半導(dǎo)體觀察 | 麥肯錫：“半導(dǎo)體黃金十年”的未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略【走出去智庫(kù)】-ESG跨境

走出去智庫(kù)觀察

日前，麥肯錫發(fā)布研究報(bào)告《引領(lǐng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略》指出，隨著自動(dòng)駕駛、車輛電氣化和人工智能對(duì)芯片的需求不斷增加，企業(yè)需抓住機(jī)遇迎接“半導(dǎo)體黃金十年”。

走出去智庫(kù)（CGGT）觀察到，過(guò)去兩年芯片短缺問(wèn)題一直困擾著許多行業(yè)，促使各國(guó)愈發(fā)重視半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)，美國(guó)、歐洲先后出臺(tái)了競(jìng)爭(zhēng)法案、芯片法案，加大對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資力度。如果未來(lái)中美科技摩擦加劇，或許會(huì)造成半導(dǎo)體供需兩端脫鉤，更需要中國(guó)企業(yè)提前做好供應(yīng)鏈布局。

未來(lái)如何做好半導(dǎo)體投資布局？今天，走出去智庫(kù)（CGGT）編譯麥肯錫報(bào)告的主要內(nèi)容，供關(guān)注半導(dǎo)體投資的讀者參考。

要 點(diǎn)

CGGT，CHINA GOING GLOBAL THINKTANK

1、沒有一個(gè)本地市場(chǎng)具備端到端半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造所需的所有能力，專業(yè)知識(shí)的集中已經(jīng)在價(jià)值鏈上形成了一個(gè)相互依賴的網(wǎng)絡(luò)。

2、通過(guò)“超越摩爾”實(shí)現(xiàn)差異化，除了縮小結(jié)構(gòu)尺寸外，一些半導(dǎo)體公司正在追求“超越摩爾”的創(chuàng)新，以使其產(chǎn)品與眾不同。

3、芯片設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，加上價(jià)值鏈的轉(zhuǎn)移和人才競(jìng)爭(zhēng)的加劇，增加了半導(dǎo)體行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的重要性。

正 文

CGGT，CHINA GOING GLOBAL THINKTANK

從數(shù)據(jù)來(lái)看，當(dāng)前是半導(dǎo)體公司發(fā)展的理想時(shí)機(jī)。隨著芯片需求的飆升，2020年芯片行業(yè)的年收入增長(zhǎng)了9%，2021年增長(zhǎng)了23%，遠(yuǎn)高于2019年報(bào)告的5%。甚至在疫情之前，資本市場(chǎng)就已經(jīng)對(duì)該行業(yè)飆升的盈利能力給予了回報(bào)，從2015年底到2019年底，半導(dǎo)體公司的總股東回報(bào)（TSR）年均達(dá)到25%。去年，股東們看到了更高的回報(bào)，平均每年50%。由于因?yàn)檫h(yuǎn)程辦公已成為常態(tài)，消費(fèi)者和企業(yè)增加了電子產(chǎn)品的購(gòu)買，幫助加速了數(shù)字革命。

然而，在幕后，今天的半導(dǎo)體公司正面臨著一系列挑戰(zhàn)。即使晶圓廠滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，也無(wú)法滿足需求，導(dǎo)致產(chǎn)品交付周期長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月或更長(zhǎng)。持續(xù)的半導(dǎo)體短缺現(xiàn)在經(jīng)常成為頭條新聞，尤其是當(dāng)它迫使汽車設(shè)備制造商推遲汽車生產(chǎn)時(shí)。更重要的是，半導(dǎo)體公司正在努力解決日益增加的設(shè)計(jì)復(fù)雜性、人才短缺以及與疫情相關(guān)的問(wèn)題，這些問(wèn)題正在破壞連接不同市場(chǎng)參與者的復(fù)雜的全球供應(yīng)鏈。這種短缺現(xiàn)在令人擔(dān)憂，促使更多大型科技公司和大型汽車設(shè)備制造商將芯片設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)部——這一趨勢(shì)可能對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生重大影響。

