半导体价值链的变化及商业模式创新

 半导体产业是用来观察产业结构变化和产业价值链演进的重要领先指标，一方面是因为半导体产业是信息产业和家电产业等产业供应链的源头，影响许多相关的产业，另外一方面是因为半导体产业快速变化，从中可以观察到其他产业尚未发生或即将发生的现象，为其他产业提供借鉴。

半导体价值链的变化与利益重分配

随着经济发展和人口增加所带来的需求增加，原材料供应日益紧张，世界各国都在争夺能源和资源。原油、黄金价格不断攀升，其他原材料如铜、镍和稀土等价格在过去几年上涨了数倍。这些原材料资源的紧缩对半导体产业的发展和半导体价值链的变化有什么影响呢？为什么原材料价格不断上涨，可是我们身边的各种电子产品，如手机、计算机等，它们的价格没有上涨，反而功能还在不断提高？

事实上，消费电子品的价格是由市场供需关系决定的，而不是单纯取决于制造成本。制造企业不断推陈出新，使消费者能够用同样甚至更低的价格购买到功能更优秀的产品，刺激消费，带动相关产业的成长。为什么能够做到这些？因为富士康、海尔、联想等电子产品制造企业，在生产过程中不断改善制造工序和使用替代零部件以提高生产力，来吸纳原材料上涨成本。在这个过程中，"比较优势"(Comparative Advantage) 这一经济法起了很大的作用。因为半导体组件具有比较优势，也就是能用较低的单位成本来提供较高的效能和价值，所以应用半导体组件替代其他零件的范围越来越广。

以半导体在汽车电子行业的应用为例，以前的汽车需要使用大量的铜线和机械设备，而现在汽车的许多控制零件已经由整合几个集成电路芯片的系统取代了过去大量使用铜线等贵金属所构成的机械结构装置。虽然集成电路的微缩对庞大的车体而言看起来是无关紧要的改进，但半导体在技术不断进步和尺寸微缩过程中，能够同时提供更低的成本和更高的性能，以满足消费者越来越高的要求。随着半导体零组件应用日益普及，汽车制造的核心能力也逐渐从引擎移转到汽车智能控制和芯片了。（国内用市场换汽车制造技术的思维，所引进的技术是否落后于产业结构变化的节奏，是另一个值得深思的问题。）

在上世纪80年代，PC业有一个很重要的标准ATX，它主要决定计算机各种模块的接口和各个I/O插槽的标准。制定了这样的标准，可以让计算机的制造和组装的弹性变大。有了统一的标准接口，所有人都可以生产其中的模块，如果有供货商不合格，可以很容易地把它替代掉。然而，这样的标准接口也增加了竞争的强度，因为更多的人可以做同样的事情，很多新进者想要用更低的成本或更好的质量来取代已有的供货商，因此带来PC产业价值链的改造。

有趣的是，这个计算机相关的产业标准，并不是由IBM推动制定的，反而是英特尔提出了ATX结构标准，设计主板上的CPU、RAM、长短卡的接口，将其中CPU、外接槽、RAM、电源插头的位置固定，并配合ATX机箱和ATX电源以解决散热问题。英特尔甚至在1995年1月根据所提出的ATX标准正式推出ATX主板，以加速带动整个PC产业的改变。生产CPU的英特尔为什么会去关心整个计算机的标准？因为计算机标准的改变就会引发计算机产业价值链的重组。整个价值链就像一个大蛋糕一样，别人分得少则英特尔就分得多，换言之，英特尔的战略思考不只是考虑它自己的CPU制造业务，而是思考整个半导体的价值链重分配，透过让其他模块的激烈竞争杀价，而让自己得以享受更大的利润空间。

比较优势带来产业演进

尽管国际石油、黄金、铜、镍等基本工业原料价格趋势不断振荡上涨，半导体组件的单位功能价格却仍然能够不断地下降，同时更小的应用体积不仅减少了能源消耗，也降低了支持性的成本例如运输与储存等，这样的趋势造就了半导体组件的比较优势不断增强，因此对潜在系统的替代性也不断提高。

随着消费性电子产品时代的到来，半导体产业也随之发展。譬如，能够将越来越多的功能集成在一起，由原来功能分散的不同芯片集成为一个大芯片，即系统单芯片 (System on a Chip)。但是，因为系统单芯片更复杂，这给生产商带来了很大的挑战，进而也催生了许多新的企业和新的商业模式，由此带来经济学上的比较优势。
半导体产业是如何去驱动它的成本结构，带来经济上的比较优势呢？

举例来说，假设我要开一个补习班，办班最重要的资源是讲师，为提高讲师的利用率，我可以把学生的座位间隔缩小来增加每班的人数，可以租用更大的教室来加大规模，可以想办法让升学率提高。同理，半导体产业过去50年用制程技术的进步来缩小线宽，用增加晶圆尺寸产生规模效益，制造管理技术的进步带来了良品率和生产力的提升，供应链的整合带来产业价值链的提升，所有这些努力带来了半导体成本的持续下降。

2000年以前，半导体产业的平均单位成本下降了29%，2000年之后随着改善制程技术的难度越来越大，单位成本降幅减缓。到了纳米时代，制程技术和研发越来越复杂，这样一个由成本驱动的经济改善能否持续？如果不能够持续的话，对整个半导体产业，甚至整个信息产业会有什么样的影响？

早期在技术更新快的时期，每隔一年单位面积上的晶体管数目可以加倍，随着技术的进步，后来变成两年。进入纳米制程后，也就是所谓的"后摩尔时代"则可能变成三年甚至更长周期，才能够再进入下一世代。同时，晶圆尺寸也不断增加，从过去直径6寸、8寸、到12寸，现在英特尔、三星、台积电等主要芯片生产厂商已经在制定18寸（直径45cm）的制造计划了！建一座12英寸晶圆生产厂的投资要30亿美元，建一座18英寸晶圆生产厂的投资可能要高达50亿美元！这是一笔巨大的投资！

那么，线宽能不能再继续缩小？目前最先进的制程技术已经精确到40纳米，能不能再做得更细？层数可不可以从现在三十几层 (layer) 的集成电路再增加更多层？攻克所有这些技术难关需要投资更高级的设备，需要更多的研发投入，但这样的投资金额大，风险也大，如果没有公司能够或愿意再投资，则对整个半导体产业和其它相关产业将会产生巨大的影响，这是一个值得关注的议题。