（工商管理专业论文）风险投资价值评估研究——基于国内半导体设计行业.pdf

中文摘要 i u ll llr l r l1 1 1 1 1 1i f l l lr i lr l l l iil y 19 6 4 3 2 3 中国有着全球最大的i c 市场，但国内的半导体企业却大多处于芯片制造和 封装测试等生产制造领域，大量的业务都来自于对国外芯片设计公司的代工业 务。代工企业一方面业务量蓬勃的发展，一方面利润却极度萎缩。要发展中国 的半导体行业，中国的企业必须进入到具有更多知识产权以及利润更为丰厚的 芯片设计领域。 本文通过回顾世界范围内半导体行业的发展过程，借鉴了与我们具有相似 发展环境的台湾半导体行业的发展历程，使用了波特五力分析模型对中国芯片 设计产业进行了分析。同时，本文也从风险投资的角度对半导体设计公司进行 筛选，并对风险投资企业如何投资半导体设计企业进行了评估和研究。1 文中指出半导体设计行业是中国半导体行业发展的重要方向，采用了a h p 层次分析法对半导体设计企业进行筛选，用实物期权法对整个投资过程进行评 估和控制，并对风险投资对半导体设计行业的促进作用进行了相应的研究。 关键词：风险投资，半导体设计，高科技行业 a b s t r a c t c h i n ah a st h el a r g e s ti cm a r k e ti nt h ew o r l d h o w e v e r ，m o s tr e v e n u e o fc h i n as e m i c o n d u c t o ri n d u s t r yc o m e sf r o mi cm a n u f a c t u r es e c t o ra n d i ca s s e m b l ys e c t o r w eg o tal o to fo r d e r sf r o mw o r l d w i d ef a b l e s si c d e s i g nc o m p a n y ，b u tt h ep r o f i ti sg e t t i n gl e s s i no r d e rt od e v e l o p o u r o w ns e m i c o n d u c t o ri n d u s t r y ， w eh a v et og r o wo u r o w ni cd e s i g n c a p a c i t y t h et h e s i sa n a l y z e ds e m i c o n d u c t o ri n d u s t r ya n dt a i w a ns e m i c o n d u c t o r i n d u s t r yd e v e l o p m e n te x p e r i e n c e ，r e s e a r c h e dc h i n ai cd e s i g ni n d u s t r y b yp o t t e r s “f i v ef o r c em o d e l m e a n w h i l e 。f o rt h ev e n t u r ec a p i t a l i n v e s t m e n ts i d e ，t h et h e s i sa l s oi n t r o d u c e da h pm e t h o df o rs e l e c t i n g i cd e s i g nc o m p a n y ，p r o v i d e dg u i d a n c ef o ri n v e s t i n gi cd e s i g nc o m p a n y t h et h e s i sp o i n t e do u tt h ei cd e s i g ni n d u s t r yi st h em o s ti m p o r t a n t t r e n do fd e v e l o p i n gc h i n as e m i c o n d u c t o ri n d u s t r y i ta l s om e n t i o n e d h o wt ou s e da h pm e t h o da n dr e a lo p t i o na n a l y s i st oe v a l u a t ea n d c o n t r o lt h ew h o l ei n v e s t m e n tp r o c e s s a n dt h et h e s i sa l s or e s e a r c h e d h o wt op r o m o t ec h i n ai cd e s i g ni n d u s t r yb yv e n t u r ec a p i t a li n v e s t m e n t k e yw o r d s ：v e n t u r ec a p i t a l ，i cd e s i g n ，h i g h t e c hi n d u s t r y 2 前言 中国的集成电路产业起步于1 9 6 5 年，经过4 0 多年的发展，从无到有，从小 到大，不但初步形成了一定的产业规模，并且在基础研究、技术开发、人才培 养等方面都取得了较大成绩，特别是最近几年，国内集成电路产业得到比以往 更为迅速的发展。