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我在中芯国际的往事,兼论中芯的竞争力

梁昌年 ·2018-05-02 08:47·半导体行业观察
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来源:内容来自独角兽智库,作者 梁昌年, 谢谢。


导读:以下评论来自我们会员投的芯片公司创始人。这个产业需要技术/人/时间的积淀,很难跨越式发展。他们也是在摸索了数年,交了很多辆奔驰车的学费之后,才做出了细分领域唯一能量产交货的产线。

真正跑过芯片线都会像这篇文章一样体会到:芯片制造最重要的要素就是协作!协作!协作!这也是中国做芯片生产最难!最难!最难掌握的核心技术,没有之一!生产一片wafer,需要近百号人,上百道工序,一个月不分昼夜,一“纳”不苟的高强度劳作,稍有闪失就前功尽弃、损失惨重!跑线如果没有跑好,每周看着一辆奔驰车往海里扔。所以打造好一条能够持续、批量、稳定出货的芯片线,需要一群志同道合、齐心协力、配合默契的团队,经过多年的摸爬滚打、磨合锻造,才能基本成型……这篇文章还让我记起了一件往事,多年前,某位大咖介绍我去找一下张汝京,让他指指路。我特意跑上海一个南郊老远的厂里拜访他。老人向我介绍完碳化硅后,语重心长的说:小伙子,以后有人买你公司,多少钱你就卖了吧……临走了送我几个挂饰手电筒,上面写着:愿主照亮前路……



2003年11月,我辞去了在英特尔的工作,回国加入了中芯国际(上海)。

我回国的决定主要基于三点想法:1)北大硕士毕业后,没有在国内工作过,自己应该而且可以为国内半导体的发展做一点事情;2)回国能够为年轻人传帮带,做一点力所能及的贡献;3)上海离父母更近,也好让父母安心。

我做出这个决定,起初孩子妈妈是不赞同的。因为这个决定直接结果是,我带着儿子回上海,她带着女儿留在美国。

接受工作的时候,我的工作职责是做当时中芯资深副总杨士宁(Simon)的助手,协助他在研发部门推广结果导向等企业文化。而且,我接受工作时,还提了一个条件,就是不再做制程了。没想到,次年三月,公司发展面临的严峻形势让我不得不接受了中芯一厂的CMP部门经理的职责。

当时的一厂问题很多,所以张汝京博士(Richard)让Simon兼一厂厂长。一厂是2001年成立之初建的,进的机器大都是便宜的、生产DRAM的机器,现在要转型,跟上正规得多的二厂,困难重重。以CMP的机器为例,一厂全是日本生产的Ebara,那可以说是CMP机器的恐龙。二厂则是清一色的MirraTrak,全球第一大设备厂商应用材料的产品。当时,Mirra的wafer throughput是每小时34片,Ebara是每小时24片。

无独有偶,我1996年9月参加英特尔波特兰TD(技术研发部门)后的第一项任务就是协助资深工程师们把全球第一台Mirra安装在我们的研发生产线上,给设备找到合适的制程并完善设备。我当时对CMP(化学机械研磨)啥也不懂,每天工作12-16个小时,为资深工程师们打杂。第二年6月,在我结束9个月的试用期以前,我凭着自己的努力学习和钻研,突破当时带我的工程师给我的限制,在一个周六的上午,终于得到了3psi能够解决wafer研磨均匀性问题的数据。而就在这之前两天,我还被那位工程师“批评”,wafer很贵,不得擅自行动等等。他当时给我的命令是,只能做2psi的实验。更逗的是,资深工程师们还经常跟我讲我前面的一个工程师,一个UIUC的硕士,也是华裔,干了三个月就走人,最后去餐馆端盘子了。幸好,我的直觉给大家带来了一个皆大欢喜的结果,我没有步我前面工程师的后尘。

在这里提及一段貌似无关的往事,是想强调每一个知识工作者的重要作用。在箭在弦上不得不发的时候,如果还要瞻前顾后,患得患失,那根本就不会有创新的灵感和冲动。而网上许多热血人士的口号满天飞,以为领导重视、国家愿意出钱,就能够像制造原子弹和人造卫星一样,把集成电路工业搞上去,实际上是群盲们的痴人说梦。半导体制造最需要的是合作,无时不刻的合作,不是像造原子弹和人造卫星那样,技术方案一旦确认,就没有太大的变化。而半导体技术遵循摩尔定律,每18个月晶体管数目就要增加一倍。制程、器件、材料等各个方面的挑战,都比蜀道更难。记得有一次在英特尔排除故障,我们一个团队工作了两个星期,才通过大海捞针的系统方法,找到了造成故障的原因。原来,罪魁竟然是开发时程序里临时安插的启动前的一个2毫秒的间隔!

不能不说的是,中国应试教育体制培养的人才,还有奥林匹克竞赛选拔的优秀学生,都很难适合半导体工业发展的需要。

集成电路的尺度到了纳米级,一个指甲大的芯片有几十亿个晶体管,超净车间的要求是每立方米少于10个甚至1个尘埃,尘埃的大小界限也因为技术的升级而提高。这一切,是那些成天打了鸡血喊口号的人无法想象的。从设计到研发,从研发到生产,出现的问题指数级增加,如果没有一流的管理,结论就三个字:不可能!

