在新壹代企業級 科技 投資人投研社第21期，鈦資本邀請芯片領域專家時昕博士對相關問題進行解答。時昕博士是Imagination公司主管中國區戰略市場與生態的高級總監，擁有處理器設計及軟件生態的豐富行業經驗，加入Imagination之前在華為公司擔任智能計算業務部業務發展總監，此前，時博士曾在AMD、ARM、Synopsys、三星半導體韓國總部等國際公司擔任不同的技術與商務崗位職責。時昕博士畢業於中科院聲學所，研究方向為處理器設計，同時擁有北大MBA學位。
半導體，是元素周期表的某些元素，如矽、鍺、碳等等，在壹定條件下有導電或絕緣的特性。半導體大致可以分成幾個大類：第壹類是傳感器，包括傳統的傳感器和MEMS（微機電系統）傳感器，傳統的傳感器包括壓力、溫度、氣體、磁場、慣性、指紋、聲音等傳感器，MEMS工藝可以做得更小；第二類是光電器件，包括現在常用節能燈上的發光二極管，以及電子面板如手機或電視面板，包括華為折疊屏手機用面板也屬於半導體器件；第三類是分立器件，包括晶體管、功率器件、模擬或射頻；第四類是集成電路，包括數字集成電路、模擬集成電路、射頻集成電路。
我們今天討論的主要是第四類——集成電路，特別是數字集成電路（集成電路還包含模擬集成電路和射頻集成電路等，這些今天不做詳細討論）。比如壹些高速AD，即模數轉換、數模轉換特定電路，也包括壹些射頻集成電路，如天線等。目前常用的芯片較多基於矽，所以芯片從業者經常自嘲是“矽農”。還有其它的元素，如基於鉀的砷化鎵、氮化鉀在功率器件和微波器件方面很有優勢，而碳作為替代矽的下壹代半導體材料，在學術界已經火了很久。
全球芯片發展比較領先的國家和地區：美國是半導體的發源地，芯片就是在美國實驗室裏發明的，矽谷的名字由來也與之關；日本有壹段時間芯片發展得比較好，但因為受到打壓，最後壹蹶不振；臺灣地區發展比較好的是TSMC這種代工廠，TSMC的崛起離不開張忠謀教父級人物的個人能力，以及當時中國臺灣在電子方面的進步；韓國能夠發展起來，實際上是用類似於財閥的機制，集中資源辦大事，三星是從存儲器起家，目前發展到不僅包含存儲器，也有邏輯芯片和面板。韓國和臺灣地區的存儲器和面板產業對比是很明顯的例子，存儲器和面板等產業都需要巨額資金的支持，臺灣地區也有政策資金的支持但比較分散，韓國相對來說比較集中投給了三星，所以最終在面板和存儲方面，臺灣地區完全被韓國拋下了。從這個角度來說，像存儲、代工、面板等需要巨量資金的這種行業，不要分散力量，集中力量才能把事辦好。
2018年全球芯片公司Top15榜單，可惜其中沒有壹家中國公司。據海關總署的統計數據，2017年中國芯片進口總額大概為26萬億元，在2018年還繼續同比增長13%。中國集成電路的自給率大概是1%~10%，每年的進口額高居不下，所以很多場合都說中國每年用於進口芯片的資金已經超過進口原油，壹定要盡快發展自己的芯片產業。
投資人可能比較關心的是，怎樣投出下壹個NVIDIA，也就是隨著人工智能大火的GPU公司。打 遊戲 的人可能知道NVIDIA是做顯卡的，GPU是顯卡上用的主要芯片，在芯片行業裏沒有特別專門區分GPU和顯卡。
想要投出下壹個NVIDIA，要看在哪些賽道上出現巨型新興公司的可能性比較高：在2018年全球芯片公司Top15排行榜中，內存公司最多，有三星、海力士、鎂光；第二多的是處理器公司，NVIDIA的GPU就是壹種處理器；另壹個比較容易出巨頭的賽道是做通信相關的芯片，像高通、博通。榜單裏有很多家是IDM模式，也就是既有芯片設計，也有自己的生產線，像Intel、三星、TI、ST、NXP等公司；高通、博通、NVIDIA都是Fabless模式，也就是只做芯片設計。
