當下，無論是IDM，還是Fabless（IC設計公司），抑或Foundry（晶圓代工廠），都在不斷加大業(yè)務投資力度，特別是在研發(fā)支出方面，無論廠商大小，都呈現(xiàn)出明顯的增長態(tài)勢，其中，F(xiàn)abless研發(fā)支出在總支出中的占比最高，因為它們不像IDM和Foundry，需要在重資產(chǎn)（廠房、設備等基礎設施）方面大量投資，輕資產(chǎn)的Fabless，其投入主要體現(xiàn)在研發(fā)工程師的薪酬上，近些年，中國在這方面的表現(xiàn)尤為突出。
近期，IC Insights發(fā)布的一份報告顯示，全球半導體公司的研發(fā)支出預計將在2022年增長9％，達到805億美元，2021年，這一數(shù)字攀升13％，達到創(chuàng)紀錄的714億美元。該機構(gòu)預計，全球半導體公司的總研發(fā)支出將在2022～2026年以5.5％的復合年增長率（CAGR）增長，2026達到1086億美元。
圖1、過去40年的半導體公司研發(fā)支出水平和行業(yè)的研發(fā)／銷售比率，以及IC Insights對截至2026年的預測。
IC Insights的2021年研發(fā)排名顯示，21家半導體公司在研發(fā)方面的支出為10億美元或更多，而2020年為19家。研發(fā)排名前10的支出合計增加了18％，達到526億美元，約占去年該行業(yè)研發(fā)總額的65％。
排名的啟示
根據(jù)IC Insights統(tǒng)計，2020年研發(fā)支出排名前10的半導體公司分別為英特爾、三星、博通、高通、英偉達、臺積電、聯(lián)發(fā)科、美光、SK海力士和AMD，這一年里，ToP 10的研發(fā)支出總和增加了11％，達到435億美元，占產(chǎn)業(yè)總額的64％。這10家公司在2020年的排名中，上升者有：英偉達（上升一位至第五），聯(lián)發(fā)科（上升兩位至第七）和AMD（從2019年的第十一名上升至第十名）。
2020年的這一排名情況對2021年有很強的參考價值，前10不會出現(xiàn)明顯變化。
實際上，近些年，全球半導體公司研發(fā)支出的格局沒有出現(xiàn)大的改變，不過，在個別點上也有一些突出的變化。倒推4年，以2017年全球半導體公司研發(fā)支出排名為例，如下圖所示，與2017年相比，2021年前四名廠商未變，只是名次有微調(diào)，高通和博通這兩家，無論是營收排名，還是研發(fā)支出排名，這些年一直處于膠著狀態(tài)，且經(jīng)?；Q位置；三星因為加緊追趕臺積電，在先進制程工藝研發(fā)上不斷加大投資，名次由第四上升到第二；第六名的臺積電位置很穩(wěn)定；之后的聯(lián)發(fā)科、美光、SK海力士位置變化也不大。
圖2、2017年全球半導體研發(fā)支出ToP 10廠商。
最大的變化就是第五名和第十名。2017年的第五名是東芝，2021年，英偉達上升并穩(wěn)定在了這個位置，東芝已經(jīng)跌出前十。而原來在研發(fā)支出榜單上幾無存在感的AMD，憑借其CPU和GPU的強勁表現(xiàn)，已經(jīng)排進了前十。
ToP 10廠商的研發(fā)支出整體格局以及局部變化亮點在全球半導體業(yè)內(nèi)，有著很強的代表性，即大者恒大的基本面難以撼動，但以英偉達和AMD為代表的Fabless研發(fā)支出增長速度和上升勢頭，相對于IDM和Foundry，有明顯加成。
追趕前10的Fabless，也在采取多種舉措，不斷加大研發(fā)投入力度，以實現(xiàn)類似于AMD的趕超。例如，不久前，美國邁凌科技（MaxLinear）宣布收購NAND Flash控制IC大廠慧榮（SiliconMotion），合并后，預期其全年度合并營收有望突破20億美元，同時憑借技術(shù)廣度的支持，整體潛在市場機會達150億美元，這樣，新公司將有機會排進全球前10大IC設計廠商之列。