到2 0 0 8 年底，中国国内的有超过5 0 家晶圆制造厂，约1 2 0 家封装测试企业，集成电路设计行业有近5 0 0 家 中国有着全球最大的i c 市场，2 0 0 8 年的市场规模达到8 5 0 亿美元左右， 但其中来自本土的供应商不足7 。中国虽然是世界上最大的电子产品生产基 地，但是接单和出货都是掌控在外资企业手中。中国的芯片设计公司很难进入 这个全球最大的市场。 从美国和台湾的发展经验来看，芯片设计产业的发展离不开风险投资基金 的介入与支持。在美国的硅谷，风险投资促进了大量的芯片设计企业的产生，在 企业从初创到发展的每一个环节，我们都可以看到风险投资的身影。在对我们最 有借鉴意义的台湾半导体行业的发展历程来看，风险投资企业也起了巨大的作 用。可以说风险投资伴随着高科技行业的快速发展，激发出了无穷的创造力。 作为国外发展的成功经验，我们在推动国内半导体行业发展的时候，也需要创 造出适合风险投资发展的土壤，用市场化的手段来促进国内的经济发展。 中国的半导体行业从芯片制造开始发展，随着生产能力的进步，中国逐渐 成为了全世界重要的芯片带工生产地，然而，在整个半导体产业链中，具有最 大回报的部分却在芯片设计领域，为了国内的半导体行业能够持续发展并能够 获得更高的附加值，我们迫切需要发展我们自己的芯片设计产业。 风险投资进入中国已有段时间，在国内芯片设计行业的投资规模逐渐增 大，然而由于国内芯片设计行业正处于特定的历史发展阶段，有别于美国等发 达国家的技术水平，同时国内具有不同于发达国家成熟的投资环境等自身特 点，通过对国内风险投资在芯片设计领域投资现状，投资过程以及发展方向的 研究，借鉴国外成熟的经验，为风险投资和芯片设计行业的有机结合提供参 考。促进风险投资和芯片设计行业的共同发展。 3 第一章半导体行业的发展历史和现状 1 1 世界信息技术产业的发展历程 1 9 5 8 年9 月1 2 同，世界第一块集成电路在美国德克萨斯仪器公司诞生。 在接下来的几十年中，半导体行业伴随着信息技术的发展而迅猛发展。信息技 术发展的不同阶段对半导体行业也提出了不同的需求。 信息技术的发展可以分为以下几个阶段： ( 1 ) 大中型计算机时代( 1 9 7 5 1 9 8 5 ) 1 9 7 5 年以前，集成电路产业处于萌芽时期，小规模集成电路产品仅 初步在大中型计算机上得到应用。 1 9 6 8 年i n t e l 公司成立 1 9 7 0 年i n t e l 公司生产出6 4 b i t 存储器： 1 9 7 1 年i n t e l 公司生产出第一枚c p u ：4 0 0 4 ，集成度为2 3 0 0 个 晶体管 1 9 7 2 年i n t e i 推出p 沟m o s 工艺的8 0 0 8 1 9 7 3 年i n t e l 推出8 0 8 0 ，采用6 微米工艺、主频达到2 m h z 、集成 度为6 0 0 0 个晶体管的8 0 8 0 。 1 9 7 8 年i n t e l 推出4 7 7 m h z 的8 0 8 8 微处理器，集成度为2 9 0 0 0 个晶体管，采用3 微米工艺 反观中国国内半导体行业的发展，直到1 9 8 6 年，电子部在厦门集 成电路发展战略研讨会上才提出了“七五 期间我国集成电路技术 “5 3 1 发展战略，即普及推广5 微米技术，开发3 微米技术，进行l 微米技术科技攻关。到1 9 8 2 年和1 9 8 5 年，推出了集成1 4 3 万个晶 体管的8 0 2 8 6 和集成度达到了2 7 5 万个晶体管的8 0 3 8 6 。 ( 2 ) 个人电脑时代( 1 9 8 5 - 1 9 9 5 ) 4 1 9 8 5 、1 9 9 5 年，集成电路产业进入成长时期，开始尝试担负起人类社 会信息化的重任。 1 9 7 5 年m i t s ( 微仪系统) 的小公司诞生了世界第一台在商业上获 得成功的、可供个人使用的微型计算机( a l t a i r8 8 0 0 ) ， p a u la 1 l e n 和b i l lg a t e s 曾为a l t a i r 开发出b a s i c 语 言：同年，微软成立。 1 9 7 6 年 s t e v ew o z n i a k 和s t e v ej o b s 开发出微型计算机a p p l ei ， a p p l e 计算机公司成立。 1 9 8 1 年i b m 成功地将采用8 0 8 8 微处理器和微软操作系统m s - d o s 的个人用计算机推向市场，由此开创了p c 时代。 1 9 8 5 年起以8 0 3 8 6 为代表的微处理器使得p c 迅速向国民经济各个 领域普及。在相应软件的同步支持下，p c 已由“计算 机” 向“信息处理机 的方向发展，它的文字和图形编辑以及 数据处理功能为办公自动化、计算机辅助设计( c a d ) 及信 息管理开拓出一片崭新的天地。 