通俗的講半導(dǎo)體就是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體技術(shù)是國際競爭的焦點和衡量一個國家或地區(qū)現(xiàn)代化程度以及綜合國力的重要標(biāo)志，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于整個電子產(chǎn)業(yè)鏈的核心位置，一大批上市公司參與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)價值鏈的形成。

那么這些企業(yè)分布在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的那個位置，各自扮演怎樣角色以及各自的核心競爭力？以下報告將從半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在電子行業(yè)位置、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的兩種商業(yè)模式、兩種商業(yè)模式的之間的競爭與合作、兩種商業(yè)模式的進入壁壘及風(fēng)險與收益關(guān)系、各子行業(yè)的核心驅(qū)動因素等方面，對其做一解讀，以增進投資者了解。

一、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在電子行業(yè)位置

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是電子元器件行業(yè)重要分支，按照產(chǎn)品功能的不同，電子元器件可以分為被動元器件、集成電路（IC）、分立器件、印刷電路板（PCB）、顯示器件（TFT-LCD、PDP）、其他元器件等子行業(yè)，集成電路（IC）是半導(dǎo)體技術(shù)的核心。

 

二、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)存在兩種商業(yè)模式

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有兩種商業(yè)模式，一種是IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，另一種是垂直分工模式。1987 年臺灣積體電路公司（TSMC）成立以前，只有IDM 一種模式，此后，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化分工成為一種趨勢。出現(xiàn)垂直分工模式的根本原因是半導(dǎo)體制造業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟性。現(xiàn)今IDM 廠商仍然占據(jù)主要地位，主要是因為IDM 企業(yè)具有資源的內(nèi)部整合優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢以及較高的利潤率。

出現(xiàn)垂直分工模式的主要原因有兩個：

首先，半導(dǎo)體制造業(yè)具有規(guī)模經(jīng)濟性特征，適合大規(guī)模生產(chǎn)。隨著制造工藝的進步和晶圓尺寸的增大，單位面積上能夠容納的IC 數(shù)量劇增，成品率顯著提高。企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模會降低單位產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)競爭力。

其次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需的投資十分巨大，沉沒成本高。一般而言，一條8 英寸生產(chǎn)線需要8 億美元投資，一條12 英寸生產(chǎn)線需要12～15 億美元的投資，而且每年的運行保養(yǎng)、設(shè)備更新與新技術(shù)開發(fā)等成本占總投資的20%。這意味著除了少數(shù)實力強大的IDM廠商有能力擴張外，其他的廠商根本無力擴張。

正是在這樣的背景下，臺灣半導(dǎo)體教父張忠謀離開 TI（德州儀器），在臺灣創(chuàng)立了TSMC，標(biāo)志著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)垂直分工模式的形成。TSMC 只做晶圓代工（Foundry），不做設(shè)計。Foundry 的出現(xiàn)降低了IC 設(shè)計業(yè)的進入門檻，眾多的中小型IC 設(shè)計廠商紛紛成立，絕大部分是無生產(chǎn)線的IC 設(shè)計公司（Fabless）。Fabless 與Foundry 的快速發(fā)展，促成垂直分工模式的繁榮。

1.IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造） 商業(yè)模式分析

目前，全球主要的商業(yè)模式還是IDM。美國、日本和歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要采用這一模式，典型的IDM 廠商有Intel、三星、TI（德州儀器）、東芝、ST（意法半導(dǎo)體）等。IDM 廠商的經(jīng)營范圍涵蓋了IC 設(shè)計、IC 制造、封裝測試等各環(huán)節(jié)，甚至延伸至下游電子終端。

 

