（工商管理专业论文）芯原微电子的竞争战略分析.pdf

0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛 芯原微电子的竞争战略分析 摘要 i i i i i i ii i i i ii i i ii i i i i i i i y 19 6 4 3 3 0 半导体行业经过几十年的发展，已经成为分工明确，高度专业化的产业集群。在 半导体产业发展开始阶段，所有的芯片公司都是以i d m 的方式进行运营，每家公司 都各自负责芯片设计和芯片生产的整个流程。然后随着晶圆制造和封装测试代工厂的 发展，半导体产业逐渐发生了一个重大变化，即半导体公司的无工厂化。如雨后春笋 般出现的无晶圆厂设计公司( f a b l e s s ) 采取轻量化策略，专注于设计和市场领域，生 产部分则外包给制造代工厂负责，不需要承担工厂建设和设备投资的负担。而最近几 年来，又出现了设计代工服务，一般同时包括设计服务和一站式生产服务( d e s i g n s e r v i c e & t u r k e ys e r v i c e ) 。芯片公司可以把自己所不擅长的一部分设计工作和生产管 理业务外包给独立的设计服务公司负责，从而可以专注于自己所擅长的领域，弥补短 板，提高竞争优势。而这种专业的设计服务公司，不拥有最终芯片产品，只是为客户 进行相关设计和芯片生产管理活动。对应于前面的无工厂设计公司( f a b l e s s ) ，独立 的设计服务公司有时也被称为无芯片设计公司( c h i p l e s s ) 。这是半导体产业在无工厂 公司出现以来的另一个重要变化。 本文以芯原微电子公司为例，对芯片设计服务这一行业和其中的芯原微电子公司 进行了战略分析，并对公司未来的战略提出了建议。本论文共分六章，第一章简要介 绍了设计服务公司的业务和主要服务对象以及论文所要研究的问题和思路。第二章通 过半导体产业的发展来分析设计服务业出现的必要性。第三章是通过波特五力模型对 芯原微电子所处的战略环境分析。第四章是通过s w o t 分析得出的对策，分析芯原 的战略选择。第五章在具体的战略实施方面提出了建议。最后一章进行总结和带给我 们的启示。 关键词：芯片设计服务生产服务 中图分类号：f 2 7 2 3 a b s t r a c t a f t e rd e c a d e so f d e v e l o p m e n t ，s e m i c o n d u c t o ri n d u s t r yh a sb e c o m eac l e a rd i v i s i o no f l a b o r , h i g h l ys p e c i a l i z e di n d u s t r i a lc l u s t e r s f r o mt h e b e g i n n i n g ，a l ls e m i c o n d u c t o r c o m p a n l e sw e r eo p e r a t e da si d mt h a to n ec o m p a n yc a nc o v e rb o t hc h i p d e s i g na n d m a n u t a c 咖n ga tt h es a m et i m e a st h ew a f e rf o u n d r y , a s s e m b l ya n dt e s t i n gh o u s eg r e w f r o m19 8 0 s ，s e m i c o n d u c t o ri n d u s t r yc h a n g e dt of a b l e s s i n r e c e n ty e a r s ，an e wf ou 【蜥 b u s i n e s so c c u i 墨w h i c hi sc a l l e dd e s i g nf o u n d r ys e r v i c e i ti s n o r m a l l ye o m p r i s e do fi c d e s i g ns e r v i c ea n dt u r n k e ys e r v i c e i ti st h em a i nc h a n g ei ns e m i c o n d u c t o ri n d u s t r ya f t e r f a b l e sd e s i g nh o u s e t h i st h e s i ss t a r t sf r o mt h ev i e wp o i n to fv e f i s i l i e o nm i c r o e l e c t r o n i c st o p e d o m a n a l y s i so nt h i sn e w l yd e v e l o p i n gi n d u s t r ya n dt h ec o m p a n y i ti n c l u d e ss i x c h a p t e r s c h a p t e r1i n t r o d u c e ss e m i c o n d u