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德联观点:中国半导体产业应该怎么投?

摘要: 这两个窗口期,在中国速度下不会太长,也许留给创业者的也就3-5年的时间。

图片来源@视觉中国

文:德联资本   作者:贾静

近两年,国内半导体领域在产业端和资本端都出现了一系列标志性事件。2019年9月,合肥长鑫宣布正式量产DDR4内存,成为第一个国产内存供应商;2020年2月,中芯国际2019年第四季度财报显示,其第一代FinFET 14nm顺利量产,贡献当季度1%营收;2020年4月,长江存储宣布成功研发两款128层的3D NAND闪存产品,成为首个由中国厂商发布的128层3D NAND闪存产品。资本市场方面,2000亿国家大基金二期成立,汇顶科技、韦尔股份、澜起科技等千亿市值的半导体公司陆续出现。这些事件表明,当下中国半导体已经开始进入“主战场”。

开始进入主战场的中国半导体,怎么投?

我们看到两个历史性的机遇:其一,和主流品牌大客户一起成长的红利;其二,从百家争鸣到马太集中的产业格局变化中的大机会。在不同的历史性机遇面前,我们因地制宜,用相应投资打法来匹配。

提到进入主流品牌大客户的供应链,大家都会想到在半导体领域备受关注的国产化替代和供应链安全。和市场上大多数观点不同的是,我们认为和主流品牌大客户一起成长的红利,核心来自于半导体产业底层最根本的驱动因素,即终端产业的需求推动以及需求侧产业链转移到中国的自然带动,而国产化替代和供应链安全起到的是催化剂作用,加快了主流品牌大客户导入国内半导体供应链的进程。

首先,从半导体行业的发展来看,每次都是新的应用推动半导体行业的发展,半导体的技术突破反过来加速新的应用的大规模渗透。半导体行业的发展史,基本上也就是整个电子信息行业的发展史。1960-1970年代IBM大型机时代伴随着半导体大规模集成电路的起步,1980年代个人PC的推出和1990年代Internet互联网的发明带动了30年的PC互联网时代,这期间全球半导体市场规模从1990年的505亿美元到2007年的2700亿美元。2007年,推出iPhone的苹果带动电子信息行业在2008年前后进入移动互联网时代,而在移动互联网的10年间,象征着半导体产业走势和兴衰的费城半导体指数增长了接近10倍。

其次,下游终端产业在区域、结构上的变化必然会带来上游半导体产业的格局改变。台湾半导体行业基本上是伴随着PC时代而崛起的,台湾曾被称为笔记本王国,有PC界的领军企业华硕和宏基等。30年的积累使得台湾半导体产业链配套完善,在产业上游的众多细分领域做到了全球领先。全球出货量最大的光电鼠标芯片供应商是台湾的本土企业原相科技(PixArt),在自身垄断的领域,毛利率可以做到60%。移动互联网时代,在经过了白牌机、各类品牌混战到“华米OV”四强鼎立,2019年这四家的智能手机出货量占全球市场的接近40%,智能手机终端产业重心转移到了中国大陆,这才有了中国半导体逐渐进入“主战场”的可能性。清华大学魏少军教授也提到过,“半导体产业向最终用户所在地集中是实现利润最大化的手段”。巨大而成熟的市场,是滋养半导体产业发展的沃土。

从以智能手机为代表的移动互联网产业的发展节奏来看,单个区域中,产业链会经过层层带动的过程。从下游的大市场需求带动,到终端整机或系统集成,再到模组研发与生产,最后到核心芯片的突破和替代。这个规律也帮助我们来判断各个细分领域的发展阶段和节奏。

半导体红利期机会的“四个优先”

回到半导体领域的投资,如何抓住和主流品牌大客户一起成长的红利期机会,在实践中,我们有几个优先:

