半导体产业入门的ABC

• 半导体这个名词很热，同时由于其专业术语繁多，又让很多读者觉得眼花缭乱，可否通俗介绍一下半导体？

首先我要给大家做个概念的陈述，以往教科书上或者媒体都会说，飞机发动机是工业皇冠上的明珠，但今天我想表达的是，半导体是人类工业体系的集大成者，现代科技文明的集大成者，它的体系难度和复杂度比航空发动机要高很多。

很多人搞不清楚半导体到底干啥的，简单理解就是拿来做计算的，当然也不仅是计算，它还能感知外面的信号，比如温度的高低，气压的高低，但最后都是通过计算的方式把结果传递出来。到目前为止人类还没有发现比半导体更有效的计算能力的东西，所以半导体现在影响力是巨大的，至今还没有替代技术的出现。

上面讲的半导体产业，就是大家通常说的芯片产业。芯片有很多种类，从芯片特点来分，可以分为数字芯片和模拟芯片两种。第一种数字芯片一般叫系统芯片或者大芯片，比如电脑里面最复杂的一块芯片就是CPU芯片，智能手机里面是复杂的SoC芯片（系统集成），AI算力需要的GPU芯片等；另外，有时候我们也把存储芯片归为大芯片。第二种是模拟芯片，包括电源芯片、麦克风用的芯片、扬声器用的芯片，和采集自然界的温度、湿度、高度需要传感器芯片，以及我们手机、基站、雷达等里面用于收发信号、传输信号的射频芯片、模拟芯片，也叫信号链芯片；

从芯片应用来说，一般分为消费类芯片和工业类芯片，手机芯片是典型的消费类芯片，而车规和工业芯片一般就是我们说的高端应用芯片，比如汽车里面用的芯片，应用环境比较复杂，要保证开到炎热的海南岛能正常工作，开到寒冷的哈尔滨也能正常工作，因为汽车涉及安全，不能关机，不能死机，不能关键时刻刹车踩下去没反应。所以一般工业类或车规芯片会有大量的冗余设计，要求会更高，也会更贵，应用场景不一样，市场需求不一样，复杂度也会不一样，这是和应用相关的芯片，但是有一点必须强调的是，消费类芯片和工业类芯片的性能指标是一样的，消费芯片里面16位的ADC与车规芯片里面的16位ADC，其精度并不存在差别。

• 全球的半导体产业诞生了70多年。和其他科技行业比，半导体这个产业有什么特点？

这个产业的特点，首先，产业链条特别长；第二，如果国内要自主生产，那么半导体产业链条的每一项都几乎是卡脖子，不像其它有些产业，只有材料卡脖子或者设备卡脖子；第三，半导体技术目前还没有弯道超车一说，因为基础技术体系还是基于1947年几位贝尔实验室的诺贝尔物理学奖获得者提出的理论。

研究半导体，我是从两条线来看

半导体基本上是从两个角度来看，一条是技术路线，另一条是市场需求路线，其中需求是推动因素。

第一个维度，从技术维度看，在 Intel刚成立的时候，芯片的工艺是几微米，后来逐步演进到今天的7纳米、5纳米、3纳米，这是演进的方向。比如想做一个100亿个晶体管的芯片，算力很高，放在五年前是做不出来的，今天由于技术成熟了就能做出来。以前诺基亚时代为什么是功能机，因为那时候的半导体工艺技术水平支撑不了能够做出智能机所需要的计算能力的芯片，所以只有当芯片进步之后，芯片越来越强了，一个芯片上提升的功能越来越多，才能做智能机。以前电脑的英特尔CPU芯片很大，这么大的芯片没法放在一个手机上的，不仅是大小的问题，电的需求也满足不了，英特尔的一个芯片耗电几十瓦，我们的电脑里面都有风扇，所以你想把这东西放在手机上面是不可能的，只有当技术进步了，才能把它放进手机里，所以技术进步才能带来能力的提高，本来不能干的事情就能干了。今天的智能手机的计算能力远远大于当年英特尔台式电脑的计算能力。半导体的技术进步，主要是按照摩尔定律演进，芯片从几微米到几十纳米、再到几纳米，大概经过50年时间，这就是技术演进带来的半导体的行业发展框架。