国内的p c 机使用大约落后5 年，1 9 8 5 1 9 9 0 年间，多数文字处理 还在采用“四通打字机 。1 9 8 5 1 9 9 5 年是p c 机迅速发展的1 0 年。 1 9 8 5 年，全球p c 出货量仅有百万台数量级( 中国p c 产量为l 万 台) 到1 9 9 5 年，全球p c 出货量已达到6 0 0 0 万台。 ( 3 ) 移动通讯时代( 1 9 9 5 2 0 0 5 ) 移动通信虽起源于2 0 世纪4 0 年代，但直到1 9 7 8 年，美国贝尔实验 室才研制成功先进移动电话系统( a m p s ) ，建成了蜂窝状移动通信 网。 8 0 年代末移动通信为模拟信号。 1 9 8 7 年中国移动通信集团公司开始运营9 0 0 m h z 模拟移动电话业 务。 1 9 9 1 年g s m 开始投入商用，当时计划1 9 9 5 年覆盖欧洲主要城市、 机场和公路。 s 1 9 9 4 年中国建成第一个g s m 数字通信网络。 1 9 9 5 年数字手机开始进入家庭 2 0 0 5 年中国手机用户达到3 7 6 亿户，位居世界第一，中国手机普 达到2 5 7 ，首次超越世界平均水平。 ( 4 ) 网络时代( 2 0 0 5 - 2 0 1 5 ) i n t e r n e t 最早起源于美国国防部高级研究计划署( d a r p a ，o e f e n c e a d v a n c e dr e s e a r c hp r o j e c t sa g e n c y ) 的前身a r p a n e t ( 阿帕网) ，该 网于1 9 6 9 年投入使用。 1 9 7 4 年t c p ( 传输控制协议) 和i p ( i n t e r n e t 协议) 问世，合 c p i p 协议。这两个协议定义了一种在电脑网络间传送报 文( 文件或命令) 的方法。 1 9 9 1 年c e r n ( 欧洲量子物理试验室前身) 发布了w o r l d - w i d ew e b ( w w w ) i n t e r n e t 正式运行。 1 9 9 5 年p c 市场进入成熟阶段，开始逐步进入城市平民家庭，联 网计算机增长到6 6 4 万台。 2 0 0 4 年全球p c 保有量达到5 8 亿台，联网计算机超过l 亿台。 2 0 0 5 年联网计算机超过了8 亿台。 根据中国互联网络信息中心( c n n i c ) 2 0 0 7 年1 月2 3 日发布的第 1 9 次中国互联网络发展状况统计报告，截至2 0 0 6 年底，仅我国的 网民人数就达到了1 3 7 亿，占中国人口总数的1 0 5 。 1 2 集成电路技术的飞速进步促进了信息技术的发展 ( 1 ) 集成电路的技术进步迅速降低了成本的降低 在近3 0 年的过程中j 在考虑物价指数和收入变化的情况下，一只晶体 管的价格降低了约2 0 0 0 万5 0 0 0 万倍。价格的降低促使信息技术大规模普 及，计算机、移动电话、数字电视、数码相机、网络进入家庭。这又反过来提 高了集成电路产业的规模效应，降低了成本，形成了良性循环。 6 表卜1 ：集成电路技术进步带来价格的降低 年份 1 9 6 21 9 7 82 0 0 62 0 0 62 0 0 6 高频晶体 a t h l o r l 二代证芯 产品名称 8 0 8 8m o n t e c il 0 管 f x 6 2片 j 。品价格( 人民 8 元 5 4 02 9 6 0 09 4 9 06 币) 晶体管个数 12 9b17 2 亿 2 2 7 4 亿3 0 万 1 8 6 x 1 0 一 侮晶体管价格 8 1 7 2 x 1 0 一4 1 7 x 1 0 2 x 1 0 1 当时每l 元人民 币可购晶体管数 1 2 5 x 1 0 15 3 7 x 1 0 15 8 1 x 1 0 12 4 x 1 0 15 x 1 0 4 量 普通白领工资可 6 2 5 x 1 0 03 0 1 x 1 0 32 9 l x l 0 81 2 0 x 1 ( ) 82 5 0 x 1 0 8 购晶体管数量 资料来源： 杂志 ( 2 ) 集成电路的发展大致以1 0 年为一个周期 集成电路产品研发一般要经过开发手段选择、确定基本工艺、工艺改 进、用户认证、批量生产到生产高峰几个必要阶段，这一过程大约也需要 l o 年左右。 图卜1 集成电路从研发到大量生产的1 0 年周期 圈圈圈 1 9 6 ( 1 l q ? f j ! 1 9 o l 南o ! 2 0 0 ) 2 0 i i t 圈函 豳豳豳 圈晋 ：豳圈瑟；鏖 ( 3 ) 集成技术每1 0 年由新技术推动 集成电路的关键工艺是光刻曝光和刻蚀。考虑到光的折射、散射等效 应，曝光光源的波长应小于最小加工尺寸。随着加工尺寸的不断缩小，曝 光机所采用光的波长也在逐步缩短( 如表2 所示) 。随着光刻技术的进步和 加工尺寸的不断缩小，集成电路的集成度在沿着摩尔规律的方向不断攀升， c p u 的工作速度每1 0 年约增长了1 0 倍。同时，晶片( w a f e r ) 直径、设 计工具和封装形式也随之发生变化。 