一、大市场优先,关注移动终端品牌客户供应链的国产化替代机会

以芯片设计为例,设计复用性和增加出货量是其规模化发展的两个要素。假设企业想做到年销售额为10亿元,100元/芯片的单价,销售量需要达到1000万片;10元/芯片,销售量就需要1亿片;而1元/芯片,销售量要在10亿片的量级。单品的大规模出货,要找到类似于手机这种每年销量十亿级的大市场。从很多成功企业的发展历程来看,进入品牌手机的供应链往往是IC公司发展的拐点,如台湾企业昇佳(SensorTek)推出新型窄缝光感芯片后进入更多的品牌客户,收入从2018年的4.5亿元跃增到2019年的11.3亿元。

同时,品牌大客户在质量和品控上的要求和经验,也会帮助创业公司加速迈过产品性能达标、批次一致性以及大批量使用稳定性的“门槛”。这个“槛”很多创业公司可能一直都无法迈过,停留在小打小闹的阶段,无法做大做强。

二、战略型投入的产业链机会优先

在战略型投入的产业链中,往往伴随的是趋势性的大机会。5G和存储均属于这类会产生深远影响,需要战略投入的领域。

拿存储领域来说,存储芯片是数据最重要的载体,中国作为全球最大的存储芯片消耗国,国家层面在长江存储上的投资达240亿美金,这肯定不是财务投资机构能做的事。但围绕着这个占整个半导体三分之一市场的存储领域的主控芯片、下游固态闪存硬盘应用、甚至上游的设备和材料,均有不少创业和投资的机会。

三、支点打法,从下游向上游拓展优先

半导体行业是典型的To B领域,产业链线条很长,如果投资组合中已有现成扎实的下游应用场景,顺理成章会延伸到产业链的上游,提供产业链上客户的不同视角。我们最开始在光芯片领域的布局,很大程度上得益于我们投资的3D视觉领域的华捷艾米;对射频芯片的布局也来源于此前我们在相控阵雷达、电子对抗、通信设备等领域的投资和理解。

有了产业链下游的支点,可以更好地以系统的视角去寻找投资标的,从细分垂直行业的下游向上游进行梳理。

四、效率为王

创业公司要切入一个领域,并最终在这个领域站稳脚跟,甚至引领行业,公司的综合效率至少得是竞争对手的2-3倍。灵活而敏捷,天然是小公司的优势,但不一定必然带来高效,把这种优势发挥到极致是多方面因素的集合,包括芯片设计效率、验证效率、迭代效率、供应链效率、市场效率、技术支持效率、组织管理效率等。

初创期,如何能“预见”到公司未来的效率水平?我们的体会是:看创始团队有没有量产能力和批量出货经验。这个经验往往意味着对数字芯片领域,更好地利用各类工具进行前端设计复用化和数字后端流程上的更合理化。在模拟芯片领域,已经趟过解决小批量、大批量量产中各种环境下的性能稳定性、可靠性问题以及和客户进行联调使用过程中出现的各种问题的路。

从百家争鸣到马太集中的产业格局变化的机会,源于我们对现在占到更重要份额的超越摩尔领域的半导体投资的观察。

沿着摩尔定律的路径优化工艺、提升芯片性能是传统半导体的核心发展之路,当工艺节点的提升遇到物理上的极限和经济效应上的瓶颈时,自然而然的做法就是在芯片功能的多样性、特种制造工艺、集成封装技术的提高、新的材料体系以及应用的创新上做文章。

狭义的“超越摩尔”指的是非数字、多元化半导体技术与产品(如传感器)可以在成熟的工艺生产线上研发,无需遵循摩尔定律,在工艺尺寸上越做越小。而广义的“超越摩尔”,现在半导体创业和投资很热门的领域,如模拟芯片、射频前端、第三代半导体、光芯片、各类传感器等都可以囊括进来。

三大“新”特点

相比于传统的半导体领域,超越摩尔领域自带以下几个新的特点:

新的性能需求

在摩尔定律下,半导体领域主要追求规模更大、速度更快、集成度更高,而在“超越摩尔”领域,由于应用场景的多样性,在很多下游应用中对芯片的其他指标,如功耗、可靠性等提出了新的要求。