第二个维度就是从应用端或者需求端的角度来说，半导体芯片最终是应用到整机里面去的，比如，是用在电脑里面还是手机里面，是用在蓝牙耳机里面还是用在车里面，这是与应用相关的，是由市场需求来驱动的。典型案例就是台积电。乔布斯当年是先去找英特尔做芯片，乔布斯提出他要做一个智能手机，需要智能芯片，他认为芯片会比较复杂，所以他首先找到了英特尔CEO，问能不能做出这么一个用在手机里面的芯片。那时候乔布斯刚刚开始设计智能手机，产品还没出来，更不要谈销量。英特尔当年处于PC机如日中天的时候，看不上这个产品，所以英特尔拒绝了乔布斯。乔布斯就去找台积电张忠谋，张忠谋把这个生意接了。苹果是比较激进的，它的产品一旦出来，都会让消费者比较惊讶，台积电说可以尝试来做这个事情，最后把它做了。

这个案例就是台积电跟苹果合作把智能手机产业开发出来了，成为一个新产业，大家对智能手机的接受推动了产业的快速发展，这就是典型的市场需求推进产业。产业培养起来之后，对手机芯片的需求开始迭代了，价格快速下降。由于智能手机发展太快了，苹果是一年出一代，有的公司一年两代，这种快速发展的市场需求对半导体从业者是个巨大的挑战，要尽快做出满足智能手机客户需要的产品，这个时候就要快速迭代。举个例子，当时英特尔还是在用10纳米做芯片的时候，假设说台积电也用10纳米来做芯片，那它做出来的芯片性能就不如英特尔同样10纳米工艺制程的芯片，因为英特尔拍照的图更精细，就像粉刷的墙，台积电做出来还是有水泥的毛刺，英特尔就更精细。张忠谋提出一个观点：台积电用7纳米做，虽然技术难度高很多，但性能上就超过英特尔了，就变成降维打击了。台积电跟苹果就是以这样的方式，被市场驱动快速迭代，台积电内部则进行技术人员快速迭代，最后台积电通过两到三代人的努力，在技术上先赶上英特尔、再超越英特尔。乔布斯说苹果的产品，每一年性能至少要增长50%以上或者翻倍的时候，台积电没有破釜沉舟的努力就不可能做到。而英特尔以前大家说它是牙膏厂，就是它的芯片性能总是每年提高一点点，挤牙膏一样，但苹果希望每年性能不是好一点点，这个时候对做芯片的人技术要求就高了。所以台积电为什么后面的技术发展步伐特别快，迭代能力比英特尔快，是被苹果给逼出来了，那苹果是谁逼出来的呢？是市场逼出来的，因为苹果手机推出来后需求旺盛，全世界客户都是抢着买。市场需求驱动了技术迭代，这个就是典型的案例。

今天电动车也在做这个事情，在市场驱动下，电动车里面的AI的算力是做全自动驾驶的芯片，全自动驾驶芯片需要跟大脑一样的计算能力，现有的英伟达做的是最好的，最先进的芯片大概2000亿个晶体管，但人类是有100万亿个脑细胞神经元突触，你可以认为人类大脑是个100万亿的晶体管，但现在英伟达只能做出2000亿个晶体管芯片，与人类计算还差三个数量级。所以未来自动驾驶要达到人类的要求，芯片水平至少还要提高几个数量级，意味着台积电还得要努力。这个就是市场需求驱动。

我们研究半导体是从这两个维度来看，顶层格局设计完了，我们再来看细分的，这样产业的图谱就画出来了。从技术路线来看，带来哪些相关的投资机会？从市场需求看，带来的是哪些相关的投资机会？然后，看一家公司在图谱里面什么位置，你就能知道公司值多少钱，能给你带来多少收益，这就是方法论。

如何画出半导体的产业图谱？

比如说我做企业的时候，我们对所在行业的历史了解很清晰，行业是从哪一天开始诞生，哪些人做过重要贡献；在我做投资之后，开始看的是AI和新能源汽车，我虽然没做过这个行业，但是我先自己做点努力，把这些行业的图谱画出来，就像一个历史的画卷一样，这个行业是从哪一天诞生的，谁是发明者，诞生之后在某一个阶段又有哪些玩家，最后哪些玩家走出来，哪些玩家死掉了；

到第二个阶段，出现了什么样的演进，是因为技术演进还是市场需求演进驱动的，在第二个阶段又有哪些玩家，哪些玩家活下来了，哪些玩家倒掉了。基本上每一个产业都会有这样的一个历史画卷，你把历史画卷整理出来了，你看到什么企业，然后在你的画卷里面去定位一下，你大概能判断出公司大概相当于什么阶段什么位置，就很清晰，所以在我的脑袋里，每个行业基本上都有这个画卷。