表1 - 2 ：集成电路技术发展 第一代第二代第三代第p q 代第五代 时间( 每1 0 年) 1 9 7 5 、1 9 8 51 9 8 5 、1 9 9 5 19 9 5 、2 0 0 5 2 0 0 5 、2 0 1 52 0 1 5 、2 0 2 5 主要光刻技术 g 线 i 线准分子激光e u v + 浸渍 光源波长( a m ) 4 3 63 6 52 4 81 9 3 特征尺寸( u m ) 11 0 3 50 3 5 、0 0 9o 0 9 0 0 3 20 0 3 2 0 0 1 0 每代缩小约1 3 d r a m 1 m4 m 1 6 m6 4 m 2 5 6 ml g 4 g1 6 g 非主流产品b i t 数 多核架构 c p u 代表产品 8 0 8 6 3 8 6p e n t i u mp r op 4 突破功耗 c p u 晶体管数 l 矿1 0 51 0 ”1 0 71 0 r 、1 0 c p u 时钟频率姗z( 2 3 3 )( 3 3 2 0 0 )( 2 0 0 3 8 0 0 )非主频 每代增l o 倍l o ”1 0 11 0 1 1 0 l o 1 0 3衡量标准 w a f e r 直径( 英寸) 4 66 88 1 21 2 1 6 主流设计工具 l e p r p r s y n t h e s i ss y n t h e s is d f m 主要封装形式d i pq f p b g as i p 资料来源：中国半导体协会网站 1 3 我国集成电路行业发展现状 中国的集成电路产业起步于1 9 6 5 年，先后经历了自主创业( 1 9 6 5 - - 1 9 8 0 ) 、引进提高( 1 9 8 1 - - 1 9 8 9 ) 和重点建设( 1 9 9 0 - - 。1 9 9 9 ) 三个发展阶段。 8 经过4 0 多年的发展，从无到有，从小到大，不但初步形成了一定的产业规模， 并且在基础研究、技术开发、人才培养等方面都取得了较大成绩，特别是最近 几年，国内集成电路产业得到比以往更为迅速的发展。 到2 0 0 8 年底，中国国内的有超过5 0 家晶圆制造厂，约1 2 0 家封装测试企 业，集成电路设计行业有近5 0 0 家 图卜2 ：2 0 0 8 年半导体行业销售数据 数据来源：中国半导体行业协会 根据中国半导体行业协会统计的数据，2 0 0 8 年国内集成电路产业规模为 1 2 4 6 8 2 亿元，同比下滑一0 4 。这是近2 0 年来国内集成电路产业首次出现年 度负增长的状况。 中国有着全球最大的i c 市场，2 0 0 8 年的市场规模达到8 5 0 亿美元左右， 但其中来自本土的供应商不足7 。中国虽然是世界上最大的电子产品生产基 地，但是接单和出货都是掌控在外资企业手中。中国的i c 设计公司很难进入这 个全球最大的市场。 在中国国内，真正市场化的i c 设计公司寥寥无几，只有晶门、炬力、展 讯、中星微等。晶门是摩托罗拉液晶显示部门蜕变而来，过分依赖大客户摩托 罗拉，产品单一，缺乏新品，该公司从最高点的近4 亿美元下降到2 0 0 8 年的不 足l 亿美元。炬力的背后是台湾的瑞昱半导体公司，瑞昱半导体公司是全球最 大的声卡公司，数字音频的佼佼者。展讯则在2 0 0 8 年4 季度环比大幅度下滑近 9 5 0 ，远高于同样类型的联发科，股价从上市的1 7 美元跌到最低不足1 美元。 中星微相对稳健，依靠p c 摄像头庞大的内需市场，收入没有大幅度下滑，不过 其人力成本过高，已经连续，1 个季度出王兕运营亏损。 表卜3 2 0 0 8 年幽内1 0 大i c 设计企业经营业绩 戮熏 l 深圳海，憾二卜导体订限公州 ：3 0 9 4 2 中隧华大集成电路设计集团有限公司i 鬻ji f i ；i 一：参簿张篝爹i ? i 臻露 ： 大唐微i l l 予技术有限公司 8 ： 6 玎 工遵* t tt 。j 地m kr w ：n 代f ，k _ 心珏h ，一嚣：m | i 赫。一? ，j 邈i 鍪；蠢叠i 麓i i 毒溅。# i 羲篆 i 41 7 k ， i 一u v f ，l 一一 。 瓤乃戮土厶。薯一鬟，。鼍! i i i ；搿囊，麟” 炬力集成电路敬汁有限公司 6 7 80 6 。无锡华润矽科微眩予脊限公司| | 。 醚鹾；| ? 。 1 上海华虹集成| 乜路有限公司 6 14， 豢饔滋甏荔鬻缓鬻瀵翻溅蠲隧麓滋纛馥缀鬻纛鬻 9 北京同方微电了有限公司 3 9 7 一曩* 一 、州 i _i r j 鬻萋i 鬻oii i 一秘缀磨景( 囊霆) 搿麓愁司，j j ，镳瑟i j 蠹鬻荔纛嚣鬈磊j 蠹i ，簇8 戮滋鬟? 缓缓飘 数据来源：中国半导体行业协会 金融危机中，中国国内i c 设计产业也是整个产业链中此次受冲击最大的一 环。由于金融风暴的影响，相当多的初创型i c 设计企业资金链断裂，经营出现 问题。中国i c 产业在维持多年的高速成长后，已经开始进入调整期。风险投资 者对i c 设计公司的热度开始下降，a 轮投资从2 0 0 0 年到2 0 0 7 年下降了8 2 。 平均每个投资的规模也越来越小，缩小了大约6 0 。从g s a 的数据上得知，自 从1 0 月份以来已经有7 4 家公司倒闭，大多数都是小公司。 而中国国内的晶圆代工业依旧在高歌猛进，丝毫不理会经济危机的影响。 