芯片設(shè)計(jì)業(yè)，研發(fā)定生死

芯片設(shè)計(jì)公司為什么要維持高強(qiáng)度研發(fā)投入？這么多研發(fā)費(fèi)用都花到哪里去了？芯片設(shè)計(jì)公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)有什么特點(diǎn)?芯片從業(yè)者薪水真的年年漲嗎？和《六個(gè)角度看滬深股市芯片設(shè)計(jì)公司與全球前十之差異》一樣，這一篇我們?nèi)詫纳鲜泄灸陥?bào)等公開的數(shù)據(jù)角度談芯片設(shè)計(jì)業(yè)。

文︱王樹一

制圖︱盧小慧

論研發(fā)投入強(qiáng)度，半導(dǎo)體行業(yè)稱第二，那就沒有行業(yè)敢排第一。根據(jù)Capital IQ的數(shù)據(jù)，波士頓咨詢估算2019年研發(fā)投入占銷售收入比例最高的為半導(dǎo)體行業(yè)，全行業(yè)達(dá)到22%，比生物醫(yī)藥高一個(gè)百分點(diǎn)，比排第三的軟件和計(jì)算機(jī)服務(wù)高八個(gè)百分點(diǎn)。在資本支出上，半導(dǎo)體行業(yè)也高居榜首，全行業(yè)資本支出占銷售額比例達(dá)到26%。

在某種程度上來說，半導(dǎo)體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)就是金元戰(zhàn)爭(zhēng)，錢是芯片公司的彈藥庫(kù)，沒有研發(fā)投入的企業(yè)將很難在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)，這其中，芯片設(shè)計(jì)公司的研發(fā)投入強(qiáng)度尤其大。波士頓咨詢估算，在22%研發(fā)投入中，有12%來自設(shè)計(jì)業(yè)，即全行業(yè)研發(fā)投入的近55%來自芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，以2019年全行業(yè)銷售額4120億美元估算，芯片設(shè)計(jì)業(yè)研發(fā)投入達(dá)到494.4億美元，約合人民幣3296億元，比2019年中國(guó)大陸芯片設(shè)計(jì)業(yè)銷售額（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)分會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）3084.9億元還要高。

圖源：波士頓咨詢

芯片設(shè)計(jì)公司為什么要維持高強(qiáng)度研發(fā)投入？這么多研發(fā)費(fèi)用都花到哪里去了？芯片設(shè)計(jì)公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)有什么特點(diǎn)?芯片從業(yè)者薪水真的年年漲嗎？和上一篇一樣，這一篇我們?nèi)詫纳鲜泄灸陥?bào)等公開的數(shù)據(jù)角度談芯片設(shè)計(jì)業(yè)，相關(guān)數(shù)據(jù)收集和使用方法也與前文一致，這里不再贅述。

高強(qiáng)度研發(fā)投入

芯片產(chǎn)業(yè)之所以能長(zhǎng)期維持高強(qiáng)度研發(fā)投入，是因?yàn)樵谀柖芍湎?，其研發(fā)投入產(chǎn)出比足夠高，研發(fā)投入低帶來的風(fēng)險(xiǎn)足夠大，如果研發(fā)投入跟不上，被對(duì)手技術(shù)拉開代差之后，唯一的出路就是退出主流市場(chǎng)。

波士頓咨詢的數(shù)據(jù)顯示，芯片設(shè)計(jì)業(yè)貢獻(xiàn)了半導(dǎo)體全行業(yè)一半的價(jià)值增值，其代價(jià)便是全行業(yè)53%的研發(fā)投入來自芯片設(shè)計(jì)業(yè)。典型芯片設(shè)計(jì)企業(yè)研發(fā)投入占銷售額比例為20%，毛利率50%，全球十大芯片設(shè)計(jì)公司的數(shù)據(jù)基本符合這個(gè)規(guī)律。2015到2019年，全球前五大芯片設(shè)計(jì)公司研發(fā)投入之和為680億美元，每家平均每年支出為28億美元，相當(dāng)于22%的營(yíng)收占比。而美國(guó)有芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)（包含純?cè)O(shè)計(jì)和IDM公司）的公司2019年研發(fā)投入占銷售額比例為19%。

圖源：波士頓咨詢

滬深股市27家上市公司研發(fā)投入占比不低于20%的有10家，占比不到一半，在選取的臺(tái)系11家芯片設(shè)計(jì)公司中，研發(fā)投入占比不低于20%的有5家，多數(shù)廠商也難以達(dá)到20%的研發(fā)投入比。

研發(fā)費(fèi)用都投到哪里去了？

下圖的研發(fā)費(fèi)用表截取自瀾起科技2020年報(bào)，從中可以看出，職工薪酬占比最高，其他則有工程開發(fā)費(fèi)用、折舊與攤銷、工具及許可證費(fèi)，專業(yè)服務(wù)及咨詢費(fèi)以及差旅等。工程開發(fā)費(fèi)用主要支付給晶圓代工廠，工具及許可證費(fèi)則是支付給EDA和IP公司。