当时,许多人不理解为什么杨士宁要找我来做企业文化,因为他们只看得到晶圆和产能,并不重视合作等软实力的重要性。我从英特尔一起过来的同事,也“嘲讽”我在旁边看热闹,不亲自动手干。在内忧外患之际,我不得不改变自己的初衷,重新回到一线做CMP。文化就是价值观,价值观通过行为体现出来,如果我只动口不动手,同事们就更不相信文化,尤其是合作文化在半导体行业中的重要性了。

3月20日左右,我走马上任,成了一厂CMP的部门经理(也就是工厂的车间主任),原来的部门经理,做我的副手(记得是联电来的)。当时中芯成立才三年,国内的人才还没有成长起来,厂里的部门经理主要是台积电来的。和我一起先后上任的,还有一位英特尔回来的同事,他在TD做CMP经理,兼任一厂的光刻部经理(后来离开中芯创业,入选中组部千人计划,那是后话)。没想到,宣布任命后我第一次进车间,手下的员工就给了我一连串的下马威。

一位交大的本科生,可能是不知道我是他的老板,我向他了解情况,刚问几个问题,他就一句话戳过来:“你懂不懂CMP啊?”

我只好回答,“不懂,只是在英特尔做过三年半。”

呵呵,这位狂傲的工程师后来挺服我的。半天以后,另一个场合,一位从TD来一厂帮忙的女工程师,则是更加高傲,当我问她问题并追问数据时,她直接来一句,“不信你开除我好了!”

至少,你可以直接说我没有注意,我不知道也好啊。这样的兵,怎么能够打仗,能够打胜仗?


我刚从车间出来,总经理办公室的刘永博士,一位30年的基督徒,正好给我打来电话。

“新位置怎么样啊?”

“刚从车间出来。被手下工程师一个打了左脸,一个打了右脸。”

呵呵,Welcome to SMIC!

作为一个受洗才9个月的基督徒,我的灵命当时还很浅。更糟糕的是,我当时身体还不好,连生气的劲儿都不够。现在回过头来看,那一段经历正应验了圣经里“要常常喜乐,不住地祷告,凡事谢恩,因为这是 神在基督耶稣里向你们所定的旨意。”

上任一周,我的副手就告诉我一件事。明天要去开一个设备会议,讨论一厂进一台Mirra设备的事。二厂是清一色的Mirra,不仅产能高,而且非常可靠,设备工程师基本不需要维修。一厂这边经常出问题,还经常零部件不到位,导致我们的设备工程师不仅要东拼西凑,有时候还要自己做!没有人喜欢Ebara,大家都希望换掉。所以在我上任之前,这件事就已经基本上定好了,但是COOMarco把建议打了回来,说理由不充分。“现在你是老大了,你来处理吧。”

设备会议的负责人是原来一厂的厂长邓觉伟,我从来没有打过交道。我对这事儿毫无准备,一点儿都没有底。我二话不说,就直接就去了他的办公室。从他那得到的印象是都可以,关键是一厂的需要是什么。我又去咨询了TD的CMP经理,他的看法很明确,“TD用的是Mirra,二厂用的是Mirra,Ebara从一开始就不该用的。”

我又去咨询手下的制程工程师和设备工程师。制程工程师也是支持Mirra,而设备工程师很矛盾。“我们人手本来就不够,现在突然来一个不同的机型要维护,我们的任务其实是加倍的。”

哦,这就是Marco关注的问题。我们的建议里,没有很好地address(论述)好这个问题应该如何应对和处理。谈到这里,我清楚了自己要做的工作。

上任才一周,就碰到了这么一个棘手的问题。怎么办?

从个人角度说,我是和Mirra一同成长的,知识储备都是有关Mirra的。不夸张地说,Mirra出了任何问题,我都能自信地应对。应用材料的服务体系也好。选Mirra,是大势所趋,风险很小。所以,根据我了解到的情况,我要硬闯,Marco也是挡不住的。毕竟,做事的还是我们。

但是,如果出了问题,我是要负责的。

怎么办?我就和手下的工程师一起做利弊分析(Pros & Cons)。分析做下来,所有的论据还是偏向于利用这个机会转到Mirra,Ebara实在太难侍候了。设备工程师们也表示愿意克服困难。

但是,高劳动强度下,出了错怎么办?我实在不忍心看他们背黑锅,要知道,他们本科毕业起薪才3200元一个月,大专毕业起薪才2400元一个月,每天干得昏天黑地,死去活来。他们的技能真的可能这么快就适应?这不仅仅是技能和责任心的问题,还要跟人的习惯,也就是大脑的工作习惯抗争。

于是,我退一步问自己,我们的目的究竟是什么?要进机器,不就是因为产能问题吗?那我们就着眼于解决产能问题好了。

有了这个方向,一个大胆和“荒唐”的念头产生了:买两台Ebara,但是有一个条件,必须做一次技术改进,把每小时的WPH(wafer per hour)从24提高到30!如果做到30,我们付两台的钱;做到28,我们付一台的钱。做不到的话,我们一台都不付,让Ebara把机器搬回去!