在上個世紀，很多芯片公司都要自己做設計和生產，隨著臺積電代工模式的出現產生了壹種模式叫Fabless，或者說叫IC design house，這些公司只做芯片的設計，而把生產交給第三方公司做代工。
2017年Fabless公司Top10榜單，十家公司中六家來自美國，壹家來自新加坡，壹家來自臺灣地區，兩家來自祖國大陸（華為的海思和清華下的嘉瑞集團），而歐洲和日本在榜單上都出局了。再考慮到博通把總部遷移到美國，那就意味著美國占了七家，比例非常驚人。其中比較看好的是海思，海思在2018年的營收將近74億美金，之前有看法說如果海思的營收在2019年能保持20%的增幅，有可能超過圖壹中的NXP，不過在現在的形勢下這個挑戰的難度大大增加了。
從2000年左右到現在，國內的芯片雖然是高 科技 行業，卻是以中低端產品為主。國內芯片公司被戲稱為“壹代拳王”，就是說憑借某壹款產品盛極壹時，卻缺乏持續引領市場的能力。比如，2000年左右全世界MP3裏的芯片基本都來自中國南方的壹家公司，但當MP3市場萎縮後，該公司就很難找到下壹類別的市場。
另壹方面，國內芯片公司的技術進步主要依靠摩爾定律，也就是說更多是依靠代工廠、EDA工具和IP公司的技術進步。同時，國內芯片公司嚴重依賴第三方IP導致產品的同質化非常嚴重。IP公司和EDA公司裏，經常聽到客戶抱怨公司像跑步機，必須不停地跟著跑，這也從另壹方面說明，芯片公司沒有能夠從技術方面引領EDA和IP，而是跟在後面跑。
好的消息是，國家對芯片產業很重視。不僅給予國家級科研支持，像“863計劃”和2001、2002每年幾十億的專項投資，還從產業基金方面給與了很多支持。2014年，國務院發布了《國家集成電路產業發展綱要》，奠定了未來集成電路的戰略發展方向；同年9月，在工信部和財政部的指導下，設立了國家集成電路投資基金股份有限公司，被稱做“大基金”。大基金參與方都是國內比較有實力的企業，壹期的募資總規模1300多億元，超募了原定目標的15%。基金所有權為基金電路產業投資股份有限公司，采取了市場化機制的管理模式和公司制的經營模式，跟以往的政府項目補貼模式有本質不同。大基金的壹期從2014年到現在將近五年的時間，拉動作用顯著，現在已經開始啟動大基金二期，募資規模將要超過壹期且投資方向也要圍繞國家戰略和新興行業進行規劃，比如智能 汽車 、智能電網、物聯網等等，盡量向裝備材料業給予支持。
芯片產業鏈中主要的環節如上圖所示，最上方是用戶，既可以是ToB用戶也可以是ToC用戶。比如既可以是運營商使用的5G設備，也可以是壹般消費者使用智能手表或智能家電等等。在用戶下面有系統解決方案的提供商，像做智能手機的企業會有兩方面的需求：壹是硬件供應商，主要指芯片的供應商；二是軟件供應商，比如智能手機需要AP和基帶的供應商。封裝測試很重要，像安卓從芯片系統商拿到是封裝和測試後的。封裝和測試在整個產業鏈裏門檻不是最高的，中國有很多工廠做得不錯，像長電在全球排名不錯，它的芯片主要是做封裝測試，芯片本身由代工廠制造，包括TSMC、三星、中芯國際等公司。