比如说功能机到智能机的时候，很多人都看到了诺基亚死掉了，苹果活了，但我可能跟别人看到的不一样，在功能机的时候三星是第二名，但是在智能机的时候，三星的全球市占率也是时不时和苹果争第一，这个逻辑就没人讲了。所以我们做产业的，很多人就会问，在电动车行业，是不是传统车厂都像诺基亚一样死掉了，蔚小理就成为苹果了？我说不是，我在手机迭代的时候看到了三星从第二名到智能机时代的第一名，那传统车厂为什么不能从传统车时代的第二名跑到电动车时代的第一名呢？

诺基亚它曾经成功的基因也是导致它后来失败的基因，这是一个比较普遍的观点。请问你如何看待三星在功能机和智能机都能做好呢？

三星成功跨过了一个行业的周期，这就涉及到你如何来看待企业家经营企业的能力，就像华为是如何从0开始成为一个全球通信设备的龙头企业，我认为是华为掌握了经营科技企业的一个方法论。我认为三星也掌握了这种能力，所以虽然是从功能机切换到智能机，但是在功能机的时候，它已经掌握了如何经营科技企业的能力，在智能机时代，它不但没有倒下去，反而做得更好。

你最关心的半导体企业的哪些指标？

半导体的研究指标，一般是“PPA”，第一个P就是性能，Performance，性能是第一位的，性能达不到功能就没法用，比如用功能机的芯片做不出智能机；

第二个P就是功耗，Power，相当于英特尔台式机的芯片放在手机上来，肯定没法用，耗电太厉害了，今天大家还依然在说苹果手机耗电比华为要厉害，因为芯片把电耗掉了，而且本来苹果的电池就小，芯片功耗还差，所以苹果的电池就不经用了。做手机的人每天都在解决功耗的要求；

第三个是A（Area），A就是面积，面积就是成本，一张十二英寸的晶圆，看芯片大小，如果大的芯片可以切成1000个芯片，小的芯片可以切到1万个芯片，芯片的成本大概是晶圆面积占60%，或者多一点，其他的是设计成本或者封装成本，面积是芯片成本的大头，占60%。这三个指标都做到领先了，产品肯定有市场。

以前我们做企业的时候，外面人说我们公司是不需要销售的，那是因为我们都是to B 的客户，包括华为中兴、还有一些深圳山寨机客户，我们不需要向普通客户说芯片多好，只要我的成本比别人低20%，别人卖1美金的芯片，我可以0.8美金卖，一个月如果买100万的货，那意味着一个月就省下来20万美金，那是真金白银，对于那些山寨机老板来说，在2010年的时候一个月省20万美金，你说他是不是很开心，所以成本是第一位的。第二位包括品质、性能、功耗也很关键，半导体肯定是成本驱动的，成本不行竞争力就不行，除非高性能芯片全世界只有你能做，别人做不了。这就是所谓的“PPA”。

如何对半导体企业估值？

任何一个企业的估值它讲究的是什么？是稀缺性和成长性的结合。半导体行业如果两个都具备，那估值就很高，如果具备其中一个，估值也还可以。

半导体企业为什么有些公司的估值会下来，又有一些公司的估值仍高高在上，是因为稀缺性。举个例子，比如说A股一家半导体公司，就是稀缺性跟成长性双杀，成长性也没了，稀缺性也没了，从2020年初市值接近2000亿跌到现在200多亿；还有一个上市公司，它业绩虽然还在增长，但竞争激烈，稀缺性下降，带来估值下降。市场格局就是稀缺性，哪怕就是企业再没有技术含量，在市场缺芯片的时候，如果市场里面只有你一家在做，你依然是增长点。

第二个就是成长性，成长性就是虽然没有稀缺性了，但是依然保持一个快速成长，估值倍数为30倍，但每年都有50%的增长，估值倍数不变，市值依然会随着业绩增长上去。

• 如何评估稀缺性，是一个动态的把握吧？

当然是，为什么现在很多半导体公司的股票跌下来了，但还是有很多股票在高位，这个就是结构性差异。中国半导体发展到一个阶段之后，消费电子应用领域的半导体芯片基本上已经国产化能做到50%或者更多了，意味着在消费电子领域的芯片已经不稀缺了。但是其他领域的半导体芯片，比如汽车半导体都是稀缺的，CPU也是稀缺的，什么时候这些领域国产化完成，一个细分品类有两、三家公司做出来，那基本上稀缺性就没了。假如国内只有一家公司，那估值会跑上天，但如果国内已经有两、三家公司，而且甚至都上市了，那你就不可能有稀缺性了，估值就下来了。