我马上去找Simon,他觉得挺突然的。我告诉他,我必须这样做,因为将来维修不断出小事故,大家都很难堪。而且,Mirra是我的强项,我放弃选择Mirra,一定有我的道理。他对我的信任和当时厂里的处境使我当场得到了他的支持。于是我转过身就闯到Marco的办公室,告诉他我的建议。Marco当时真的是喜出望外,“Marvelous!” Simon的英特尔嫡系,竟然听取了他的不同意见,愿意和他站在一边选择机器!如果成了,那些说一厂选的都是便宜的烂机器的说法不攻自破。

他也给了我一些建议。具体是什么我都不记得了,但我记得他提到了中国工程师很懒。

我没有辩驳,因为他是我老板的老板。

我知道他的数据都是从Ebara维护工程师那边来的,我也知道我们工程师的专业素养,的确不如那些日本工程师。我请Marco配合我,和Ebara谈判时保持一致。

写到这里,请允许我打一个岔,描述一下中芯的工程师究竟有多“懒”。做研发需要在工厂跑片,跑片有不同的优先级。优先级最高的是所有机器都要停下来等晶圆,不能有任何耽搁,次优先级的也是类似,就好比国级和副国级警察开道一般。按理说,这样的Hot lot应该所有人重视吧。非也:有一次,有一个TD Device工程师晚上加班到8点,把处理的参数都处理好了,就直接回家了,没有任何交接。结果,负责的Integration工程师等到晚上十一点,还没有等到消息,以为还没有做好,今晚没事了,就回家了。结果,跑得飞快的晶圆不知道,生产线上的工人不知道,所有的晶圆就全报销了。随之而去的是全面的所有人的加班和心血。这不是造人造卫星或原子弹,这是半导体集成电路的大规模生产。如果没有安迪格鲁夫提倡的偏执狂精神,任何一个微小的失误就能造成毁灭性后果。TD已经是公司最精锐的部门了。一个工程师做好了工作,居然忘了把结果传给下一家,你能想象吗?开除一个工程师不容易,有劳动法保护,那个工程师的老板呢?他当时在做什么?他该负什么责任?在英特尔,我们有一套质量管理系统,事后一定要做Post Mortem,审核事故发生的原因,分清楚人的、系统的、方法的问题,逐一改进。这样做或许会矫枉过正,但如果没有这一套体系,摩尔定律就不是现实,而是空想了。Simon让我讲文化,做质量系统(这个质量系统和产品的Q&R无关,是一个和研发Process的参与者要有基本素质和文化的系统),本是要解决这类的问题的,无奈中芯的研发经理们来自五湖四海,不仅有英特尔的,还有IBM、德州仪器的,厂里则大多是台积电的。有的经理直接把反思说成是WG整人。

“出了错,知道了认错就好了,干嘛要挖地三尺,不留灰尘?这不是让人难堪嘛!”

呵呵,这就是我识时务者为俊杰,赶紧下放到一厂接受改造的真实原因。再不打仗,我就成了不学无术,专门整人的人了。这里插一句,认为有钱就能干成事的群盲注意了,一个单位博士越多,越难干成事儿,如果他们没有共同的目标,没有合作的意识(文化)的话。我例子中的两个工程师,一个加班到8点,一个等到11点,怎么可以说他们懒?太不尊重人了吧。呵呵,我说一句大不敬的话,应试教育体制下题海战术培养的人,有的是心懒。“老师没教过,老子没做过!” 这样的员工为数不少。如果你不信的话,看看学生高考后撕书的场景。

言归正传,公司内部的所有stakeholders(利益相关方)我都搞定了,下面就要和Ebara沟通了。

如何缩短和Ebara工程师的距离,有效地和他们的负责人与团队沟通呢? 作为CMP部门经理,Simon身边的“红人”,英特尔回来的海归博士,我有许多的理由可以给Ebara上海团队下指令。再加上Marco说中国工程师很懒,更激起了我内心的一种微妙民族情绪。但我没有让自己的好恶主宰自己,因为当前的主要矛盾是中日工程师之间的相互不信任。为了打好这一仗,我们必须有共同的目标,齐心协力。所以,我的主要任务是在第一次见面时,建立相互的信任。

怎么做呢?我前面提及的一些问题,日本的同行们肯定是知道的,这都会影响他们的判断和信任。其实,中国的工程师主要问题是不善于沟通。往往是做了的都沟通不清楚,没做的更不会讲。所以动不动就是急着扣帽子,下结论,就像这次中兴事件一样,明明犯了错,不去承认,反而是本能地辩解自己没有错,失去了别人的信任。日本人做事精细,认真负责,有许多值得我们学习的地方。我就把这个作为和他们第一次沟通时的起点,诚恳地感谢他们过去所做的贡献,告诉他们我们目前产能上遇到的困境,希望得到他们的帮助。同时,我也不卑不亢地告诉他们,Ebara已经到了生死关头,需要他们出一个WPH达到30的计划,否则中芯不再会有新的Ebara机器了。