在其他行業(yè)，制造商通常通過(guò)增加產(chǎn)量來(lái)應(yīng)對(duì)短缺。但是，半導(dǎo)體晶圓廠的建設(shè)和生產(chǎn)升級(jí)成本極高，而且非常耗時(shí)——通常需要一年的時(shí)間進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)張，或者需要三年多的時(shí)間來(lái)建設(shè)一個(gè)新工廠——這使得很難快速增加半導(dǎo)體產(chǎn)量。雖然提高產(chǎn)能有時(shí)可能會(huì)有所幫助，但它不會(huì)立即產(chǎn)生效果，通常需要多年的大量投資，才會(huì)出現(xiàn)額外的收入(如果有的話)。

為了幫助半導(dǎo)體公司制定一個(gè)全面的成功計(jì)劃，我們量化了產(chǎn)能擴(kuò)張的好處，以確定何時(shí)可以合理建設(shè)。我們還確定了可以幫助半導(dǎo)體公司提高生產(chǎn)率和收入的其他戰(zhàn)略，如增加對(duì)前沿芯片的關(guān)注，追求超越節(jié)點(diǎn)規(guī)模的創(chuàng)新，進(jìn)行大膽的長(zhǎng)期投資，提高彈性，改善人才渠道，以及在半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)合作。

半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展情況

雖然關(guān)于半導(dǎo)體短缺的頭條新聞經(jīng)常泛泛地討論，但該行業(yè)包括許多不同的細(xì)分市場(chǎng):存儲(chǔ)器、邏輯、模擬、光學(xué)元件和傳感器等。單個(gè)半導(dǎo)體公司及其生產(chǎn)基地傾向于專注于特定的細(xì)分市場(chǎng)。相比之下，他們的最終客戶通常需要所有半導(dǎo)體領(lǐng)域的產(chǎn)品，因此依賴于多家供應(yīng)商。缺少專門的芯片會(huì)使最終產(chǎn)品的生產(chǎn)陷入停頓，即使所有其他組件都可用。

考慮到所有生產(chǎn)階段，整個(gè)過(guò)程從材料采購(gòu)延伸到后端制造。對(duì)于每個(gè)產(chǎn)品細(xì)分市場(chǎng)，大多數(shù)公司專注于三個(gè)或更少的步驟，并可能將某些活動(dòng)外包給合作伙伴，例如印刷電路板組裝。在后端制造之后，半導(dǎo)體成為電子產(chǎn)品價(jià)值鏈的一部分。

在過(guò)去的20年里，該行業(yè)在許多價(jià)值鏈環(huán)節(jié)中變得越來(lái)越整合，在每個(gè)領(lǐng)域都出現(xiàn)了一些冠軍企業(yè)。因此，專業(yè)知識(shí)通常集中在某些市場(chǎng)(例如，美國(guó)的無(wú)晶圓廠企業(yè)和設(shè)備制造企業(yè)最多)。沒有一個(gè)本地市場(chǎng)具備端到端半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造所需的所有能力，專業(yè)知識(shí)的集中已經(jīng)在價(jià)值鏈上形成了一個(gè)相互依賴的網(wǎng)絡(luò)。

專業(yè)知識(shí)的集中傳達(dá)了一些優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗ǔＴ试S公司共享資源，如電力供應(yīng)，即使它們是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，這有助于降低成本。擁有合適技能的員工也可能被吸引到專業(yè)集群，從而形成強(qiáng)大的人才庫(kù)。但這種相互依存性也意味著，局部沖擊可能會(huì)產(chǎn)生全球性影響，比如2011年泰國(guó)的洪水導(dǎo)致該國(guó)多個(gè)內(nèi)存后端晶圓廠停產(chǎn)，并將內(nèi)存芯片價(jià)格推高了30%。

半導(dǎo)體短缺背后的因素

在疫情之前，半導(dǎo)體晶圓廠已經(jīng)接近滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)槌藵M足客戶需求之外，它們盡量避免投資新的資本設(shè)備。不確定的貿(mào)易動(dòng)態(tài)也促使一些公司增加半導(dǎo)體庫(kù)存以確保供應(yīng)。疫情刺激了人們對(duì)用于遠(yuǎn)程工作的電腦和其他設(shè)備的購(gòu)買，進(jìn)而將需求推至更高水平。

