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第5章 创建成功的半导体产业

如今,中国半导体产业已经克服了过去的缓慢发展以及落后的生产技术,并在原厂委托加工制造需求的强势推动下做好了高速发展的准备。然而,地区半导体产能过剩、技术获取受限以及本地加工技术的缺乏,致使在生产方面进行大规模投资的前景极不明朗。相对来说,中国在设计领域则具有更为明朗的前景。如果中国与台湾地区这一全球制造业领导力量联结并形成合作伙伴关系的话,则将使双方共同获利并创造出新的全球行业标准。

重大投资纷至沓来

国外半导体企业已经开始了在中国的大规模投资。中国这个一贯诱人的市场,而今更以半导体制造中心的形象令全球瞩目。

到2005年,中国将成为仅次于美国和日本的全球第三大半导体市场。2001年,中国已经成为全球重要的电子产品生产国,其产量占全球电子设备生产的7%,并消费全球半导体产量的6%。未来5年,国产电子产品将持续刺激对于半导体的需求。相对于8%的世界电子设备生产增长率,中国电子设备生产预计将以年均11%的速度增长。相应地,中国半导体消费将以年均16%的速度增加,而世界半导体消费增长率则为10%。无论是出口还是国内市场都将加速需求的增长。预期中国国内生产总值8%的速度增长,这将增强国内购买力,从而推动电子设备的消费。无论是凭借自有品牌还是作为跨国公司的原厂委托加工制造商,中国大型出口企业的发展都将推动无绳电话机、DVD机、主板以及硬盘驱动等产品的出口,而这些产品都需要半导体设备。

然而,当前中国半导体产业尚不发达。国内半导体企业和本地合资企业的生产仅能满足国内需求的4%。中国共有5家制造厂,其中大多数都是政府资助的合资企业,其生产技术与最先进技术相比落后了好几代。在中国,没有一家本土制造厂拥有低于0.35微米的制造技术,而世界前沿制造技术已经达到0.15微米。中国半导体需求中的绝大部分均依赖进口。2001年,中国半导体最大的进口商是英特尔公司(Intel),占进口总额的11%,其销售额几乎达到10亿美元。其他主要进口商为东芝、现代、飞利浦、三洋和意法半导体。

国际投资商及原厂委托加工制造商们正在对此机会做出反应,它们发觉在中国内地建立生产厂不失为减轻对台湾地区生产商依赖的新选择。台湾地区对原厂委托加工制造商们的吸引力在于,台湾的工厂具有强大的资产及运营规模,能够进入强大的终端设备市场;而且,台湾还具有资金雄厚的资本市场。然而,台湾人才愈发昂贵,自然资源几近枯竭,并且还受到地震、台风等自然灾害的威胁。

企业家们已经宣布他们计划投资数字半导体制造厂,向无生产线设计室或选定的集成器件制造商提供互补金属氧化物半导体(CMOS)或双极互补金属氧化物半导体(BiCMOS)电路。跨国公司对此更加谨慎,它们倾向于首先投资销售、装配及检测设备,以获取重要而稳固的占有率。IBM、英特尔和AMD等集成器件制造商正将其装配及检测运作本地化,从而通过缩短与终端用户之间的距离来降低运输费用,并提供更好的客户服务。在华投资则使它们获取廉价劳动力这一优势,并最终导致在生产制造方面的投资。只有摩托罗拉(Motorola)采用了更为激进的方式,在其自身的生产能力方面投资,并将其作为主导中国电信市场全盘战略的一部分。

技术限制方面的放宽也促进了各企业在华投资。如今,除了最尖端的技术程序外,其他所有技术都可以由美国及其他国家移至中国。摩托罗拉能够建立拥有0.25微米技术工艺的工厂,以生产无线通讯、汽车电子及消费产品所用的数字基因(DigitalDNA)。美国注册的新兴企业——宏力半导体制造有限公司,拥有0.25微米工艺,并可将其升级至0.18微米。与此类似,百慕大注册企业中芯国际集成电路制造有限公司(SMIC)于2001年建立,拥有0.25微米的制造工艺。

中国政府也在尽力吸引投资。政府已经取消了半导体设备及技术引进方面的进口税,将增值税由17%降为6%,并且向新公司提供税收优惠期:盈利的头两年免税,其后3年仅需上缴15%税款,并准许为期3年的折旧。政府已将上海作为中国半导体工业中心,并批准了中芯国际和宏力半导体建立加工制造厂。此外,集资也更加容易,上海贝尔实验室等技术公司是国内证券交易所中股价最高的公司。