IDM 模式之所以領(lǐng)先，主要原因在于具備如下優(yōu)勢：

首先，IDM 企業(yè)具有資源的內(nèi)部整合優(yōu)勢。在IDM 企業(yè)內(nèi)部，從IC 設(shè)計到完成IC制造所需的時間較短，主要的原因是不需要進行硅驗證（SiliconProven），不存在工藝流程對接問題，所以新產(chǎn)品從開發(fā)到面市的時間較短。而在垂直分工模式中，由于Fabless 在開發(fā)新產(chǎn)品時，難以及時與Foundry 的工藝流程對接，造成一個芯片從設(shè)計公司到代工企業(yè)的流片（晶圓光刻的工藝過程）完成往往需要6－9 個月，延緩了產(chǎn)品的上市時間。

其次，IDM 企業(yè)的利潤率比較高。根據(jù)“微笑曲線”原理，最前端的產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)與最末端的品牌、營銷具有最高的利潤率，中間的制造、封裝測試環(huán)節(jié)利潤率較低。根據(jù)花旗銀行2006 年的市場調(diào)查，在美國上市的IDM企業(yè)平均毛利率是44%，凈利率是9.3%，遠遠高于Foundry 的15%和0.3%以及封裝測試企業(yè)的22.6%和1.9%。

最后，IDM 企業(yè)具有技術(shù)優(yōu)勢。大多數(shù)IDM 都有自己的IP（Intellectual Property，知識產(chǎn)權(quán)）開發(fā)部門，經(jīng)過長期的研發(fā)與積累，企業(yè)技術(shù)儲備比較充足，技術(shù)開發(fā)能力很強，具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。

但一個成功的IDM 企業(yè)所需的投入非常大。一方面，IDM 企業(yè)有自己的制造工廠，需要大量的建設(shè)成本。另一方面，由于IC 制程研發(fā)成本越來越高，IC 設(shè)計成本大幅增加。IC Insights 數(shù)據(jù)顯示，R&D 費用占銷售收入比重不斷增加。總體上，IDM 的資本支出與Foundry 相當(dāng)，卻遠高于Fabless；IDM 的研發(fā)投入占銷售收入比重比Fabless 低，卻要遠高于Foundry。所以，一個成功的IDM 所需投入最大。

IDM 的另一大局限就是對市場的反應(yīng)不夠迅速。由于IDM 企業(yè)的“質(zhì)量”較大，所以“慣性”也大，因此對市場的反應(yīng)速度會比較慢。總的來看，由于具備資源內(nèi)部整合、高利潤率以及技術(shù)領(lǐng)先等優(yōu)勢，IDM 廠商仍然處于市場的主導(dǎo)地位，但IDM 廠商所需的投入最大，對市場的反應(yīng)也不夠迅速，所以要成為一個成功的IDM 廠商并不容易。

2.垂直分工商業(yè)模式分析

垂直分工商業(yè)模式源于產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化分工，隨著分工的逐漸深入，形成了專業(yè)的IP（知識產(chǎn)權(quán)）核、無生產(chǎn)線的IC 設(shè)計（Fabless）、晶圓代工（Foundry）以及封裝測試（Package & Testing）廠商。垂直分工模式中，直接面對客戶需求的只有Fabless 廠商。Fabless 為市場需求服務(wù)，IP 核、Foundry 以及封測企業(yè)為Fabless 服務(wù)。

 

IP（知識產(chǎn)權(quán)）供應(yīng)商處于最上游，是一個快速發(fā)展的子行業(yè)。目前IC 設(shè)計已經(jīng)步入SoC（系統(tǒng)級芯片）時代，一款SoC 設(shè)計的芯片內(nèi)可能包含CPU、DSP、Memory、各類I/O 接口等多個內(nèi)部單元，這些內(nèi)部單元在設(shè)計時都是以IP 的形式集成在一起。由于大多數(shù)Fabless 沒有足夠的精力和時間單獨開發(fā)IP，必須借助于IP 供應(yīng)商的IP來加快產(chǎn)品設(shè)計和縮短面市時間，所以最近幾年IP 供應(yīng)商成長很快。