對(duì)于汽車原始設(shè)備制造商和其他公司來(lái)說(shuō)，一種反應(yīng)是偏離他們典型的“準(zhǔn)時(shí)”訂單。相反，他們已經(jīng)開始訂購(gòu)超過(guò)必要數(shù)量的芯片，這樣他們就可以建立庫(kù)存，手頭有儲(chǔ)備。然而，從短期來(lái)看，這一舉措放大了供需缺口。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，一些公司可能會(huì)考慮要求簽訂有約束力的“照付不議”合同，在合同中，他們可以接受一定數(shù)量的芯片，如果拒絕，也可以付費(fèi)。這種安排有助于公司更準(zhǔn)確地將芯片需求與制造能力相匹配。

客戶也可以考慮與半導(dǎo)體公司共同投資旨在提高晶圓廠產(chǎn)能的項(xiàng)目。這類項(xiàng)目可以讓半導(dǎo)體公司減少前期投資，緩解潛在的資本支出限制。但考慮到晶圓廠建設(shè)和產(chǎn)量提升的漫長(zhǎng)時(shí)間表，共同投資不會(huì)立即改善半導(dǎo)體短缺問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)并保持半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)先地位

盡管目前存在不確定性，但隨著越來(lái)越多的產(chǎn)品和服務(wù)日益數(shù)字化，半導(dǎo)體行業(yè)仍將迎來(lái)進(jìn)一步增長(zhǎng)。正如當(dāng)前估值所反映的那樣，半導(dǎo)體行業(yè)當(dāng)前企業(yè)價(jià)值的一半以上是基于盈利增長(zhǎng)預(yù)期：按照最近的利潤(rùn)率趨勢(shì)，投資者預(yù)計(jì)長(zhǎng)期增長(zhǎng)率為每年7%至8%。

但是什么樣的策略可以幫助這個(gè)行業(yè)達(dá)到這些目標(biāo)呢？雖然答案可能因公司的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)而異，但所有半導(dǎo)體公司可以通過(guò)重新思考他們?cè)诹鶄€(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的方法而受益:技術(shù)領(lǐng)先、長(zhǎng)期R&D、彈性、人才、生態(tài)系統(tǒng)能力和更大的產(chǎn)能。當(dāng)然，最后一個(gè)領(lǐng)域不會(huì)帶來(lái)立竿見影的效果，但它可能是長(zhǎng)期戰(zhàn)略的重要組成部分。我們已經(jīng)量化了不同規(guī)模晶圓廠的相關(guān)成本，以幫助半導(dǎo)體公司確定產(chǎn)能擴(kuò)張是否適合他們。

技術(shù)領(lǐng)先

在所有產(chǎn)品領(lǐng)域，半導(dǎo)體公司都在努力創(chuàng)新，因?yàn)楦?、更?qiáng)大的芯片和領(lǐng)先的設(shè)備有助于在所有價(jià)值鏈領(lǐng)域創(chuàng)造更大的銷售額。擁有最獨(dú)特技術(shù)和產(chǎn)品的公司有可能成為全球冠軍。在一項(xiàng)跨行業(yè)分析中，半導(dǎo)體行業(yè)的R&D支出僅次于制藥和生物技術(shù)（以銷售額的百分比計(jì)算）。當(dāng)研究行業(yè)冠軍時(shí)，發(fā)現(xiàn)他們通常通過(guò)將以下策略整合到他們的R&D計(jì)劃中來(lái)取得成功。

