隨著需求繼續(xù)超過供應(yīng)，半導(dǎo)體公司可以采取不同的途徑來抓住新的機會。

這似乎是成為一家半導(dǎo)體公司的理想時機。然而，在幕后，當今的半導(dǎo)體公司正面臨著諸多挑戰(zhàn)。即使工廠滿負荷運轉(zhuǎn)，他們也無法滿足需求，導(dǎo)致產(chǎn)品交付周期為六個月或更長時間。持續(xù)的半導(dǎo)體短缺現(xiàn)在經(jīng)常成為頭條新聞。更重要的是，半導(dǎo)體公司正在努力應(yīng)對設(shè)計復(fù)雜性增加、人才短缺以及與疫情相關(guān)的問題，這些問題正在破壞連接不同市場參與者的復(fù)雜全球供應(yīng)鏈。這種短缺現(xiàn)在令人擔憂，以至于促使更多大型科技公司和主要汽車原始設(shè)備制造商將芯片設(shè)計轉(zhuǎn)移到內(nèi)部——這一趨勢可能對市場產(chǎn)生重大影響。

 

在其他行業(yè)，制造商通常通過增加產(chǎn)量來應(yīng)對短缺。但是，半導(dǎo)體的晶圓廠建設(shè)和產(chǎn)能提升極其昂貴且耗時，通常需要一年的時間進行大規(guī)模擴張，或者需要三年以上的時間才能建造新設(shè)施，這使得快速增加半導(dǎo)體產(chǎn)量變得困難。雖然增加容量有時可能會有所幫助，但它不會立即產(chǎn)生效果，并且通常需要多年的大量投資才能盈利。

盡管有關(guān)半導(dǎo)體短缺的頭條新聞經(jīng)常籠統(tǒng)地討論這種情況，但該行業(yè)包括許多不同的領(lǐng)域，個別半導(dǎo)體公司及其制造基地傾向于專注于特定領(lǐng)域。相比之下，他們的最終客戶通常需要來自所有半導(dǎo)體領(lǐng)域的產(chǎn)品，因此依賴多個供應(yīng)商。即使所有其他組件都可用，缺少單個專用芯片也會導(dǎo)致最終產(chǎn)品的制造停止。制作過程更為復(fù)雜和多層次。當考慮所有生產(chǎn)階段時，整個過程從材料采購延伸到后端制造。

在過去的20年里，半導(dǎo)體行業(yè)在許多價值鏈環(huán)節(jié)中變得越來越整合，并且在每個領(lǐng)域都出現(xiàn)了一些龍頭。因此，專業(yè)知識通常集中在某些市場。沒有一個本地市場具備端到端半導(dǎo)體設(shè)計和制造所需的所有能力，專業(yè)知識的集中在價值鏈上形成了一個相互依存的網(wǎng)絡(luò)。

 

專業(yè)知識的集中帶來了一些優(yōu)勢，公司之間可以共享資源。擁有合適技能的員工也可能會被專業(yè)集群所吸引，從而形成強大的人才庫。但相互依存關(guān)系也意味著當?shù)氐臎_擊可能會產(chǎn)生全球影響。

在疫情之前，半導(dǎo)體晶圓廠已經(jīng)接近滿負荷運轉(zhuǎn)。不確定的貿(mào)易動態(tài)也促使一些參與者增加其半導(dǎo)體庫存水平以確保供應(yīng)。這場疫情刺激了人們購買電腦和其他遠程工作設(shè)備，然后將需求推向了更高的高度。

從長遠來看，一些公司可能會考慮要求簽訂具有約束力的預(yù)定合同，這種安排有助于晶圓代工廠更準確地將芯片需求與制造能力保持一致。

客戶還可以考慮與半導(dǎo)體公司共同投資旨在提高晶圓廠產(chǎn)能的項目。此類項目可以讓半導(dǎo)體公司減少前期投資，緩解潛在的資本支出限制。但鑒于晶圓廠建設(shè)和產(chǎn)能提升的時間很長，共同投資不會立即改善半導(dǎo)體短缺問題。

盡管目前存在不確定性，但隨著越來越多的產(chǎn)品和服務(wù)越來越數(shù)字化，半導(dǎo)體行業(yè)有望實現(xiàn)額外增長。

但是哪些策略可以幫助該行業(yè)實現(xiàn)這些目標呢？雖然答案可能會因公司的優(yōu)勢和劣勢而有所不同，但所有半導(dǎo)體公司都可以通過在六個關(guān)鍵領(lǐng)域重新思考他們的方法而受益：技術(shù)領(lǐng)先、長期研發(fā)、彈性、人才、生態(tài)系統(tǒng)和產(chǎn)能。當然，這里的最后一個領(lǐng)域不會帶來立竿見影的好處，但它可能是長期戰(zhàn)略的重要組成部分。

