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半導體產業(yè)入門的ABC

• 半導體這個名詞很熱，同時由于其專業(yè)術語繁多，又讓很多讀者覺得眼花繚亂，可否通俗介紹一下半導體？

首先我要給大家做個概念的陳述，以往教科書上或者媒體都會說，飛機發(fā)動機是工業(yè)皇冠上的明珠，但今天我想表達的是，半導體是人類工業(yè)體系的集大成者，現代科技文明的集大成者，它的體系難度和復雜度比航空發(fā)動機要高很多。

很多人搞不清楚半導體到底干啥的，簡單理解就是拿來做計算的，當然也不僅是計算，它還能感知外面的信號，比如溫度的高低，氣壓的高低，但最后都是通過計算的方式把結果傳遞出來。到目前為止人類還沒有發(fā)現比半導體更有效的計算能力的東西，所以半導體現在影響力是巨大的，至今還沒有替代技術的出現。

上面講的半導體產業(yè)，就是大家通常說的芯片產業(yè)。芯片有很多種類，從芯片特點來分，可以分為數字芯片和模擬芯片兩種。第一種數字芯片一般叫系統芯片或者大芯片，比如電腦里面最復雜的一塊芯片就是CPU芯片，智能手機里面是復雜的SoC芯片（系統集成），AI算力需要的GPU芯片等；另外，有時候我們也把存儲芯片歸為大芯片。第二種是模擬芯片，包括電源芯片、麥克風用的芯片、揚聲器用的芯片，和采集自然界的溫度、濕度、高度需要傳感器芯片，以及我們手機、基站、雷達等里面用于收發(fā)信號、傳輸信號的射頻芯片、模擬芯片，也叫信號鏈芯片；

從芯片應用來說，一般分為消費類芯片和工業(yè)類芯片，手機芯片是典型的消費類芯片，而車規(guī)和工業(yè)芯片一般就是我們說的高端應用芯片，比如汽車里面用的芯片，應用環(huán)境比較復雜，要保證開到炎熱的海南島能正常工作，開到寒冷的哈爾濱也能正常工作，因為汽車涉及安全，不能關機，不能死機，不能關鍵時刻剎車踩下去沒反應。所以一般工業(yè)類或車規(guī)芯片會有大量的冗余設計，要求會更高，也會更貴，應用場景不一樣，市場需求不一樣，復雜度也會不一樣，這是和應用相關的芯片，但是有一點必須強調的是，消費類芯片和工業(yè)類芯片的性能指標是一樣的，消費芯片里面16位的ADC與車規(guī)芯片里面的16位ADC，其精度并不存在差別。

• 全球的半導體產業(yè)誕生了70多年。和其他科技行業(yè)比，半導體這個產業(yè)有什么特點？

這個產業(yè)的特點，首先，產業(yè)鏈條特別長；第二，如果國內要自主生產，那么半導體產業(yè)鏈條的每一項都幾乎是卡脖子，不像其它有些產業(yè)，只有材料卡脖子或者設備卡脖子；第三，半導體技術目前還沒有彎道超車一說，因為基礎技術體系還是基于1947年幾位貝爾實驗室的諾貝爾物理學獎獲得者提出的理論。