從集邦科技（TrendForce）發(fā)布的2021年全球前10大IC設計廠商排名來看，排在第10位的奇景光電年營收約為15.47億美元，如果邁凌科技與慧榮合并順利，營收達到20億美元，進入前10 的希望確實很大。
圖3、2021年全球前10大IC設計業(yè)者營收排名。
不過，雙方合并后要想實現(xiàn)1＋1 ＞2的效果，必然要加大研發(fā)投入力度。這是因為，PC平臺大廠都不斷導入更高傳輸速度接口，目前，新一代平臺都開始支持PCIe Gen 4標準，且數(shù)據(jù)中心已經(jīng)升級到PCIe Gen 5，使固態(tài)硬盤（SSD）使用的NAND Flash控制IC需求也隨之升級到PCIe Gen 4。NAND Flash控制IC支持高速傳輸規(guī)范，意味著研發(fā)費用增加。此外，投片量產(chǎn)成本也同步上升，目前入門級產(chǎn)品幾乎都用到28nm制程，且隨著支持標準不同，最高的提升到16nm。根據(jù)IBS統(tǒng)計，28nm制程研發(fā)費用超過5000萬美元，16nm成本更是大幅提升。
諸強表現(xiàn)優(yōu)異
2021年，在所有半導體公司當中，英特爾的研發(fā)支出最高，約占行業(yè)總量的19％。英特爾在2021年將其研發(fā)支出增加了12％，達到152億美元的歷史新高。然而，該公司在2020年的研發(fā)支出為129億美元，成本削減、淘汰某些產(chǎn)品類別，以及追求最高效率等舉措使得英特爾2020年的研發(fā)支出同比減少了4％。該公司2019年的研發(fā)支出為134億美元，2018年為135億美元，可以看出，在這三年該公司的研發(fā)支出處于小幅下降的態(tài)勢，2021年則猛增到了152億美元。
之所以如此，主要是因為該公司的晶圓代工發(fā)展戰(zhàn)略，要想在這方面突破，除了工廠和設備的重資產(chǎn)投資，研發(fā)投資，特別是研發(fā)工程師（已有及新招收的研發(fā)人員）薪酬和激勵方面的投入大增。相對于晶圓代工行業(yè)霸主臺積電，英特爾還屬于后來者，研發(fā)支出的絕對數(shù)值和增長率必須明顯高于行業(yè)傳統(tǒng)強者，才有追趕機會。
另外，英特爾還在不斷研發(fā)新型CPU，如該公司正在研發(fā)新一代處理器Alder Lake，其最大的特點就是采用了類似于Arm的大小核設計，從而提升能效比。近些年，該公司的各種架構(gòu)處理器“層出不窮”，如Lakefield，Xe GPU，還有Ice Lake和TigerLake等，這些都需要大量的研發(fā)投入，但其先進制程量產(chǎn)能力始終無法跟上先進處理器的設計步伐，而設計與制造都需要大量的資金投入，二者發(fā)展的不匹配，客觀上必定會浪費掉一定比例的研發(fā)資金。
三星排名第二，其支出在2020年增長23％后，2021年又增長了13％，估計達到65億美元，這其中，主要花銷都集中在了5nm及更先進制程方面，以與臺積電競爭。而臺積電的研發(fā)支出在2020年增長26％后，2021年又提高了20％，達到約45億美元。實際上，臺積電今年的資本支出將超過400億美元，其中，大部分是用于工廠和設備，研發(fā)占比相對較小，這與英特爾區(qū)別較大，只有后者的三分之一。
作為存儲芯片巨頭，三星加快了前沿邏輯工藝（5nm及以下）的開發(fā)，以與臺積電競爭先進制程工藝IC代工業(yè)務。該公司雄心勃勃，不僅要在晶圓代工領域進一步挑戰(zhàn)臺積電，還要在邏輯芯片領域與傳統(tǒng)巨頭較量一番，為此，該公司還制定了一個長達十年，投資千億美元的發(fā)展計劃。
排名第五的英偉達，受疫情影響，2020年的研發(fā)支出同比還有所減少，即使如此，該公司的排名依然能保持在前五位。具體來看，英偉達2019年的研發(fā)支出約為28億美元，較2018年增長19％，營收則增長了21％，這主要得益于其GPU在企業(yè)級AI應用領域的快速發(fā)展。2020年研發(fā)支出下降之后，2021年有明顯回升，例如，該公司2022財年第四季度研發(fā)支出為14.66億美元，相比之下，上年同期為11.47億美元。