c t o r , d e s i g ns e r v i c ea n dt h ec u s t o m e r s t h es c o p ea n d m e t h o d o l o g ya r ea l s oi n c l u d e d c h a p t e r2t a l k sa b o u tr e v o l u t i o no fs e m i c o n d u c t o ri n d u s t r v a n dw h y o u t s o u r c i n gi cd e s i g ns e r v i c ei sn e e d e d c h a p t e r3p e r f o r m sc o m p e t i t i o na n a l y s i s o ns t r a t e g i ce n v i r o n m e n to fv e f i s i l i c o nb y u s i n gp o r t e r s5 - f o r c em o d e l c h a p t e r4i sf o c u s o ns t r a t e g ys e l e c t i o nb a s e do np r o p o s e ds o l u t i o nf r o ms w o t a n a l y s i s c h a p t e r5l i s t st h e p r a c t i c a lw a yh o wt oi m p l e m e n tt h ep r o p o s e ds t r a t e g y t h el a s tc h a p t e ri n c l u d e so v e r a l l s u m m a r y k e yw o r d s ：i c d e s i g ns e r v i c e t u r n k e ys e r v i c e c l a s s i f i c a t i o nc o d e ：f 2 7 2 3 2 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 第一章引言 1 1 研究背景 半导体芯片行业是近几十年快速发展的高科技行业之一。同美国、日本、韩国和 台湾地区一样，我们也是把半导体芯片行业作为重要发展的产业，从2 0 0 2 年到2 0 0 8 年年复合增长率为2 7 7 。但是和上述几个半导体先进地区相比，我们i c 设计所占 的比例较低，换句话说，我们大部分的销售收入来源于为世界范围内的芯片厂家进行 生产制造。 2 0 0 8 年全球半导体销售收入的总规模为2 6 6 0 亿美元，同年中国大陆i c 市场的 总规模为9 3 4 2 亿美元，占全球的3 5 ，其中i c 进口额达8 4 3 5 亿美元，占国内市场 规模的9 0 3 。在国内市场销售收入前2 0 名的芯片厂家均为国外公司，规模均超过5 亿美元。而中国拥有大约5 0 0 家i c 设计公司，其中还没有出现超过5 亿美元营收的 芯片公司，绝大多数是非常小型的初创型公司，经常会出现做出的芯片卖不出去的情 况。与此同时，中国是制造大国，同样也拥有相当多的系统制造厂家，他们从芯片厂 家买入芯片，然后制造成最终的电子产品。他们对市场敏感，但却不能在国内市场买 到足够合适的芯片，所以不得不每年进口大量芯片。 而i c 设计服务公司的出现可以帮助芯片公司弥补劣势，发挥特长，设计出有竞 争力的产品。同样他也可以帮助系统公司设计出符合他们需要的特定芯片，从而实现 快速成长。 1 2 行业介绍 我们先了解一下i c 设计服务公司的业务的和主要服务对象。设计服务公司又被 称为设计代工供应商，具有很强的设计能力，可以完成包括复杂的系统级芯片( s o c ) 在内的多种芯片设计，但并不拥有自有品牌的芯片产品，也不拥有芯片生产线，完全 是一个纯粹的虚拟设计工厂，这也是他们和其他集成电路设计公司最主要的区别。芯 片设计服务的公司会根据客户对芯片的设计要求，完成芯片全部或一部分的设计，然 后和各种生产代工厂联系，负责后续的生产管理，最终芯片成品的品牌所有权和销售 权归客户所有。 设计服务公司主要以i c 设计公司和系统制造商为服务对象。按照客户的需求， 提供从芯片功能定义、f p g a 验证、前端逻辑、后端布局布线设计，直至流片加工、 封装测试甚至包括后勤物流在内的全流程或部分流程的集成电路设计服务，或向客户 提供经过验证的硬i p 核或通用的软i p ，以帮助实现a s i c 或系统级芯片设计。 很多i c 设计公司不擅长设计流程中的所有步骤，尤其是对于小型和初创型的设 计公司，而这些短板不大可能在很短的时间里消除的，所以和设计服务公司合作可以 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 弥补他们在某些设计流程上的劣势，推出更有竞争力的产品。这种设计服务业的出现 可以从很大程度上降低芯片设计业的进入门槛，尤其对于在企业发展初期、技术能力 并不突出的国内芯片设计业者来说，更有吸引力。 