目前國際 IP 市場的通用商業(yè)模式是基本授權(quán)費（License Fee）和版稅（Royalty）的結(jié)合。設(shè)計公司首先通過支付一筆不菲的IP 技術(shù)授權(quán)費來獲得在設(shè)計中集成該IP并在芯片設(shè)計完成后銷售含有該IP 的芯片的權(quán)利，而一旦芯片設(shè)計完成并銷售后，設(shè)計公司還需根據(jù)芯片銷售平均價格（ASP）按一定比例（通常在1％~3%之間）支付版稅。通常IP 廠商用收取的授權(quán)費來支付IP開發(fā)成本、運作成本和人員成本，而收取的版稅就是公司的贏利。

 

由于設(shè)計成本變得日益高昂，很多中小型設(shè)計公司面臨的風(fēng)險越來越大。IP 廠商進行了商業(yè)模式的變革，將由一些設(shè)計用仿真模型組成的設(shè)計套件部分（DesignKit）授權(quán)給設(shè)計公司，將GDSII部分（硬核）授權(quán)給Foundry廠商，以減輕設(shè)計公司的授權(quán)成本。有些IP 廠商免費提供部分設(shè)計套件，設(shè)計公司前期不用花一分錢就可以完成前端設(shè)計仿真甚至后端布局布線工作，直到設(shè)計接近完成時再考慮是否需要取得商業(yè)授權(quán)來完成設(shè)計并量產(chǎn)，以降低設(shè)計公司的風(fēng)險。

對 IP 廠商而言，其IP 核必須通過設(shè)計公司SoC 驗證平臺的測試以及Foundry 的硅驗證（Silicon Proven），否則就無法進入市場。

 

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雖然IP 供應(yīng)商的成長很快，但市場上成功的IP 供應(yīng)商并不多，只有少數(shù)公司的銷售收入超過1000 萬美元，而且IP 市場的規(guī)模也較小。

主要原因有三個：

第一，真正擁有出色或獨特IP 的小型IP 廠商往往被收購，不是被想利用其IP 促進系統(tǒng)銷售（或者為了防止該技術(shù)落入競爭對手手中）的系統(tǒng)廠商收購，就是被希望擴大規(guī)模的IP 公司收購，如MIPS 收購Chipidea、ARM收購Artisan；

第二，IP 供應(yīng)商的營業(yè)收入僅占IP 所產(chǎn)生的真實價值的一小部分，相當(dāng)大的一部分IP 收入流向了擁有內(nèi)部IP 部門的半導(dǎo)體公司，他們才是真正掌握核心技術(shù)的巨頭，如Intel、Qualcomm（高通）、TI（德州儀器）等；

第三，大部分專業(yè)IP 廠商只能掌握中低端的IP，多數(shù)IP 因為數(shù)量巨大而很難賣出高價。IC 設(shè)計公司（Fabless）除了進行IC 設(shè)計還要負責(zé)IC 產(chǎn)品的銷售。Fabless 沒有自己的加工廠和封測廠，IC 產(chǎn)品的生產(chǎn)只能依靠專門的代工廠（Foundry）和封裝測試廠商。另外，某些Fabless 具有強大的研發(fā)實力，擁有頂尖的IP 核產(chǎn)品，IP 授權(quán)費和版稅成為其重要的收入來源，如Qualcomm。Foundry 只專注于 IC 制造環(huán)節(jié)，不涉足設(shè)計和封測，不推出自己的產(chǎn)品，只為Fabless 和 IDM （委外訂單）提供代工服務(wù)，并收取一定比例的代工費。封裝測試企業(yè)只專注于封測環(huán)節(jié)，為Fabless 或者IDM 提供封測服務(wù)，并收取一定比例的加工費。

3.垂直分工商業(yè)模式內(nèi)部的合作與競爭

IP 供應(yīng)商與Foundry 的關(guān)系日益緊密。IP 供應(yīng)商與Foundry 之間形成了一種合作共贏的關(guān)系，雙方的合作能夠提升各自的競爭力，未來的合作會更緊密，聯(lián)系會更密切。