芯片代工廠的需求包括：第壹，根據芯片設計公司的設計文件，生產制造芯片；第二，無論是芯片設計還是芯片生產都需要技術支撐，像EDA工具和IP模塊，不僅存在於芯片設計公司的上遊，還會與芯片代工廠有技術溝通和合作。比如代工廠需要做7nm工藝的研發，就要跟EDA工具提供商如Synopsys溝通確認，其工具能否支撐7nm的設計，甚至需要***同開發。開發IP模塊，也要確定其是否能夠在7nm上正確實現功能和性能，這可能要幾方合作。甚至對於CPU，芯片代工廠提供給客戶的不僅僅是CPU的設計，還要跟代工廠***同開發針對此CPU可能會用到的特殊基礎庫，沒有基礎物理庫，CPU、IP也無法在客戶最終系統級芯片裏正確使用。
芯片代工廠的上遊是TSMC以及國內的中芯國際。它們也有上遊，比如光刻機90%以上由荷蘭ASML提供。整個芯片生產線牽扯到的設備非常多，其中技術門檻最高的是光刻機，還有其他設備比如離子註入、蝕刻等等。除了設備之外，芯片代工還需要準備芯片生產過程中的耗材或原材料，比如所有的芯片最終都要做到晶圓上，包括每個工藝節點上要做光刻還需要有光刻膠等等原材料，都需要供應商。所以，芯片產業鏈條中的環節非常多，欠缺了任何壹個環節，鏈條就會被打斷，無法實現。
結合中國目前的現狀，上圖中用白色標出來的是不需要擔心的。中國是全球最大的市場之壹，最不缺的就是用戶了。封裝測試在中國也有不錯的基礎，芯片設計雖然在排行榜中排前十的不多，但至少有壹兩家公司。
其它的方面可能比較讓人擔心。軟件算法方面，像操作系統OS、專用軟件、底層數學庫等大部分都受制於美國。EDA工具和IP模塊幾乎完全受制於美國。前兩天對華為的制裁開始後，幾家EDA公司比如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics三巨頭，都已經切斷向華為的供應，不僅不再給華為提供技術支持，也不做軟件更新。IP模塊中，排名靠前的IP公司也以很快的速度說停止對華為的支持。
上圖是IP公司的榜單。這些IP公司幾乎全部來源於美國或受制於美國。排名第壹的是ARM公司，原來是壹家英國公司，後來被日本的軟銀集團收購了，但它也要受制與美國，所以所謂禁令出來後，很快就停止了與華為的合作。排名第二、第三的兩家公司是EDA三巨頭中的Synopsys、Cadence，都是美國公司。Ceva是壹家以色列公司，雖然不是美國公司，但是美國的盟友。Imagination公司原來跟ARM壹樣是壹家英國公司，在2017年被中國的資金完全收購了，所以目前在所有權上完全屬於中國資金所有。同時技術也不來源於美國，因為在被中國國資收購前，把所有的美國技術全部剝離出去了，所以目前不用擔心這家公司。
IP公司主要分成兩類：第壹類主要是處理器IP，像CPU、GPU、MPU、DSP等等，比如ARM是移動端的CPU，包括手機、 汽車 電子等等；另壹類是接口IP，比方設備都會用DDR的memory接口，像PCIE接口、USB接口等等。
上邊說的是芯片設計的上遊，芯片設計的下遊對於解決方案來說非常關鍵的是軟件公司，特別是對於處理器來說。有些剛開始做芯片相關投資的投資人，可能經常會忽略掉這壹點，芯片公司的軟件實力經常是決定壹家芯片公司能否成功的關鍵。很多號稱做AI處理器、硬件芯片流程的公司，前端、後端、市場、融資都有大咖壓陣，但是團隊裏居然沒有壹個軟件大咖。如果這個芯片公司是與軟件公司壹起合作或由軟件公司投資定制的壹款芯片，那可能還好，但如果這家芯片公司獨立地往市場上推，可能經常用戶都找不到它。
