全球半導(dǎo)體邁入中年危機(jī) 對中國來說卻是轉(zhuǎn)機(jī)

　　中年的煩惱：錢!錢!!錢!!!

　　隨著年齡慢慢長大，青年期的浪漫與夢想也漸漸被現(xiàn)實的考量所取代。

　　對大多數(shù)人來說，無論在年輕時做過多美麗的夢，一旦到了必須獨(dú)當(dāng)一面的成熟年齡，最大的煩惱都是錢。

　　在我剛讀大學(xué)的時候，我喜歡動漫，喜歡打游戲，喜歡音樂，喜歡漫無目的地四處閑逛，每個月可以瀟灑地把錢投到自己喜歡的事情上過月光的生活。

　　然而一畢業(yè)，買房的壓力頂在頭上，不得不放棄這種自由而無用的生活方式，不僅花在興趣上的錢少了，用在興趣上的時間也少了(“時間就是金錢，我的朋友!”)。對于度過了青年期后進(jìn)入社會艱苦打拼的每一個朋友，我相信最大的考量都是經(jīng)濟(jì)問題。

　　摩爾定律背后的邏輯慢慢失效：先進(jìn)工藝的單個晶體管價格不降反升

　　半導(dǎo)體業(yè)也是這樣。

　　在伴隨著光榮與夢想走入成熟期(2010年)之后，突然發(fā)現(xiàn)正面臨一個現(xiàn)實問題：摩爾定律遇到了瓶頸。

　　在之前，摩爾定律背后的邏輯是：半導(dǎo)體行業(yè)需要以一個合適的速度增長以實現(xiàn)利潤的最大化。

　　上世紀(jì)60年代，摩爾發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體晶體管制程發(fā)展的速度對于一個半導(dǎo)體廠商至關(guān)重要。隨著制程的進(jìn)化，同樣的芯片的制造成本會更低，因為單位面積晶體管數(shù)量提升導(dǎo)致相同的芯片所需要的面積縮小。所以制程發(fā)展速度如果過慢，則意味著芯片制作成本居高不下，導(dǎo)致利潤無法擴(kuò)大。

　　另一方面，如果孤注一擲把所有的資本都用來發(fā)展新制程，則風(fēng)險太大，一旦研發(fā)失敗公司就完蛋了。

　　摩爾發(fā)現(xiàn)當(dāng)時市場上成功的半導(dǎo)體廠商的制程進(jìn)化速度大約是每年半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管數(shù)量翻倍，于是寫了著名的論文告訴大家這個發(fā)展速度是成本與風(fēng)險之間一個良好的折中，半導(dǎo)體業(yè)以后發(fā)展可以按照這個速度來。摩爾定律背后的終極推動力其實是經(jīng)濟(jì)因素。

　　依據(jù)摩爾定律縮小特征尺寸獲得紅利的過程就像挖掘金礦：在過去，離地表較近比較容易挖掘的金礦已經(jīng)被挖光了，到了今天，剩下的都是金礦深處的難啃的骨頭。

　　芯片特征尺寸縮小已經(jīng)越來越困難，必須克服各種科學(xué)技術(shù)和工程上的難題。歸根到底，再繼續(xù)縮小特征尺寸不是不能做，只是要錢，很多錢。

　　隨著特征尺寸縮小，芯片的成本上升很快。芯片的成本包括NRE成本(Non-Recurring Engineering，指芯片設(shè)計和掩膜制作成本，對于一塊芯片而言這些成本是一次性的)和制造成本(即每塊芯片制造的成本)。

　　在先進(jìn)工藝制程，由于工藝的復(fù)雜性，NRE成本非常高。例如FinFET工藝往往需要使用double patterning技術(shù)，而且金屬層數(shù)可達(dá)15層之多，導(dǎo)致掩膜制作非常昂貴。

　　另外，復(fù)雜工藝的設(shè)計規(guī)則也非常復(fù)雜，工程師需要許多時間去學(xué)習(xí)，這也增加了NRE成本。

　　對于由先進(jìn)制程制造的芯片，每塊芯片的毛利率較使用落后制程制造的芯片要高，但是高昂的NRE成本意味著由先進(jìn)制程制作的芯片需要更多的銷量才能實現(xiàn)真正盈利。這使得芯片設(shè)計和制造所需要的資本越來越高，而無力負(fù)擔(dān)先進(jìn)工藝制程的中小廠商則不得不繼續(xù)使用較舊的工藝。這也部分地打破了摩爾定律 “投資發(fā)展制程-芯片生產(chǎn)成本降低-用部分利潤繼續(xù)投資發(fā)展制程”的邏輯。

　　隨著摩爾定律背后的邏輯慢慢失效，半導(dǎo)體行業(yè)也慢慢地與鋼鐵，石油等傳統(tǒng)大工業(yè)越來越像：

　　進(jìn)入門檻高，資金需求大，之前幾個工程師孤軍奮戰(zhàn)在自家車庫里設(shè)計出商用芯片的浪漫故事不再出現(xiàn)，因為缺少資金的支持不可能使用先進(jìn)工藝，而不使用先進(jìn)工藝在市場上就缺乏競爭力。

　　對于大公司而言，由于先進(jìn)工藝需要的資本越來越多，意味著研發(fā)新產(chǎn)品的風(fēng)險也越來越大。越來越多的公司在市場上的策略從拼命做新產(chǎn)品與競爭對手死磕變成了如何降低風(fēng)險在市場上堅持下來。

　　于是，伴隨著2008年后的資本寬松，我們在這兩年看到了半導(dǎo)體行業(yè)前所未見的公司兼并與重組。2015年，半導(dǎo)體行業(yè)并購額超過了1300億美元。而今年，這一熱潮不但沒有減退，反而呈現(xiàn)出愈演愈烈之勢，據(jù)統(tǒng)計，2016年前三個季度，全球半導(dǎo)體行業(yè)并購額就超過了1200億美元，全年總額超過2015毫無懸念。這輪兼并也是半導(dǎo)體行業(yè)走向成熟期的標(biāo)志之一，意味著將來一方面使用先進(jìn)工藝的成本越來越高，另一方面豪強(qiáng)兼并市場上的玩家都是巨頭，新玩家?guī)缀醪豢赡苋ヌ魬?zhàn)這些巨頭。

　　當(dāng)資本不再相信夢想

　　摩爾定律除了在經(jīng)濟(jì)學(xué)上推動集成電路特征尺寸縮小成本下降外，還使集成電路的性能上升。當(dāng)集成電路性能上升到一定程度時，量變的積累就會產(chǎn)生質(zhì)變，從而使新的應(yīng)用成為可能，并且發(fā)展出新的市場。