專注于尖端芯片和制造這些芯片所需的機(jī)器。對(duì)于半導(dǎo)體制造商來(lái)說(shuō)，制造更小的節(jié)點(diǎn)尺寸一直是成功的途徑。幾十年來(lái)，隨著半導(dǎo)體公司不斷縮小技術(shù)節(jié)點(diǎn)的規(guī)模，芯片上的晶體管數(shù)量每?jī)赡攴环@是摩爾定律預(yù)測(cè)的速度。然而，近年來(lái)，翻倍的速度已經(jīng)放緩，因?yàn)殡S著行業(yè)接近單個(gè)芯片上可以包含的晶體管數(shù)量的物理極限，技術(shù)挑戰(zhàn)不斷增加。盡管如此，一些公司仍將試圖推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)榈?025年，最小節(jié)點(diǎn)芯片(7納米及以下)的平均需求增長(zhǎng)將比供應(yīng)增長(zhǎng)高出4個(gè)百分點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)尺寸的重要性因設(shè)備細(xì)分市場(chǎng)而異，對(duì)尖端芯片的需求在某些類別中將比其他類別增長(zhǎng)更多。由于客戶期望計(jì)算密集型應(yīng)用的高性能，在最小可用技術(shù)節(jié)點(diǎn)上設(shè)計(jì)芯片的半導(dǎo)體公司可能在這些領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在其他領(lǐng)域，較大的節(jié)點(diǎn)通常是合適的，因?yàn)榭蛻魧?duì)當(dāng)前的芯片性能感到滿意，或者需要特定的功能，如快速切換，并且認(rèn)為轉(zhuǎn)移到較小的節(jié)點(diǎn)尺寸沒有什么優(yōu)勢(shì)。

設(shè)備制造商可以通過(guò)創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)前沿創(chuàng)新所需的機(jī)器來(lái)獲取增長(zhǎng)。此外，他們可以創(chuàng)造出包括先進(jìn)技術(shù)的設(shè)備，以優(yōu)化過(guò)程控制和提高產(chǎn)量。

對(duì)特定成熟節(jié)點(diǎn)（40到65 nm）的需求也高于平均水平，因?yàn)樗鼈冇糜谄嚭推渌P(guān)鍵產(chǎn)品。然而，從歷史上看，它們的利潤(rùn)率往往較低，因此有時(shí)很難支持?jǐn)U展成熟節(jié)點(diǎn)容量的業(yè)務(wù)案例。如果建造新的晶圓廠，高昂的前期成本將意味著，公司最初從這些晶圓廠獲得的利潤(rùn)將低于資產(chǎn)折舊后的現(xiàn)有晶圓廠。為了確保長(zhǎng)期穩(wěn)定的回報(bào)，廠家可以努力從客戶那里獲得硬承諾，以確保新的晶圓廠一上線就有較高的利用率。

通過(guò)“超越摩爾”實(shí)現(xiàn)差異化，除了縮小結(jié)構(gòu)尺寸外，一些半導(dǎo)體公司正在追求“超越摩爾”的創(chuàng)新，以使其產(chǎn)品與眾不同。例如，一些公司正在開發(fā)基于硅以外材料的半導(dǎo)體。碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等化合物半導(dǎo)體材料特別適合于需要高功率和高頻率的應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兿拗屏四芰繐p失，并允許產(chǎn)生較小的形狀因子。

提高可持續(xù)性和電氣化推動(dòng)了SiC和GaN功率器件的采用，預(yù)計(jì)這兩類器件的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)的5%的增長(zhǎng)率。在基本情況下，SiC器件的年市場(chǎng)增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為23%，GaN功率器件的年市場(chǎng)增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為40%。

設(shè)備制造商可以通過(guò)推出專門加工SiC或GaN的機(jī)器來(lái)促進(jìn)創(chuàng)新并抓住新的機(jī)遇。鑒于對(duì)這些機(jī)器的需求將低于對(duì)主流前沿設(shè)備的需求，制造商應(yīng)仔細(xì)審查開發(fā)這些最初利基產(chǎn)品的商業(yè)案例。代工廠可以為更廣泛的無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體廠商提供基于SiC和GaN的創(chuàng)新技術(shù)。

對(duì)創(chuàng)新功能的關(guān)注在高增長(zhǎng)細(xì)分市場(chǎng)(如物聯(lián)網(wǎng))中可能尤其有價(jià)值，因?yàn)檫@有助于將產(chǎn)品與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手區(qū)分開來(lái)(例如，通過(guò)優(yōu)化幾種射頻應(yīng)用中所需的快速切換)。幾個(gè)IDM和代工廠已經(jīng)在成熟的節(jié)點(diǎn)中開發(fā)這樣的產(chǎn)品。