大家都喜歡類比NVIDIA，但很多人都不知道，賣GPU芯片盈利的NVIDIA公司，軟件工程師的人數遠遠多於芯片設計工程師的人數。NVIDIA的GPU和AMD的GPU比較起來可能各有千秋，為什麽市場上用NVIDIA的GPU的比例要遠大於AMD的GPU，主要就在於軟件生態做得好。整個CUDA軟件生態，不僅有對AI各種框架的支持，也包括在各行各業，像天文、科學計算、氣象等基礎運算庫。在專用處理器方面，這是壹個非常復雜的工程，不能完全由硬件出身的專家負責，因為不了解應用軟件，另外也經常會忽視軟件工具鏈的開發。設計壹個專用處理器需要經歷很多步驟，比如需求分析、架構設計、硬件實現等等，而軟件工具鏈的開發非常重要，比如處理器上的軟件編程環境如何、用什麽樣的編譯器、提供什麽SDK和函數庫，是否能夠支持AI所需的所有卷積運算、矩陣運算、FFT運算等等。芯片本身軟件工具鏈之外，還有更多的軟件生態。以智能手機為例，手機芯片上如果不能跑安卓系統就比較麻煩，安卓上還跑微信、支付寶、抖音等等應用。因此，把芯片做出來後，只是萬裏長征剛剛開始，後面還有更多數量級上的工作。
芯片面臨的另個問題就是人才和資金的缺口十分巨大，雖然中國在這方面持續投入了很多年，但是目前來看可能還是不夠。2018年，中國電子信息產業發展研究院（CCID）和工業和信息化部軟件與集成電路促進中心（CSIP）聯合發布了《中國集成電路產業人才白皮書（2017—2018）》，提到了中國集成電路人才缺口大概30多萬，這個數字值得玩味。
十幾年前就開始說，中國集成電路每年的人才缺口大概有幾十萬，很多專家、學者、大咖壹直在呼籲，很多高校也都開設了芯片設計相關的專業，每年培養出了很多的人，為什麽人才缺口持續壹直是這樣的狀態？白皮書中也有分析，每年培養出來的人才，八成左右在畢業後轉行做互聯網或金融，因為從事芯片設計行業賺不到錢。芯片設計打工者賺不到錢倒不是因為芯片設計的老板比較摳門，而是芯片設計公司的老板自己也沒賺到錢。
為什麽？因為芯片設計行業的特點就是投入非常高，壹次流片可能就是幾百萬，如果比較新的工藝10nm、7nm，投入的量級可能不變，但單位變成美元，而且壹次流片還不壹定成功，甚至兩次流片都不壹定成功。除了流片費用，還有EDA費用、IP的費用、員工養家糊口的工資，這些投入非常高昂，而且壹個芯片項目基本周期是壹年半左右。因為周期比較長，投入比較大，同時還有非常高的風險，壹年半前定好的產品需求，即使流片壹次成功，到上市時能否滿足市場需求，就要在壹年半後上市時才可能確切的知道。也由於這方面的原因，民間資本非常不願意進入芯片行業，其財務回報率IRR等指標，相對於大規模的創新互聯網公司也不好看。
所以如果考慮向芯片業進行投資，可能要做好與團隊進行長跑的心理準備，很難像互聯網那樣壹兩年就獲得比較理想的或至少是比較明確的回報。還有在開始時，公司很難從技術上就能做出壹個判斷，很多情況下要看選擇的團隊和團隊的技術積累和技術能力如何、團隊的市場潛力、團隊之間是否能長期合作***事等更加重要的指標。
在芯片產業中，除了IP、EDA和代工廠等實體組織外，還有壹些環節非常關鍵，比如標準。像WIFI聯盟、藍牙聯盟等等行業組織，先是取消華為的成員資格，幾天後又恢復了華為的成員資格，雖然這是壹場鬧劇，但還是讓人揪了壹把汗。還有IEEE學術組織，也在美國政府禁令的影響下，對華為進行了壹些限制，後來又放開了。對於標準，可能有人認為標準制定後就是公開的，照做就行了，不是標準制定委員會的成員也沒什麽關系，這就想簡單了。