新聞資訊（注：目前在美國上市的中國半導體行業公司已經不少，包括展訊通信、銳迪科、美新半導體等，本文是對中國半導體行業的一篇知識普及性文章，內容主要源自興業證券的一份行業研究報告）
通俗的講半導體就是導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體技術是國際競爭的焦點和衡量一個國家或地區現代化程度以及綜合國力的重要標志，半導體產業處于整個電子產業鏈的核心位置，一大批上市公司參與半導體產業價值鏈的形成。
那么這些企業分布在半導體產業鏈的那個位置，各自扮演怎樣角色以及各自的核心競爭力？以下報告將從半導體產業在電子行業位置、半導體產業的兩種商業模式、兩種商業模式的之間的競爭與合作、兩種商業模式的進入壁壘及風險與收益關系、各子行業的核心驅動因素等方面，對其做一解讀，以增進投資者了解。
一、半導體產業在電子行業位置
半導體產業是電子元器件行業重要分支，按照產品功能的不同，電子元器件可以分為被動元器件、集成電路（IC）、分立器件、印刷電路板（PCB）、顯示器件（TFT-LCD、PDP）、其他元器件等子行業，集成電路（IC）是半導體技術的核心。
二、半導體產業存在兩種商業模式
全球半導體產業有兩種商業模式，一種是IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，另一種是垂直分工模式。1987 年臺灣積體電路公司（TSMC）成立以前，只有IDM 一種模式，此后，半導體產業的專業化分工成為一種趨勢。出現垂直分工模式的根本原因是半導體制造業的規模經濟性?，F今IDM 廠商仍然占據主要地位，主要是因為IDM 企業具有資源的內部整合優勢、技術優勢以及較高的利潤率。
出現垂直分工模式的主要原因有兩個：
首先，半導體制造業具有規模經濟性特征，適合大規模生產。隨著制造工藝的進步和晶圓尺寸的增大，單位面積上能夠容納的IC 數量劇增，成品率顯著提高。企業擴大生產規模會降低單位產品的成本，提高企業競爭力。
其次半導體產業所需的投資十分巨大，沉沒成本高。一般而言，一條8 英寸生產線需要8 億美元投資，一條12 英寸生產線需要12～15 億美元的投資，而且每年的運行保養、設備更新與新技術開發等成本占總投資的20%。這意味著除了少數實力強大的IDM廠商有能力擴張外，其他的廠商根本無力擴張。
正是在這樣的背景下，臺灣半導體教父張忠謀離開 TI（德州儀器），在臺灣創立了TSMC，標志著半導體產業垂直分工模式的形成。TSMC 只做晶圓代工（Foundry），不做設計。Foundry 的出現降低了IC 設計業的進入門檻，眾多的中小型IC 設計廠商紛紛成立，絕大部分是無生產線的IC 設計公司（Fabless）。Fabless 與Foundry 的快速發展，促成垂直分工模式的繁榮。
1.IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）
目前，全球主要的商業模式還是IDM。美國、日本和歐洲半導體產業主要采用這一模式，典型的IDM 廠商有Intel、三星、TI（德州儀器）、東芝、ST（意法半導體）等。IDM 廠商的經營范圍涵蓋了IC 設計、IC 制造、封裝測試等各環節，甚至延伸至下游電子終端。
IDM 模式之所以領先，主要原因在于具備如下優勢：
首先，IDM 企業具有資源的內部整合優勢。在IDM 企業內部，從IC 設計到完成IC制造所需的時間較短，主要的原因是不需要進行硅驗證（SiliconProven），不存在工藝流程對接問題，所以新產品從開發到面市的時間較短。而在垂直分工模式中，由于Fabless 在開發新產品時，難以及時與Foundry 的工藝流程對接，造成一個芯片從設計公司到代工企業的流片（晶圓光刻的工藝過程）完成往往需要6－9 個月，延緩了產品的上市時間。
其次，IDM 企業的利潤率比較高。根據“微笑曲線”原理，最前端的產品設計、開發與最末端的品牌、營銷具有最高的利潤率，中間的制造、封裝測試環節利潤率較低。根據花旗銀行2006 年的市場調查，在美國上市的IDM企業平均毛利率是44%，凈利率是9.3%，遠遠高于Foundry 的15%和0.3%以及封裝測試企業的22.6%和1.9%。
最后，IDM 企業具有技術優勢。大多數IDM 都有自己的IP（Intellectual Property，知識產權）開發部門，經過長期的研發與積累，企業技術儲備比較充足，技術開發能力很強，具有技術領先優勢。