现在市场里半导体估值高的是设备公司，比如做刻蚀机的，汽车芯片、CPU也都是稀缺的。这就是半导体行业内部的结构性的估值差异，对我们来说不同的项目所在的赛道是不一样的，赛道的稀缺性也不一样，成长性也不一样。

全球芯片目前产业的规模约为6000亿美元。请问你在这个行业的投资，主要赚的是哪块的钱？是行业风口，企业自身的营收和利润增长，估值提升，还是其他？

我们赚钱的逻辑，和上面说的如何对半导体企业估值是一致的。第一个是稀缺性，稀缺性有两种情况，一种是全世界都没有，你是原创，是全世界最稀缺的，中国还没出现这种公司，像引领行业的英伟达、高通；还有一种，中国目前的主流是国产替代，比如美国有的，但是我们国内之前还没有，现在你把它做出来了，虽然你的产品还没有达到英伟达或者高通的水平，但至少实现了中低端的市场替代，接下来进行迭代去完成中高端市场的替代。半导体行业国产替代是稀缺性一个比较重要的指标。这一块我们赚的就是稀缺性的钱，国产替代的钱。

第二个逻辑就是成长性，我们投的韦尔股份，从盈亏平衡到5亿利润，到10亿利润，再到30亿利润，大概就是三年时间，这就是成长性带来的钱。

如果两个性质共同都有，就是戴维斯双击，例如估值比传统行业高两倍，增长也高两倍，那意味着你的估值要比别人高四倍。那戴维斯双杀就是你的估值稀缺性没了，是别人的一半，你的增长也没了，利润也只有别人的一半，你就变成是0.5乘0.5，就只有0.25。所以我们赚的钱一是稀缺性的钱，二是成长的钱。具备这两种能力的企业，目前来看国内还不算多。

• 半导体行业围绕国产替代主要的机会领域在哪里？

消费电子行业里面的国产替代基本上完成了，现在就是设备公司、CPU/GPU、大芯片、功率半导体等高端应用芯片。

只要我们的芯片制造能力没完全解决之前，
我们在这个领域就一直有投资机会

我们现在的主要问题是我们底层的能力不够，就是说我们的制造能力不够。华为已经能设计5纳米、3纳米的芯片了，从设计能力来说，我们缺的是一个工具软件，比如EDA，这个工具软件难度跟制造比起来，制造的难度要高多了。也可以说中国半导体真正缺的是光刻机，其他东西都没那么难，花时间是可以做出来的，但光刻机哪天能做出来现在不知道，因为光刻机涉及到大量的基础材料和物理学的东西。只要我们的制造能力没解决之前，我们在这个领域就一直有投资机会。

比如国内目前还没法完成全自主的国产化28纳米晶圆制造工厂，哪一天我们能自己建28纳米工厂，所需要的设备、材料、系统软件，我们自己有没有？如果没有，这些就是投资机会，因为总有一天，比如5年之后，我们可能能建这样的工厂，工厂里面用到的光刻机、刻蚀机、各种各样的设备、各种材料、各种的工厂运营软件系统，我们都要有。今天很多产品还没有，如果在5年之后都要有了，那中间这5年就有很多投资机会。

• 你说这里面最核心就是光刻机，用5年或者更多的时间，我们国内能生产出28纳米的光刻机吗？

只要技术理论没有革新，中国的优势就是迭代能力，美国人用10个人做，我们可以用100个、1000个工程师来做，美国人一天工作8个小时来做，我们可以24小时三班倒来做，我们还可以用举国体制来做。我们把所有的资源用在一点上，“力出一孔，利出一孔”，用一个压强原则来做，找准最困难的点在哪里，把所有的资源堆上面来，集中把它攻克。德国人可能要花100年解决的问题，我们能不能花10年解决？这个是有可能的。就像美国的半导体发展70年，中国能不能用30年能把它追上，大概是这个逻辑。

中国半导体产业未来的路该怎么走？

美国现在已经把芯片技术体系迭代到了5纳米或者3纳米，我们还没迭代完28纳米，等我们第一步28纳米迭代完的时候，也意味着中国掌握了整个芯片技术体系的全套能力，掌握了技术方法论。