Ebara团队在和我的沟通交流中,突然得到了一个把新设备销售和他们的技术改进挂钩并在中芯试验的机会,真可以说是天上掉下来大馅饼,在绝境中突然有了一条生路。那时,设备论证已经进行了三个月以上,中芯会选择应用材料的Mirra消息,他们是清楚并且有心理准备的。现在的结果他们完全没有料到!Ebara在上海的负责人不住地感谢我,说会尽快向总部汇报,在最短时间内给我答复。第二天,他们就通知我,Ebara的CMP技术上的第一号人物目前在国外出差,三天后将飞抵上海。

三天后见面,握手互相介绍以后,我就谈到了我在英特尔第一个师傅Seiich Morimoto(顺便插一句,我看wafer数据的能力是从Seiich那里学来的。Seiich是一个不会DOE Design of Experiment、不懂或不愿意用统计方法的资深工程师,他的特点是喜欢用眼睛看wafer,而不是用几十万美金的仪器测数据。我的另一个同事,则是一上来就按DOE做标准化的实验,各有千秋)。我和他二人的距离一下子就拉近了,信任也在沟通中就建立了。他向我表示,这的确是一个关键时刻,他个人和他的公司将动用一切力量,打好这一仗。更重要的是,他表态接受我设的这个“赌”局。我呢,这时候才体会到了孙子兵法的博大精深:不战而屈人之兵,善之善者也。

这时,整个战斗的布局已经形成,最后一关是执行力。制程用两个星期就完成了跑片,设备则一直严阵以待,每一天每一时刻都严阵以待,处理设备出现的任何问题。这里必须提一下设备的两位小组长和他们的团队(我曾经专门为他们写过一篇文章给《中芯通讯》,投稿后可惜没有被采用),陆春和周海峰。前者鼓动力强,在组里很有威信,后者考虑问题周全,二人与团队成员相处得很好。所以,在原来的任务已经超载的情况下,他们能够与我一道,众志成城,打好漂亮的一仗。我们不仅达到了预定的目标,也让“中国工程师懒”的偏见站不住脚。是这些年轻的工程师,给我和所有人上了活生生的一课。在中芯国际因为没有来往我都记不得名字了。但这两个年轻人的名字,却留在了我的记忆里(陆春离开中芯国际以后我们还见过)。

三个月后,Simon不再当一厂厂长了,我这个部门经理也和他一起撤回了TD……

回过头看,当年从波特兰TD跟Simon回来做TD的团队成员,已经百分之百地离开了中芯。中国“芯”的宏伟大业,只能从本土人才中产生并传承了。那些高举着爱国主义大旗的勇士和弯道超车的学者,我给你们的忠告是,好好培养你们的孩子,打好数理化的基础,把他们引导到实业救国的阳光道,不要去走华尔街的独木桥。

最后跟大家分享一件和工作无关的小事,或许可以解释我对教育为什么这么执着。有一个复旦毕业的硕士(好像是姓黄)和我同时进的一厂,做制程工程师。开会时他基本上不发言,只是听我讲讲话,问问问题,我也没有和他单独沟通过。我离开后,突然有一天,他跑到我办公室来,告诉我他结婚了,给我送喜糖,并谢谢我做老板的时候给他的教诲。我当时没有太在意,只是对他专门来给我送喜糖这件事,觉得挺温暖的。没想到,过了一阵子,他又来到我的办公室,这一次是和我道别来的。他激动地对我说,“我要去新加坡特许半导体了。谢谢你,有你做我的第一个老板真是荣幸,我从你那里学到了许多东西。”这一回我真的是受宠若惊。他让我第一次意识到,言传身教的作用有这样巨大!别小看这个小小的事例,它让我如今面对各种家长时,能够直言相告,荣辱不惊。

写到这里,虽然我没有给出什么明确的结论,但有心人应该可以看出,大规模生产,尤其是集成电路产业,不是喊喊口号、花多一点钱就能成就的。没有学习的习惯,合作的精神,不要说抓住机会,而是连机会也不能识别,也就谈不上有什么弯道超车的机会。再者,无论领导决策多么英明正确,没有不折不扣和精益求精的执行力,最终的结局一定是拥抱失败。

如果一个人不学习成长,伟大的事业只会成就他自己人生的失意与失败。中国芯的产生与超越,需要的不是堂吉诃德,需要的是中国教育的振兴。目前这种填鸭式,以老师或知识为权威的教育目的与方针,已经到了寿终正寝的关头了。如果中国教育能从中兴公司受制裁这一事开始,重回正道,锐意创新,那么无论是什么规模的贸易战,中国都不会输的。

之所以会输,是因为我们输在了教育!