研究半導體，我是從兩條線來看

半導體基本上是從兩個角度來看，一條是技術路線，另一條是市場需求路線，其中需求是推動因素。

第一個維度，從技術維度看，在 Intel剛成立的時候，芯片的工藝是幾微米，后來逐步演進到今天的7納米、5納米、3納米，這是演進的方向。比如想做一個100億個晶體管的芯片，算力很高，放在五年前是做不出來的，今天由于技術成熟了就能做出來。以前諾基亞時代為什么是功能機，因為那時候的半導體工藝技術水平支撐不了能夠做出智能機所需要的計算能力的芯片，所以只有當芯片進步之后，芯片越來越強了，一個芯片上提升的功能越來越多，才能做智能機。以前電腦的英特爾CPU芯片很大，這么大的芯片沒法放在一個手機上的，不僅是大小的問題，電的需求也滿足不了，英特爾的一個芯片耗電幾十瓦，我們的電腦里面都有風扇，所以你想把這東西放在手機上面是不可能的，只有當技術進步了，才能把它放進手機里，所以技術進步才能帶來能力的提高，本來不能干的事情就能干了。今天的智能手機的計算能力遠遠大于當年英特爾臺式電腦的計算能力。半導體的技術進步，主要是按照摩爾定律演進，芯片從幾微米到幾十納米、再到幾納米，大概經過50年時間，這就是技術演進帶來的半導體的行業(yè)發(fā)展框架。

第二個維度就是從應用端或者需求端的角度來說，半導體芯片最終是應用到整機里面去的，比如，是用在電腦里面還是手機里面，是用在藍牙耳機里面還是用在車里面，這是與應用相關的，是由市場需求來驅動的。典型案例就是臺積電。喬布斯當年是先去找英特爾做芯片，喬布斯提出他要做一個智能手機，需要智能芯片，他認為芯片會比較復雜，所以他首先找到了英特爾CEO，問能不能做出這么一個用在手機里面的芯片。那時候喬布斯剛剛開始設計智能手機，產品還沒出來，更不要談銷量。英特爾當年處于PC機如日中天的時候，看不上這個產品，所以英特爾拒絕了喬布斯。喬布斯就去找臺積電張忠謀，張忠謀把這個生意接了。蘋果是比較激進的，它的產品一旦出來，都會讓消費者比較驚訝，臺積電說可以嘗試來做這個事情，最后把它做了。

這個案例就是臺積電跟蘋果合作把智能手機產業(yè)開發(fā)出來了，成為一個新產業(yè)，大家對智能手機的接受推動了產業(yè)的快速發(fā)展，這就是典型的市場需求推進產業(yè)。產業(yè)培養(yǎng)起來之后，對手機芯片的需求開始迭代了，價格快速下降。由于智能手機發(fā)展太快了，蘋果是一年出一代，有的公司一年兩代，這種快速發(fā)展的市場需求對半導體從業(yè)者是個巨大的挑戰(zhàn)，要盡快做出滿足智能手機客戶需要的產品，這個時候就要快速迭代。舉個例子，當時英特爾還是在用10納米做芯片的時候，假設說臺積電也用10納米來做芯片，那它做出來的芯片性能就不如英特爾同樣10納米工藝制程的芯片，因為英特爾拍照的圖更精細，就像粉刷的墻，臺積電做出來還是有水泥的毛刺，英特爾就更精細。張忠謀提出一個觀點：臺積電用7納米做，雖然技術難度高很多，但性能上就超過英特爾了，就變成降維打擊了。臺積電跟蘋果就是以這樣的方式，被市場驅動快速迭代，臺積電內部則進行技術人員快速迭代，最后臺積電通過兩到三代人的努力，在技術上先趕上英特爾、再超越英特爾。喬布斯說蘋果的產品，每一年性能至少要增長50%以上或者翻倍的時候，臺積電沒有破釜沉舟的努力就不可能做到。而英特爾以前大家說它是牙膏廠，就是它的芯片性能總是每年提高一點點，擠牙膏一樣，但蘋果希望每年性能不是好一點點，這個時候對做芯片的人技術要求就高了。所以臺積電為什么后面的技術發(fā)展步伐特別快，迭代能力比英特爾快，是被蘋果給逼出來了，那蘋果是誰逼出來的呢？是市場逼出來的，因為蘋果手機推出來后需求旺盛，全世界客戶都是搶著買。市場需求驅動了技術迭代，這個就是典型的案例。