举个例子，华为为什么做手机会成功？因为华为从成立到成为通信设备行业全世界龙头，大概花了20多年时间，学会了如何在通信产业里面打造一个龙头公司，打磨了一套经营某一个产业的方法论。把这套方法论抽象之后，再复制到手机产业里面去。假如说华为也能够把原来的方法论再复制到汽车里面去，华为可能把汽车也打磨成像手机一样。因为这些产业都是科技产业，它可以不断复制、不断迭代。

反过来说，中国到某一天能够把28纳米芯片涉及到的所有的技术环节全部在国内复制，意味着中国就掌握了完整芯片产业的方法论，我们就可以进行迭代，从28纳米迭代到14纳米去，再从14纳米迭代到7纳米这个过程，这个迭代的过程要比前面“从0到1”完整掌握全国产28nm工艺制造能力的过程更快。

• 我们掌握28纳米所有环节技术，你预计会在什么时候到来？

我估计可能需要大概5年或者更多一点，可能不需要10年。但是这个时点是非常重要的。我们“从0到1”的原创我们差一点，但是我们从“从1到10”的迭代能力是我们的天然的优势，为什么？因为我们的人多，工程师红利，不是我们的智慧高度高，我们是智慧体量大。

目前的技术封锁相对会影响到我们实现时间的长度，不会影响我们胜利的结果，为什么？因为美国依然还是用现有的半导体技术体系，依然还是基于1947年几位诺贝尔物理学奖获得者提出的理论，我们技术体系意味着没有发生底层变化，意味着是我们只要在底层上迭代就行了。

• 作为一个“赢者通吃”的全球性行业，半导体产业的投资，最核心的是什么？

这个行业里面最核心的就是人才，有人才就能领先。我们看人才的厚度，反复要看被投公司里面有没有做过大事的厉害人才，比如说有在英特尔、高通大项目有20年经验的，我们认为能力是比较强的，如果是在小公司里面，或者仅仅在英特尔这种大公司镀了两年金，呆的时间不长，这种能力不具有可以验证性。

如何看待华为和中芯？

清华的魏少军教授每年都会给大家做个演讲，里面都有一张图，从半导体应用角度，就是CPU\GPU、消费芯片、通信芯片、存储芯片的国产化比例，那个图就是最好的验证，可以看出各个领域的国产化比例，以及哪些领域还没有突破。这样答案就很清晰了。比如28纳米，我们能完成全部国产化可能需要五年或更长一点时间，但是赶上美国的3纳米，可能还需要10到20年时间，从而实现全面突破不被美国卡脖子。但我们在做3纳米的时候，美国可能又会出现新的突破，我们还是要继续追赶，我们首先要放弃美国人技术已经到头的观点，他们一定还会去研究新的技术，美国人不会等着我们去追。我们只能说在他们没进步的时候我们做的快一点，在他们出现下一次进步的时候，我们距离要稍微短一点。这样我们经过几代就慢慢跟上去了。

• 华为和中芯，是中国半导体的设计水平和生产水平的佼佼者，对其未来在其各自的领域的发展，你有什么观察吗？

为什么说投资要找主流赛道里面的龙头公司，因为龙头公司意味着占据制高点，站在泰山之巅一览众山小，反过来说制高点是承担角色的，制高点拥有的资源是最多的，人才是最厚的，视野也是最好的，与制高点合作可以有各种各样的收获。

中国半导体未来要突破，华为和中芯就要承担更大的角色，在中国，如果没有龙头，半导体就发展不好，当前世界半导体行业也就几大家，小玩家不管是从体量、技术能力、还是视角视野来说，都不如龙头公司，最后就会被淘汰，这是一个产业的必然趋势。当年英特尔完全可以把AMD淘汰，基于美国反垄断需要才让AMD活下来，反过来说中国半导体要发展，华为中芯就要发展更好，这才是中国半导体健康发展的路径。像深圳等一些城市想积极发展半导体，很重要的一个方法就是能不能引进国内外行业里的龙头公司。

（采访者：肖 冰，现任前海宜涛资产管理公司执行董事，财经访谈畅销书《像高手一样投资》作者，吉林大学新闻学士、企管硕士，先后任职于工商银行、证券时报、博时基金。李博雅、邵小萌对本文亦有贡献。）