物联网领域,要实现万物互联,无线连接设备目前的最大瓶颈在于功耗。如何在保证不降低性能指标的前提下功耗做到最低,是摆在创业者面前的首要问题。电源管理电路和射频电路的芯片设计本身的优化,系统级封装,精练软件代码来减少运算复杂度,均是有可能的解决方案。

智能驾驶领域,除了现在车规级对汽车电子的鲁棒性和安全性要求外,未来的自动驾驶汽车可能24小时不间断行驶,这就对汽车电子提出了新的超长时间、不停机运行的高可靠性要求。

新的成本分布

产品的成本不再遵循传统半导体设计、制造、封装流程的大致占比,有可能独特封装或者特种材料成为最终砝码。在光传感器领域,工艺、封装和测试成本可能占到BOM成本的六七成。

新的产业格局

虽然说在半导体领域的主要规律是“强者恒强”,但在超越摩尔领域,因为需求的多样性、下游应用的碎片化,一般单一市场相对细分,大公司在新的应用领域不愿投入资源去精耕细作。在这个市场中,产业格局还未完全确定,中小企业是产业中的竞争主力。我们认为,在超越摩尔领域,存在着产业整合并购、集成度提高、显现马太效应的大机会。

企业必须具备的三个能力

那么这个领域的玩家如何制胜?在投资实践中我们观察到,要想在超越摩尔领域竞争,企业必须具备以下三个能力。

一、芯片设计能力外,工艺能力同样重要

传统半导体领域,集成电路的工艺是标准的,一旦工艺制程确定,设计公司将GDS文件交给代工厂,即可进行标准化的量产。超越摩尔领域,很多时候工艺是定制化的,设计和工艺紧密结合,芯片设计企业得有自主开发生产工艺的能力。

MEMS传感器就是典型的每个产品、每个器件,从芯片设计就需要和工艺相结合,进行定制化按需开发的领域。MEMS芯片是把机电一体结构用集成电路的思路小型化,在硅片上制造三维立体的机械结构,设计时需要考虑如何进行系统之间的仿真、电和机械部分如何结合、结构如何设计,才能满足在长期使用过程中对器件的稳定性和抗震性等的要求。在工艺的过程,虽然有60%-70%和集成电路相同,也需要光刻和刻蚀等,但有其特殊性。如刻蚀,要求刻蚀的纵深比要大很多,陡度和角度的要求都很高。这个领域的创业者和芯片设计工程师,经常有大半时间泡在代工厂或自己的小型产线上,进行工艺的开发和与设计的磨合。

5G频谱变多带来的成倍的量的增加和国产化替代的机会,大家都看好这个巨大的增量市场,射频前端投资热度很高。想在射频前端上的PA、滤波器等方向上有所建树,设计只是入门第一步。射频前端芯片的两个主要指标——噪声系数和线性度,跟工艺直接相关。射频前端芯片需要在设计、工艺和材料上同时递进、同时变化,需要更长时间的积累。

二、产业链运营能力

产业链运营能力,即经营、协调产业链的能力,合理利用上游供应链的研发和产能资源,结合下游大客户资源,引领技术方向或路径。

产业链运营能力主要覆盖两端——上游供应链和下游大客户。上游供应链的管理是大学课程,从业者必修课。而能撬动下游大客户资源,做到一定的技术方向引领是进阶的博士课程。这里浅谈我们对必修课的体会。

早期的模拟芯片企业,产品是打开市场的敲门砖。创始团队需要是该领域沉淀十几年甚至几十年的资深设计人员,除硬功夫设计能力外,还需要对高性能模拟芯片工艺技术上的差异化要求,以及设计和代工双方的充分交流和耦合来开发特色产品有丰富的经验。强有竞争力的产品和广泛的市场应用,是公司发展进入快车道的一个轮子,另一个轮子是上游供应链的保障。设计和工艺紧耦合,工艺确定后,如果替换代工厂,相当于这款料号的产品要重新进行设计开发,资源上双重投入,时间上也来不及。如何根据市场的需求预期,提前做好供应链的备货,遇到产能短缺的情况时游刃有余,必须要在实践中摸索出来。