延伸阅读:中芯国际深度解析


电子行业是一个高度全球化的产业,但是目前的情况是:先进的技术被“芯片霸主”美国所垄断,他们利用发展中国家廉价的劳动力生产芯片,然后装在手机、电脑中,分销至世界各地。这样,国家安全首当其冲无法保证。其次,中国作为全球市场上的芯片消费第一大国,在中国收入前10的芯片供应商均为外企,巨大的的市场却难以留住巨大的利润。因此,要打破他国垄断,摆脱芯片只能中国制造而不能中国创造,逐步占领国际主导权是重中之重。所以中国继钢铁、船舶制造、太阳能面板之后,又一次打算采用巨额投资击晕对手,在之前那几场没有硝烟的战争中,中国均取得了胜利,相信芯片战争,我也相信中国最终会胜出,所以今天和大家分享一下,在这个时点,中国最具实力的芯片公司—中芯国际。

行业格局

首先是从芯片制造行业的格局来梳理一下,现在纯代工厂市占率,台积电是58.3%,是绝对的龙头。第二个是格罗方德10.9%。第三名是联电,市占率率9.3%,第四名是中芯国际,市占率只有5.7%。这个行业绕不过的是绝对龙头——台积电,其市场占有率达到58%,属于非常强势的地位,现在这个行业属于一个绝对寡头垄断的市场。TOP4玩家市占率84%,基本上没有其他小公司的事情了。

首先需要了解台积电,它是1987年成立的。它的纯代工模式开始是并不被看好的,逻辑比较简单,是一家只做IC设计的公司会担心,如果把自己的设计交给代工厂后会有机密泄露的问题。比如高通和联发科,或者高通和其他IC设计公司两家在同时竞争一款产品的供应商,如果是同时交给台积电代工,台积电会同时收到两家的核心设计,联电在这个模式上没有探索的特别好,自己又做代工,又有自己的IC设计部门,后面分出联发科。

不过经过后来的演进,台积电通过和客户的沟通,最终确定了不出售芯片,纯粹做代工的商业模式。另外它可以专门为不同的客户设立不同的生产线,严格保密客户隐私,这个基本上开始打消了IC设计厂商的顾虑。这种模式慢慢被这些IC设计公司所接受。这背后其实有两个原因,第一是台积电在代工技术上在当时业内确实比较领先。第二是IC设计厂商在资金和固定资产上还是比较弱小,他们也没有能力做大规模的固定资产投资,所以台积电的出现主要解决了保密问题,这种模式是很受市场欢迎的。

从台积电的角度来说,它的出现大大加快了整个芯片产业的发展速度,帮助那些没有资金建立制造自己的制造工厂的公司提供了一个快速发展的机会。同时使更多优秀的设计能够面向市场,这个直接导致更多的应用场景被开发。

下面简单介绍一下台积电的核心战略,它的核心战略非常清晰,从它过往的发展经历可以看到,台积电通过采用最先进的制程,大规模研发投入和资本开支,在制程上做到绝对领先。以超高的绝对制程含量,领先对手至少一代的时间。严格来讲,台积电比中芯国际领先三代左右的时间。台积电通过保持对对手绝对的技术压制,取得超额毛利和顶级客户,比如苹果一直是台积电的客户。

其实从台积电的营收和净利润情况也能够看出来,他们在这个战略上的贯彻是非常坚决的,可以清晰的看到,2012年到2015年整个公司都保持快速的增长,四年的复合增速达到了25.2%。台积电的业绩在2011年出现了下滑,大概下滑了14%。这个要解释一下,当年2011年发生了比较多的事情。总体来说,美国的终端市场需求走弱,日本的需求走弱,这两个方面同时发生,导致了当年整个芯片市场的疲弱。当年日本三月份发生了大地震,影响一部分需求。当时台积电的生产线刚刚开工,低迷的需求拖累了产品的平均销售价格

台积电在2011年整体比较困难,但相比其他公司其实还算比较好的。中芯国际那年其实亏损比较严重,台积电仅仅是税前利润下滑了14%而已。总体来说,2011年芯片整个市场的增长率只有5%,当年台积电预测是7%,但实际的增速比台积电预测的更差,整体来说是年份不好,但是其实2011年台积电年报发布之后,股价并没有下跌。当时市场看到台积电新一代制程的研制成功,以及新生产线的投产,为2012年带来一个好的预期。

后面台积电的整体营收情况也验证了市场的认知。2012年,台积电的税前利润同比增长26%,也是一个比较好的年份。另外刚才我们讲到台积电在2012年-2015年的税前利润同比增长25%,2016年同比增速下滑到了10%。如果细分原因,也有两个。第一是智能手机的增速开始明显放缓,第二是除开智能手机,其他的整体需求还没有跟上,包括互联网、其他一些芯片和智能芯片。人工智能芯片可能是今年才开始放量,新的应用场景还没有开始大规模释放。所以从需求的两个原因来说,一个是智能手机过去推动台积电成长的最主要因素,另外一个是新的应用场景还没有开始开发。所以2016年增速有比较大的下滑,还有一个细节是台积电的16纳米的制程,大部分是苹果贡献的收入。

主要还是A9和A10,台积电大概在2015年的年中左右,股价有一个明显的约20%的下跌和回调,其实当时是对台积电冲击比较大的事情。苹果把A9的订单一部分分给了三星,因为当年三星的14纳米的分散技术其实从各种性能来说,从基本指标上是优于台积电的。所以市场担心在台积电在顶尖制程上被三星超过,同时也会丧失像苹果一样顶尖客户的一些订单。