半導(dǎo)體元件的先進(jìn)封裝。這些技術(shù)在操作過(guò)程中提供了更好的管理，允許公司將半導(dǎo)體元件放置得更近。由于連接點(diǎn)數(shù)量更多，這些芯片提供了更高的數(shù)據(jù)傳輸率和更好的性能。此外，先進(jìn)的封裝允許半導(dǎo)體公司將成熟和領(lǐng)先的芯片結(jié)合在一個(gè)集成系統(tǒng)中，用于需要這兩種類型的應(yīng)用，從而降低成本。這種趨勢(shì)被稱為異構(gòu)集成，使公司能夠組合多個(gè)較小的芯片，而不是制造一個(gè)大芯片。較大的芯片通常具有較低的成品率，其下降通常與芯片尺寸成比例，因此異構(gòu)集成可能帶來(lái)巨大的成本優(yōu)勢(shì)。

2020年，先進(jìn)封裝市場(chǎng)的價(jià)值為200億美元，預(yù)計(jì)到2026年，這一數(shù)字將增至450億美元，屆時(shí)將占封裝收入的50%左右。盡管領(lǐng)先的IDM和鑄造廠正在推動(dòng)封裝創(chuàng)新，但先進(jìn)的技術(shù)也為價(jià)值鏈上的其他參與者創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，因?yàn)樗鼈兇碳ち藢?duì)新材料和新設(shè)備的需求。

專業(yè)應(yīng)用。專用集成芯片(ASIC)將明確定義的算法和功能集成到其芯片設(shè)計(jì)中，并為特定目的定制，如用于人工智能和云計(jì)算。這一領(lǐng)域最近發(fā)展迅速，可能會(huì)為更多的參與者提供一個(gè)良好的機(jī)會(huì)。希望專注于開發(fā)專用半導(dǎo)體的小公司仍會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的產(chǎn)品需求旺盛，即使它們的客戶群相對(duì)較小。

ASIC的客戶群包括許多不同的公司，如汽車OEM和Hyperscaler，他們的需求會(huì)有所不同。一些客戶可能會(huì)決定在內(nèi)部設(shè)計(jì)自己的ASIC，以改進(jìn)定制，使其產(chǎn)品與眾不同，并縮短交付周期。然后，他們將直接與鑄造廠合作，以滿足其制造需求。其他參與者，通常是較小的參與者，更喜歡有一個(gè)ASIC合作伙伴，負(fù)責(zé)從設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的所有步驟，因?yàn)檫@需要許多專業(yè)能力。

大膽的長(zhǎng)期研發(fā)投資

半導(dǎo)體行業(yè)的R&D周期可能非常長(zhǎng)，有時(shí)會(huì)超過(guò)十年，公司通?？床坏搅⒏鸵娪暗幕貓?bào)。從歷史上看，一些政府曾資助此類工作，因?yàn)榇蠖鄶?shù)上市公司并不總是對(duì)這種長(zhǎng)期投資感興趣。

盡管許多投資者可能對(duì)長(zhǎng)期提供資金持懷疑態(tài)度，但半導(dǎo)體公司已經(jīng)證明，大膽的長(zhǎng)期投資最終會(huì)帶來(lái)豐厚的回報(bào)。例如，ASML花了17年時(shí)間和大約70億美元開發(fā)其極紫外光刻技術(shù)，包括批量生產(chǎn)該技術(shù)的能力。長(zhǎng)期的R&D是值得的，因?yàn)樵摴ぞ攥F(xiàn)在是ASML的主要收入來(lái)源。同樣，Arm花了六年時(shí)間開發(fā)了一款64位處理器，該處理器現(xiàn)在是該公司收入的重要來(lái)源。