中芯国际从2 0 0 0 年成立就持续不断地通过或建，或收购，或托管的方式建立起 分布于上海、北京、天津、成都、武汉和广州的庞大的生产制造能力。2 0 0 9 年 深圳、成都、武汉的巨型工厂都要投产。另一方面，2 0 0 9 年伊始，上海政府主 导，华虹合并宏力，再投资2 2 亿美金新建1 2 寸厂，将规模扩充l 倍。但，热 火朝天的产能扩张随后而来的却是难以盈利的冰冷现实。中芯国际从2 0 0 0 年创 立以来一直处于大幅亏损状态，平均每年的亏损在数千万到数亿美金之间。 半导体生产制造的主要成本构成：机器折旧5 0 左右、材料2 0 左右、水电 5 左右、人力1 0 左右。中国企业可以把握的成本空间仅仅1 5 。而这1 5 也确 实早已被发挥到了极至。对规模两个字的片面理解束缚了中国国内半导体企业 的战略想象力，使半导体代工业深陷规模不当的困难境地。 另一方面，半导体产业始终在政府的襁褓中，不敢或不愿面对市场化的风 险。即使技术优秀也无能为力，特许就是例子，依靠新加坡主权基金淡马锡的 支持，特许毫不在乎，每年都巨额亏损，虽然其和i b m 合作，拥有足以比美台 积电的技术。 晶圆代工行业是一个强者恒强的产业，强大的企业拥有足够的资金去进行 大规模研发，研发出高利润的技术，从而形成良性循环，而弱小的企业则是恶 性循环。中国国内在半导体领域的建厂投资巨大，而在半导体基础科学方面投 资甚微，人才严重缺乏。 晶圆代工只有两条路可以走，一条是台积电路线，做出最好的技术，只做 高利润的业务。另一条是联电路线，大量投资i c 设计公司来填补自己的产能， 联电的投资非常高明，联发科、联咏、矽统都是非常成功的投资。联咏是台湾 第二大i c 设计公司，全球第二大t f t l c d 驱动i c 厂家。联发科是声名显赫的 手机霸主，全球第七大i c 设计公司，台湾第一大i c 设计公司。其余如矽统、 联笙、智原、盛群、图诚都是业界翘楚。 中国的晶圆市场已经饱和，但是受到优惠政策的刺激，仍然有大量的晶圆 项目在建设中。2 0 0 8 年底郑州精诚半导体8 英寸生产线建成投产；目前在建项 目有：i n t e l 大连、海力士无锡1 2 英寸生产线、中芯国际深圳和华润微电子8 英寸生产线等。 1 4 中国集成电路行业的发展方向 中国不仅是世界工厂，还是世界市场。中国庞大的ic 需求市场是ic 产 业发展的强大支撑力。中国是最大的家电、手机等终端产品的生产国，而消费 类电子、移动通讯等众多领域对ic 的庞大需求，使中国成为世界市场不容忽 视的部分。与i c 设计领域相比，i c 制造、封装测试，虽然也有相应的技术门 槛，但一般来讲，都划归制造行业。 国内ic 代工企业生产的产品大多是来自国外的设计与订单，8 0 的产品 出口；另一方面国产电子整机产品所用的芯片80 以上依赖进口，依然停留 在装配与仿制阶段。尽管国内电子行业整机产品产量很大，但很大一部分利润 被国外集成电路和元器件供应商截取，国内企业还要支付专利标准使用费，实 际利润很低。中国要成为i c 产业的强国，还要攻克三大壁垒：芯片设计壁 垒、制造工艺壁垒、知识产权和专利保护的壁垒。因此，具有政策环境、产业 资源、市场资源等多种有利因素支持的中国i c 产业，要把国内在产业研发领 域的低成本优势，转化为尖端产业的竞争优势，将是一个循序渐进且充满挑战 的艰苦过程。 1 2 第二章国内外i c 设计行业的发展经验 2 1 专业分工促进了无厂( f a b l e s s ) i c 设计行业的发展 全球化代工及信息产业专业分工是集成电路产业的发展趋势。全球化进程 影响到所有的科技产品，在集成电路行业，做任何产品一定会面临全球竞争。 由于顾客总是希望买到又便宜又好用的产品，制造者因此为满足顾客需求而寻 找更低成本的生产技术与材料，这种需求推动了半导体产业迈入全球化代工及 信息产业的专业分工。 “f a b l e s s 指主要负责芯片设计而没有自己的生产线，芯片的生产交由第 三方的芯片代工厂制造完成的半导体公司，这种模式已成为全球芯片业的主导模 式。就在1 0 年前，芯片设计行业还主要由硅谷一些企业所控制，如a l t e r a 、 c h i p s t e c h n o l o g i e s 和c - c u b em i c r o s y s t e m s 等。这些企业的诞生同时证明 了“没有自己的制造工厂，企业仍有可能成功地进军半导体市场”。到目前为 止。f a s ( 半导体设计商联盟) 成员已经从1 9 9 4 年的4 0 家企业发展至目前的近 4 0 0 家企业。虽然大部分企业仍来自美国，但相信这种情况在不久的未来将发生 重大改观。2 0 0 3 年2 月的电子行业商务杂志撰文评论了“f a b l e s s 模式， 认为随着f a b l e s s 的流行，美国在芯片设计业的垄断地位将受到挑战，亚洲尤其 是中国的地位将得到加强。由于专业芯片设计公司与代工企业最大区别在于不 需数十至百亿美元之庞大设备投资门槛，只要有人才与特殊技术便可以成立新 公司，这种分工的模式降低了芯片设计行业的进入门槛。 上世纪7 0 年代半导体产品是采用垂直整合上、中、下游为一封闭的生产体 系，单一公司完成整个生产过程。