今天電動車也在做這個事情，在市場驅動下，電動車里面的AI的算力是做全自動駕駛的芯片，全自動駕駛芯片需要跟大腦一樣的計算能力，現有的英偉達做的是最好的，最先進的芯片大概2000億個晶體管，但人類是有100萬億個腦細胞神經元突觸，你可以認為人類大腦是個100萬億的晶體管，但現在英偉達只能做出2000億個晶體管芯片，與人類計算還差三個數量級。所以未來自動駕駛要達到人類的要求，芯片水平至少還要提高幾個數量級，意味著臺積電還得要努力。這個就是市場需求驅動。

我們研究半導體是從這兩個維度來看，頂層格局設計完了，我們再來看細分的，這樣產業(yè)的圖譜就畫出來了。從技術路線來看，帶來哪些相關的投資機會？從市場需求看，帶來的是哪些相關的投資機會？然后，看一家公司在圖譜里面什么位置，你就能知道公司值多少錢，能給你帶來多少收益，這就是方法論。

如何畫出半導體的產業(yè)圖譜？

比如說我做企業(yè)的時候，我們對所在行業(yè)的歷史了解很清晰，行業(yè)是從哪一天開始誕生，哪些人做過重要貢獻；在我做投資之后，開始看的是AI和新能源汽車，我雖然沒做過這個行業(yè)，但是我先自己做點努力，把這些行業(yè)的圖譜畫出來，就像一個歷史的畫卷一樣，這個行業(yè)是從哪一天誕生的，誰是發(fā)明者，誕生之后在某一個階段又有哪些玩家，最后哪些玩家走出來，哪些玩家死掉了；

到第二個階段，出現了什么樣的演進，是因為技術演進還是市場需求演進驅動的，在第二個階段又有哪些玩家，哪些玩家活下來了，哪些玩家倒掉了。基本上每一個產業(yè)都會有這樣的一個歷史畫卷，你把歷史畫卷整理出來了，你看到什么企業(yè)，然后在你的畫卷里面去定位一下，你大概能判斷出公司大概相當于什么階段什么位置，就很清晰，所以在我的腦袋里，每個行業(yè)基本上都有這個畫卷。

比如說功能機到智能機的時候，很多人都看到了諾基亞死掉了，蘋果活了，但我可能跟別人看到的不一樣，在功能機的時候三星是第二名，但是在智能機的時候，三星的全球市占率也是時不時和蘋果爭第一，這個邏輯就沒人講了。所以我們做產業(yè)的，很多人就會問，在電動車行業(yè)，是不是傳統車廠都像諾基亞一樣死掉了，蔚小理就成為蘋果了？我說不是，我在手機迭代的時候看到了三星從第二名到智能機時代的第一名，那傳統車廠為什么不能從傳統車時代的第二名跑到電動車時代的第一名呢？

諾基亞它曾經成功的基因也是導致它后來失敗的基因，這是一個比較普遍的觀點。請問你如何看待三星在功能機和智能機都能做好呢？

三星成功跨過了一個行業(yè)的周期，這就涉及到你如何來看待企業(yè)家經營企業(yè)的能力，就像華為是如何從0開始成為一個全球通信設備的龍頭企業(yè)，我認為是華為掌握了經營科技企業(yè)的一個方法論。我認為三星也掌握了這種能力，所以雖然是從功能機切換到智能機，但是在功能機的時候，它已經掌握了如何經營科技企業(yè)的能力，在智能機時代，它不但沒有倒下去，反而做得更好。

你最關心的半導體企業(yè)的哪些指標？

半導體的研究指標，一般是“PPA”，第一個P就是性能，Performance，性能是第一位的，性能達不到功能就沒法用，比如用功能機的芯片做不出智能機；

第二個P就是功耗，Power，相當于英特爾臺式機的芯片放在手機上來，肯定沒法用，耗電太厲害了，今天大家還依然在說蘋果手機耗電比華為要厲害，因為芯片把電耗掉了，而且本來蘋果的電池就小，芯片功耗還差，所以蘋果的電池就不經用了。做手機的人每天都在解決功耗的要求；