三、产品定义能力

产品定义能力,即对市场有着敏锐嗅觉,了解客户真实需求,踩好市场替代的节奏。主要有四层含义:

第一,理解真实的市场需求。市场一定是真实的,光概念好没有用,技术优也不是充分条件,没有市场的引领者也容易成为先烈;极端来说,客户可能会因为一个管脚定义功能不同而不用某一款芯片。

第二,明确哪些是产品的核心指标。核心指标达不到,即使产品能推出来,意义也不大,很难打开市场。

第三,技术和市场的结合点和时间节奏的判断,在其中找到最佳平衡点。

第四,避免成为“一代拳王”,即只有一个产品很牛,下一代产品就不火、甚至消失。这里除了产品定义能力,还需要对产品的快速研发迭代能力,快速响应市场需求的变化,从而进行产品迭代或成本压缩也同样重要。

半导体行业“四个投”

观察到超越摩尔领域这些不同特点和特色的能力要求后,加之这四、五年的投资实践,在面向百家争鸣到马太集中的产业格局变化时,我们摸索出来的打法是“四个投”:投细分领域的“隐形冠军”,投“单点突破”的全球创新技术,投高质量的农村包围城市,投产品结构纵深和平台化的成熟企业。

一、投细分领域的“隐形冠军”

应用场景多样化的需求以及技术的突破带来的是一系列的场景机会。对大公司而言,细分场景的应用并不会带来业绩的高涨,而这正是创业公司的机会。创业公司从品类分化入手,做出该领域最强的产品,占据一定的市场空间。在前期需要投入大量精力的设计和工艺的耦合,供应链的培育带来生产效率的提升和成本空间的压缩,以及对该领域产品的市场理解力,在此时构成了除技术以外的行业门槛,反而构建起一定的护城河。

深耕细分领域,做到绝对领先地位,站稳根据地,再去进行相关领域的内生增长或外延并购扩张,相对于一开始就切入百亿、千亿级的市场,面对大公司的打压和竞争来说,反而是一条“捷径”。

二、投“单点突破”的全球创新技术

如前文所述,在超越摩尔领域,应用端的多元化和碎片化带来的可创新点非常多。在单点创新上的全球领先,路径上有了独立发展壮大、引领技术创新的可能性,以及和产业上下游整合并购的灵活性。

全球化的人才培养和紧贴着客户的需求,也给了这种单点突破的全球创新技术带来可能性。除了设计端的创新机会,工艺端的突破也至关重要。在5G基础设施的高速光模块领域,被称为光电子时代的“光学硅”的铌酸锂,此前之所以无法大规模应用的主要原因是铌酸锂本身的硬度高、化学性质不活泼,传统的工艺无法实现铌酸锂纳米结构的加工,制造出高品质、微小化的铌酸锂光电芯片。近几年情况有所改变,我们看到了两家企业,一家在铌酸锂薄膜的制造上可以成熟出货,一家利用传统光刻机在铌酸锂薄膜上进行可量产的刻蚀,这两家企业在单点创新上成为全球领先公司,值得进行投资布局。

三、投高质量的农村包围城市

不少创业者一上来就要做高端芯片,但其实市场不同,竞争对手也不一样,直接进入高端市场,便是到了“虎狼之地”,因为竞争对手太强大,死的概率非常大。尤其是在超越摩尔领域,创业者擅长的芯片设计能力或许在竞争中起到的作用低于一半。如在供应链成本端,在刚开始没起量的阶段,将研发和后道封装等开私模的费用分摊到芯片、器件端;在一些领域如传感器等,创业公司单个芯片的成本远高于成熟竞争对手的售价,根本还轮不到进行性能的竞争,更别提用价格优势来切入市场。