市场担心台积电的竞争优势由此被削弱。所以短期,大概是三个月左右时间内股价下滑的比较多,这个也比较正常。因为核心竞争优势如果被突破,将是公司非常大的一个转折点。但后来因为三星在A9生产时性能其实不佳。因为在整个芯片代工领域并不是简简单单的制程突破了某个纳米,你就一定能做的多好。其实这里还包括一些功耗,还有整个订单生产起来的稳定性。后面实测,用台积电的功耗面积更大,但在发热上其实比三星更小,

所以综合考虑,苹果在A10时还是把全部订单都转移给了台积电,基本可以看出来2015年那会台积电的股价方面表现是最弱的,后面就一路上扬。2016年虽然苹果iphone7的销量有所下滑,但是考虑到苹果巨大的毛利,包括iphone6s系列的稳定收入,其实均摊到台积电上面的营收也是非常可观的。

接下来讲一下台积电整体各个制程的一个营收占比。从公开数据来看,2016年台积电很好地诠释了摩尔定律下的制程计划。2014年,16纳米的制程营收只占有9%,到2015年提升到了21%,到2016年提升到了29%,同时在28纳米和40纳米的情况下可以满足绝大部分的需求,2016年台积电28纳米就已经非常稳定成熟了,处于一个非常好的产能前进点,包括价格良率和成熟度,28纳米可以维持高毛利的情况下,持续贡献营收和利润。

技术演进

不过台积电的28纳米技术也是经过了一年之后开始有五年缓慢的良率爬坡,它的投产时间比预期的更久。中芯国际28纳米一直到现在也没有完成突破。主要原因不仅仅是技术研发实力不行。其实台积电在28纳米的时候也是拖了比较长时间,在2011年开始的产线投产,那年情况不好,后来完成良率爬坡,在28纳米时也有一个技术难度。中芯国际的28纳米从过去到现在一直处于不好的状态,原因也很简单。

首先是技术上,中芯国际确实有些落后。另外中芯国际通过五年的能力爬坡,包括工艺的改善,整体非常成熟,这就给中芯国际的28纳米带来一个非常大的压制,就是当你的技术不如别人,而且成本和产能也不如别人的时候,会丧失绝大部分的客户。没有客户会选择在不稳定的情况下,选择中芯国际的28纳米制程。

最后是顶尖制程即最先进制程:十纳米方面,今年四月份正式量产了A11,产能现在大概在6万-7万片,制程良率接近80%,大概在70%多,依然是目前技术最领先的公司。所以说从这个角度来看,台积电确实像之前的核心战略一样,通过大规模的研发投入和资本开支新建产线,总体来说对竞争对手是现在至少一代的技术领先优势。其他公司也有10纳米的制程,但在稳定性、功耗、综合性能上和台积电还是有一定差距的。

因此台积电从2014年一直到今年,其毛利率一直维持50%左右。净利润率一直维持在35%左右,一般在33%-37%间的小区间晃动。整体来说这是一家非常优异的制造业公司。

最后简单聊一下台积电的核心竞争优势,也就是公司的一个护城河。第一个首先是它的技术优势,加上公司的规模巨大。其实在这个行业有两个特点,第一个是技术指数级的迭代,这个其实是摩尔定律的指引。第二个就是资本开支巨大,要求玩家既有技术进步又能保证极高的良率。其实这对工艺和技术要求极高,小公司和新进入者基本上没有挑战资格的。第二个和优异的管理和不偏移的研发战略相关。

今年五月份,我看到一个新闻提到台积电的CEO在一个论坛上说台积电已经把大数据和机器学习应用到了制程管理。之前平均生产芯片大概需要两天时间,现在缩短到了平均1.1-1.2天,大幅缩短了生产周期。最先进的手机芯片平均大概是有80层左右,生产周期从之前的半年缩短到现在的三个月。其实如果是下游终端客户对产品周期要求越来越高,需要在最短时间内生产更多产品时,半年不到,产品就可能面临技术淘汰,所以压缩的生产周期更能匹配下游的客户需求,这是台积电最核心的护城河,短期还看不到有被攻破的可能。之后像三星和英特尔在顶尖制程上,对台积电都是有持续挑战的,但目前看彻底超越台积电的可能性比较小。

最后一个是品牌和质量的一个绝对领先——最先进+最可靠。以苹果为例,之前A9出现了问题,直接导致了彻底放弃三星。其实客户对芯片的质量和性能要求实际上是非常苛刻的。因为你的产品出现大规模的问题会对下游终端客户的品牌,包括产品、营收等各方面造成非常大的影响。所以最先进和最可靠成为台积电目前最大的杀手锏,也是台积电第二名对第一名有压倒性市场份额的根本原因。