聯(lián)發(fā)科方面，2019年，該公司推出了一系列5G新品，如采用7nm制程工藝的天璣1000系列和天璣800系列，導致2019年研發(fā)支出增長11％，當然，在新品的助力下，該公司的營收也增長了3％。聯(lián)發(fā)科研發(fā)費用占營收比重高達26％，與英偉達相當，高于競爭對手高通。
聯(lián)發(fā)科認為，盡管擴大研發(fā)風險高，卻是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型及進入全球第一梯隊的必要條件，由于半導體業(yè)的技術(shù)與產(chǎn)品迭代速度極快，產(chǎn)品一旦進入成熟期，毛利就會快速下滑。先進技術(shù)的投資金額與風險極大，但是，為了維持領先全球競爭力，只能持續(xù)投資先進技術(shù)。
聯(lián)發(fā)科重點研發(fā)的新技術(shù)，如5G、企業(yè)級ASIC等，在過去兩年都有不錯的表現(xiàn)，尤其是5G，不僅在5G 時代最初期就進入市場，更推出各區(qū)間價格帶產(chǎn)品搶攻市場。另外，聯(lián)發(fā)科企業(yè)級ASIC也有斬獲，已與谷歌、亞馬遜、微軟等國際一線客戶接洽，搶進服務器領域，2020年已開始實現(xiàn)營收，耕耘多年的產(chǎn)品線終于迎來了收獲期。
在過去5年里，英特爾一直處于較為艱難的時期，很重要的一點就是遭受到了AMD的嚴峻挑戰(zhàn)。近幾年，AMD每年的研發(fā)支出都超過20億美元，該公司將研發(fā)重點放在了PC處理器上，且市場推廣也很給力，這一“單點突破”的策略明顯奏效，市場份額大闊步前進，特別是在臺式機領域，其CPU市場份額已經(jīng)與英特爾分庭抗禮了。
2014年，在Lisa Su接任CEO之后，AMD果斷放棄了雞肋般的推土機架構(gòu)處理器，轉(zhuǎn)到Zen，之后艱苦奮斗了3年，然后市場表現(xiàn)和業(yè)績就與之前判若兩人。不斷蠶食英特爾的消費類CPU市場份額。實現(xiàn)這樣的效果，AMD只用了相當于英特爾五分之一的研發(fā)支出。
走過了2020疫情困難年，AMD在2021年的研發(fā)支出有明顯提升，例如，該公司最新的2022財年第一季度財報顯示，研發(fā)支出為10.6億美元，相比上年同期的6.1億美元，有明顯增長。
中國大陸喜憂參半
上周，美國半導體行業(yè)協(xié)會（SIA）發(fā)布了2020年版本的Factbook，統(tǒng)計顯示，2021年，包括Fabless在內(nèi)的美國半導體公司的研發(fā)和資本支出總額為906億美元。其中研發(fā)方面的投資總額為502億美元，過去20年，復合年增長率約為5.9％。平攤到每名員工的總投資增長到創(chuàng)紀錄的20.6萬美元。就研發(fā)支出占銷售額的百分比（18％）而言，美國半導體行業(yè)遙遙領先中國大陸的7.6％，也領先于中國臺灣的11％。
據(jù)統(tǒng)計，2021上半年，中國大陸78家半導體企業(yè)的研發(fā)支出總額為149.54億元人民幣，同比增長約38.16％。研發(fā)支出的中位數(shù)為0.77億元、研發(fā)支出占營收比例的中位數(shù)為9.61％。
據(jù)方正證券統(tǒng)計，中國大陸30 家IC設計公司平均研發(fā)投入占營收比例約11％，相較美國27％的平均水平有較大差距。研發(fā)差距主要來源于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、業(yè)務規(guī)模的差異。美國頭部設計公司主要聚焦先進邏輯產(chǎn)品，且多為各自細分賽道絕對龍頭，如博通、英偉達研發(fā)投入比例達28％、24％；這也拉高了美國整體的研發(fā)投入水平。中國大陸IC設計公司大都處于成長期，業(yè)務規(guī)模相對較小、且多為成熟制程產(chǎn)品，研發(fā)投入比例集中在10％－20％之間。