收益也许并不明朗

然而,中国新建生产设施的经济效益似乎并不确定。回顾过去,中国的生产能力并没有赚取资金成本,而且国际条件也似乎日益艰难了。

中国第一波生产方面的投资浪潮是建立动态随机存取存储器(DRAM)制造厂,目的是为了向例如个人电脑制造商等原厂委托加工制造厂商供货。这些DRAM制造厂为大宗商品市场制造产品,因为这类市场较易进入,而运营技能也能以较低的风险转移。然而,这些制造厂的上升空间,因其在半导体的发展循环的影响而受到局限。DRAM价格显示出较之加工晶圆价格更强的浮动性,在DRAM技术引进初期,企业就可以获取到最大的利润。在遭受价格战打击前,中国的加工制造厂通常也只有一两年的盈利期。之后,它们发觉由于缺乏程序设计能力,很难将DRAM生产技术充分运用到高价值领域。结果,2001年,中国主要的几家DRAM制造厂蒙受损失,这也反映出商品价格的全球下降以及厂商无力完成向更高价值产品线的转变。

当新成立的加工制造厂投入生产的时候,其经济状况在很大程度上取决于市场条件。全球产能的利用率以及价格水平是决定晶圆厂迅速扭亏为盈的两大外部因素。从全球范围来看,晶圆供应量的增长速度已经超过了需求量的增长,尤其是在韩国、台湾地区和马来西亚新建的制造厂投产之后。一方面,中国日益增长的晶圆需求量也许足以满足新建制造厂方面的供给;另一方面,首钢、宏力半导体、中芯国际及上海华虹等老厂商,有望在2004年将中国晶圆供需拉至平衡瑏瑡。届时,额外追加的投资将需要寻求新的客户群体,或采取独特的价值战略以赢得市场份额。

更长远地看,中国的DRAM和晶圆生产战略似乎从根本上就受到薄弱的流程设计能力的制约。成功的DRAM生产策略需要先进的工艺流程技术。参与竞争的企业必须奋力在发展曲线中保持领先,这就意味着要在先进的工艺流程技术方面持续投资,并尽快完成向新产品的转型(例如,从16MB到64MB)。赶在竞争对手之前推出新一代的DRAM产品是取得价格优势的关键。即便是那些固守老一代产品(例如,16MB)而试图成为最低成本领导者的企业,也应尽可能尝试收缩其工艺流程技术以降低成本(例如,从0.35微米变为0.25微米制造)。鉴于中国工艺流程技术尚处于发展初期,因此,在中国以这一策略取胜似乎十分困难。

同样,国内缺乏强有力的工艺流程设计行业严重制约了中国半导体工厂的发展。如果国内缺乏在工艺流程设计方面的专业技术,即使生产线就位,仍然很难提升生产力。在技术转移方面,尽管阻碍略微降低但仍然持续存在,因此,中国在掌握并发展尖端半导体生产设备方面的能力仍将有限。另一方面,当前台湾地区在从美国移植技术方面比中国内地享有更大的自由。因此,台湾地区已经具备丰富的经验,使其在制造技术方面继续保持显著领先。

设计是中国的强势所在

那些有意投资中国半导体产业的企业,如果能够考虑在设计方面投资,也许会做得更好。尽管中国或许缺乏技艺高超的工艺工程师,但廉价的设计人员在中国并不短缺。每年,中国内地约有40万名理工科学生毕业(另有5万名应届及往届毕业生移师海外),超过5000名海外留学生及专业人士归国,并带回国外先进的知识和技术。如今,中国内地每年新增工科毕业生人数至少是台湾地区的15倍。此外,劳动成本在中国内地依然维持在较低水平:高科技工种平均年薪约为3000美元;相对于内陆地区,沿海地区企业薪资水平较高。中国各半导体设计所的工作人员年薪在1万美元左右。