由于i c 设计公司本身就有自己的产品，因此系统整机厂商在委托他们代为设计 时往往心存顾虑，担心商业机密被他人利用，而设计代工企业没有自有品牌i c ，因 此更容易得到系统整机厂商的青睐。这样整机厂商就可以专注于其核心竞争力的提 升，同时不必担心知识产权保护问题。对于系统制造厂来说，他们精于市场，他们知 道市场需要什么样的芯片，但是自身去没有设计能力，而i c 设计公司精于技术但对 市场的把握上不那么得心应手，所以系统厂商和i c 设计公司之间存在着一定的脱节， 从而造成系统厂商缺乏关键的i c 器件无法推出最适合市场的产品，同时市场上又存 在着大量i c 产品无人购买。而设计服务公司可以根据系统厂商的需求设计出完全符 合要求的产品。另一方面，当系统厂商发现一个新的市场机会从而使用某一芯片设计 公司的产品时，因为设计公司拥有产品的所有权，所以有可能造成两个问题，一是关 键器件受制于人，二是设计公司同样可以把器件卖给其他的系统厂商，这就很容易造 成新产品被复制，那么设计服务公司和系统厂商的合作就可以很好的避免这些问题， 因为产品的所有权归系统厂商。另外芯片制造对于上述两类公司也是比较陌生的领 域，设计服务公司业这一方面提供一站式生产服务。 1 3 研究的问题与目的 i c 设计服务公司与i c 设计公司有很多的相同之处，但是没有自主品牌，这使得 i c 设计公司可以成为i c 设计服务公司的客户。现在晶圆厂、e d a 软件公司及i d m 也在提供设计服务，相比这些公司，设计服务公司有哪些优势存在哪些问题又该如何 解决? 未来的战略是什么? 芯原在独立的设计服务公司中又应该有怎样的竞争策略 呢? 芯片设计行业在中国迅速发展起来，上海成为中国的硅谷，目前我国有5 0 0 家芯 片设计公司，但其中绝大多数都是非常小型的初创公司，芯片设计服务公司将帮助这 些在发展初期、技术能力并不突出的国内芯片设计业者和系统厂商研制出更多自主品 牌的产品，所以如何更好地发展i c 设计服务公司是非常有价值的。 1 4 思路与方法 设计服务公司是一个新兴的行业，只有短短十几年的时间，现在国内外已有十几 家比较知名的企业，首先我会通过半导体产业的结构，产业链演进来分析i c 设计服 务公司产生的必要性；同时这个行业面对晶圆厂、e d a 软件公司及i d m 的竞争，所 以紧接着我们会采用波特5 力模型和s w o t 分析对芯原微电子在i c 设计服务业的战 略环境进行分析；最后进行总结性的分析和说明分析的局限性。 4 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 第二章半导体产业概述 2 1 半导体产业界定 半导体行业经过几十年的发展，已经成为分工明确，高度专业化的产业集群。+ 一 般来讲，半导体产业指的是直接参与芯片设计或生产的公司，包括从芯片最初的规格 设计开始一直到最终芯片成品交付的过程，可以分为两个大部分，设计和生产。设计 包括制定设计规范、前端设计和后端设计。生产一般包括晶圆制造，封装，测试等流 程。主要有以下几类公司： 。 1 整合式元件公司( i d m ：i n t e g r a t e dd e v i c em a n u f a c t u r e r ) ：这类公司拥有半导体 业务的整个流程，从芯片设计到生产制造，同时拥有芯片设计团队和制造生产线。芯 片的品牌与销售也被公司所有。目前的i d m 也会把一部分产量外包给代工厂去生产。 典型公司有i n t e l 、三星、意法半导体等。 2 无工厂设计公司( f a b l e s sd e s i g nh o u s e ，简称设计公司) ：这类公司同样拥有 芯片成品的品牌。与i d m 不同的是他主要负责芯片的设计工作，并不拥有芯片生产 线。当设计完成后，他会把设计资料交给合作的代工厂，完成后续的生产部分，然后 代工厂再把芯片实物交给设计公司，以进行下一步的销售工作。典型公司有高通、 n v i d i a 、s a n d i s k 等。 3 设计服务公司( i cd e s i g ns e r v i c ec o m p a n y ) 与f a b l e s s 公司一样完成芯片的 设计并交给制造代工厂完成芯片生产。所不同的是，f a b l e s s 是为自己的i c 产品做设 计，而设计服务公司是为客户做芯片设计，不拥有品牌，未来的成品上也会打上客户 的商标，芯片成品也会交给客户去销售。 4 晶圆代工制造厂( w a f e rf o u n d r y ) ：简称晶圆厂，不拥有自己的产品，其业务 模式是从客户( 如设计公司) 那里得到已经完成的设计资料，然后在晶圆制造生产线 上通过诸如9 0 n m 或0 1 3 u m 等制程工艺，生产出1 2 英寸或8 英寸直径的硅晶圆片， 然后出货给下游厂家完成后续生产流程。此类公司有台积电、中芯国际等。 5 封装厂( a s s e m b l y & p a c k a g eh o u s e ) ：封装厂也是代工厂的一种，他从晶圆 厂拿到晶圆片后，按照经过客户( 如设计公司) 确认后的图纸，把1 2 英寸的晶圆切 割成单颗的硅管芯( s i l i c o nd i e ) ，然后通过微互联工艺和电路布线把硅管芯的电路触 点和芯片的外部电路接口做好连接，并用化学材料对芯片实施密封，得到芯片的最终 外形。此类公司有日月光、安靠等。 