但一個成功的IDM 企業所需的投入非常大。一方面，IDM 企業有自己的制造工廠，需要大量的建設成本。另一方面，由于IC 制程研發成本越來越高，IC 設計成本大幅增加。IC Insights 數據顯示，R&D 費用占銷售收入比重不斷增加?？傮w上，IDM 的資本支出與Foundry 相當，卻遠高于Fabless；IDM 的研發投入占銷售收入比重比Fabless 低，卻要遠高于Foundry。所以，一個成功的IDM 所需投入最大。
IDM 的另一大局限就是對市場的反應不夠迅速。由于IDM 企業的“質量”較大，所以“慣性”也大，因此對市場的反應速度會比較慢?？偟膩砜?，由于具備資源內部整合、高利潤率以及技術領先等優勢，IDM 廠商仍然處于市場的主導地位，但IDM 廠商所需的投入最大，對市場的反應也不夠迅速，所以要成為一個成功的IDM 廠商并不容易。
2.垂直分工商業模式分析
垂直分工商業模式源于產業的專業化分工，隨著分工的逐漸深入，形成了專業的IP（知識產權）核、無生產線的IC 設計（Fabless）、晶圓代工（Foundry）以及封裝測試（Package & Testing）廠商。垂直分工模式中，直接面對客戶需求的只有Fabless 廠商。Fabless 為市場需求服務，IP 核、Foundry 以及封測企業為Fabless 服務。
IP（知識產權）供應商處于最上游，是一個快速發展的子行業。目前IC 設計已經步入SoC（系統級芯片）時代，一款SoC 設計的芯片內可能包含CPU、DSP、Memory、各類I/O 接口等多個內部單元，這些內部單元在設計時都是以IP 的形式集成在一起。由于大多數Fabless 沒有足夠的精力和時間單獨開發IP，必須借助于IP 供應商的IP來加快產品設計和縮短面市時間，所以最近幾年IP 供應商成長很快。
目前國際 IP 市場的通用商業模式是基本授權費（License Fee）和版稅（Royalty）的結合。設計公司首先通過支付一筆不菲的IP 技術授權費來獲得在設計中集成該IP并在芯片設計完成后銷售含有該IP 的芯片的權利，而一旦芯片設計完成并銷售后，設計公司還需根據芯片銷售平均價格（ASP）按一定比例（通常在1％~3%之間）支付版稅。通常IP 廠商用收取的授權費來支付IP開發成本、運作成本和人員成本，而收取的版稅就是公司的贏利。
由于設計成本變得日益高昂，很多中小型設計公司面臨的風險越來越大。IP 廠商進行了商業模式的變革，將由一些設計用仿真模型組成的設計套件部分（DesignKit）授權給設計公司，將GDSII部分（硬核）授權給Foundry廠商，以減輕設計公司的授權成本。有些IP 廠商免費提供部分設計套件，設計公司前期不用花一分錢就可以完成前端設計仿真甚至后端布局布線工作，直到設計接近完成時再考慮是否需要取得商業授權來完成設計并量產，以降低設計公司的風險。
對 IP 廠商而言，其IP 核必須通過設計公司SoC 驗證平臺的測試以及Foundry 的硅驗證（Silicon Proven），否則就無法進入市場。
雖然IP 供應商的成長很快，但市場上成功的IP 供應商并不多，只有少數公司的銷售收入超過1000 萬美元，而且IP 市場的規模也較小。
主要原因有三個：
第一，真正擁有出色或獨特IP 的小型IP 廠商往往被收購，不是被想利用其IP 促進系統銷售（或者為了防止該技術落入競爭對手手中）的系統廠商收購，就是被希望擴大規模的IP 公司收購，如MIPS 收購Chipidea、ARM收購Artisan；
第二，IP 供應商的營業收入僅占IP 所產生的真實價值的一小部分，相當大的一部分IP 收入流向了擁有內部IP 部門的半導體公司，他們才是真正掌握核心技術的巨頭，如Intel、Qualcomm（高通）、TI（德州儀器）等；
第三，大部分專業IP 廠商只能掌握中低端的IP，多數IP 因為數量巨大而很難賣出高價。IC 設計公司（Fabless）除了進行IC 設計還要負責IC 產品的銷售。Fabless 沒有自己的加工廠和封測廠，IC 產品的生產只能依靠專門的代工廠（Foundry）和封裝測試廠商。另外，某些Fabless 具有強大的研發實力，擁有頂尖的IP 核產品，IP 授權費和版稅成為其重要的收入來源，如Qualcomm。Foundry 只專注于 IC 制造環節，不涉足設計和封測，不推出自己的產品，只為Fabless 和 IDM （委外訂單）提供代工服務，并收取一定比例的代工費。封裝測試企業只專注于封測環節，為Fabless 或者IDM 提供封測服務，并收取一定比例的加工費。