1 9 8 0 年至2 0 0 0 年半导体产业已分成为专用 集成电路制造商以及组装和测试、晶圆厂、铸造两个生产体系，2 0 0 0 年以后半 导体产业的专业分工愈来愈明显，由组装和测试、电子设计自动化工具i p 、芯 片设计、晶圆厂组成的上下游体系。最具特点的是台积电所独创的晶圆代工， 以拥有大规模晶圆生产设备及高良率技术为基础，成功地建立了晶圆代工的商 业模式，成为世界最大代工厂。 全球i c 设计产业1 9 9 5 年年度产值为5 3 亿美元，到2 0 0 6 年年度产值增为 4 9 0 亿美元，年复合成长率达2 2 。全球前1 0 大i c 设计公司，2 0 0 6 年年度营 运总值为2 4 3 亿美元，这1 0 家公司中有9 家均为美国公司，只有联发科技是亚 1 3 洲的公司。i c 设计公司中，排名居首的q u a l c o m r a ，其2 0 0 6 年度营业额为4 3 亿 美元，仍低于同时从事i c 设计和i c 制造排名第1 0 的n x p 公司年度营业额的 5 9 亿美元，由此可见，i c 设计行业还有很大的发展空间。 由于芯片设计商将芯片制造任务外包的做法取得了成功，因此该模式已在全 球范围内被采用。据f a s 透露，目前，至少有1 0 0 0 多家芯片制造商在全球2 4 个 国家内采用这种商业模式，其中有近1 2 的企业来自美国和加拿大以外的国家。 尽管如此，相比之下，美洲以外的芯片设计企业的市场份额仍然很小。据调 研公司i ci n s i g h t s 的调查显示，在全球前2 0 家芯片设计商中，有1 6 家来自美 洲。但值得一提的是，有四家中国台湾地区的企业进入了全球2 0 强之列。 除台湾地区之外，英国、以色列、韩国和西欧等地也是芯片设计行业蓬勃发 展的地区。另据业内官员透露，尽管目前中国的芯片设计市场还处在初级阶段， 但它将成为全球芯片行业最具潜力、发展速度最快的地区。尤其是上海地区，在 未来一段时间内，将陆续成立一批芯片设计工厂。 亚洲据调研公司d a t a q u e s t 预测，中国( 包括台湾地区和祖国国内) 、新加 坡、日本和印度的芯片设计商至少有2 0 0 家。另据f a s 预计，包括日本在内的亚 洲地区的的芯片设计商已经超过3 0 0 家，其中在中国的上海地区至少有5 0 家。 中国台湾地区是亚洲芯片设计业的中心。据当地政府称，台湾地区至少有 1 8 0 家芯片设计厂商，其2 0 0 2 年的销售额已达到4 1 亿美元，而2 0 0 3 年的销售额 有望超过5 6 亿美元，涨幅3 6 。 勿容置疑，台湾地区两大芯片商t s m c 和u m c 的强强联合，在一定程度上促进 了台湾芯片市场的迅猛发展。同时，芯片设计行业的发展也受到了芯片制造业的 推动。到目前为止，台湾地区共拥有4 5 家芯片封装公司、3 6 家测试工厂和至少 2 4 家硅晶圆供应商。占据了全球3 4 的芯片制造业务。 除台湾地区之外，英国、以色列、韩国和西欧等地也是芯片设计行业蓬勃发 展的地区。另据业内官员透露，尽管目前中国的芯片设计市场还处在初级阶段， 但它将成为全球芯片行业最具潜力、发展速度最快的地区。尤其是上海地区，在 未来一段时间内，将陆续成立一批芯片设计工厂。 对于中国台湾以外的其他亚洲国家，韩国最有可能发展成为该地区另一个芯 片设计中心。近年来，韩国陆续成立了f u t u r ec o m m u n i c a t i o ni c ( f c i ) 、m c s 1 4 l o g i c 和a w i nt e c h n o l o g y 等芯片工厂，尽管这些企业的规模相对较小，显得名 不经传，但其业务范围却相当广泛，包括通信、多媒体和计算芯片等。 目前全球大约有2 0 0 家较具规模的i c 设计公司，其中美国占了5 0 至1 0 0 家，台湾地区有5 0 至8 0 家公司，韩国、中国国内地区也有3 至1 0 家。全球的 i c 设计公司有2 0 0 0 家之多。 未来亚太i c 设计公司将面临四个不小的挑战：一是成长瓶颈和产品的多样 化；二是无法突破“舒适区，做出有领导性的市场产品；三是在许多特殊的 产品应用上，系统专业人才不够；四是在先进s o c ( 系统单芯片) 制程上有所 断层，因为长期以来亚洲地区的公司多以原始设计制造商为主，在e d a ( 电子 设计自动化) 、应用系统和技术上都有断层产生。主要原因是一向专精于生产 技术的改良，追求高良率、高质量的制造，因此一般工程师在创新研发能量上 与美国相较仍存有相当大的差距，当公司欲升级采用更先进的技术时便会面临 许多困难。虽然i c 设计公司仍面对不小的挑战，不过，这也是附加价值最高的 产业。打个比喻，纯金每克2 0 美元、b u r b e r r y 的领带每克2 5 美元、0 1 3 微 米制程的8 英寸晶圆每克2 5 美元，而i c 设计产品每克可达7 6 美元，这是知识 经济的高附加价值产业，值得大家更努力地投入。 2 2 台湾i c 设计行业的发展经验及借鉴意义 我国台湾半导体产业发展始于6 0 年代，在推行工业化进程中，1 9 6 6 年成 立的高雄电子开创台湾半导体产业先河。 到了7 0 年代，受当时国际经济衰退影响，台湾的工业生产成长迟缓，半导 体产业作为信息电子工业的代表，成为台湾积极发展策略性工业的焦点。 