由于时间问题,我用一句话概括一下联电和格罗方德的情况。其实联电实际是中芯国际在未来两年内或到2019年年初的一个最主要的竞争对手。实际上中芯国际把自己从第四名提升到第三名是它短期最主要的目标。格罗方德虽然在市占率上比台积电有一个比较大的落后。落后半代到一代时间,但在技术上还是非常领先的,可能明年也会量产10纳米。

核心竞争力

接下来我先从三个点概括一下中芯国际的大逻辑。第一个是28纳米的高端产能良率突破。在CEO梁孟松到来之后会被迅速突爆掉,预计在六个月之内完成,14纳米也是大概率能够完成的,预计2019年释放产能。10纳米之下需要时间,这是对中芯国际比较大的难度。二是大陆芯片产业链的协同性越来越好,中芯国际处于巨大的机遇时刻。看中芯国际之前发展受制的原因有很多,其中包括国内的IC设计厂商持续落后和弱势。没有先进的设计与中芯国际的代工形成技术协同,导致国内芯片一直处于尾随者,而不是跟随者。目前,类似于海思,包括nor领域的双新逐步有了一定的竞争力,包括长电科技做封测的公司内部管理问题也得到了逐步改善。另外封测行业的技术水平与世界先进水平也是最接近的。目前它的短板还是在材料和设备上,不过总体而言,对于中芯国际本身来说,海思等的快速崛起是一个非常重要的推手。三是在市场竞争方面,中芯国际背靠大陆,之后有巨大的资金和投入,像中芯国际这样的芯片巨头应该是比较清晰看得见的国家战略。而且大陆庞大的需求完全能够支撑中芯国际在2021年、2022年左右成为行业老二,抢占联电和格罗方德的市场份额,这只是说需求能够支撑,但具体能不能做到还是要看公司的技术研发包括整体的技术迭代情况。


接下来从上面三个角度阐述一下中芯国际,首先是技术突破。CEO梁孟松本身实际是业内比较顶尖的技术专家。台积电的纳米制程和三星的纳米制程其实都是梁孟松帮助完成的,这些来源于公开资料,因此对于28纳米的高端产能在技术上,对中芯国际来说目前为止是没有壁垒的。14纳米对中芯国际也不成问题,这其实就是一个顶尖知识分子的能量。另外是10纳米以下,短期对中芯国际还是有压力的,其实顶尖制程还是看台积电和三星。

我认为这部分市场至少在五年之内不太会成为中芯国际的重点竞争领域,因为这部分代工的格局本身也不会左右SMC短期的成长因素。

第二个是大陆的需求制程SMSA的成长,国内的IC设计公司快速崛起。我有一个简单的数据:从2017到2021年,简单的预测全球的IC消费量复合增速是3.7%,中国的复合增速是5%,大陆的IC消费量占全球的比例稳步维持在45%左右。大量的消费电子产品在大陆的生产,包括笔记本、智能手机、平板等,有非常多的应用和产品。中国其实已经是第一大电子产品制造国,但真正属于中国IC产商提供的产品非常少。2017年-2019年,国内的IC需求和IC设计公司提供的产品间隙差额在680亿、760亿和860亿美金。

或者,虽然我们是最大的消费国,但我们自己的设计产品大概只占25%,有4000亿人民币左右的市场份额实际上是被海外公司攫取的。我们预测在国内IC设计公司在2017年大概能占领全球市场份额的23%,到2021年能达到38%,主要得益于像海思的努力。总体来说,国内IC设计的崛起已经成为确定的优势,包括之前华为的970,海思的970芯片,实际上也是超预期的表现。SMIC+背靠大陆+国家意志,包括IC设计产商的推手,我认为中芯国际很可能会近水楼台,抢占联电的市场份额。

同时包括5G、互联网、自动驾驶等众多的场景,尤其是人工智能。我们现在可以看到,美国和中国在人工智能领域是比较领先的两个国家,在这种新的应用场景之下,给中芯国际提供了比较好的扩充市场占有率的机会。其实28纳米包括14纳米的工艺可以满足绝大部分的需求,除了最顶尖的产品需要最顶尖的工艺之外,其他绝大部分的产品都是在14纳米就可以完全覆盖掉,这降低了技术实力对业务扩张的压制。另外良率和稳定性特别重要,不能为了追求制程先进,放弃良率和稳定性。

接下来介绍一下中芯国际的财务情况,它在2012年开始扭亏,之前讲了2011年是一个比较神奇的年份,台积电2011年业绩下滑了4%。对于中芯国际,当时的技术本来停留在65纳米的落后程度,落后台积电整整三个时代。亏损其实在所难免的,2011年中芯国际的整体税前利润亏了很多,这其实是中芯国际比较难受的一个年份。之后从2012年,总体趋势看,2014年有一个比较大的下滑,下滑了23%,整体是比较稳定的。

2014年的下滑,一部分是因为自己的产能问题,另外是因为2013年的同比增长的太大了。2013年比2012年同比增长了十二倍,基数太高对2014年的业绩有一定的压力,不过到2015年就有一个比较好的好转。2015年中芯国际创了营收和利润的新高。