雖然中國大陸IC設計公司的研發(fā)投入明顯落后于國際大廠，但在半導體設備研發(fā)方面卻有亮點。日韓半導體設備廠商的研發(fā)投入占營收比例在10％左右，美國在10％－15％之間，歐洲ASML 研發(fā)投入比例近16％。而中國大陸半導體設備廠商研發(fā)投入比例大都在15％以上，尤以北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技3 家為最高，研發(fā)投入比例分別達到27％、28％、28％。平均來看，中國大陸半導體設備公司平均研發(fā)強度已近18％，超越美歐日韓的平均水平。
在晶圓代工領域，臺積電、聯(lián)電研發(fā)投入占營收比例在7％－8％之間，中芯國際、華虹半導體2020 年研發(fā)投入比例分別為17％、11％，正在加速發(fā)力工藝研發(fā)。
可見，中國大陸IC設計公司的研發(fā)投入占營收比例，是半導體產(chǎn)業(yè)鏈條上較弱的一環(huán)，而以半導體設備和晶圓代工為代表的重資產(chǎn)投資領域，投入占比卻較高。這與前文介紹的國際大廠情況有很大差異（英偉達和AMD的研發(fā)支出排名明顯提升）。之所以如此，主要原因包括：國際半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟，特別是制造端，很多企業(yè)都已發(fā)展到成熟期，將更多投資比例用在了購買新設備和擴充產(chǎn)能上，內(nèi)部研發(fā)體系、研發(fā)工程師已經(jīng)相當成熟和穩(wěn)定，且含金量很高，在這方面的投入比例不用很高。
而中國大陸則不同，無論是設計，還是制造，都處于成長或起步階段，特別是制造，設備、技術(shù)積累、研發(fā)工程師隊伍構(gòu)成等都處于體系建設階段，必須大力投入（如在人才匱乏的當下，必須從國內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)挖人）。
而在IC設計方面，國際大廠的數(shù)量和實力較為集中，“內(nèi)卷”不嚴重，在新技術(shù)和新應用日新月異的當下，開發(fā)出市場需要的創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品，是它們最為關(guān)注的，因此，以英偉達和AMD為代表的Fabless在研發(fā)投入方面不遺余力，如果不是突如其來的疫情，這些公司的研發(fā)支出增長肯定會更加可觀。中國大陸的Fabless則有很大不同，數(shù)量多，實力較為分散，難以完全集中資源和精力去加大研發(fā)投入比例。
薪酬來攪局
近兩年，大部分Fabless處于人員擴張期，中國大陸企業(yè)在這方面的表現(xiàn)尤為突出，而由于全球半導體人才供不應求，使得中國大陸IC設計工程師的薪水已經(jīng)開始在亞洲領跑，經(jīng)常有新聞爆出大陸公司出5倍薪水挖才，百萬年薪的職位也越來越多。
目前，中國大陸集成電路相關(guān)專業(yè)的碩士或博士畢業(yè)生，進入IC設計公司，年薪已經(jīng)炒到40萬元人民幣，這對于缺乏工作經(jīng)驗的人來說，是一個非常高的數(shù)字了。而這還不是最高的，阿里巴巴每年為新手IC設計工程師提供高達50萬－60萬元的薪水，相比之下，美國IC設計工程師的平均年薪在 11 萬美元左右（略高于 70 萬人民幣）。
由于工資上漲，新人才被吸引進入半導體行業(yè)，特別是IC設計領域。這種工資上漲趨勢不僅對初創(chuàng)公司的財務造成壓力，還給芯片制造企業(yè)帶來了巨大壓力。如果要確保對人才的吸引力，以中芯國際為代表的中國大陸芯片制造企業(yè)的薪酬也必須跟上行業(yè)發(fā)展水平，這必然會增加成本。
另外，非本土半導體公司在中國大陸的業(yè)務自然也會受這種趨勢的影響。在中國設有設計中心的外國公司很難得到政府補貼，如果本土的初創(chuàng)公司提供雙倍薪水，就很難在中國業(yè)務中留住最優(yōu)秀的人才。因此，中國不再是曾經(jīng)的低成本設計中心。