需要參與標準的制定有兩點因素：第壹，每家公司技術的積累和布局是不完全壹樣的，參與標準的制定有利於讓標準向自己更擅長技術方向上去傾斜，這非常重要——有句話是“三流公司做產品，二流公司做專利，壹流公司做標準”；第二，如果不能在早期參與標準的制定過程，可能就很難在早期深入了解、獲得標準的發展方向，從而很難制定壹個三年或更久的產品規劃圖。作為壹個芯片公司在與客戶溝通時，沒有壹個清晰的產品規劃路線圖，客戶的信任可能就打折扣，對企業未來打壹個問號。而且各家公司的技術積累的方向也可能不完全壹樣，如果能夠使標準更加傾向自己積累的方向，那麽技術公司就能夠獲得更好的領跑優勢。
前面進行的很多分析可能有些偏悲觀了，但是其實我們也不必過分悲觀。之前的壹段時間可以看到壹個趨勢，芯片產業在國內的發展非常明顯，特別在2014年國家的“大基金”推出後，芯片設計公司的數量幾乎翻了壹番還多，大幅增長。
在中國，政府的指引非常重要，壹定要關註。在第壹期大基金的工作中有壹個餅圖可以看到投資的重點，65%投資了制造方面，因此像中芯國際這些年的進步非常明顯，雖然距離臺積電或三星還有代差，但是對於大部分芯片公司所針對的中端用戶差不多可以了。
大基金已經開始了第二期，募資規模將會超過壹期，而且將圍繞國家的戰略和新興行業進行投資，並且盡量對裝備材料給予支持。在第壹期中，設計方面的投資大概17%，在二期應該會明顯對設計公司加大比例，同時設計公司相對來說在芯片產業裏，與制造相比算是花費少的，所以應該會有更加明顯的拉動。大基金二期目標是募集1500億元人民幣，這方面在未來可以期待很大的支持力度。
國家花大力氣支持芯片產業有壹個根本原因，中美博奕不是針對壹家公司，中美兩國博奕也不能再用過去的眼光考察了，根本是誰能夠占領 科技 發展的制高點。所以針對國內的企業，從去年的中興、福建的晉華，到目前的華為，接下來大疆、海康等AI四小龍等等，可以看到打擊的目標都是高 科技 企業，所以這戰爭是不是場持久戰？像華為可以通過囤半年或壹年的貨，用自有備胎從容應對就可以嗎？
如果真的是兩國博奕，要占領未來 科技 發展的制高點。若僅有設計公司，芯片設計的部分是完全不足以支撐的，像芯片的上遊EDA、IP，還有芯片的代工、代工廠的上遊，完全都在別人手裏，想要把產業鏈重新連起來，裏面相當多的環節都要重新開始自己建設，國內雖然也有EDA公司，就算不是重新開始也是從壹個非常低的起點開始。
上圖分析在幾個方面中國與世界水平還差多少：封裝測試方面不用特別擔心；在設計方面，基本上具備了終端方面設計的能力；在代工方面，由於投入巨大，需要壹定的時間。這些方面目前有差距，但是差距既是挑戰，對從業者來說也意味著機遇。在迎接這些挑戰中，需要遠離浮躁，要能夠堅持下去。壹個芯片項目做壹年半，甚至可能壹次流片不夠，還要經過更長時間的忍耐，這對從業者也是非常大的考驗。
中國的芯片如果想要在某些方面有所突破，在哪些方向或賽道上有可能會出未來黑馬？
首先，芯片相關的內存、代工、封測等等領域，基本上投入都非常巨大，以數十億計的資金才有可能參與，這些領域可能更多需要依靠國家戰略進行追趕甚至趕超；
其次，IDM廠商。世界上TOP 15裏有很多IDM廠商，像Intel、三星，中國還是有機會出現年輕的公司，比如華為海思。因為有持續的資源保證，海思有華為十幾年持續的幫助和投入，獲得了現在中國芯片領域排名第壹的位置。中國還有其它的IDM，比如像無人機，還有很多比較成功的互聯網公司，也都在嘗試進行芯片的研發。在手機廠商和家電廠商中，除華為外，沒聽說哪個品牌或資源聲勢特別大，更多的手機廠商應該做嘗試；