其实包括现在,中芯国际的营收是一直创新高的,但从毛利来说,中芯国际今年的毛利率是成压的,主要因为28纳米的高端产能问题带来持续的拖累,即较低的产能利用率造成了毛利率的下滑。预期在梁孟松到来之后,这部分可以在六个月之内——比较短的时间内有效突破。CEO梁孟松到来之前,公司内部对技术工艺的路径有比较大的分歧,当时有台湾、大陆、韩国三股势力,无法形成有效战斗力,预计今年毛利率能维持在28%左右,略低于去年。

营收组成方面,2017年各制程在中芯国际中的占比与2016年相比不会有特别大的变化。但预计28纳米所占的营收份额可能会有提升,主要是下半年公司在28纳米制程的供应商上突破会比较快。总体来看,今年28纳米占营收的比重有望突破5%,预计明年会有较大幅度提升,我这里简单给了一个10%的营收占比。最后考虑一下营收和业绩预测,考虑到国内需求的增速和中芯国际在大陆的市场地位,只要有技术突破,肯定是不愁市场需求和下游客户的。之后结合公司指引,预计明年营收将同比增长15%-20%,有望达到40亿美金。毛利率提升到百分之三十以上。净利润有望突破30亿人民币。对于估值,我认为这是投资人分歧比较大的地方,有些人就认为中芯国际无论怎么样不应该超过联电的市值。但我觉得中芯国际目前处于比较好的历史节点,包括对以后产业变化的跟踪和思考,2018年看到30倍的PE实际上并不夸张,

这种顶尖技术类的制造业,如果技术突破后,还是有估值弹性的,因为它不是一家非常成熟稳定的公司,但这个时间点上,中芯国际对标台积电2200亿美金的市值肯定是不合适的。但如果它在2019年的市占率能达到8%,营收能达到320亿元人民币,净利润突破40亿人民币时,我觉得市值突破1500亿港币是非常现实的。

这里概括一下中芯国际的整体逻辑。第一个是技术突破。第二个是大陆整体产业链系统性的提高,包括像海思和其他设计公司的崛起,对中芯国际来说是非常大的推手。第三个是国家战略即国家意志,这个是老生常谈了,国家一定会扶持一家芯片的独角兽。现在来看,中芯国际从规模、排名等各方面都是最有望成为独角兽的公司。从公司管理角度来说,台积电的管理层都比较专业,也非常有风度,我对中芯国际的管理层比较看好。

关于市值的一个简单判断,是明年中芯国际的净利润可能会超过30亿人币。2019年超过35亿,达到40亿人民币,约1500亿港币。

最后额外讲一下对芯片行业的一些其他思考。主要有两个方面,一是人才问题。实际上我也没有预料到当时梁孟松加盟中芯国际后,它的股价开始大涨,这让我觉得有些尴尬。当时作为一个有四百多亿港币市值的公司,因为一个领军人才的加盟,突然出现暴涨。这实际能反应出来的是我们大陆在芯片领域是缺乏顶尖人才的。我在想如果我们买了中芯国际的股票,作为它的投资人,应该不想看到哪天梁孟松从中芯国际离职。

这表明大陆在人才体系包括储备实力上还是完全无法直视的。当年梁孟松离职台积电实际上是因为罗威人空降成为梁的领导,让他不爽或者不受重视才离开的。但是从这个角度来说,我没有看到台积电的内耗,看到的是台湾人才,尤其在芯片领域人才优势的雄厚,这个太厉害了。这其实不仅是对中芯国际,也是对整个中国芯片产业的隐忧。从这个角度,我觉得之后芯片领域科研和研发工作者薪水是要看涨的。

第二个是研发投入和资本开支的问题,前不久10月10号台积电有个新闻说投资200亿美金建了一个3纳米的生产线,就是为了留住苹果。至于具体金额和具体进度情况,不太清楚。但可以看到资金投入是非常巨大的,有200亿美金。中芯国际有举国体制的支持,我想钱的问题不是特别大,更大的问题反而是在这个时间点上,中芯国际和台积电的资本开支投入和研发投入的绝对值差距越来越大,即使增速很快。

而且3纳米有可能是一个完全新的技术工艺了。Finfat目前业内能看到7纳米,3纳米到底是怎么样,我自己也没有定论,不是特别了解这块。这其实对中芯国际压力非常大,自己的7纳米还遥不可及的时候,别人已经在做3纳米的生产线。所以在中芯国际技术达到一定程度之前是有天花板的,具体天花板在哪里,我也不是很清楚,因为它和台积电的市值差距太大了,这要随着中芯国际自己的进化和台积电的进化,动态跟踪这个产业。

总体来说,我觉得中芯国际未来的前景是比较良好的,可以乐观一点。然后多从积极的角度考虑他们公司的发展。另外有一些风险,包括人才问题、投入问题、技术攻克,这也是动态跟踪公司的一个比较重要的点,尤其是中芯国际内部除了梁孟松本人作为领军人才外,高级工程师、中级工程师,这个团队到底有多少人,这些人分别什么水平是我们需要重点考察的领域,总体来说,我觉得中芯国际是比较好的,虽然可能会有些波折,但从投资角度来说,是一个比较好的标的。


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