其他大量投資于長(zhǎng)期R&D項(xiàng)目的公司可能有助于促進(jìn)技術(shù)飛躍——通常遠(yuǎn)不止減少節(jié)點(diǎn)——這可能有助于改善社會(huì)。比如，量子計(jì)算專用芯片的創(chuàng)造可以改善制藥開發(fā)、可持續(xù)性計(jì)劃和其他跨行業(yè)計(jì)劃。在大多數(shù)情況下，半導(dǎo)體公司專注于在他們已經(jīng)強(qiáng)大的領(lǐng)域增加投資，而不是進(jìn)入新的領(lǐng)域來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)大他們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

在動(dòng)蕩的世界中增強(qiáng)彈性

像其他企業(yè)一樣，半導(dǎo)體公司和其他行業(yè)利益相關(guān)者仍在試圖制定新的戰(zhàn)略，以管理新冠疫情危機(jī)帶來(lái)的巨大破壞，包括供應(yīng)鏈問(wèn)題和需求變化。有一點(diǎn)是明確的:疫情大流行后的世界可能會(huì)變得更加動(dòng)蕩，這將要求企業(yè)具有更強(qiáng)的彈性。

在本地供需嚴(yán)重不匹配的市場(chǎng)，半導(dǎo)體公司可以考慮將更多產(chǎn)能用于最迫切需要的節(jié)點(diǎn)，以提供一些短期緩解。例如，歐洲終端客戶在很大程度上需要節(jié)點(diǎn)大于28納米的半導(dǎo)體用于汽車和工業(yè)應(yīng)用，而美國(guó)客戶對(duì)節(jié)點(diǎn)小于7納米的半導(dǎo)體有更高的需求。額外的產(chǎn)能可能最適合滿足這種需求。除了有助于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)，這些舉措將增加供應(yīng)鏈的彈性，減少市場(chǎng)間的依賴。

半導(dǎo)體公司還可以通過(guò)提高靈活性和響應(yīng)能力來(lái)幫助縮短交付周期，例如擴(kuò)大供應(yīng)商基礎(chǔ)、加強(qiáng)定價(jià)策略、改善客戶的芯片分配、與行業(yè)組織合作探索芯片短缺的解決方案，以及邀請(qǐng)客戶共同投資定制芯片的開發(fā)。

當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)要求增加靈活性。雖然現(xiàn)在對(duì)半導(dǎo)體的需求強(qiáng)勁，但主要市場(chǎng)的低迷可能需要新的策略來(lái)最小化資本支出和最大化收入。例如，半導(dǎo)體公司可能會(huì)考慮修改其首付政策，并向客戶收取專用容量的預(yù)付款，或者他們可能會(huì)要求客戶提前18個(gè)月以上提供有約束力的需求預(yù)測(cè)。

強(qiáng)大的人才渠道

隨著半導(dǎo)體對(duì)產(chǎn)品差異化變得越來(lái)越重要，一些電子公司、汽車OEM和超大規(guī)模計(jì)算正在將芯片設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)部，以增加定制和消除瓶頸。這些舉措使得本已稀缺的半導(dǎo)體人才競(jìng)爭(zhēng)比以往更加激烈。同時(shí)，隨著半導(dǎo)體功能的擴(kuò)展，芯片設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜，這需要更多的勞動(dòng)力。五納米節(jié)點(diǎn)的勞動(dòng)力增加尤其多，這是最難設(shè)計(jì)的，需要最多的勞動(dòng)力。

隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，半導(dǎo)體公司明智的做法是加大招聘人才的力度，包括擁有工藝技術(shù)和運(yùn)營(yíng)管理專業(yè)知識(shí)的員工。但首先，他們必須解決形象問(wèn)題。在最近的一項(xiàng)員工調(diào)查中，半導(dǎo)體行業(yè)在工作場(chǎng)所吸引力的多個(gè)維度上排名低于科技和汽車行業(yè)，包括工作生活平衡、職業(yè)機(jī)會(huì)以及多樣性和包容性。