8 0 代，以信息业为主的电子产业在台湾渐露头角，1 9 8 7 年包括电子、电机 行业的电工器材业营收，取代长期盘据台湾第一大的石化、塑料行业，这意味 着台湾信息电子业时代的来临。 进入9 0 年代，台湾电子产业产值持续扩大，1 9 9 4 年信息硬件工业创造了 1 1 6 亿美元的产值，较1 9 9 0 年成长了9 0 以上，为台湾i c 产业提供了绝佳本 土市场的优势。1 9 9 7 年四月起台积电提出4 0 0 0 亿台币的“南科制造中 心一十年计划，随后其他厂商也都陆续宣布各自的未来投资计划，估计总投资 金额达二万亿台币，号称本世纪全球投资金额最高的投资案。 1 s 台湾i c 产业的发展历程可概分为下列三个阶段： 萌芽期( 1 9 6 4 年- - - 1 9 7 4 年) 1 9 6 4 年交通大学成立半导体实验室，将半导体课程列为主要教学重点，其 所培养出的人才，是日后半导体工业得以顺利发展的一个关键。1 9 6 6 年美商通 用仪器f 仪表( g i ) 在高雄设厂，从事晶体管装配业务，开启了封装技术的新里 程。1 9 6 7 1 9 7 0 年间陆续有外商如德州仪器、飞利浦建元电子等在台设厂，引 进i c 的封装、测试及品管技术，为半导体封装业奠定了初步的基础。不过此一 时期台湾的半导体工业全都停留在后工序的封装阶段。 技术引进期( 1 9 7 4 年- - - 1 9 7 9 年) 1 9 7 4 年，台湾为使电子工业的发展逐渐朝技术密集方向转型，在多方评估 研究与筹划后，成立了电子工业研究中心( 工研院电子工业研究所前身) ，开始 接受经济部委托，执行“设置i c 示范工厂计划 ，引进i c 制造技术并移转到 民间。电子所派人赴美国r c a 取经，引进7 o 微米c m o s 制造技术，并与美国 i m r ( i n t e r n a t i o n a lm a t e r i a lr e s e a r c h ) 合作引进掩膜制版技术，开启台湾i c 自主技术研发的序幕。 这时台湾i c 工业正式跨足前工序工程，并开始涉足设计领域，不过这个阶 段技术仅局限在研发，尚未有正式商业化产品问世。 技术自立及扩散期( 1 9 7 9 年现在) 工研院电子所电子工业第一期i c 示范工厂设置计划( 1 9 7 5 1 9 7 9 年) 、电子 工业第二期发展计划( 1 9 7 9 1 9 8 3 年) 、及超大型i c 计划( 1 9 8 3 1 9 8 8 年) ，将台 湾的半导体技术推向超大规模集成电路的舞台。 1 9 8 0 年电子所正式衍生成立联华电子公司，成为台湾第一家i c 制造业 者，并以四英寸技术生产i c ，至此台湾正式跨足前段商业化制造工程阶段。七 年后电子所的第二个i c 衍生公司台积电诞生，采用六英寸技术，成为在台 商业化运作的先锋；更重要的是，由此，台湾开始进入到专业分工的阶段。 目前台湾产业界仍在积极不懈地开发下一带关键技术，以达成在人才、设 计、制程、封装、测试、材料及设备等领域全面的发展。而此一时期台湾半导 体产业重心已由劳力密集、附加价值较低的后段组装产业，开始移向更高智能 与价值的设计与制造业。 1 6 概括来说，台湾i c 产业的发展，在起始的前1 5 年是靠后工序的封装、测 试作为发展主轴；但之后的1 5 年则因陆续建立的晶圆厂，逐步向前工序发展。 至1 9 9 0 年初期，在众多六英寸厂陆续成立运转后，i c 工业开始蓬勃发展起 来，1 9 9 3 1 9 9 5 年间全球i c 市场在经济景气带动下，兴起了八英寸厂的投资 热潮，自1 9 9 4 年世界先进成为台湾八英寸厂的先锋后，又有2 2 座八英寸晶圆 厂陆续投入，而高获利又吸引了更多的i c 公司前赴后继地投入；同时在i c 制 造业的带动下，i c 外围相关产业亦如火如荼地参与盛会。 1 9 9 2 年，台湾i c 设计产业规模不足9 0 亿台币；2 0 0 0 年，i c 设计产业规 模增长到1 1 5 2 亿新台币；2 0 0 5 年台湾i c 设计产业产值达2 8 5 0 亿元新台币， 排名仅次于美国，居世界第二位；2 0 0 7 年i c 设计产值为3 6 9 7 亿元新台币( 1 1 4 亿美元) ，规模较2 0 0 3 年增加一倍。从公司收入来看，台湾i c 设计公司平均收 入为1 1 1 0 力美元，远高于韩国及国内，位居全球第二的位置。 在2 0 0 7 年的台湾科技1 0 0 强榜单中，属于i c 设计类公司总共有9 家企 业，销售收入最高的为联发科，为5 6 4 亿新台币；销售收入低于5 0 亿新台币的 有4 家，其他5 家的销售收入也全部超过1 0 0 亿新台币。 从产业结构来看，2 0 0 1 至2 0 0 6 年期间，台湾i c 设计在台湾i c 产业中的 比重在2 3 至1 j2 5 的范围区间内。根据工研院统计数据显示，2 0 0 7 年第三季度 台湾i c 设计产业规模在i c 产业中的比重为2 7 ，要高于国际普遍的i c 设计产 业占i c 产业2 0 的比重。 同时，台湾i c 设计公司的发展还充分利用了集群效应。