  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，因為更快、更強大的芯片和先進設(shè)備有助于在所有價值鏈領(lǐng)域產(chǎn)生更大的銷售額。擁有最獨特技術(shù)和產(chǎn)品的公司很可能成為全球冠軍。在跨行業(yè)分析中，半導(dǎo)體行業(yè)的研發(fā)支出僅次于制藥和生物技術(shù)。當我們觀察行業(yè)龍頭時，我們發(fā)現(xiàn)他們通常通過將以下策略納入其研發(fā)計劃而取得成功。

專注于尖端芯片和制造它們所需的半導(dǎo)體設(shè)備。對于半導(dǎo)體制造商而言，傳統(tǒng)上創(chuàng)建更小的節(jié)點尺寸是成功的途徑。幾十年來，隨著半導(dǎo)體公司不斷縮小技術(shù)節(jié)點的尺寸，芯片上的晶體管數(shù)量每兩年翻一番，這是摩爾定律預(yù)測的速度。然而，近年來，由于技術(shù)挑戰(zhàn)隨著行業(yè)接近單個芯片上可包含的晶體管數(shù)量的物理極限而增加，因此翻倍的速度有所放緩。盡管如此，公司仍將嘗試推動該技術(shù)，因為到2025年，對具有最小節(jié)點（7納米及以下）的芯片的平均需求增長將比供應(yīng)增長高4個百分點。

節(jié)點大小的重要性因設(shè)備細分而異，某些類別對前沿芯片的需求將比其他類別增長更多。由于客戶期望計算密集型應(yīng)用程序具有高性能，因此以最小的可用技術(shù)節(jié)點設(shè)計芯片的半導(dǎo)體公司可能在這些領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢。在其他領(lǐng)域，更大的節(jié)點通常更適合，因為客戶對當前的芯片性能感到滿意或需要特定功能，例如快速切換，并且認為轉(zhuǎn)向更小的節(jié)點尺寸幾乎沒有優(yōu)勢。

設(shè)備制造商可以通過創(chuàng)造實現(xiàn)領(lǐng)先創(chuàng)新所需的機器來獲得增長。此外，他們可以創(chuàng)建包含先進技術(shù)的設(shè)備，以優(yōu)化過程控制以及產(chǎn)量監(jiān)控和提高。

市場對特定成熟節(jié)點（40至65nm）的需求也高于平均水平，因為它們用于汽車和其他關(guān)鍵產(chǎn)品。然而，從歷史上看，它們的利潤率往往較低，因此有時難以支持擴大成熟節(jié)點容量的商業(yè)案例。如果新建晶圓廠，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將低于現(xiàn)有資產(chǎn)折舊晶圓廠的利潤。為了確保長期穩(wěn)定的回報，玩家可以努力從客戶那里獲得堅定的承諾，以保證新晶圓廠一旦上線就具有高利用率。

除了縮小結(jié)構(gòu)尺寸外，一些半導(dǎo)體公司還在追求“超越摩爾”的創(chuàng)新，以使其產(chǎn)品與眾不同。例如，一些人正在開發(fā)基于硅以外的材料的半導(dǎo)體。碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等化合物半導(dǎo)體材料特別適合需要高功率和高頻率的應(yīng)用，因為它們見底了能耗并縮小了尺寸。

可持續(xù)性和電氣化正在推動SiC和GaN功率器件的采用，預(yù)計這兩個類別的復(fù)合年增長率將遠遠超過整個功率半導(dǎo)體市場預(yù)測的5%的增長率。在基本情況下，SiC器件的年市場增長率預(yù)計為23%，GaN功率器件的年增長率為40%。

半導(dǎo)體元件的先進封裝。這些技術(shù)在操作過程中提供了更好的散熱管理，使公司能夠?qū)雽?dǎo)體組件更緊密地放置在一起。這些芯片具有更多的連接點，可提供更高的數(shù)據(jù)傳輸率和更好的性能。此外，先進封裝允許半導(dǎo)體公司將成熟和領(lǐng)先的芯片組合在一個集成系統(tǒng)中，用于需要這兩種類型的應(yīng)用，從而降低成本。這種稱為異構(gòu)集成的趨勢使公司能夠組合多個較小的芯片，而不是制造一個大芯片。較大的芯片通常具有較低的良率，通常隨著芯片尺寸的縮小而下降，因此異構(gòu)集成可能會帶來巨大的成本優(yōu)勢。

