全球半导体迈入中年危机 对中国来说却是转机

　　中年的烦恼：钱!钱!!钱!!!

　　随着年龄慢慢长大，青年期的浪漫与梦想也渐渐被现实的考量所取代。

　　对大多数人来说，无论在年轻时做过多美丽的梦，一旦到了必须独当一面的成熟年龄，最大的烦恼都是钱。

　　在我刚读大学的时候，我喜欢动漫，喜欢打游戏，喜欢音乐，喜欢漫无目的地四处闲逛，每个月可以潇洒地把钱投到自己喜欢的事情上过月光的生活。

　　然而一毕业，买房的压力顶在头上，不得不放弃这种自由而无用的生活方式，不仅花在兴趣上的钱少了，用在兴趣上的时间也少了(“时间就是金钱，我的朋友!”)。对于度过了青年期后进入社会艰苦打拼的每一个朋友，我相信最大的考量都是经济问题。

　　摩尔定律背后的逻辑慢慢失效：先进工艺的单个晶体管价格不降反升

　　半导体业也是这样。

　　在伴随着光荣与梦想走入成熟期(2010年)之后，突然发现正面临一个现实问题：摩尔定律遇到了瓶颈。

　　在之前，摩尔定律背后的逻辑是：半导体行业需要以一个合适的速度增长以实现利润的最大化。

　　上世纪60年代，摩尔发现半导体晶体管制程发展的速度对于一个半导体厂商至关重要。随着制程的进化，同样的芯片的制造成本会更低，因为单位面积晶体管数量提升导致相同的芯片所需要的面积缩小。所以制程发展速度如果过慢，则意味着芯片制作成本居高不下，导致利润无法扩大。

　　另一方面，如果孤注一掷把所有的资本都用来发展新制程，则风险太大，一旦研发失败公司就完蛋了。

　　摩尔发现当时市场上成功的半导体厂商的制程进化速度大约是每年半导体芯片上集成的晶体管数量翻倍，于是写了著名的论文告诉大家这个发展速度是成本与风险之间一个良好的折中，半导体业以后发展可以按照这个速度来。摩尔定律背后的终极推动力其实是经济因素。

　　依据摩尔定律缩小特征尺寸获得红利的过程就像挖掘金矿：在过去，离地表较近比较容易挖掘的金矿已经被挖光了，到了今天，剩下的都是金矿深处的难啃的骨头。

　　芯片特征尺寸缩小已经越来越困难，必须克服各种科学技术和工程上的难题。归根到底，再继续缩小特征尺寸不是不能做，只是要钱，很多钱。

　　随着特征尺寸缩小，芯片的成本上升很快。芯片的成本包括NRE成本(Non-Recurring Engineering，指芯片设计和掩膜制作成本，对于一块芯片而言这些成本是一次性的)和制造成本(即每块芯片制造的成本)。

　　在先进工艺制程，由于工艺的复杂性，NRE成本非常高。例如FinFET工艺往往需要使用double patterning技术，而且金属层数可达15层之多，导致掩膜制作非常昂贵。

　　另外，复杂工艺的设计规则也非常复杂，工程师需要许多时间去学习，这也增加了NRE成本。

　　对于由先进制程制造的芯片，每块芯片的毛利率较使用落后制程制造的芯片要高，但是高昂的NRE成本意味着由先进制程制作的芯片需要更多的销量才能实现真正盈利。这使得芯片设计和制造所需要的资本越来越高，而无力负担先进工艺制程的中小厂商则不得不继续使用较旧的工艺。这也部分地打破了摩尔定律 “投资发展制程-芯片生产成本降低-用部分利润继续投资发展制程”的逻辑。

　　随着摩尔定律背后的逻辑慢慢失效，半导体行业也慢慢地与钢铁，石油等传统大工业越来越像：

　　进入门槛高，资金需求大，之前几个工程师孤军奋战在自家车库里设计出商用芯片的浪漫故事不再出现，因为缺少资金的支持不可能使用先进工艺，而不使用先进工艺在市场上就缺乏竞争力。

　　对于大公司而言，由于先进工艺需要的资本越来越多，意味着研发新产品的风险也越来越大。越来越多的公司在市场上的策略从拼命做新产品与竞争对手死磕变成了如何降低风险在市场上坚持下来。

　　于是，伴随着2008年后的资本宽松，我们在这两年看到了半导体行业前所未见的公司兼并与重组。2015年，半导体行业并购额超过了1300亿美元。而今年，这一热潮不但没有减退，反而呈现出愈演愈烈之势，据统计，2016年前三个季度，全球半导体行业并购额就超过了1200亿美元，全年总额超过2015毫无悬念。这轮兼并也是半导体行业走向成熟期的标志之一，意味着将来一方面使用先进工艺的成本越来越高，另一方面豪强兼并市场上的玩家都是巨头，新玩家几乎不可能去挑战这些巨头。

　　当资本不再相信梦想

　　摩尔定律除了在经济学上推动集成电路特征尺寸缩小成本下降外，还使集成电路的性能上升。当集成电路性能上升到一定程度时，量变的积累就会产生质变，从而使新的应用成为可能，并且发展出新的市场。