设计公司面临的挑战来自为建立知识产权、市场和制造网络所进行的重大投资。首要一点,必需增强设计方面的专业知识及技术。尽管廉价工程人员充足,仍然需取得单元库(celllibraries)和知识产权。此外,进军中国市场需要实战能力。销售代表不仅要能推广公司的设计,更要成为合格的技术代表,理解客户的需求并将其转化为具体的工艺设计要求。为向客户提供指导,还需要辅助应用材料及相关技术人员。同时,市场高度集中的倾向令销售过程十分耗时。从初期芯片设计到产品个性化、建模、性能测试直至试生产阶段,通常要花费两年时间才能合格。上述各项投资的回报取决于设计公司能否成功打入若干利润丰厚的市场,移动通讯领域尤其如是。预计利润将集中于那些更易受全球形势影响的少数领域:个人电脑、数字蜂窝电话、显示器、DVD播放机及光碟设备。上述领域产品的预期工业利润将在2004年超过3亿美元,尤其是移动通讯芯片,预期每年将以25%以上的速度增长。至2004年,将在80亿美元的通讯市场中占到大约2/3的比例瑏瑢。

另外两个投资选择

装配及检测同样也是中国的核心优势所在,这也正反映出中国偏劳动密集型的特征。至2010年,装配及检测公司创收将超过70亿美元,在中国市场消费的芯片中80%将由这些公司装配。无论是国际集成设备制造商还是合同装配及检测公司,都将把大部分在中国市场消费的半导体部件的装配及检测移至中国本土进行。装配及检测服务同时也可以被出口。如今,国外企业也在装配及检测服务领域占有优势;在中国,有超过10家主要的外资装配及检测机构。

中国分销市场预计将以每年超过35%的速度发展壮大,这也是潜在的价值来源。然而,中国分销市场也有可能被国外竞争者控制,它们将带来在建立及管理现代分销中心、服务以及在客户与供应商间进行全球联网等各方面的经验。国外企业或在以上海外高桥为例的保税区内运作,或与中国本土企业结成合作伙伴关系,例如:日本Tomen公司与上海华虹集团之间的合作。再如,1995年,安富利(Avnet)收购香港王氏港建集团(WKK)半导体,如今已经在全中国范围内积极收购企业。从那以后,安富利在台湾地区、新加坡、韩国,最近又在深圳开展了业务。很难想象,在这样一个以规模驱动发展的行业中,新入行者将如何对抗这些国际领先企业。

幸而中国国内原厂委托加工制造市场恰好培育出一批要求严格的客户,他们对于设计行业的快速发展至关重要,并对这类投资提供支持。中国内地的半导体消费水平已经接近台湾地区的现有消费水平,并将很快超越台湾。国内原厂委托加工制造厂商在中国需求总量中所占比例不断增加。1997~2000年间,在联想电脑、长虹电视及康佳等国内企业的带领下,国内原厂委托加工制造厂商在十大企业用户采购总量中的份额由36%增至52%。同时,这些企业也正在迅速整合,进而形成必要的规模以支持新半导体设计的发展。在数据处理方面,仅5家企业便占据了60%的市场。在消费电子及通讯领域,排名前5位的企业占据了50%的市场。这些企业试图通过收集并采用低成本部件提高利润率,并借助更好的产品以及个性化解决方案脱颖而出,它们需要能够提供新的解决方案以满足特殊要求的设计公司。

实际上,中国设计公司已经开始向国内制造商提供个性化或标准部件,从而获取高成分的终端使用价值,同时增进了与客户的直接接触。例如,硅谷的企业家们同上海及北京的设计师们共同创建了新涛科技有限公司(NewwaveTechnology),向中国制造商们提供廉价部件。新涛科技在上海建立了设计中心,并专注于固定线路交换存取等相对成熟的市场。泰鼎微系统公司(TridentMicrosystems)则更进一步,通过开发一个对电视机的模拟信号进行数字处理的芯片组来提供个性化的解决方案。这种数字电视芯片组已经被长虹、TCL及康佳等国内主要电视机生产商采用。鉴于这些国内客户在本土做出采购决定,于是形成了本土设计公司的天然客户基础。

如果中国的设计公司可以形成全球范围的联盟,那么它们将能够通过向国际客户提供服务来证明其大量初期投资的合理性,而经济效益更能证明将设计服务出口的合理性。在中国,一名具有5年经验的设计师年薪在14000~30000美元之间,与之相比,美国则在80000~150000美元之间。这在较低层面也适用。在中国,一名初级设计工程师年薪约为9000~20000美元,而在美国则将在50000~100000美元之间。例如,先驱微电子(上海)有限公司就在当地设立了其美国境外第一个研发中心,雇用了500多名员工。其研发队伍利用互联网与分布全球的先驱微电子中心交换数据、提供设计服务并为全球客户开发电子设计自动化工具。