 

Foundry 與Fabless 除了合作還會相互制衡。如果Fabless 想要自建生產(chǎn)線來生產(chǎn)自己的芯片，那會遭到Foundry 的抵制。而如果Foundry 自己去做IC 設(shè)計，那么Fabless 就會心存疑惑——究竟自己的模型設(shè)計（Pattern Design）會不會被Foundry盜取使用，使得Foundry 的吸引力降低，在產(chǎn)業(yè)低潮的時候就會被Fabless 拋棄。

總之，在垂直分工模式內(nèi)部，IP 供應(yīng)商、Fabless 與Foundry 之間雖然存在一些競爭，但以合作為主，未來的關(guān)系會更加密切。

三、兩種商業(yè)模式之間的競爭與合作

Fabless 與IDM 之間的競爭激烈。Fabless與IDM 廠商都要直接面對客戶，處于同一個競爭層面，二者之間存在激烈的競爭。相對而言，IDM 的品牌優(yōu)勢更為明顯，有些IDM擁有強大的電子終端品牌，如三星、松下、索尼等，眾多Fabless 廠商只能通過捕捉市場熱點并迅速推出產(chǎn)品制勝，也有少數(shù)技術(shù)實力強大的Fabless 可以立足研發(fā)，推出自己的差異化產(chǎn)品，成為細分子行業(yè)的龍頭。

Foundry 與IDM 之間的合作會更緊密。由于IC制造前期投入資金量較大，固定成本較高，如果一條生產(chǎn)線建立后不能進行大量生產(chǎn)則無法收回成本。2002 年以后，由于加工工藝和設(shè)備的成本直線上升，許多IDM 廠商無法通過投資生產(chǎn)線實現(xiàn)收益，而Foundry 可以通過為多家客戶代工同類型產(chǎn)品而獲益，在這種情況下，許多IDM廠商將制造環(huán)節(jié)外包給Foundry廠商。兩者的合作不但可以分擔(dān)研發(fā)先進工藝所需的費用及所面臨的風(fēng)險，而且一旦一個新工藝投入量產(chǎn)，IDM 和Foundry 都能從中獲益。隨著技術(shù)進一步發(fā)展，建設(shè)IC 制造生產(chǎn)線的固定成本將更高，IDM 廠商將有更多的業(yè)務(wù)外包給Foundry，雙方的共同研發(fā)也會越來越深入，二者之間的合作將更加密切。

四、兩種商業(yè)模式的進入壁壘及風(fēng)險與收益關(guān)系

半導(dǎo)體行業(yè)主要的進入壁壘包括資金壁壘與技術(shù)壁壘。顯然，IDM 的資金壁壘最高，F(xiàn)oundry 次之，封測再次之，F(xiàn)abless 的資金壁壘較低，IP 核的資金壁壘最低。但IP核的技術(shù)要求最高，F(xiàn)abless與IDM 次之，F(xiàn)oundry 再次之，封測的技術(shù)壁壘最低。從面臨的市場風(fēng)險角度看，F(xiàn)abless與IDM 都擁有自己的產(chǎn)品，直接面對客戶需求，因此所面臨的市場風(fēng)險較大，F(xiàn)oundry與封測企業(yè)只負責(zé)代工或者加工，不直接面對終端用戶，所以面臨的市場風(fēng)險較小。相對應(yīng)的，F(xiàn)abless 與IDM 的收益率較高，F(xiàn)oundry 與封測企業(yè)的收益率較低。

 