6 测试厂( t e s t i n gh o u s e ) ：也是代工厂。通过编写好的程序和高性能测试机对 封装后的芯片进行电性能测试和筛选。通过筛选的芯片才可以被认为是芯片成品，发 还给客户( 如设计公司) ，由设计公司进行后续的销售工作。 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 2 2 半导体产业链结构 _ _ 、，一 晶圆厂封装厂测试厂 i c 设计服务公司 i d m 图2 - l 半导体产业链 从上图我们可以看出设计服务公司和i c 设计公司的区别就是没有成品芯片的所 有权，而i d m 公司的业务包括了半导体产业链的全过程。 2 3 半导体产业的演进 2 3 1 半导体起步阶段- 】m 为主导 在上世纪7 0 年代半导体产业开始发展的阶段，所有的芯片公司都是以i d m 的方 式进行运营，例如我们所熟知的英特尔、三星、东芝等。i d m ( i n t e g r a t e dd e s i g n m a n u f a c t u r e r ) 臣p 整合式芯片提供商，参与芯片设计和制造的全过程，而且最终芯片以 自身的品牌销售到系统整机厂商，i d m 公司有着专业水平高的设计团队、晶圆厂、 封装测试厂，具有很大的规模。 q 2 2 0 0 92 0 0 8 总部所( 2 2 2 0 0 9 营业2 0 0 8 营业收 公司公司类型 捧名捧名在地 收入( $ m )入l $ m ) 11i n t e l ，英特尔美国i d m 7 3 8 23 4 ，4 9 0 22 s a m s u n g 三星 韩国。i d m 4 。7 6 7 2 0 ，2 7 2 35 t o s h i b a ，东芝日本 i d m 2 3 1 01 0 ，4 2 2 43t i 德州仪器美国i d m 2 ，2 8 5 1 1 6 1 8 54t s m c ，台积电台湾 f o u n d r y 2 2 3 81 0 。5 5 6 6 6 s t ，意法半导体 欧洲i d m 1 。9 9 31 0 ，3 2 5 78q u a l c o m m ，高通美国 f a b l e s s 1 。7 8 66 。4 7 7 8 7 r e n e s a s ，瑞萨 日本i d m 1 。3 8 1 7 0 1 7 9 9 s o n y 索尼 日本 i d m 1 。3 6 06 4 2 0 6 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 1 0 1 0 h y n i x i 现代 韩国i d m 1 3 0 16 ，1 8 2 1 1 1 4m i c r o n ，美光美国l d m 1 ，2 2 55 ，6 8 8 1 21 2 a m d 超微美国l d m1 1 8 45 。8 0 8 1 31 1 i n f i n e o n ，英飞凌欧洲i d m1 1 5 0，5 ，9 0 3 1 41 3n e c ，日电日本i d m 1 ，0 0 55 7 3 2 1 5 1 8b r o a d c o m ，博通美国f a b l e s s9 6 64 5 0 9 1 61 9 p a n a s o n i c ，松下日本i d m9 3 04 ，3 2 1 1 72 5 m e d i a t e k ，联发科台湾 f a b l e s s8 4 7 2 。8 4 5 1 82 0 n v i d i a ，商辉达美国 f a b l e s s7 9 5 4 = ，9 5 9 1 9 1 5n x p ，恩智浦欧洲i d m7 8 8 5 0 2 0 2 01 6 f r e e s c a l e 飞思卡尔 美国i d m7 8 4 4 ，9 5 9 合计 3 6 4 6 71 7 3 5 2 3 表2 - 12 0 0 9 年第2 季度全球芯片销售收入排名 ( 来源：i ci n s i g h t s ) 直到今天，i d m 依然在半导体行业中占据着十分重要的位置。虽然今天大部分 i d m 也会把一部分产品外包给代工厂生产，但是i d m 仍然拥有自己的生产工厂，并 且重要的产品仍然由自家的工厂进行生产制造。以2 0 0 9 年第二季度和2 0 0 8 全年的芯 片销售收入情况为例，在销售收入的前2 0 名中，i d m 厂商占据了1 5 席，而且前4 名均为i d m 。 2 3 2 制造代工业务的兴起 在上世纪8 0 年代，出现了台湾积体电路制造有限公司( t s m c ) ，它专注于半导 体晶圆制造代工服务，不进行芯片设计，不拥有最终产品的品牌。因为代工服务的专 业化，它不存在和客户的竞争，伴随着知识产权保护体系的完善和半导体制造厂越来 越高的投资，越来越多的芯片公司倾向于把制造外包出去。 晶圆制造代工厂的优势在于成本和良率控制。晶圆制造生产线的投资大致为十几 亿到几十亿美元，还有需要不断投入的新工艺研发费用。这对绝大多数芯片公司来说 是一笔非常大的开销，而且从建立生产线开始就要承担巨额的固定资产折旧。在半导 体这种周期性很强的行业中，如果到了衰退期生产线不能填满，那么公司得到的就是 巨额亏损。所以晶圆厂的出现就可以使芯片公司减少甚至取消晶圆制造生产线的建 设。