原创半导体供应链的秋月春风——半导体供应链札记（美国篇）

 2020-8-2 12:17  4544 63 19 分类: 供应链管理文集: 供应链札记

作者草木本芯

引言

在数万年的历史长河中，近两百多年的人类世界发生了最显著的变化，而这主要是源于工业和科技的力量。从信息时代开始人类开始形成一个完整的世界和紧密的协作关系。1946年诞生了计算机，1947年诞生了晶体管（Transistor），1956年提出AI（人工智能，Artificial Intelligence），1958年诞生了IC（集成电路，Integrated Circuit），1973年诞生了手机，1991年万维网向公众开放……半导体（Semiconductor）是这一切技术和产业的基石。

在整个电子制造业体系中，处于上游的半导体产业是核心，资本和技术含量最密集，壁垒也最高，掌握这一环节关键技术的经济体，就会在供应链的全球体系中处于支配地位。WSTS (世界半导体贸易统计，World Semiconductor Trade Statistics)将半导体分为分立器件、光电子器件、传感器和IC四大类。半导体产业在电子业产值中占比约1/3左右，其中IC的产值占整个半导体产业约84%的比重。2018年全球半导体市场规模为4780亿美元，其中IC的市场规模为4016亿美元。在没有特别说明的情况下，业内常以半导体指代IC。IC产业本身又可分为设计、制造、封装测试等环节，以及为其提供支撑的EDA、IP核、原材料和设备。时至今日，IC产业已发展成为一个异常庞大而复杂的系统性工程，供应链在全球各地进行细化分工，各环节互相协作和支持，缺一不可。参与国际分工的企业，一旦某一环节出现问题，或得不到支持，技术发展就会受阻，产品将不再有经济性可言。发展IC产业需要长期不间断的投入、庞大的资金、专业的人才队伍和大量的经验积累，尤其在制造环节更是涉及一整套极其复杂而精密的工艺与设备、高精度原材料和顶级专家。二战后，信息产业革命由美国发端，并在之后扩展至欧洲日韩和中国台湾，而内地因长期受制于技术封锁和发展不均衡等因素，半导体的高精尖技术及基础科研同发达经济体相比存在较大差距。

真空管的贡献

1946年，美国造出了人类第一台计算机，据说占地约170平米，重约30吨，而运算能力只有5000次/秒，构成却有约18000多个真空管……这个大笨象有一点IC雏形的意思，以后人们做的工作就是让它不断缩小并提升它的性能，当然首先还要解决材料问题。不过很快，第2年就诞生了晶体管，第12年诞生了真正的IC，即将电路所有元件嵌入单片半导体中。1947年，美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿三人合作发明了锗晶体管，这是20世纪的一项重大发明，是微电子革命的先声，晶体管在出现后以其尺寸、能耗、可靠性、寿命等优势逐步取代了电子管（真空管，Vacuum Tube）。

这里需要穿插说明一下电子管，1904年发明第一只真空二极管，1906年发明第一只真空三极管后，之后大约半个世纪的时间里，电子管被广泛应用于电视机、收音机、电话放大器、海上和空中通讯等领域，到1960年前后，西方国家的无线电工业年产10亿只电子管。同理，在飞机、雷达、火箭的发明与进一步发展上，电子管也功不可没。但是，电子管由于在尺寸、能耗、寿命等方面存在缺陷而基本被淘汰。现在，在高级音响设备等个别领域还有应用。二战后的那个时代，美国科技界真的是英雄辈出。一个重要因素是当时除了北美大陆完好无损外，全世界大部分区域都被第二次世界大战毁的一塌糊涂。

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一个“黄埔”（“西点”）羽化为蒲公英

上世纪60年代的FSC进入黄金时期，到1967年营业额已接近2亿美元，在当时算得上天文数字，据业内人士回忆那时“进入FSC就等于跨进了硅谷半导体工业的大门”。但由于决策和定位的因素，几个灵魂人物相继离开，FSC开始分崩离析，尽管来自摩托罗拉的霍根奋力维持了几年但终究无力回天，FSC在1979年被被卖给一家法国的石油公司，1987年又被转卖给FSC原总经理斯波克管理的国民半导体公司（National Semiconductor Corporation,简称 NSC），此后FSC品牌一度被雪藏，直到1997年，又被NSC再次转卖给一家风险资本公司。然而，此时FSC迎来了第二春，时任 CEO庞德开始对公司实施战略重组，先后买下Raytheon半导体分部、三星半导体功率部门，1999年重回纽交所，2001年买下Intersil的分立功率器件业务、Impala Linear，这次的好日子持续了近20年。直到2016年9月，ON（ON Semiconductor，安森美半导体)和FSC联合宣布，ON以24亿美元现金完成对FSC的收购，至此，曾经叱咤硅谷的FSC走完了60年辉煌而曲折的历程。FSC尽管自身命运多舛，但却成为支撑硅谷崛起的“神话”，是半导体行业的人才摇篮和“黄埔军校”，据说全美有超过200家公司都与之有或多或少的关系。

由八位叛徒所树立的“叛逆”精神，虽早已根植于硅谷中不少极客与“坏小子”们的精神中。但同样不能忽视的是，硅谷的宽容开放的环境同样至关重要，时至今日，硅谷的“叛逆”精神仍在延续着。新世纪初，硅谷也出现了一家如同FSC一样树大根深的人才摇篮公司：PayPal，“钢铁侠”埃隆.马斯克（Elon Musk）就是PayPal的创始人之一......