四、各子行業(yè)的核心驅(qū)動因素分析

1.IP 產(chǎn)業(yè)的根本驅(qū)動因素是技術(shù)創(chuàng)新能力

IP 核代表著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最尖端的技術(shù)，這些技術(shù)往往被少數(shù)企業(yè)掌握，形成技術(shù)壟斷。全球三大IP 核供應(yīng)商ARM、MIPS 和Synopsys 占據(jù)一半以上的市場份額（僅指第三方IP 市場，不包括IDM、Fabless 以及Foundry 自有的IP）。而且，某個細分產(chǎn)品市場上往往只能容納一兩家中大型IP 供應(yīng)商，如物理庫IP 市場就只有ARM，其他IP 供應(yīng)商想擠進這個市場很難，除非掌握了更高級的技術(shù)，開發(fā)出全新的IP。所以，技術(shù)創(chuàng)新能力強的IP供應(yīng)商成功的可能性更大。

2.Fabless 的核心驅(qū)動因素是市場把握能力

與IDM 相比，F(xiàn)abless 的技術(shù)儲備與品牌影響力較弱，企業(yè)規(guī)模與資金更是遠遠不及（除了極少數(shù)最大的Fabless），但是Fabless 的優(yōu)勢是“快”，能夠迅速對市場做出反應(yīng)。所以，對Fabless 而言，其核心驅(qū)動因素就在于對市場的把握能力。能夠準(zhǔn)確掌握市場需求，并快速實現(xiàn)產(chǎn)品上市的企業(yè)最有可能成功。亞洲最大的Fabless－－臺灣聯(lián)發(fā)科的成長經(jīng)歷就證明了這一點。

1997 年聯(lián)發(fā)科成立，當(dāng)時市場尚處在CD-ROM時代，主流產(chǎn)品是速度為4 倍速和8倍速的機型。聯(lián)發(fā)科抓住時機推出20 倍速機型，橫掃整個CD-ROM市場，確立了自己的市場地位。進入21 世紀，DVD 市場增長有放緩跡象，而手機市場高速增長。聯(lián)發(fā)科在2003 年底成立手機業(yè)務(wù)部門，并在2004 年推出自己的手機芯片。而當(dāng)時市場上主流的芯片公司是高通（Qualcomm）、德州儀器（TI）、飛思卡爾（Freescale）和英飛凌（Infineon），聯(lián)發(fā)科的產(chǎn)品沒有優(yōu)勢，于是聯(lián)發(fā)科推出了被業(yè)內(nèi)稱為“TurnKey”的全面解決方案，應(yīng)用聯(lián)發(fā)科方案的手機廠商只需要購買屏幕、攝像頭、外殼、鍵盤等簡單部件就可以出品手機。

2006 年，采用聯(lián)發(fā)科芯片的手機已經(jīng)占中國內(nèi)地銷售手機總量的40%。之后，聯(lián)發(fā)科又進軍液晶電視芯片市場，在2008 年前兩個季度的統(tǒng)計中，聯(lián)發(fā)科的液晶電視芯片的市場份額已經(jīng)做到了全球第一。可見，準(zhǔn)確把握市場需求并迅速開發(fā)出適合市場需求的產(chǎn)品是Fabless 的生存之道。Fabless 對技術(shù)開發(fā)能力的要求也比較高。要縮短產(chǎn)品的面市時間（time-to-market），F(xiàn)abless 必須有完善的SoC 驗證平臺并具備較強的IP 融合能力，這就對Fabless 的技術(shù)開發(fā)與整合能力提出較高的要求，所以，模型設(shè)計（PatternDesign）與技術(shù)整合能力對Fabless而言也是十分重要的因素。

3.Foundry 的核心驅(qū)動因素是低成本

Foundry 根據(jù)IC 設(shè)計廠商或者IDM 的訂單生產(chǎn)硅晶圓，只專注IC 制造環(huán)節(jié)，不管設(shè)計、封測以及產(chǎn)品銷售，所以單位成本是IC 制造業(yè)的核心驅(qū)動因素。IC 制造業(yè)具有規(guī)模經(jīng)濟性，容易出現(xiàn)規(guī)模壟斷。全球第一大代工廠臺灣積體電路公司優(yōu)勢明顯。