再次，很多人說國內要做自己的EDA公司，而EDA公司數十年的 歷史 已經證明了，初創EDA公司最終最好的結局就是被三巨頭收購，除非國內的EDA公司將來跟美國是壹個世界兩套體系，那就幾乎要從頭開始發展EDA產業，不然這方向不太可能有較大型的公司出現；
第四就是IP公司。在IP公司榜單前十名沒有壹家國內公司，直到2017年年底時，收購了Imagination。在榜單上可以看到IP公司最近幾年的營收，IP公司活得很艱難，市場份額都不大。如果只是做單壹IP公司，沒有機會做CPU或GPU這種比較大空間的IP，那單壹或少數幾個IP的公司是很難生存的。如果將來迫不得已發展自己的IP，那唯壹的方式就是某個具有號召力的組織機構振臂壹呼，大家壹起做聚合平臺，把很多單壹的IP聚合到壹起，才有可能被芯片公司所采用。
最後，在芯片設計行業裏有更多的機會，芯片設計方向也很多，主要考慮這麽幾點：首先，開源處理器也有隱患，將來需要完全源自於中國自主的處理器架構，不管是MCU微控制器、手機AP（Application Processor，即應用芯片）的MPU，還是壹些在特定場合下的對特定指標有要求的數模、模數轉換器件和射頻器件。
希望投資機構能做好陪伴團隊長跑的心理準備。中國的優勢在於巨大的市場，可以立足於本地市場做持續引領，不要又成為“壹代拳王”。像安防、AI行業，中國不僅僅有巨大的市場，而且也有很多AI的初創公司，在算法和軟件方面也非常有技術領導力，還有像能源、 汽車 等等行業，壹定會有國內供應商的重要壹席之地。
除此之外，類似中國基金全資收購英國IP公司Imagination，也是壹條可行的道路。除了美國外，在其它的壹些地方，特別是歐洲還有些小而美的公司可以進行國際並購，從財務上面取得控制權，然後再慢慢消化吸收、引進人才等等。
此前，鈦資本曾在2018年12月邀請了湖杉資本創始人蘇仁宏在“新壹代企業級 科技 投資人投研社”在線研討會第九期上分享了中國半導體領域的投資挑戰和機會（在鈦資本微信公號中查看）。當時認為未來十年，中國芯片產業鏈將重構，這是最大的整合機會。傳統的模式已經越來越沒有效率了，今後的世界會越來越扁平，信息流會越來越短，數據的傳輸效率會提升，也會帶來新的應用模式，整個產業鏈條會發生重構，而產業價值重點是芯片、雲、數據。
而到了2019年6月，隨著中美貿易戰的升級和持久化，打開了中國芯片產業的 歷史 性機遇窗口期。在美國禁令發出後，不少國際芯片產業鏈上的公司切斷了對華為的技術供應，這將在很大程度上警醒和影響中國的 科技 投資流向。相對來說，半導體行業新的技術並不多，推動力大多數情況下並不是新技術。而 科技 投資的流動，將影響全球半導體產業格局的發展。過去，沒有中美貿易戰， 科技 投資更關註應用創新以及產業鏈的整合；而在中美貿易戰的影響下， 科技 投資將有可能關註在全球不同的區域重建半導體生態，以保證國際競爭中的可持續性發展。
中國提前壹年發放5G商用牌照，這在很大程度上拉升了中國在全球半導體產業鏈中的市場地位，也為國內半導體產業發展和創業創新提供了廣闊的實驗場和產業空間。現在需要的是更大膽更具創意的想像和想像空間——如果要在亞太和歐洲市場重建整個半導體產業及生態，是否能夠做的不壹樣，例如還需要專業人士完成芯片設計麽，還是人工智能就可以完成？好的消息是，已經有了到目前為止的整個半導體產業發展 歷史 可以借鑒和對標，需要思考如果推倒重來的話是否有更好的方式、方法和路徑？不是每個產業都有推倒重來的機會，在大挑戰面前也是大機遇。