著集成電路工藝制程技術的升級換代變慢，客觀上具備搶占這次存量市場的條件。
再過數(shù)年，當我們再次翻開這些集成電路企業(yè)的運營數(shù)據(jù)，看到類似移動通信終端中集成電路類似的數(shù)據(jù)，中國大陸企業(yè)在這些領域中也占了半壁江山，就可以自豪的說，我們已經(jīng)是集成電路產(chǎn)業(yè)的大國。在此之前，我們?nèi)袠I(yè)、全社會都應該“忍辱負重、臥薪嘗膽”，少忽悠、多干活兒。只有你的產(chǎn)品搶占了競爭對手的市場，才能說明你比競爭對手強。除了市場占有率之外大其他任何指標，都近乎“耍流氓”。
五、不是終結的結論
集成電路產(chǎn)品領域，現(xiàn)在的情況中國大陸還是小小國，要想成為集成電路產(chǎn)業(yè)大國，不可避免的要去努力占領集成電路存量市場。占領存量市場，需要行業(yè)內(nèi)人士的努力、刻苦的工作；也需要社會的支持。除了最近社會上談論較多的資金、技術、人才匱乏，需要社會投入之外，（合理、符合慣例的）政策的支持也是重要的方面。
416事件之后，整機企業(yè)應該看到了集成電路產(chǎn)品供應鏈中的“禁運風險”。在國際政治面前，整機企業(yè)辛辛苦苦建立的以經(jīng)濟利益為核心的供應鏈，可能一文錢都不值，部分企業(yè)有建立“集成電路器件第二貨源”的意愿。在這種前提下，政府若制定相關政策法規(guī)，要求涉及國計民生或者是政府采購的電子信息產(chǎn)品，都必須提供其主要部件的“第二貨源”，定會有效會促進行業(yè)的發(fā)展?；叵肷鲜兰o日如中天的Intel公司允許AMD神一樣的存活，就是這個“第二貨源”政策的活生生的例子。
結論：中國要成為集成電路的強國，必須首先成為集成電路大國。若想成為集成電路的大國，集成電路的存量市場是必爭之地。