第三個是A（Area），A就是面積，面積就是成本，一張十二英寸的晶圓，看芯片大小，如果大的芯片可以切成1000個芯片，小的芯片可以切到1萬個芯片，芯片的成本大概是晶圓面積占60%，或者多一點，其他的是設計成本或者封裝成本，面積是芯片成本的大頭，占60%。這三個指標都做到領先了，產品肯定有市場。

以前我們做企業(yè)的時候，外面人說我們公司是不需要銷售的，那是因為我們都是to B 的客戶，包括華為中興、還有一些深圳山寨機客戶，我們不需要向普通客戶說芯片多好，只要我的成本比別人低20%，別人賣1美金的芯片，我可以0.8美金賣，一個月如果買100萬的貨，那意味著一個月就省下來20萬美金，那是真金白銀，對于那些山寨機老板來說，在2010年的時候一個月省20萬美金，你說他是不是很開心，所以成本是第一位的。第二位包括品質、性能、功耗也很關鍵，半導體肯定是成本驅動的，成本不行競爭力就不行，除非高性能芯片全世界只有你能做，別人做不了。這就是所謂的“PPA”。

如何對半導體企業(yè)估值？

任何一個企業(yè)的估值它講究的是什么？是稀缺性和成長性的結合。半導體行業(yè)如果兩個都具備，那估值就很高，如果具備其中一個，估值也還可以。

半導體企業(yè)為什么有些公司的估值會下來，又有一些公司的估值仍高高在上，是因為稀缺性。舉個例子，比如說A股一家半導體公司，就是稀缺性跟成長性雙殺，成長性也沒了，稀缺性也沒了，從2020年初市值接近2000億跌到現在200多億；還有一個上市公司，它業(yè)績雖然還在增長，但競爭激烈，稀缺性下降，帶來估值下降。市場格局就是稀缺性，哪怕就是企業(yè)再沒有技術含量，在市場缺芯片的時候，如果市場里面只有你一家在做，你依然是增長點。

第二個就是成長性，成長性就是雖然沒有稀缺性了，但是依然保持一個快速成長，估值倍數為30倍，但每年都有50%的增長，估值倍數不變，市值依然會隨著業(yè)績增長上去。

• 如何評估稀缺性，是一個動態(tài)的把握吧？

當然是，為什么現在很多半導體公司的股票跌下來了，但還是有很多股票在高位，這個就是結構性差異。中國半導體發(fā)展到一個階段之后，消費電子應用領域的半導體芯片基本上已經國產化能做到50%或者更多了，意味著在消費電子領域的芯片已經不稀缺了。但是其他領域的半導體芯片，比如汽車半導體都是稀缺的，CPU也是稀缺的，什么時候這些領域國產化完成，一個細分品類有兩、三家公司做出來，那基本上稀缺性就沒了。假如國內只有一家公司，那估值會跑上天，但如果國內已經有兩、三家公司，而且甚至都上市了，那你就不可能有稀缺性了，估值就下來了。

現在市場里半導體估值高的是設備公司，比如做刻蝕機的，汽車芯片、CPU也都是稀缺的。這就是半導體行業(yè)內部的結構性的估值差異，對我們來說不同的項目所在的賽道是不一樣的，賽道的稀缺性也不一樣，成長性也不一樣。

全球芯片目前產業(yè)的規(guī)模約為6000億美元。請問你在這個行業(yè)的投資，主要賺的是哪塊的錢？是行業(yè)風口，企業(yè)自身的營收和利潤增長，估值提升，還是其他？

我們賺錢的邏輯，和上面說的如何對半導體企業(yè)估值是一致的。第一個是稀缺性，稀缺性有兩種情況，一種是全世界都沒有，你是原創(chuàng)，是全世界最稀缺的，中國還沒出現這種公司，像引領行業(yè)的英偉達、高通；還有一種，中國目前的主流是國產替代，比如美國有的，但是我們國內之前還沒有，現在你把它做出來了，雖然你的產品還沒有達到英偉達或者高通的水平，但至少實現了中低端的市場替代，接下來進行迭代去完成中高端市場的替代。半導體行業(yè)國產替代是稀缺性一個比較重要的指標。這一塊我們賺的就是稀缺性的錢，國產替代的錢。