2020年，先進封裝市場價值200億美元，預(yù)計到2026年這一數(shù)字將上升到450億美元，占封裝收入的50%左右。盡管領(lǐng)先的IDM和代工廠正在推動封裝創(chuàng)新，但先進技術(shù)也為整個價值鏈中的其他參與者創(chuàng)造了機會，因為它們促進了對新材料和新設(shè)備的需求。

 大膽的 長期研發(fā)投資

半導(dǎo)體行業(yè)的研發(fā)周期可能很長，有時會超過十年，而且公司通常不會立即看到回報。從歷史上看，一些政府為此類工作提供了資金，因為大多數(shù)上市公司并不總是對此類長期投資有興趣。

盡管許多投資者可能對長期提供資金持懷疑態(tài)度，但半導(dǎo)體公司已經(jīng)證明，大膽的長期投資最終可以帶來可觀的回報。例如，ASML花了17年時間和大約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。漫長的研發(fā)時間是值得的，現(xiàn)在極紫外光刻機是ASML的主要收入來源。同樣，Arm花了六年時間開發(fā)64位計算處理器，該處理器現(xiàn)在是公司收入的重要來源。

其他大量投資于長期研發(fā)項目的公司可以幫助其促進技術(shù)飛躍。例如，為量子計算創(chuàng)建專用芯片可以改善藥物開發(fā)、可持續(xù)發(fā)展計劃和其他跨行業(yè)的舉措。在大多數(shù)情況下，半導(dǎo)體公司都專注于在他們已經(jīng)很強大的領(lǐng)域增加投資，而不是擴展到新的領(lǐng)域以進一步擴大他們的技術(shù)優(yōu)勢。

  在動蕩的世界中增強彈性

與其他企業(yè)一樣，半導(dǎo)體公司和其他行業(yè)利益相關(guān)者仍在嘗試制定新戰(zhàn)略，以應(yīng)對疫情危機帶來的巨大破壞。有一點很清楚：疫情后的世界可能會更加動蕩，這將需要企業(yè)有更大的韌性和彈性。

在當?shù)毓┬鑷乐夭黄ヅ涞氖袌鲋校雽?dǎo)體公司可以考慮為最急需的節(jié)點提供更多產(chǎn)能，以提供一些短期緩解。例如，歐洲最終客戶主要需要節(jié)點大于28納米的半導(dǎo)體用于汽車和工業(yè)應(yīng)用，而美國客戶對節(jié)點小于7納米的半導(dǎo)體的需求要高得多。最好調(diào)整產(chǎn)能以滿足此類需求。除了幫助當?shù)厥袌鐾猓@些舉措還將提高供應(yīng)鏈的彈性并減少市場間的依賴性。

半導(dǎo)體公司還可以通過提高敏銳性和響應(yīng)能力來幫助縮短交貨時間，例如擴大供應(yīng)商基礎(chǔ)、加強定價策略、改善對客戶的芯片分配、與行業(yè)組織合作探索芯片短缺的解決方案以及邀請客戶共同投資在定制芯片的開發(fā)中。

當前的經(jīng)濟形勢要求提高靈活性。雖然現(xiàn)在對半導(dǎo)體的需求很強勁，但主要市場的低迷可能需要新的戰(zhàn)略來最小化資本支出和最大化收入。

  強大的人才儲備

隨著半導(dǎo)體對產(chǎn)品差異化變得越來越重要，一些電子公司、汽車OEM和超大規(guī)模制造商正在內(nèi)部轉(zhuǎn)移芯片設(shè)計，以增加定制化并消除瓶頸。這些舉措使得本已稀缺的半導(dǎo)體人才的競爭比以往更加激烈。同時，隨著半導(dǎo)體功能的擴展，芯片設(shè)計也變得越來越復(fù)雜，需要更多的勞動力。5nm節(jié)點的人才需求增加尤其多。

隨著競爭的加劇，半導(dǎo)體公司將加大招聘人才的力度，包括具有工藝技術(shù)和運營管理專業(yè)知識的員工。

 

隨著半導(dǎo)體公司加大招聘力度，他們可能需要建立自己的品牌。通常，與終端產(chǎn)品相比，半導(dǎo)體產(chǎn)品受到的關(guān)注較少，未來的員工可能對該行業(yè)內(nèi)許多強大的創(chuàng)新公司知之甚少。公司可能還需要審查薪酬以及學(xué)習(xí)和發(fā)展機會，以確保它們與其他行業(yè)的企業(yè)相提并論。