如果大家都把晶圆生产外包给晶圆厂，那么汇聚到一起的产品数量也摊薄了固定 资产投资带来的成本。而且因为专注于晶圆生产业务，晶圆厂也会对生产过程更为了 解，对生产过程的质量控制做得更为出色，产品的良品率也会更高，同样也会降低单 颗产品的成本。所以在这2 0 年来，晶圆代工业务发展得十分迅速。 7 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 龙头企业t s m c 的年营业额达到1 0 0 亿美元，并且成为全球第五大半导体公司。 其他主要的晶圆代工服务厂商还有u m c 、c h a r t e r e d 、大陆地区的s m i c 华虹，宏力 等，下表为2 0 0 7 年前1 0 大晶圆制造厂的市场表现。 排名 公司 2 0 0 7 年营业额( $ m ) 市场占有率年增长率 1 t s m c ，台积电 9 ，8 2 84 4 3 1 2 2u m c ，联电3 ，2 6 31 4 7 2 3 3 s m i c ，中芯国际 1 ，5 5 07 0 5 8 4 c h a r t e r e d ，特许 1 ，4 4 56 5 - 5 4 5i b m6 0 52 7 1 2 1 6 v a n g u a r d 柏82 2 2 2 6 7x f a b4 1 11 9 4 0 3 8 d o n g b uh i t e k 4 0 51 8 1 2 4 9 m a g n a c h i p 3 7 01 7 - 8 4 1 0 h u ah o n gn e c ，华虹 3 2 11 4 7 0 前1 0 合计 1 8 ，6 8 68 4 2 1 3 其他 1 5 8 9 5 市场总量 1 0 0 2 5 表2 - 22 0 0 7 年前十名晶圆厂的营业收入与市场份额( 信息来源：g a r t n e r ，2 0 0 8 年4y j ) 与此相类似的，封装测试业也出现了专业的代工服务厂商。晶圆完成后，运输到 这里，经过切割、贴片、打线、塑封等工序成为一个个单独的芯片，拥有各种各样的 封装类型，紧跟的测试可以知道每颗芯片是否满足了设计要求，是否可以作为成品出 货到系统厂商。经过十几年的发展，封装测试代工厂在技术、成本、时间以及质量上 都有了长足的发展，完全可以满足目前半导体厂商的要求。 虽然封装测试的投资远小于晶圆制造厂，大约为几千万到几亿美元，但是其毛利 率很低，只有1 0 到2 0 ，远低于芯片设计的毛利率( 5 0 弗o ) 。采用封装测试外 包，可以保持高毛利率，使芯片公司更能专注于芯片设计方面的竞争。 下面是2 0 0 8 年前十大封测厂的排名、营收情况和市场占有率。除力成外，其他 厂家均在上海、苏州或成都设有工厂。 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 排名公司 2 0 0 8 年营业额( s m ) 市场占有率 1 a s e1 日月光 2 9 9 8 1 5 3 2 a m k o r ，安靠 2 。6 5 9 1 3 6 3s p i l 矽品 1 ，9 1 9 9 8 4 s t a t s c h i p p a ci 星科金朋1 。6 5 8 8 5 5p o w e r t e c h ) j 成9 9 05 1 6 u t a c 联合科技7 1 13 6 7 c h i p m o s 南茂 5 4 0 2 8 8 k y e c 京元电 4 9 92 5 9c a r s e m ，嘉盛3 7 01 9 1 0u n i s e m ，字芯3 5 21 8 其他6 ，8 7 4 3 5 1 表2 - 32 0 0 8 年前l o 大封装测试厂营业额( 来源：g a r t n e r i ci n s i g h t s ) 2 3 3 无工厂i c 设计公司的崛起 随着晶圆制造和封测代工的发展，从上世纪九十年代开始，半导体产业逐渐发生 了一个重大变化，即半导体产业中无工厂i c 设计公司的崛起。 首先，是传统半导体厂商减少在制造领域的投资，甚至关闭已有的晶圆制造厂或 封装测试厂，而增加在代工厂的投单比例。例如，l s il o g i c 在最近几年关闭或出售 了自己的制造厂，而转为无工厂设计公司；a m d 公司也在今年把晶圆制造业务出售 给阿布扎比一家投资公司，成立了g l o b a lf o u n d r i e s 作为晶圆代工厂运营，而a m d 未来也会以无工厂设计公司的方式运营。 更多的是因为t s m c 和a s e 等专业代工厂商提供生产代工服务，这大大降低了 半导体新公司的进入门槛，新公司不用筹集巨资用于建立半导体生产线并从事于他们 并不擅长的领域。新公司可以着重于他们所擅长的设计领域，推出新型的、有竞争力 的设计，然后把设计资料交给各个代工厂进行生产，从而扬长避短。再加上硅谷式的 风险投资模式，很多小型或初创型芯片公司可以专注于产品和市场，逐渐开发出了一 批批十分有竞争力的新产品。在改变人们生活的同时，很多无工厂i c 设计公司也慢 慢发展成为半导体界的巨人。在最近十几年中，无工厂i c 设计公司( f a b l e s s ) 成为 半导体领域中发展最为迅速的一类公司。 