第二個邏輯就是成長性，我們投的韋爾股份，從盈虧平衡到5億利潤，到10億利潤，再到30億利潤，大概就是三年時間，這就是成長性帶來的錢。

如果兩個性質共同都有，就是戴維斯雙擊，例如估值比傳統行業(yè)高兩倍，增長也高兩倍，那意味著你的估值要比別人高四倍。那戴維斯雙殺就是你的估值稀缺性沒了，是別人的一半，你的增長也沒了，利潤也只有別人的一半，你就變成是0.5乘0.5，就只有0.25。所以我們賺的錢一是稀缺性的錢，二是成長的錢。具備這兩種能力的企業(yè)，目前來看國內還不算多。

• 半導體行業(yè)圍繞國產替代主要的機會領域在哪里？

消費電子行業(yè)里面的國產替代基本上完成了，現在就是設備公司、CPU/GPU、大芯片、功率半導體等高端應用芯片。

只要我們的芯片制造能力沒完全解決之前，
我們在這個領域就一直有投資機會

我們現在的主要問題是我們底層的能力不夠，就是說我們的制造能力不夠。華為已經能設計5納米、3納米的芯片了，從設計能力來說，我們缺的是一個工具軟件，比如EDA，這個工具軟件難度跟制造比起來，制造的難度要高多了。也可以說中國半導體真正缺的是光刻機，其他東西都沒那么難，花時間是可以做出來的，但光刻機哪天能做出來現在不知道，因為光刻機涉及到大量的基礎材料和物理學的東西。只要我們的制造能力沒解決之前，我們在這個領域就一直有投資機會。

比如國內目前還沒法完成全自主的國產化28納米晶圓制造工廠，哪一天我們能自己建28納米工廠，所需要的設備、材料、系統軟件，我們自己有沒有？如果沒有，這些就是投資機會，因為總有一天，比如5年之后，我們可能能建這樣的工廠，工廠里面用到的光刻機、刻蝕機、各種各樣的設備、各種材料、各種的工廠運營軟件系統，我們都要有。今天很多產品還沒有，如果在5年之后都要有了，那中間這5年就有很多投資機會。

• 你說這里面最核心就是光刻機，用5年或者更多的時間，我們國內能生產出28納米的光刻機嗎？

只要技術理論沒有革新，中國的優(yōu)勢就是迭代能力，美國人用10個人做，我們可以用100個、1000個工程師來做，美國人一天工作8個小時來做，我們可以24小時三班倒來做，我們還可以用舉國體制來做。我們把所有的資源用在一點上，“力出一孔，利出一孔”，用一個壓強原則來做，找準最困難的點在哪里，把所有的資源堆上面來，集中把它攻克。德國人可能要花100年解決的問題，我們能不能花10年解決？這個是有可能的。就像美國的半導體發(fā)展70年，中國能不能用30年能把它追上，大概是這個邏輯。

中國半導體產業(yè)未來的路該怎么走？

美國現在已經把芯片技術體系迭代到了5納米或者3納米，我們還沒迭代完28納米，等我們第一步28納米迭代完的時候，也意味著中國掌握了整個芯片技術體系的全套能力，掌握了技術方法論。

舉個例子，華為為什么做手機會成功？因為華為從成立到成為通信設備行業(yè)全世界龍頭，大概花了20多年時間，學會了如何在通信產業(yè)里面打造一個龍頭公司，打磨了一套經營某一個產業(yè)的方法論。把這套方法論抽象之后，再復制到手機產業(yè)里面去。假如說華為也能夠把原來的方法論再復制到汽車里面去，華為可能把汽車也打磨成像手機一樣。因為這些產業(yè)都是科技產業(yè)，它可以不斷復制、不斷迭代。