隨著半導(dǎo)體公司加大招聘力度，它們可能需要打造自己的品牌。通常情況下，半導(dǎo)體產(chǎn)品比終端產(chǎn)品受到的關(guān)注少，未來(lái)的員工可能對(duì)該行業(yè)中許多強(qiáng)大的創(chuàng)新型公司知之甚少。公司可能還需要評(píng)估薪酬、學(xué)習(xí)和發(fā)展機(jī)會(huì)，以確保他們與其他行業(yè)的企業(yè)處于同等水平。

勞動(dòng)力短缺的一個(gè)可能解決方案是與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)建立伙伴關(guān)系，特別是在人才非常短缺的市場(chǎng)。如果半導(dǎo)體公司考慮支持學(xué)習(xí)項(xiàng)目，并可能提供課程指導(dǎo)，畢業(yè)生更有可能擁有在該行業(yè)工作所需的技能。

改善半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)作

芯片設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，加上價(jià)值鏈的轉(zhuǎn)移和人才競(jìng)爭(zhēng)的加劇，增加了半導(dǎo)體行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的重要性。與客戶的合作已經(jīng)變得越來(lái)越普遍。例如，許多希望提高設(shè)計(jì)能力的汽車原始設(shè)備制造商現(xiàn)在正在與半導(dǎo)體公司合作，特別是在開發(fā)特定應(yīng)用解決方案方面，如自動(dòng)駕駛汽車。

在另一種類型的合作中，公司可以創(chuàng)建生態(tài)系統(tǒng)，其中參與者開發(fā)許多客戶可以利用的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）模塊。例如，Arm開發(fā)了一種處理器體系結(jié)構(gòu)，其他人可能會(huì)對(duì)其進(jìn)行許可。這一策略降低了所有相關(guān)方的成本。一些公司還與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)建立了強(qiáng)大的知識(shí)產(chǎn)權(quán)合作伙伴關(guān)系。

主要的半導(dǎo)體公司也有聯(lián)合開發(fā)和調(diào)整其技術(shù)模塊的悠久歷史，從而減少了組織創(chuàng)造不適合價(jià)值鏈的技術(shù)的機(jī)會(huì)。同樣，行業(yè)協(xié)會(huì)可以在為長(zhǎng)期技術(shù)路線圖提供指導(dǎo)方面發(fā)揮重要作用，專門的半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)，如比利時(shí)的Imec，可以在競(jìng)爭(zhēng)前研究期間召集參與者進(jìn)行合作。

除了合作伙伴關(guān)系之外，半導(dǎo)體公司可能還想實(shí)施一項(xiàng)計(jì)劃性的并購(gòu)戰(zhàn)略，即在行業(yè)整合的過(guò)程中，圍繞一個(gè)特定的主題，對(duì)小型收購(gòu)采取一系列方法。如果他們這樣做，他們可能會(huì)受益于專注于收購(gòu)，這將使他們能夠進(jìn)入相鄰領(lǐng)域，打開重要市場(chǎng)，或增加對(duì)未來(lái)增長(zhǎng)和擴(kuò)大其技術(shù)領(lǐng)先地位至關(guān)重要的能力。然而，目前目標(biāo)公司的稀缺性要求潛在收購(gòu)方迅速調(diào)查和執(zhí)行合并。

與其他生態(tài)系統(tǒng)成員的合作也可以采取更加非正式的形式。如果多家半導(dǎo)體公司同意建設(shè)或擴(kuò)大設(shè)計(jì)和制造中心，它們可能更容易吸引人才，并可能獲得其他好處，如合作開發(fā)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的能力。

更大的產(chǎn)能

對(duì)于一些半導(dǎo)體公司來(lái)說(shuō)，產(chǎn)能擴(kuò)張可能會(huì)帶來(lái)好處。但是考慮到建設(shè)和設(shè)備所需的巨額資金，公司領(lǐng)導(dǎo)在推進(jìn)之前必須仔細(xì)考慮工廠的生產(chǎn)能力。當(dāng)以每12英寸掩模層為指數(shù)時(shí)，操作和構(gòu)造成本隨著產(chǎn)能的增加而下降。例如，對(duì)于具有每周25萬(wàn)LSPW能力的晶圓廠，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本都在30億美元左右。對(duì)于產(chǎn)能為40萬(wàn)LSPW的晶圓廠，建設(shè)成本降至20億至30億美元，之后趨于平穩(wěn)。對(duì)于產(chǎn)能約為575000 LSPW的晶圓廠來(lái)說(shuō)，運(yùn)營(yíng)成本達(dá)到了一個(gè)平臺(tái)。