9 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 捧名公司 营业额( 亿美元)主要芯片产品 1 q u a l c o m m 高通 1 8通讯 2 b r o a d c o m 博通 1 2通讯、视频 3 n v i d i a 商辉达8 9 3 图形、芯片组 4 m a r v e l l 马韦尔8 4 3通讯、存储 5 s a n d i s k 晟碟 8 1 6闪存 6 l s i 巨积 6 9 2存储 7 m e d i a t e k 联发科 5 4 4通讯 8 x i l i n x 赛灵思 4 8 8可编程逻辑器件 9 a v a g o 安华高 4 3 9光学器件 1 0a i t e m3 6 0可编程逻辑器件 表2 一全球十大f a b l e s s 设计公司排名( 按2 0 0 8 年2 季度收入) 在这份表单中，我们可以看到很多熟悉的公司，比如几乎垄断了移动通讯c d m a 市场的q u a l c o m m ，在所有通讯领域全面发展的b r o a d c o m ，电脑图形芯片领域的神奇 厂商n v i d i a ，牢牢占据闪存卡第一位置的s a n d i s k 以及被业界称为“山寨手机之父” 的联发科。这些公司均受益于无工厂化的优势，成为最近几年发展最为迅速的半导体 芯片公司。 2 3 4 新的专业化服务一设计代工服务的出现 从2 0 0 0 年以来，出现了另一种代工服务，这很有可能是无工厂化设计公司出现 以来最重要的一次变化。这种设计代工服务一般同时包括设计服务( d e s i g ns e r v i c e ) 和一站式生产服务( t u r k e ys e r v i c e ) ，我们一般简化称为设计服务公司。 它所提供的设计服务主要是指从客户那里得到设计要求，然后进行按照设计规范 进行电路设计，中间会为客户提供自己已有的i p 或者帮助客户取得第三方i p 的授权。 而设计服务公司一般都会和晶圆厂拥有密切的合作关系，从而也能保证芯片设计和晶 圆厂的工艺更加适合。 而一站式生产服务( 简称为生产服务) 则是帮助客户管理在晶圆厂和封测厂中的 代工生产。因为比起很多设计公司，尤其是初创的小型设计公司来说，设计服务公司 和晶圆厂、封测厂拥有更密切的合作关系，他们拥有的技术和生产管理经验也更丰富。 所以设计服务公司会直接联系下游代工厂进行晶圆生产、封装、测试等供应链管理工 作。最后生产并验证完毕的芯片会直接发货到客户要求的地方，即一站式生产服务。 l o 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 这种新的代工服务方式继设计公司无工厂化后，进一步完成了芯片设计的代工和 半导体生产管理的代工。它显著地降低了芯片设计业的进入门槛。设计服务公司的客 户们可以更专注于自己所擅长的领域，比如市场开发，芯片规范制定，原理设计等。 而可以把更花费时间的部分或自己不擅长的部分，例如繁杂的电路设计，需要长时间 谈判的i p 授权，和制造更密切的后端设计以及专业性很强的半导体供应链管理等内 容，交给设计服务公司完成。把各自擅长的领域联合起来，就可以完成一款竞争力很 强的芯片产品。 2 4 设计服务和生产服务业务出现的必要性 那么为什么这些设计公司或者是系统厂商愿意把设计或者生产管理这部分业务 外包给设计服务公司，而不是由自己来做这一部分呢? 这就涉及到了目前半导体芯片 工业发展的现实状况。 2 4 1 芯片设计 目前芯片设计的集成度与复杂度越来越高。一颗芯片的晶体管数量动辄几百万门 到几千万门，甚至上亿个。单一芯片上的晶体管数量增加是由于单一芯片集成的功能 越来越多。以目前流行的系统级芯片( s o c ) 概念来说，系统级芯片的构成可以是系 统级芯片控制逻辑模块、微处理器微控制器c p u 内核模块、数字信号处理器d s p 模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有a d c d a c 的模拟前 端模块、电源提供和功耗管理模块。一个无线s o c 还会有射频前端模块、用户定义 逻辑( 它可以由f p g a 或a s i c 实现) 以及微电子机械模块。一个s o c 芯片还会内嵌有 基本软件( r d o s 或c o s 以及其他应用软件) 模块或可载入的用户软件等。 而且从行业发展趋势上来看，s o c 级的芯片设计复杂度还会越来越高，一个企 业很难独自完成全部的设计流程，即使能够勉强完成，可能也不是最优和最经济的选 择，因此整个行业分工越来越细，每个环节都有专业的厂家负责，需要不同环节的合 作。 芯原微电于的竞争战略分析 p l l j t a g m m u 系统控制 睁证j 甲r ；l 导 c p u 处理器f 女 a h bd m ac r c 寄存器总线控制器 内仃控制嚣 图2 2 手机基带芯片结构示意图 多媒体 疗额处理器 m 频处理器 图像处理器 嬲自目镕雹黼 上图以一颗手机基带芯片的结构示意图为例，说明了一颗普通的芯片包含了各种 模块，很难想象，如果所有这些功能模块可以由单独一家公司一一完成设计、验证并 组成一块芯片。所以芯片集成度与复杂度的提高，直接促进设计服务行业的发展。