我對半導體行業現狀的一些看法|半導體行業觀察

來源：本文由公眾號半導體行業觀察（ID：icbank）翻譯自「mynavi」，謝謝。

編者按：標題的“我”指代原文作者，作為一個半導體行業的多年從業者，作者在這片文章裡，從他的角度出發，對半導體行業的現狀和一些趨勢進行了分析，並對產業的未來發展給了一些他的建議，希望能夠給大家提供幫助。

以下為文章正文：

前幾天，我跟一位朋友喝了一杯，他之前在AMD工作，現在就職於某家閃存公司，我們很自然地就聊到了當今半導體的市場情況，如今的半導體市場的確是很嚴峻。DRAM（Dynamic Random Access Memory,即動態隨機存取存儲器）行情下跌，閃存也由於過度依賴智能手機市場而導致市場形勢嚴峻。這位朋友邊喝酒、邊無奈地說：“由於5G時代的到來，這種情況可能會煙消雲散，到時候再怎麼增加產能也無法滿足客戶需求，客戶又該生氣了！”

在回家的路上，看到了“IHS調查--2018年第4季度半導體企業排名，Intel重歸首位”這一新聞，雖然半導體行業的相關人員比起排名更關注銷售額的多少，不過現在哪個行業都講究排行榜。

據IHS調查，長時間以來“全球最大的半導體企業”這一頭銜一直都屬於Intel，不過自2017年第3季度以後這一頭銜就被Samsung摘走了。隨後正好1年以後，第一名的寶座又被Intel奪回了。從排行榜上來看，兩家公司的銷售額均為排名第3的SK Hynix的2倍左右，其遙遙領先的“寡頭地位”並沒有改變（但是，別的半導體品牌排行中並未包括TSMC）。有趣的是Samsung電子87%的銷售額是存儲半導體，Intel的存儲半導體的比例僅為6%。那就意味著Intel主宰CPU、Samsung主宰存儲這一局勢還是沒有變化。

存儲和CPU有緊密關係

不言而喻，存儲半導體和CPU有著緊密互補關係，雖然技術的方向性完全不一樣，在計算機的歷史長河裡，這兩個完全不同的技術領域的車輪互相創新的同時，都取得了快速的發展。

只要以運算和存儲為基本構架的馮·諾依曼結構繼續存在於當代計算機中， “高速CPU大量消耗存儲”這一模式還會繼續下去。如今，雖然存儲和CPU的業界人士有著迥異的心態（Mentality），但是在過去的半導體業界，這些都相當混亂。

如今Intel的主要產品是CPU，但曾幾何時，他們的銷售額主力是DRAM、EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory，可擦除可編程只讀存儲器），這些產品後來被日本廠商趕上並超越之後，Intel搖身一變成為了CPU的主要廠商。

Intel創始人之一的戈登·摩爾（Gordon Moore）發表的 “摩爾定律”指出：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍”，這一定律即便在現在也是半導體業界的不成文的定律，對CPU、存儲都適用。

其實筆者曾經就職的AMD當初也銷售了很多DRAM、EPROM、SRAM（Static Random-Access Memory，靜態隨機存取存儲器）等存儲相關的產品，同Intel一樣，這部分業務在日本企業的強勢攻擊之下節節敗退，這也同樣迫使AMD不得不將核心業務集中在CPU和閃存這兩根支柱上。與Intel一樣，AMD當時聚焦的閃存並不是今天作為存儲設備而普及的NAND型，而是傳輸速度更快的NOR型（非易失閃存技術）。

當初，作為取代EPROM的“如夢境一樣的不易失性存儲”，在閃存業界裡締造了AMD、Intel的NOR型閃存和東芝、三星的NAND型存儲對峙的局面，最終NAND型作為主存儲設備而佔據了上風。雖然在靈活運用高速訪問的存儲程序的非易失閃存技術方面，NOR型被廣泛採用，但是，其市場規模比NAND型小得多。