3.垂直分工商業模式內部的合作與競爭
IP 供應商與Foundry 的關系日益緊密。IP 供應商與Foundry 之間形成了一種合作共贏的關系，雙方的合作能夠提升各自的競爭力，未來的合作會更緊密，聯系會更密切。
Foundry 與Fabless 除了合作還會相互制衡。如果Fabless 想要自建生產線來生產自己的芯片，那會遭到Foundry 的抵制。而如果Foundry 自己去做IC 設計，那么Fabless 就會心存疑惑——究竟自己的模型設計（Pattern Design）會不會被Foundry盜取使用，使得Foundry 的吸引力降低，在產業低潮的時候就會被Fabless 拋棄。
總之，在垂直分工模式內部，IP 供應商、Fabless 與Foundry 之間雖然存在一些競爭，但以合作為主，未來的關系會更加密切。
三、兩種商業模式之間的競爭與合作
Fabless 與IDM 之間的競爭激烈。Fabless與IDM 廠商都要直接面對客戶，處于同一個競爭層面，二者之間存在激烈的競爭。相對而言，IDM 的品牌優勢更為明顯，有些IDM擁有強大的電子終端品牌，如三星、松下、索尼等，眾多Fabless 廠商只能通過捕捉市場熱點并迅速推出產品制勝，也有少數技術實力強大的Fabless 可以立足研發，推出自己的差異化產品，成為細分子行業的龍頭。
Foundry 與IDM 之間的合作會更緊密。由于IC制造前期投入資金量較大，固定成本較高，如果一條生產線建立后不能進行大量生產則無法收回成本。2002 年以后，由于加工工藝和設備的成本直線上升，許多IDM 廠商無法通過投資生產線實現收益，而Foundry 可以通過為多家客戶代工同類型產品而獲益，在這種情況下，許多IDM廠商將制造環節外包給Foundry廠商。兩者的合作不但可以分擔研發先進工藝所需的費用及所面臨的風險，而且一旦一個新工藝投入量產，IDM 和Foundry 都能從中獲益。隨著技術進一步發展，建設IC 制造生產線的固定成本將更高，IDM 廠商將有更多的業務外包給Foundry，雙方的共同研發也會越來越深入，二者之間的合作將更加密切。
四、兩種商業模式的進入壁壘及風險與收益關系
半導體行業主要的進入壁壘包括資金壁壘與技術壁壘。顯然，IDM 的資金壁壘最高，Foundry 次之，封測再次之，Fabless 的資金壁壘較低，IP 核的資金壁壘最低。但IP核的技術要求最高，Fabless與IDM 次之，Foundry 再次之，封測的技術壁壘最低。從面臨的市場風險角度看，Fabless與IDM 都擁有自己的產品，直接面對客戶需求，因此所面臨的市場風險較大，Foundry與封測企業只負責代工或者加工，不直接面對終端用戶，所以面臨的市場風險較小。相對應的，Fabless 與IDM 的收益率較高，Foundry 與封測企業的收益率較低。
四、各子行業的核心驅動因素分析
1.IP
IP 核代表著半導體產業最尖端的技術，這些技術往往被少數企業掌握，形成技術壟斷。全球三大IP 核供應商ARM、MIPS 和Synopsys 占據一半以上的市場份額（僅指第三方IP 市場，不包括IDM、Fabless 以及Foundry 自有的IP）。而且，某個細分產品市場上往往只能容納一兩家中大型IP 供應商，如物理庫IP 市場就只有ARM，其他IP 供應商想擠進這個市場很難，除非掌握了更高級的技術，開發出全新的IP。所以，技術創新能力強的IP供應商成功的可能性更大。
2.Fabless
與IDM 相比，Fabless 的技術儲備與品牌影響力較弱，企業規模與資金更是遠遠不及（除了極少數最大的Fabless），但是Fabless 的優勢是“快”，能夠迅速對市場做出反應。所以，對Fabless 而言，其核心驅動因素就在于對市場的把握能力。能夠準確掌握市場需求，并快速實現產品上市的企業最有可能成功。亞洲最大的Fabless－－臺灣聯發科的成長經歷就證明了這一點。