为 了设计出更好的芯片，设计公司需要和设计服务公司合作开发、取长补短。 看到这里，大家可能会产生疑问，难道i c 设计服务公司就可以从无到有地设计 出一个功能全面的芯片来? 这就牵扯到了半导体产业中的一个概念i p 核。i p 核 ( i n t e l l e c t u a lp r o p e r t yc o r e ) 是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序，该程序 与集成电路工艺无关，可以移植到不同的半导体工艺中去生产集成电路芯片。i p 核 将一些在电路中常用，但比较复杂的功能块，如数字信号处理器( d s p ) 、闪存控制 器、p c i 接口、u s b 接口等设计成可修改参数的模块。i p 核有两种，与工艺无关的 v h d l 程序称为软核；具有特定电路功能的集成电路版图称为硬核。硬核一般不允许 更改，利用硬核进行集成电路设计难度大，但是容易成功流片。随着芯片的晶体管规 模越来越大，设计越来越复杂( i c 的复杂度以每年5 5 的速率递增，而设计能力每 年仅提高2 1 ) ，设计者的主要任务是在规定的时间周期内完成复杂的设计。调用i p 核能避免重复劳动，大大减轻工程师的负担，因此使用i p 核是一个发展趋势。 具有复杂功能和商业价值的i p 核一般具有知识产权，有许多集成电路设计公司 从事i p 核的设计、开发和营销工作，如a r m 、m i p s 等知名i p 提供商。取得这些i p 的使用权需要同i p 提供商合作并交纳相应费用。目前i p 市场最常用的商业模式是基 本授权费( l i c e n s ef e e ) 和基j 二版税( r o y a l t y ) 模式的结合：设计公司首先通过支付 一笔价格不菲的i p 技术授权费来获得在设计中集成该i p 并在j 占片设计完成后销售含 有该i p 的。芯片的权利，而一日j 芯片设计完成并销售后，设计公司还需根据芯片销售 目 舳咖一洲一盹鸭刚一一 l m 耕 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 平均价格( a s p ) 按一定比例( 通常在1 - - - 3 之间) 支付版税给i p 厂商。 由于i c 设计服务公司通常都和重要的i p 核提供商有着良好的长期合作关系，i c 设计服务公司可以拿到更有竞争力的i p 授权费用，而且他们也一般具有相应i p 的成 功使用经验，可以降低设计风险。同时i c 设计服务公司自己也拥有很多种i p ，尤其 是一些基本的i p 核，如接口类的。这也可以明显降低客户在i p 核方面的费用。另外， 目前的芯片设计需要将多个公司提供的不同i p 整合到一颗s o c 上，也是国内i c 设计 公司常常遇到的问题。所以基于i p 核使用的角度考虑，和设计服务公司进行外包合 作也是芯片设计发展中自然出现的选择。 最后从设计工具的角度来看，设计服务的存在也有明显的合理性。目前国内i c 设计公司的设计能力大都在o 1 8 u r n 或0 1 3 u r n 工艺。而走到9 0 n m 甚至6 5 n m 工艺以 下，由于o c v ( 开放电路电压) 、d f m ( 可制造性设计) 等方面的要求已很大程度上 不同于9 0 r i m 以上的设计，客户往往会遇到很多问题，从而求助于更专业的设计团队。 同时后端设计服务的人才非常缺乏，而且工具非常昂贵，一个工具要上百万美元，整 套工具要几百万美元，如果做消费电子产品，这部分高端设计的工具的投资非常大。 与设计服务公司合作是解决这些问题很好的途径。 2 4 2 日益复杂的生产制造技术 半导体生产属于高科技制造业，而且技术发展非常迅速，行业特点决定了生产管 理人员需要较高的工程技术水平。 以晶圆制造为例，不同的芯片类型需要不同的制造工艺，而晶圆制造工艺反过来 也会对芯片设计有不同的要求，即使是同一制造工艺，如0 1 3 u m ，在不同的晶圆厂 也会有不同的要求。所以完善可制造性设计的能力已促使代工厂与芯片设计方更紧密 地合作。代工厂不仅要为设计师提供基本设计规则，而且还提供在这些基本规则上扩 展的指导方针。按照扩展规则生产可以通过对失败的设计和物理特性的建模进行很多 次分析，以确保可制造性。 为了提供最佳性能，除去一些通用单元库需要从像a r t i s a n 和v i r a g el o g i c 这样 的第三方i p 供应商获得使用授权以外，好多代工厂现在提供他们自己的单元库。借 助这些内部开发的单元库，设计师可以将他们芯片的性能提高一个台阶，达到更高的 速度或更低的功耗，或二者的结合。设计服务公司和晶圆厂的关系十分紧密，有的设 计服务公司甚至是从晶圆厂中分离出来的，所以他们对晶圆厂的制造要求十分熟悉， 有的还为晶圆厂开发单元库。所以i c 设计服务公司可以直接与代工厂一起合作，为 客户生产出合格的硅晶圆。 而对于半导体封装来说，如何能够在满足芯片性能的要求下，在数十种封装形式 中挑选出适合的具有成本竞争优势的封装，也是很重要的问题。 占原微电子的竞争战略分析 图2 3 半导体封装类型简明示意图 在芯片测试中，如何能够达到要求的测试覆盖率，而且又不能增加很多的测试时 瑚，这都需要专业人员来编写测试、调试测试程序。 