但回想當年，AMD和富士通曽合資打造了一個NOR型閃存大型工廠FASL(Fujitsu AMD Semiconductor Ltd.)（後來的飛索）。 在工廠開幕式上，時任AMD CEO的傑裡·桑德斯（Jerry Sanders）說道，“接下來我們將建設世界上最大的存儲半導體工廠，2年後這個工廠將生產出不計其數的閃存半導體，希望兩家公司可以不盡餘力地全部銷售出去”，當時AMD的營業高層Steve Zduriencik迴應的一聲“No Problem”響徹整個會場，那一幕至今我還記得，就像發生在昨天一樣。

無論是Intel或者AMD的存儲，還是飛索的結局表明，半導體行業還是高風險、高回報（High Risk、High Return）的非常特殊的Capacity Business。

Fabless的CPU和無法做到Fabless的存儲半導體

從文章開頭的排行榜中來看CPU和內存的關係，似乎可以說是TOP2的Samsung和Intel兩家公司的天下，可這並不能代表半導體這一巨大市場的整體形勢。關於當今的半導體市場正在發生著以下這些變化，是我迄今為止都沒有經歷過的。

*在比電腦市場更大的智能手機市場方面，CPU幾乎全數成為了Qualcomm這樣的Fabless企業、Apple這樣的智能手機終端企業的囊中之物,此處還有“吞噬”著全球50%Fabless產能的TSMC。

*尤其像GAFA（Google、Apple、Facebook、Amazon）這樣的大型終端企業一旦在自己集團內從事半導體元件生產，實際出貨的CPU數量和終端產品的出貨數量是基本相同的。這一傾向不僅限於CPU,其他的ASIC（Application Specific Integrated Circuit）元件方面也很明顯。最近看到一則新聞稱，Facebook收購了Interconnect的IP公司Sonics，預計今後類似這樣的收購還會越來越多。

*今後，雖說預計CPU、ASIC將不斷地向Fabless轉移，但是存儲半導體則由本集團的運營大型Fab的、垂直統籌的IDM（Integrated Device Manufacturing）企業來負責，這是商業模式（Business Model）上的決定性的差異。

*隨著半導體業務上的精細加工進一步發展，在彙集尖端技術的同時，大型設備的產業化也在不斷髮展。半導體品牌企業也在不斷被淘汰。這樣一來，豈止是HRHR（High Risk High Return，高風險、高收益），甚至有可能變成HRNR（High Risk No Return，高風險、無收益），所以掌管經營之舵的CEO就不得不時常做出大膽而又細心的判斷了。

以前AMD的CEO桑德斯曾豪言說“半導體業界的真男人要有自己的晶圓廠”，他應該完全沒有想到時過20年業界發展的如此之快。

回到CPU和存儲的關係，我們可以看到，存儲半導體和CPU在進行創新改革的同時，保持互補的關係，成為了半導體、電子、IT行業的牽引力。

作為一流的半導體二強廠家英特爾和三星分別以CPU和存儲器為代表，今後應該也會為了保持當前的TOP地位，繼續進行研發、設備投資。

行業重組以後，各領域的主要企業（Key Player）的情況都不是很樂觀，而且這些企業可能面臨著鉅額投資帶來的風險。

投資風險的增大導致了無法做到Fabless的存儲半導體企業和快速發展Fabless的CPU（或者像ASIC這樣的Logic Device）企業之間的商務模式（Business Model）差異。帶動這一差異的就是當今掌握全球一半Foundry需求的TSMC。

引起半導體行業這一系列變化的獨立企業是以GAFA（Google谷歌, Apple蘋果, Facebook臉書,Amazon亞馬遜）為代表的大型IT平臺（Platform），而且他們的影響力在進一步擴大。這些大型IT企業分別形成了自己獨特的經濟圈，其對半導體產業的影響也在逐步擴大。

從獨佔到寡佔，英特爾微妙的立場

現在x86系列的CPU市場由幾家企業壟斷著（寡佔），所謂“寡佔”說的是同一個市場裡有2～3家供應商的情況，如果是一家供應商的話，就是“獨佔”。曾經的英特爾是CPU市場的霸主企業，為了打破其霸主地位，曾經有將近10家公司來挑戰英特爾，結果只有AMD活下來了，所以英特爾和AMD兩家公司的競爭一直持續到今天，可以說，兩家公司的技術競爭使支撐電腦、服務器這些電子設備的CPU的性能實現了飛躍性的提高。