为威盛喝彩

威盛科技(ViaTechnologies)是台湾地区领先的设计公司,成立于1992年,是IBM公司的外包设计公司。1999年,威盛开始在中国内地开展业务;同期,威盛在计算机微周边、中央处理器及主板领域开始发展自己的品牌设计。两年间,威盛在中国雇用了500名设计师;如今,威盛更计划在未来两年将这一数字增至2000名以上,而这一数字已远远超越现时其在台湾的设计人员的规模,这将为其创造出成本优势。与此同时,一方面,威盛正致力于与联想、美的等中国本土领先的原厂设备制造商建立战略性联盟关系;另一方面,威盛则大力投资市场营销,以确立这一品牌的市场定位并掌握优秀的经销商。这一投资落实后,威盛在中国市场的销售增长了40%,在中国微周边市场中名列榜首。

此外,美国的集成设备制造商及设计公司将设计服务外包给中国企业所取得的经济效益亦十分理想,特别是在经济下滑为美国公司带来更大压力之时。事实上,在典型的无生产线集成电路设计公司中,相对高薪的高级工程师在全体员工中仅占很小比例,这就为雇用廉价的中国工人担任行政管理及生产员工提供了更多的机会。这种较低风险的模式主要向其他芯片供货商及原厂委托加工制造商在合同基础上提供小片专用集成电路(ASIC)或专用标准产品(ASSP)设计,同时,这也适用于那些需要获取技术并试图更加容易地进入困难市场的国内设计公司。然而,这样做所获得的价值相对于直接销售设计方案较低。

与台湾的制造技术相结合?

最后,国际水准的全球制造与低成本设计的结合也许才是成功的投资。台湾地区尖端的制造技术恰好与内地新兴的设计力量形成互补。两岸联手便可以笑傲全球半导体产业。

充分利用台湾的科技力量,并不意味着将全部制造能力都放在台湾地区。事实上,台湾地区主要的制造厂全都在中国内地积极寻求加工制造项目。早在 1999 年,一群台湾工程师便在江苏省投资上华半导体(CSMC)。台湾联华电子(UMC)同意向贝尔实验室出售设备,并申明在上海之外设厂,台积电(TSMC)也是如此。其创收超过120亿美元并提供了多达60%的非尖端数字及模拟晶片,由此可见,对中国制造方面的投资仍将巨大。

尽管如此,中国这一舞台上的主角是设计公司。中国设计公司将凭借其能力推出新产品,预计至2005年,无生产线设计公司将能够向国内原厂委托加工制造商们提供价值超过100亿美元的半导体,从而满足它们对非尖端产品总需求的一半。随着实力的增强,中国的设计公司也将开始推出新产品。比如,智能卡短期所需的固定储存器的设计经验及知识产权有可能引发潜在的新产品,如适用于高密度应用程序的闪存智能卡或是改善存储表现的铁电存储智能卡。令人吃惊的是,2002年,服务中国客户的设计公司价值超过500亿美元,是2001年的好几倍。台湾地区的制造厂商将从其与中国内地设计公司的联盟关系中获利并支持其持续投资。

实现这些策略,需要创新而灵活的联盟关系,正如那些曾经促使台湾自己的制造业起飞的联盟关系一样。例如,德州仪器同 MIPS技术公司签订许可协议、阿尔特公司(Altera)与台积电合资建立其在美国的制造厂。成功的制造厂必须向其设计客户提供丰富的技术及服务,包括标准设计库和电子设计自动化(EDA)服务。这将通过合作伙伴网络实现,其中包括知识产权持有者、电子设计自动化工具所有者以及设计执行服务提供商。此外,为提供“一站式”捆绑型解决方案,设计公司将需要同原厂委托加工制造厂商及相关硬件供应商们保持密切的伙伴关系。例如,在智能卡领域,成功的设计公司必须通过运用管理外包生产链,提供各种各样可供选择的芯片、读卡机、系统软件及系统集成服务。

半导体产业革命正席卷亚洲。挟其强劲的经济增长及巨大的人力资源,中国也正以其全球半导体产业巨头的独特定位崛起。为此,中国需要追随一种创新的、以设计为指导的模式,其中也包括与既有的台湾制造公司建立合作伙伴关系。

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