8 0 0 m 一16 c , h z | ：h p s 3 kp m 蛾晒吾酾习 fs a p n 1 骥i r fs e g m e nc t i g e r h i g he n d h p 9 3 kp 6 0 0 | l “9 9 3 k 9 1 0 。i o c t e t ! l 。jl j 4 0 0 m h z h p 9 3 kc 4 0 0 e 黼濑 03 t o l ，0 tc 3 0 0 h p 8 3 kf 3 3 0 t 2 0 0 m h z 隧谚赫黪湖lc 一| v s tc 2 0 0l 嚣囊鳞 m i dr a n g e h p 8 3 kf 1 2 0 t 0 u a r t e t0 r l ep i u s k a l 0 5 i | p k l i 1 0 0 m h z l t xc xj v e r s a 4 4 3 6! j 7 5 0 t 6 5 7 5 l o we n d p k 广 k a i 。sh e x l ! ! ! ! ! ； 幽2 - 4 捌0 试设备伺明不葱图 2 4 3 生产管理 在生产中，i c 设计服务公司更可以利用自己的专、业性以及与下游生产厂家的密 切合作关系，可以很好地满足客户对于交货周期，产品良率，质量控制以及生产成本 的要求。这包括以下l 个方面：一、合同和价格谈判，和晶圆代工厂和封装测试公司 的合作越多越密切就可以拿到更低的价格；二、样品试制和产品审核，可以解决样品 阶段发生的技术问题并且及时反馈给设计部门及时调整：三交货周期，专门人员从下 单、订单确认、生产状况、交货日期、报关及物流各方面做密切的跟进；四、良率与 质量控制，发生低良率时和生产，一商合作，改进措施以保证高良率；五、降低生产成 本，随着生产的进行，可通过材料、模具设计、测试程序优化等降低制造成本。 muc弼eioto正=c=ooid 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛芯原微电子的竞争战略分析 2 4 4 系统解决方案 设计服务公司可以一并帮助客户完成系统设计方案。客户可以根据总体设计方案 直接做出系统设计从而大大缩短了产品上市时间。 芯片是电子产品中最核心最关键的器件，完成芯片设计的公司往往也能够完成系 统应用平台的搭建。有的设计服务公司成立了应用平台部门，这个部门可以对所设计 的芯片选择周边器件、无源器件，进行线路板设计甚至软件开发。这样提供给客户就 不是单一的芯片而是整体的系统解决方案，可以提前客户产品上市的时间。 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛 芯原微电子的竞争战略分析 第三章芯原微电子公司竞争战略环境分析 3 1 芯原微电子公司介绍 芯原微电子有限公司( 以下简称芯原或芯原微电子) 成立于2 0 0 3 年，是一家发 展迅速的硅产品解决方案公司，公司提供的产品和服务使客户能够达到他们芯片设计 的目标，加速开发项目并以较低的成本及时提供市场公认的硅产品。 芯原专注于多媒体、语音和无线通信等广大的应用市场提供专家设计服务、市场 领先的授权内核和平台、业内标准的半导体i p 以及可升级的a s i c 全包服务。芯 原在以下方面拥有广泛的经验：通过利用其在亚太( 包括中国) 领先的晶圆代工厂和 封装测试公司的合作伙伴网络加速客户a s i c 设计( 从初步的规格到硅产品) 、在硅 产品交付方面按时按规格争取一次成功( f i r s ts i l i c o ns u c c e s s ) 以及使客户硅产品实 现量产。芯原的客户大多是基于全球市场主导地位的跨国公司。通过芯原为他们提供 的增值的i p 平台、灵活的沟通模式、有效的供应链管理以及强大的支持服务，使其 能够真正有效的缩短研发周期、降低开发成本、并最终实现规模型经济。 3 2 芯原微电子5 力模型分析 3 2 1 供应商的议价能力 供方主要通过其提高投入要素价格与降低单位价值质量的能力，来影响行业中现 有企业的盈利能力与产品竞争力。供方力量的强弱主要取决于他们所提供给买主的是 什么投入要素，当供方所提供的投入要素其价值构成了买主产品总成本的较大比例、 对买主产品生产过程非常重要、或者严重影响买主产品的质量时，供方对于买主的潜 在讨价还价力量就大大增强。 设计服务公司的供方有以下几种： 1 ) e d a 软件提供商 e d a 提供商主要有三家，不同的软件之间转换难度比较大。不过软件成本不算 很大。 2 ) i p 提供商 i p 提供商主要分为c o r ei p 提供商和普通i p 提供商。c o r ei p 提供商力量较为强 大，但是不同设计公司拿到同一种c o r e 的授权费用相差较小。一般性i p 的选择较多， 所以供应商议价能力一般。 ， 3 ) 晶圆制造厂 晶圆制造成本是主要的成本。作为供方来讲，晶圆厂的规模很大，这个行业的进 a f t 槛很高。但幸运的是，这个市场有几个大公司在竞争，所以价格谈判的难度不大。 除了排名第一的t s m c 可以有接近5 0 的毛利率以外，其他的毛利率均不高。 1 6 0 7 2 0 2 5 1 7 6 王涛 芯原微电子的竞争战略分析 但是如果设计服务公司和晶圆厂有投资关系或者有绑定关系，那么这家设计服务 公司可以拿到远比其