对我国发展半导体产业的启示与借鉴

以上对美国半导体企业的介绍可以说是挂一漏万，其它未提及的知名企业还有模拟IC巨头亚德诺ADI（曾收购凌特），2020年7月宣布收购美信Maxim；此外，还有模拟IC企业Ciirus Logic；射频领域巨头科沃Qorvo（RFMD威讯联合和Triquint超群合并而来），思佳讯Skyworks；以及Microchip、Atmel、Xilinx(赛灵思)，等等。至于应用材料等半导体设备、空气化工等材料领域、EDA、IP核等方面的企业以后再专门分享。本次分享的重点在于小结和启示，透过美国企业、行业与产业简史，我们能有哪些启发和借鉴，这是需要我们反复盘点和重点思考的部分。在当今全球半导体供应链体系中，美国的优势地位非常明显，其原因和对我们的启示大致有以下几方面（从纯粹的技术发展角度来看）：

1、美国是信息技术革命的发源地，半导体的设计与制造、电脑、手机和软件等相关产业与技术互相激荡，相辅相成，久而久之会产生惯性势能,也是不折不扣的先发优势，客观讲，技术的后发者和追赶者主要做的就是学习和模仿，在全方位或起码在本质上超越别人之前，再多的谦虚谨慎都不过分，卧薪尝胆的时候需要固本和示弱，只有这样才能有机会多学一点啊，当然在学习和追赶中要消化和吃透别人的技术，在此基础上进行创新；

2、相对有利的开放、包容、自由和鼓励创新的各项制度配套，移民文化，地大物博，开拓进取的精神，以及前两次工业革命的洗礼和成果；

3、半导体行业协会的资助、帮扶和协调引领，以及DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency，国防高级研究计划局）对研发和市场的支持，该机构资助半导体材料、光电子、RF、MEMS、CAD、FinFET、3DSoC、CHIPS等技术领域，有着放眼未来的远大目标；

4、在两次世界大战中，美国本土几乎毫发无损，工业、经济和科技各方面反而大大受益，期间全球顶尖人才纷纷涌入美国，科研产生了连续性和积聚性，海量订单换回了海量财富，在二战刚结束的时候，亚欧等地区饱受战火之苦，变得满目疮痍，而信息革命却从美国爆发了；

5、美国一流的大学制度、科研水平、以及与政商界、新闻界、研究机构等的衔接配合非常好，从而有利于人才的培养，有利于科研资源的有效配置，也吸引到全球各地的人才；

6、适宜的气候，一般来说，过热或过冷均不利于包括科研和工业在内的各种人类活动，相反，适宜的气温则会促进这些活动，美国的纬度和气候是比较有利的；

7、源于欧洲的科学精神和文化素养的普及，保障了半导体供应链的均衡协调发展，高科技发展所需的全部要素，要么在本土得到完善的配套和布局，要么延申到其盟友或其控制范围内的国家或地区，从IC设计、工艺制程、设备与零配件、材料、以及相关软件、知识产权等各环节实现了供应链的闭环；

8、半导体产业链的完善大致需要数十年连续的发展，请留意，这种连续和不间断至关重要，在全球化的市场竞争和资源配置体系中，对于知识和资本密集型产业，只有连续长时间的积累才能在世界范围内脱颖而出，才有参与国际分工的资格，才能牢牢地攥紧供应链的比较优势；

从美国半导体业的发展不难看出，半导体科技最初的发展同国防军工机构密不可分，其中重要技术的诞生和发展带有军民融合的色彩，如今的半导体行业竞争激烈而充分，供应链广泛分布在全球各地，形成的产业链异常庞大，是个艰巨的系统性工程，涉及到精细而复杂的国际分工，其环节包括许多种高精度的原材料、机器设备、软件开发平台和工具、以及半导体器件本身的设计、制造工艺、封装测试等等，这涉及到数学、物理、化学、计算机、通信、微电子、材料、机械等等多学科知识。半导体产业的发展离不开国际分工协作，更离不开大量的顶尖人才。要最终实现发展，持续不间断的资金、人才、技术、市场等缺一不可，怎样吸引和汇集巨量的资本和大量全球顶级人才，持续消化和发展技术，并持续在市场中验证，避免被经济周期和技术迭代周期洗出局，至为关键，至关重要。

喜马拉雅听书中录播了“半导体供应链的秋月春风”同名专辑，方便一起交流学习，⭐谢谢⭐

参考资料：

1、晶体管发明与诞生及发展过程，中科院长春光机所，2018-01-18，http://www.elecfans.com/d/618293.html

2、万字长文读懂半导体的鼻祖，坚持最后5分钟，360个人图书馆，2019-02-24

3、硅谷之父诺伊斯：乔布斯再这么晚给我打电话……首席创业官搜狐号，2017-12-19

4、半导体百年恩怨情仇：一家仙童，半个硅谷，数踪百家号，2020-5-9

5、半导体界的隐世老人：德州仪器的得与失，钛媒体APP，五矩研究社，2019-7-16

6、仙童(Fairchild)让你感慨IC业的历史，rookie 360个人图书馆，2013-09-27

7、浅谈CDMA技术的起源和消亡，电子发烧友，无线深海，蜉蝣采采，2020年01月01日

8、一文看懂博通的前世今生，中关村在线，2017-11-17

9、博通——半导体大佬“前浪”史，TechSugar，网易，2020-05-13

10、[华人世界]无线通讯专家--李建业，CCTV.COM，2008-3-28