我們的分析表明，產(chǎn)能至少為60萬(wàn)LSPW的晶圓廠會(huì)產(chǎn)生最佳的成本狀況。這相當(dāng)于每周12，000到20，000個(gè)晶圓開始，具體取決于產(chǎn)品。生產(chǎn)的芯片類型將顯著影響成本，隨著節(jié)點(diǎn)尺寸的縮小，成本將呈指數(shù)增長(zhǎng)。建立一個(gè)產(chǎn)能至少為600，000 LSPW的40納米制造廠可能需要約50億美元，其中約80%的投資用于設(shè)備支出。但是生產(chǎn)最小節(jié)點(diǎn)尺寸的尖端晶圓廠可能要花費(fèi)100億美元甚至更多。

半導(dǎo)體公司或許可以通過(guò)在已經(jīng)有類似企業(yè)集群的地區(qū)建造晶圓廠來(lái)獲得一些成本優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檫@可能有助于確保足夠的人才和資源(如土地、能源和水)。在另一個(gè)節(jié)省成本的舉措中，玩家可以嘗試改善工具連接和升級(jí)，以更快地收回投資成本。他們的努力可能包括與設(shè)備制造商建立伙伴關(guān)系，應(yīng)用先進(jìn)的分析技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)量。例如，先進(jìn)的組合學(xué)習(xí)使建模成為可能，有可能在整個(gè)制造周期中取代物理測(cè)試的一些元素，從而降低成本和縮短上市時(shí)間。例如，公司可以使用數(shù)據(jù)從物理計(jì)量轉(zhuǎn)換到虛擬計(jì)量。

在芯片需求超過(guò)當(dāng)?shù)毓?yīng)的市場(chǎng)，一些政府官員也在考慮提高當(dāng)?shù)厍岸酥圃炷芰Φ牟呗?，特別是在供應(yīng)鏈中斷加劇和地緣政治問(wèn)題使貿(mào)易變得復(fù)雜的情況下。在某些情況下，他們可能會(huì)補(bǔ)貼晶圓廠建設(shè)，研究表明，這可以幫助公司更快地收回投資。但許多政府官員可能沒有意識(shí)到他們?cè)谠噲D趕上領(lǐng)先市場(chǎng)時(shí)將面臨的所有挑戰(zhàn)。

由于半導(dǎo)體價(jià)值鏈如此復(fù)雜和專業(yè)化，在可預(yù)見的未來(lái)，該行業(yè)可能仍將是一個(gè)高度相互依賴的全球網(wǎng)絡(luò)。由于沒有哪個(gè)市場(chǎng)的公司具備整個(gè)端到端價(jià)值鏈所需的所有能力，因此每個(gè)公司都應(yīng)該專注于加強(qiáng)自己在領(lǐng)先領(lǐng)域的地位。

結(jié)論

雖然半導(dǎo)體隱藏在設(shè)備當(dāng)中，但在每個(gè)人的生活中扮演著比以往任何時(shí)候都更重要的角色，如從小學(xué)生到療養(yǎng)院的病人的需求。目前的半導(dǎo)體短缺突出了這一事實(shí)，并使該行業(yè)對(duì)運(yùn)行良好的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的依賴非常明顯。一些最令人興奮的趨勢(shì)，包括與自動(dòng)駕駛、車輛電氣化和人工智能相關(guān)的趨勢(shì)，依賴于半導(dǎo)體技術(shù)的不斷創(chuàng)新和穩(wěn)定的芯片供應(yīng)。我們相信，如果利益相關(guān)者現(xiàn)在做好準(zhǔn)備，抓住未來(lái)的機(jī)遇，這些趨勢(shì)將使未來(lái)十年成為“半導(dǎo)體黃金十年”。

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