但是，關於CPU的市場，如果把另一個應用設備――智能手機的市場考慮進去並進行擴大的話，將會是一個更大的市場，此處競爭智能手機市場主導權的主要有Qualcomm及其他企業，並形成了以Qualcomm為首的群雄割據的狀態。英特爾在智能手機市場上基本沒有什麼存在感。但是，智能手機這一巨大市場的主要因素（Key Component）不僅僅是CPU，隨著5G時代的到來，高速Modem（調制解調器）將和CPU一樣重要，在這一領域擁有多年技術積累的Qualcomm在技術上略高一籌。

反過來看看服務器市場，對數據中心CPU來說，其標準是當今的x86,而Amazon的AWS（Amazon Web Services，亞馬遜公司旗下的雲計算服務平臺）在快馬加鞭地進軍數據中心（Data Center）市場。在Amazon運營的數據中心應該不會永遠使用x86作為主力CPU的。Amazon在股價市值(Market Capitalization)方面是美國最大的企業，同時也是全球最大的運營數據中心企業。Amazon應該在考慮在自家公司的數據中心上使用自主研發的CPU，他們早前的發佈的Arm服務器芯片就是一個嘗試。

最近，有報道說，Facebook收購了高速互聯技術集團的Sonics公司，不久前， NVIDIA以69億美金（約人民幣470億元）的高價收購了擁有高速互聯技術的Mellanox公司，NVIDIA通過控制HPC的接口（Interface），虎視眈眈地力求提高在這一市場上的存在感。

在當今大型Logic半導體企業裡，只有英特爾採取了垂直統籌型的商業模式（Business Model），即最尖端工藝技術開發、對Fab的設備投資、統籌尖端結構（Architecture）的CPU和ASIC設備的開發，這些全部在集團內部進行。列舉這些事例只是為了說明，英特爾的立場變得相當微妙。

對半導體產業來說，重要的戰略是要分散風險

與其他行業相比，半導體產業之所以有不同的特質是因為兩方面的因素，其一，半導體行業的設備需要鉅額的投資；其二，需要果斷地、迅速地研發、創新。雖然半導體行業比較大，但是永遠都有發展空間，而且史無前例可以參考。各家半導體企業通過分散這種史無前例的經濟風險，來進行風險對衝（Risk Hedge）。但是，也未必會一直都順利。

Qualcomm曾一時想通過開發用於Arm Core服務器的芯片來破壞英特爾的“大本營”，不過最終以失敗告終。失敗的原因既有技術方面的問題，也有資金問題。

技術方面，Qualcomm設定了靈活運用Arm Core特有的節能特點、同時發揮其高性能的優勢的目標，不過實際卻比計劃的難得多，以失敗告終。

另外，在資金方面，正好趕上中美貿易摩擦，NXP收購受挫，從而不得不向NXP支付違約金，因而無法繼續進行大規模的服務器項目。

從這個意義上來說，擁有半導體Foundry這一巨大市場50%以上份額的TSMC是順利迴避風險的“代表”，其資金不是集中於尖端工藝技術的開發、也不是集中於Fab的設備增加，而且致力於把英特爾以外的有名的半導體Fabless 企業當作自己的客戶。

即使某些尖端構架（Architecture）的CPU和ASIC的方向性不被實際市場接受，在市場上的其他有競爭力的優秀構架（Architecture）仍舊可以被客戶購買，以此來達到有效的風險對衝。

很多大型客戶集中於TSMC，並與其實現“吳越同舟”。TSMC的這種商務模式（Business Model）是其最大特點。對品牌半導體企業來說，知識產權是最重要的資產，一般認為無法在同一個工廠裡生產競爭對手的產品，但半導體行業的傳奇人物張忠謀（Morris Chang）則設計了Foundry這一商業模式，可謂是商業的先鋒（Business Pioneer）。

挑戰比3nm更精細的加工技術的物理極限、再擴大對研發和設備的投資將是今後整體業界的挑戰。