對 Foundry 而言，降低單位成本的主要路徑有：

首先是通過增加生產(chǎn)線、擴大產(chǎn)能。由于IC 制造業(yè)具有規(guī)模經(jīng)濟性，產(chǎn)能的擴大能夠降低單位成本。在IC 制造業(yè)有一個潛規(guī)則，“只要舍得投資就可能成功”。如韓國在150mm（6 寸）晶圓廠過渡到200mm（8 寸）晶圓廠的世代交替中，集中投資建設(shè)8 寸生產(chǎn)線，以9 座8 寸晶圓廠的產(chǎn)能優(yōu)勢，一舉取代日本，成為全球DRAM 產(chǎn)業(yè)第一。

其次是通過提升制造工藝水平。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的工藝水平每隔一段時間就要進行升級換代，晶圓尺寸方面，直徑從150mm（6 寸）到200mm（8 寸），再到如今的300mm（12 寸），制造線寬方面，從0.13um 到90 納米、65 納米，再到如今的45 納米。工藝水平的提高能夠降低晶圓的單位成本，如12 寸硅單晶的面積是8 寸硅單晶的2.25 倍，只要制造設(shè)備的價格提升幅度低于2.25 倍，理論上講就可以降低單位成本。Foundry 必須跟上主流的工藝水平，否則辛苦得來的市場份額就可能被競爭對手搶占。所以，F(xiàn)oundry 每年都要投入大量資金提升工藝水平無論是擴大產(chǎn)能還是提升工藝水平，都需要龐大的投資，動輒數(shù)十億美元，所以 IC制造是一個資本密集型行業(yè)，需要持續(xù)不斷的資金投入。

除了擴大產(chǎn)能與提升工藝水平，F(xiàn)oundry 還可以通過降低人工成本、提升生產(chǎn)自動化水平、提高管理水平等方式降低單位成本。從降低人工成本角度講，全球的Foundry有向低收入國家遷移的動力。

4.封裝測試業(yè)的核心驅(qū)動因素也是低成本

與IC 制造相比，封裝測試業(yè)的投資少、建設(shè)周期短、技術(shù)相對簡單，所以封裝測試行業(yè)的進入門檻較低。與制造業(yè)一樣，成本是封裝測試業(yè)的首要驅(qū)動因素，成本較低的企業(yè)能夠獲得較多的訂單，成功的可能性更高。

與制造業(yè)有所區(qū)別的是，封裝測試業(yè)的資金要求不高，擴產(chǎn)相對容易，所以人工成本的重要性上升，通過降低人工成本來降低單位產(chǎn)品成本成為封裝測試廠商的首選。所以，全球的封裝測試企業(yè)都向勞動力成本低的國家遷移。

另一個降低成本的途徑是區(qū)域集中，即封裝測試企業(yè)向IC 制造產(chǎn)能相對密集的地區(qū)遷移。IC 制造是封裝測試的上游，封測業(yè)的發(fā)展依賴于制造業(yè)，與制造廠商相鄰，能降低運輸成本。臺灣是全球Foundry 產(chǎn)能最為集中的地區(qū)，所以臺灣的封裝測試業(yè)也十分發(fā)達。2007 年全球三大封裝測試企業(yè)中有兩家就是臺灣企業(yè)，即日月光和硅品，占據(jù)全球外包封測市場25%左右的份額。

提升封裝技術(shù)、改進封裝形式也能降低成本。目前主流的IC 封裝技術(shù)包括芯片級封裝（CSP）、倒裝芯片封裝、系統(tǒng)級封裝（SiP）和3D 組裝技術(shù)，主流的封裝形式包括BGA（球柵陣列結(jié)構(gòu)）、CSP、MCM（多芯片組件）、MEMS 等。那些技術(shù)實力較強，率先采用先進封裝技術(shù)與封裝形式的企業(yè)能夠獲得低成本優(yōu)勢。