勞動力短缺的一種可能解決方案可能涉及與學(xué)術(shù)機構(gòu)建立合作伙伴關(guān)系，特別是在人才供應(yīng)非常短缺的市場。如果半導(dǎo)體公司考慮支持學(xué)習(xí)計劃，并可能為所提供的課程提供指導(dǎo)，那么畢業(yè)生更有可能具備在該行業(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)計的復(fù)雜性增加，加上價值鏈的轉(zhuǎn)變和人才競爭的加劇，增加了半導(dǎo)體行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的重要性。芯片廠商與客戶的合作伙伴關(guān)系已經(jīng)變得越來越普遍。例如，許多希望提高設(shè)計能力的汽車原始設(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)用的解決方案方面，例如用于自動駕駛汽車的解決方案。

在另一種類型的合作中，公司可以創(chuàng)建生態(tài)系統(tǒng)，其中一個參與者開發(fā)許多客戶可以利用的知識產(chǎn)權(quán)(IP)塊。例如，Arm已經(jīng)為其他人可能許可的處理器開發(fā)了一種架構(gòu)。這一策略降低了所有相關(guān)人員的成本。一些公司還與學(xué)術(shù)機構(gòu)建立了強大的知識產(chǎn)權(quán)合作伙伴關(guān)系。

主要的半導(dǎo)體廠商也長期以來一直聯(lián)手開發(fā)和調(diào)整其技術(shù)塊，從而減少一個組織創(chuàng)造不適合價值鏈的技術(shù)的機會。同樣，行業(yè)協(xié)會可以在為長期技術(shù)路線圖提供指導(dǎo)方面發(fā)揮重要作用，比利時的Imec等專門的半導(dǎo)體研究機構(gòu)可能會召集參與者在競爭前研究期間進行合作。

隨著行業(yè)整合，半導(dǎo)體公司可能希望采用程序化并購戰(zhàn)略——一種針對特定主題的小型收購的連續(xù)方法。與其他生態(tài)系統(tǒng)成員的合作也可以采取更非正式的形式。如果多家半導(dǎo)體公司同意建立或擴大設(shè)計和制造中心，他們可能更容易吸引人才，并可能獲得其他好處，例如在IP開發(fā)方面進行合作的能力。

  更強大的產(chǎn)能

對于一些半導(dǎo)體公司來說，產(chǎn)能擴張可以帶來好處。但鑒于建設(shè)和設(shè)備所需的巨額資金，公司領(lǐng)導(dǎo)必須在繼續(xù)推進之前仔細考慮工廠產(chǎn)能。

半導(dǎo)體公司可能能夠通過在已經(jīng)有類似業(yè)務(wù)集群的地區(qū)建立晶圓廠來獲得一些成本優(yōu)勢，因為這可能有助于確保足夠的人才供應(yīng)和資源（例如土地、能源和水）。在另一個節(jié)省成本的舉措中，玩家可以嘗試改進工具連接和升級，以更快地收回投資成本。他們的努力可能涉及與設(shè)備制造商建立合作伙伴關(guān)系，以應(yīng)用提高產(chǎn)量的高級分析。例如，通過高級組合學(xué)習(xí)實現(xiàn)的建模可能會在整個制造周期中取代物理測試的某些元素，從而降低成本和上市時間。例如，公司可以使用數(shù)據(jù)從物理計量轉(zhuǎn)向虛擬計量。

在芯片需求超過當?shù)毓?yīng)的市場中，一些政府官員也在考慮提高當?shù)厍岸酥圃炷芰Φ牟呗裕貏e是因為最近更大的供應(yīng)鏈中斷和地緣政治問題使貿(mào)易變得復(fù)雜。在某些情況下，他們可能會補貼晶圓廠建設(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到他們在努力趕上領(lǐng)先市場時將面臨的所有挑戰(zhàn)。

由于半導(dǎo)體價值鏈如此復(fù)雜和專業(yè)化，在可預(yù)見的未來，該行業(yè)可能仍將是一個高度相互依存的全球網(wǎng)絡(luò)。由于沒有一個市場擁有擁有整個端到端價值鏈所需的所有能力的公司，因此每家公司都應(yīng)專注于加強其在目前處于領(lǐng)先地位的領(lǐng)域中的地位。這一戰(zhàn)略將幫助市場在最新的半導(dǎo)體時代保持相關(guān)性。

雖然半導(dǎo)體可能隱藏在一些終端設(shè)備中，但半導(dǎo)體現(xiàn)在在每個人的生活中發(fā)揮著比以往任何時候都更加重要的作用。當前的半導(dǎo)體短缺凸顯了這一事實，該行業(yè)對運作良好的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的依賴非常明顯。與自動駕駛、汽車電氣化和人工智能相關(guān)的趨勢，都依賴于半導(dǎo)體技術(shù)的持續(xù)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)在準備好抓住未來的機遇，這些趨勢可能會將未來十年變成“黃金半導(dǎo)體十年”。