1997 年聯發科成立，當時市場尚處在CD-ROM時代，主流產品是速度為4 倍速和8倍速的機型。聯發科抓住時機推出20 倍速機型，橫掃整個CD-ROM市場，確立了自己的市場地位。進入21 世紀，DVD 市場增長有放緩跡象，而手機市場高速增長。聯發科在2003 年底成立手機業務部門，并在2004 年推出自己的手機芯片。而當時市場上主流的芯片公司是高通（Qualcomm）、德州儀器（TI）、飛思卡爾（Freescale）和英飛凌（Infineon），聯發科的產品沒有優勢，于是聯發科推出了被業內稱為“TurnKey”的全面解決方案，應用聯發科方案的手機廠商只需要購買屏幕、攝像頭、外殼、鍵盤等簡單部件就可以出品手機。
2006 年，采用聯發科芯片的手機已經占中國內地銷售手機總量的40%。之后，聯發科又進軍液晶電視芯片市場，在2008 年前兩個季度的統計中，聯發科的液晶電視芯片的市場份額已經做到了全球第一?？梢?，準確把握市場需求并迅速開發出適合市場需求的產品是Fabless 的生存之道。Fabless 對技術開發能力的要求也比較高。要縮短產品的面市時間（time-to-market），Fabless 必須有完善的SoC 驗證平臺并具備較強的IP 融合能力，這就對Fabless 的技術開發與整合能力提出較高的要求，所以，模型設計（PatternDesign）與技術整合能力對Fabless而言也是十分重要的因素。
3.Foundry
Foundry 根據IC 設計廠商或者IDM 的訂單生產硅晶圓，只專注IC 制造環節，不管設計、封測以及產品銷售，所以單位成本是IC 制造業的核心驅動因素。IC 制造業具有規模經濟性，容易出現規模壟斷。全球第一大代工廠臺灣積體電路公司優勢明顯。
對 Foundry 而言，降低單位成本的主要路徑有：
首先是通過增加生產線、擴大產能。由于IC 制造業具有規模經濟性，產能的擴大能夠降低單位成本。在IC 制造業有一個潛規則，“只要舍得投資就可能成功”。如韓國在150mm（6 寸）晶圓廠過渡到200mm（8 寸）晶圓廠的世代交替中，集中投資建設8 寸生產線，以9 座8 寸晶圓廠的產能優勢，一舉取代日本，成為全球DRAM 產業第一。
其次是通過提升制造工藝水平。半導體產業的工藝水平每隔一段時間就要進行升級換代，晶圓尺寸方面，直徑從150mm（6 寸）到200mm（8 寸），再到如今的300mm（12 寸），制造線寬方面，從0.13um 到90 納米、65 納米，再到如今的45 納米。工藝水平的提高能夠降低晶圓的單位成本，如12 寸硅單晶的面積是8 寸硅單晶的2.25 倍，只要制造設備的價格提升幅度低于2.25 倍，理論上講就可以降低單位成本。Foundry 必須跟上主流的工藝水平，否則辛苦得來的市場份額就可能被競爭對手搶占。所以，Foundry 每年都要投入大量資金提升工藝水平無論是擴大產能還是提升工藝水平，都需要龐大的投資，動輒數十億美元，所以 IC制造是一個資本密集型行業，需要持續不斷的資金投入。
除了擴大產能與提升工藝水平，Foundry 還可以通過降低人工成本、提升生產自動化水平、提高管理水平等方式降低單位成本。從降低人工成本角度講，全球的Foundry有向低收入國家遷移的動力。
4.封裝測試業的核心驅動因素也是低成本
與IC 制造相比，封裝測試業的投資少、建設周期短、技術相對簡單，所以封裝測試行業的進入門檻較低。與制造業一樣，成本是封裝測試業的首要驅動因素，成本較低的企業能夠獲得較多的訂單，成功的可能性更高。
與制造業有所區別的是，封裝測試業的資金要求不高，擴產相對容易，所以人工成本的重要性上升，通過降低人工成本來降低單位產品成本成為封裝測試廠商的首選。所以，全球的封裝測試企業都向勞動力成本低的國家遷移。
另一個降低成本的途徑是區域集中，即封裝測試企業向IC 制造產能相對密集的地區遷移。IC 制造是封裝測試的上游，封測業的發展依賴于制造業，與制造廠商相鄰，能降低運輸成本。臺灣是全球Foundry 產能最為集中的地區，所以臺灣的封裝測試業也十分發達。2007 年全球三大封裝測試企業中有兩家就是臺灣企業，即日月光和硅品，占據全球外包封測市場25%左右的份額。
提升封裝技術、改進封裝形式也能降低成本。目前主流的IC 封裝技術包括芯片級封裝（CSP）、倒裝芯片封裝、系統級封裝（SiP）和3D 組裝技術，主流的封裝形式包括BGA（球柵陣列結構）、CSP、MCM（多芯片組件）、MEMS 等。那些技術實力較強，率先采用先進封裝技術與封裝形式的企業能夠獲得低成本優勢。