而高质量的农村包围城市的策略,高质量指的是不单纯靠着没有技术含量的价格战来占领市场,更重要的是从中低端的白牌客户切入,在容错率高的环境中,量产逐步起量,从而积累出公司的产业链能力,通过规模和产品的不断迭代,慢慢形成工艺和成本优势,为打开品牌客户的大门打好坚实的基础。而对于品牌客户来说,一般也不敢轻易尝试没有经过大批量出货验证的产品,在面对供应链安全、国产化替代的需求时,也一定会优先考虑已经在市场上打磨过的产品和公司。

四、投产品结构纵深和平台化的成熟企业

在超越摩尔领域,具备存量长尾市场出货能力,又有中高端产品布局能力,构建出产品结构纵深和进行平台化是创业公司中长期发展的竞争力所在。当然,能力的获得不排除通过外延并购等手段。

总结来看,这四种类型:细分领域龙头、单点全球创新、农村包围城市、产品结构纵深的公司均有其在产业里面不可取代的价值,在产业整合并购和集中度提高的格局变化过程中,创造价值的公司均是进可攻,退可守的态势。

结束语

半导体是一个技术密集、资本密集、人才密集的高门槛行业,可谓“一入此门深似海”,我们和国际先进水平间差距的追赶往往需要一个人的整个职业生涯,甚至几代人的投入。在个人的职业生涯中,能恰好遇到行业发展的黄金期,那无疑是幸运的。中国半导体行业开始进入主战场,在这个可供弄潮儿尽情施展的大江大河中,有着百年难遇的和主流品牌大客户一起成长的红利期,以及从百家争鸣到马太集中的产业格局变化期。但这两个窗口期,在中国速度下不会太长,也许留给创业者的也就3-5年的时间。

机会摆在眼前,回到做事本身,其实万变不离其宗,敬畏产业规律。对于微笑曲线的两端,产业链的价值最高点,即品牌力Brand和技术创新Innovation(技术创新是使能工具,通过品牌力来最大化其价值),怎么投入和重视都不为过。半导体是一个技术为本的行业,技术功力是最最基本的基石,没有这个基石,长路莫走。

我们团队在半导体投资实践的过程中,有一个很深的感受是:半导体行业,无论创业还是投资,都应该是合作大于竞争的。产业链复杂,投资周期长,技术壁垒高等,或许都是客观原因。主观上,公司和公司之间,投资机构和投资机构之间,企业和投资机构之间,也有加深合作的意愿。最近有个统计,在2020年的前5个月中,新增2万家经营范围含“芯片、集成电路、MCU”的企业,看到大家对半导体行业热情的同时,我们也担心现在的这种过度分散可能会带来的人才、资金的重复投入和行业的低效运行。希望半导体的创业者和投资者能加大合作,让整个产业的系统更有效,将资源集中到真正优秀的项目中。

半导体创业是一场马拉松,既拼耐力,也拼冲刺能力。“像下棋一样,先想好后面好几步,把所有可能的步骤都一直想下去,直到想不到可能”,这是我们对半导体领域创始人认知能力的期望。 

作者介绍:

贾静女士拥有5年风险投资经验,4年对冲基金经验,专注技术创新驱动领域,在高新技术行业有着丰富的工程管理经验。曾供职于航天信息等。

贾静女士投资项目有小盒科技、梅卡曼德、得一微电子、芯洲科技、柠檬光子、越博动力、飞致云等,拥有清华大学自动化系学士及硕士学位,香港科技大学MBA学位。

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德联资本成立于2011年,重点关注高端制造、前沿科技、创新医疗等领域中技术驱动型项目,已投资启明医疗、越博动力、华捷艾米、珞石机器人、梅卡曼德、三博脑科等数十家创业公司,覆盖智能制造、机器人、AI、半导体、大数据、企业服务等领域。 德联资本以“共创价值、共享成长,做长期可信赖的合作伙伴”为使命,以实际行动践行“专业专注,开放求真,同心同力,守正出新”的核心价值观。

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