反過來說，中國到某一天能夠把28納米芯片涉及到的所有的技術環(huán)節(jié)全部在國內復制，意味著中國就掌握了完整芯片產業(yè)的方法論，我們就可以進行迭代，從28納米迭代到14納米去，再從14納米迭代到7納米這個過程，這個迭代的過程要比前面“從0到1”完整掌握全國產28nm工藝制造能力的過程更快。

• 我們掌握28納米所有環(huán)節(jié)技術，你預計會在什么時候到來？

我估計可能需要大概5年或者更多一點，可能不需要10年。但是這個時點是非常重要的。我們“從0到1”的原創(chuàng)我們差一點，但是我們從“從1到10”的迭代能力是我們的天然的優(yōu)勢，為什么？因為我們的人多，工程師紅利，不是我們的智慧高度高，我們是智慧體量大。

目前的技術封鎖相對會影響到我們實現時間的長度，不會影響我們勝利的結果，為什么？因為美國依然還是用現有的半導體技術體系，依然還是基于1947年幾位諾貝爾物理學獎獲得者提出的理論，我們技術體系意味著沒有發(fā)生底層變化，意味著是我們只要在底層上迭代就行了。

• 作為一個“贏者通吃”的全球性行業(yè)，半導體產業(yè)的投資，最核心的是什么？

這個行業(yè)里面最核心的就是人才，有人才就能領先。我們看人才的厚度，反復要看被投公司里面有沒有做過大事的厲害人才，比如說有在英特爾、高通大項目有20年經驗的，我們認為能力是比較強的，如果是在小公司里面，或者僅僅在英特爾這種大公司鍍了兩年金，呆的時間不長，這種能力不具有可以驗證性。

如何看待華為和中芯？

清華的魏少軍教授每年都會給大家做個演講，里面都有一張圖，從半導體應用角度，就是CPU\GPU、消費芯片、通信芯片、存儲芯片的國產化比例，那個圖就是最好的驗證，可以看出各個領域的國產化比例，以及哪些領域還沒有突破。這樣答案就很清晰了。比如28納米，我們能完成全部國產化可能需要五年或更長一點時間，但是趕上美國的3納米，可能還需要10到20年時間，從而實現全面突破不被美國卡脖子。但我們在做3納米的時候，美國可能又會出現新的突破，我們還是要繼續(xù)追趕，我們首先要放棄美國人技術已經到頭的觀點，他們一定還會去研究新的技術，美國人不會等著我們去追。我們只能說在他們沒進步的時候我們做的快一點，在他們出現下一次進步的時候，我們距離要稍微短一點。這樣我們經過幾代就慢慢跟上去了。

• 華為和中芯，是中國半導體的設計水平和生產水平的佼佼者，對其未來在其各自的領域的發(fā)展，你有什么觀察嗎？

為什么說投資要找主流賽道里面的龍頭公司，因為龍頭公司意味著占據制高點，站在泰山之巔一覽眾山小，反過來說制高點是承擔角色的，制高點擁有的資源是最多的，人才是最厚的，視野也是最好的，與制高點合作可以有各種各樣的收獲。

中國半導體未來要突破，華為和中芯就要承擔更大的角色，在中國，如果沒有龍頭，半導體就發(fā)展不好，當前世界半導體行業(yè)也就幾大家，小玩家不管是從體量、技術能力、還是視角視野來說，都不如龍頭公司，最后就會被淘汰，這是一個產業(yè)的必然趨勢。當年英特爾完全可以把AMD淘汰，基于美國反壟斷需要才讓AMD活下來，反過來說中國半導體要發(fā)展，華為中芯就要發(fā)展更好，這才是中國半導體健康發(fā)展的路徑。像深圳等一些城市想積極發(fā)展半導體，很重要的一個方法就是能不能引進國內外行業(yè)里的龍頭公司。

（采訪者：肖 冰，現任前海宜濤資產管理公司執(zhí)行董事，財經訪談暢銷書《像高手一樣投資》作者，吉林大學新聞學士、企管碩士，先后任職于工商銀行、證券時報、博時基金。李博雅、邵小萌對本文亦有貢獻。）