台湾主要的i c 公 司都集中在新竹科学园区西南角一带的几条路上，汇集了从设计到制造公司， 全都在五分钟车程内。例如联发科设计完产品，可以送到邻近的联电，或台积 电制造，然后由台湾光罩可以接着做后段光罩。 这几条密度很高的i c 大道，产值惊人。2 0 0 0 年，位于新竹园区的i c 设计 公司的产值占整个台湾i c 设计产值的7 5 9 5 。这一数字在2 0 0 6 年达到了 8 0 。从企业数量来看，2 0 0 0 年，台湾集成电路设计业的前1 0 大厂商中有9 家 在新竹园区。2 0 0 6 年，仅新竹园区的创新一路上，就有三家进入全球前十五大 i c 设计公司的排名，有四家进入台湾前十大i c 设计公司的行列。 2 3 国内i c 设计公司的现状 中国国内的i c 设计产业在政府的强力推动下从无到有，虽然整体产业现仍 处于萌芽阶段，产业规模仅约1 1 亿元人民币，但i c 设计公司已快速累积到 1 7 2 0 0 多家，未来如何与国外厂商竞争，不仅是国内发展半导体产业重要的方 向，也是全球厂商关注的焦点。 中国国内拥有广大的产品内需市场，是各类型系统产品的兵家必争之地， 虽然国内内部拥有不少的系统厂商，但系统厂商所使用的i c 芯片主要仍依靠外 商来支持与提供，这意味着系统产品的关键零组件技术仍掌握在外商手中。政 府为了提高芯片的自给率，积极地透过各种相关的政策优惠措施来发展关键i c 产业，同时在提高芯片自给率的目标之下，也积极地鼓励企业投入各类系统产 品所需的i c 设计技术的研究与开发。 据统计，中国国内i c 设计公司已超过2 0 0 家，但均属于中小型的设计公 司，即使是产业排名第一的杭州士兰微电子，2 0 0 1 年的销售金额也仅约2 3 亿 人民币，整体产业明显的仍处于萌芽阶段，因此未来中国的i c 设计产业怎样步 入成长期，将是一个较为值得观察的重点。 国内i c 设计行业有以下几个特点： 产官合作积极扩大半导体能量 透过政府的力量，目前已经扶植了一批极具国营色彩的i c 设计公司，例如 华大与上海华虹纷纷在政府的协助下取得中国智能卡芯片的供应权；透过各种 租税优惠措施，吸引台湾及海外资金投入中国i c 产业，海外归国学人与外资设 计公司的进驻，对于高阶i c 设计技术与经验相对不足的中国i c 设计产业而 言，无疑的将带来不少的帮助，因为外资企业或归国华人不但可以由国外引进 较为先进的设计技术，也可以协助中国国内训练出一批i c 设计人才。 政府对i c 产业的态度与政策将影响产业的发展方向，而至目前为止政府在 i c 产业所扮演的一直都是积极推手的角色，一方面设法吸引外资进入设点，一 面也扶植台湾特定的i c 设计公司，预期中国i c 设计产业将可持续吸引外资企 业投入，同时也可不断吸引海外华人归国创业。 市场广大具备制定规格能力 中国国内拥有广大的内需市场，尤其是在消费性产品与通信产品市场上。 而在这些市场上有许多大型的系统厂商均为国营企业，因此在政府提高芯片自 给率的号召下，未来势必会政策性的采用中国境内所设计的i c 芯片，因此这将 会迫使国外的i c 设计公司到中国境内寻求合作机会或设计研发据点。 1 8 由于系统公司本身拥有产品规格的制定权力，因此国内的大型系统公司也 可以凭借着中国广大的市场需求，透过新型规格的制定，影响i c 设计产业生态 的发展，因为透过特定规格的设定即可将外资设计公司排除在外，这尤其会发 生在低阶的芯片产品；在高阶的产品方面，国内本地的设计公司也因其掌握系 统厂商的订单，较易取得与外商合作的机会。 因此，预期未来掌握国内市场的系统厂商对芯片的采用态度与产品规格的 制定是否采取开放的态度，将会影响国内i c 设计产业的生态。 设计公司有助代工产业发展 由于i c 设计产业发展初期必须要有晶圆代工厂与设计服务团队的支持，因 此若要观察国内i c 设计产业未来的发展情况，本地的晶圆代工厂与设计服务部 门的发展情况将是一个不容忽视的问题，尤其中国国内主要以中、小型规模的 i c 设计公司为主，有经验的设计服务部门所提供的s i p 、设计工具与设计环境 建构技巧，对当地的i c 设计产业的技术提升有很大的作用。 目前中国国内多数实际量产的晶圆厂制程技术仍以o 6h m 以上、4 6 英寸 晶圆为主，因此对高阶或大规模( 1 a r g e - s c a l e ) 的i c 产品设计的支持仍相当有 限，不过目前对中国国内内需市场而言，这样的制程水平其实就已经足够，因 为0 8 1 5 u r n 之间的主流设计对高阶的晶圆代工厂的需求也不大。但这样的情 况，却也造成致力于开发高阶产品或高技术水平的i c 设计公司的困扰，因为他 们无法就近取得晶圆厂的支持。 尽管上海中芯已有制造0 2 5 u m 制程、8 英寸晶圆产品的技术，但碍于目前 中国国内尚未发展出i c 设计服务产业，因此国内i c 设计外围支持环境的不成 熟，显然阻碍了本地i c 设计业的发展。 国内i c 设计目前仍处于萌芽期，未来国内i c 设计产业是否能进入快速成 长期将视政府支持程度是否能维持、与掌握国内市场的系统公司对产品规格制 定与芯片采用的态度，以及其相关支持产业的发展而定。 目前国内的i c 设计公司均为中、小型设计公司，因此相对需要晶