瀾起科技研發(fā)費(fèi)用表

雖然先進(jìn)工藝的工程開發(fā)費(fèi)用不斷上漲，但總體來看，研發(fā)費(fèi)用當(dāng)中，薪酬還是大頭。從27家滬深股市芯片上市公司數(shù)據(jù)來看，20家公司薪酬占研發(fā)費(fèi)用比例超過50%，其中5家超過70%，另有6家落在60%至70%區(qū)間。

臺(tái)系公司中，瑞昱半導(dǎo)體2020年薪酬（含員工福利）占研發(fā)費(fèi)用比例高達(dá)91%，聯(lián)詠科技薪酬占研發(fā)費(fèi)用比例也達(dá)到了78%。

海外上市的公司，大多不在年報(bào)中披露具體薪酬數(shù)字，但是也可以約略估計(jì)，以英偉達(dá)為例（研發(fā)人數(shù)在年報(bào)中有披露），2020財(cái)年共有13532名研發(fā)人員，根據(jù)SalaryList網(wǎng)站的數(shù)據(jù)，英偉達(dá)年薪平均值為124184美元，則其在研發(fā)人員上一年支出不會(huì)少于16.8億美元。

從研發(fā)人員占比來看，也可以判斷芯片設(shè)計(jì)公司研發(fā)費(fèi)用很大一部分都花在薪酬上了。

注：創(chuàng)意電子并未列出研發(fā)人員數(shù)量，列的是普通員工與管理層數(shù)量，所以其比例異常

研發(fā)人員數(shù)量變化

研發(fā)人員數(shù)量在《六個(gè)角度看滬深股市芯片設(shè)計(jì)公司與全球前十之差異》一文中已有詳述，所以這一節(jié)只看數(shù)量變化。

總體上看，這兩年大部分芯片設(shè)計(jì)公司處于人員擴(kuò)張期，2020年全球十大芯片公司中有8家擴(kuò)大了研發(fā)團(tuán)隊(duì)，其中增員最少的聯(lián)詠科技也新招了176人，賽靈思人員基本沒動(dòng)，而Marvell研發(fā)團(tuán)隊(duì)、則減少了152人。

滬深股市27家芯片設(shè)計(jì)公司中，減員的有4家，其中紫光國(guó)微是因?yàn)閯冸x了子公司，所以統(tǒng)計(jì)上出現(xiàn)了減員318人，其余三家減員公司人數(shù)減少均不超過10人。北京君正研發(fā)人數(shù)暴增，是因?yàn)橥瓿蓪?duì)芯成（ISSI）的收購(gòu)之后財(cái)務(wù)并表，因此增加了300多名研發(fā)人員。匯頂科技2020年新增研發(fā)人員數(shù)量最多，達(dá)到578名，不過與全球巨頭動(dòng)輒千人擴(kuò)招的氣魄相比，還是有差距。

從美國(guó)勞動(dòng)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)字來看，2006年至2011年間，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研發(fā)人員數(shù)量（包括計(jì)算機(jī)工程師和科學(xué)家）減少10000多人，這應(yīng)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移相關(guān)。但2011年至2016年間，已經(jīng)扭轉(zhuǎn)了這個(gè)趨勢(shì)，其中工程師增加了7000多人，可見美國(guó)產(chǎn)業(yè)界至少在2011年就已經(jīng)開始重視人才流失問題。

圖：美國(guó)半導(dǎo)體人才變化趨勢(shì)；數(shù)據(jù)來源：美國(guó)勞工統(tǒng)計(jì)局

在人才競(jìng)爭(zhēng)上，美國(guó)依然優(yōu)勢(shì)明顯。根據(jù)波士頓咨詢公司的數(shù)據(jù)全球頂級(jí)半導(dǎo)體公司（含美國(guó)公司和非美國(guó)公司）的芯片設(shè)計(jì)工程師有一半在美國(guó)，這些工程師中40%出生地并不在美國(guó)。當(dāng)前，美國(guó)大學(xué)里面電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)的生源中，超過三分之二是國(guó)際學(xué)生，而這些學(xué)生完成學(xué)業(yè)以后有80%留在了美國(guó)。源源不斷的國(guó)際人才，為美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)撐起了半壁江山。

碩博比例

另一個(gè)有趣的數(shù)據(jù)顯示，芯片設(shè)計(jì)公司幾乎是碩士收割機(jī)，這一點(diǎn)在臺(tái)系公司更明顯。統(tǒng)計(jì)的9家臺(tái)系芯片設(shè)計(jì)公司中，員工學(xué)歷達(dá)到碩士及以上的比例分為兩檔，一檔是60%以上，一檔是40%以上。由于各公司當(dāng)中博士員工比例一般為2%左右，所以臺(tái)系設(shè)計(jì)公司是名副其實(shí)的碩士收割機(jī)，碩士學(xué)歷員工比大學(xué)本科等其他學(xué)歷員工數(shù)量都多。

滬深27家公司中，碩博比例超過40%的有7家，其中芯原微電子比例最高，達(dá)到73%。低于20%的有6家，富滿微電子墊底，碩博比例為2%。

歐美公司一般都不公布這個(gè)數(shù)據(jù)，但依筆者印象來看，其研發(fā)人員中的碩士比例也頗高。芯片設(shè)計(jì)公司為什么青睞碩學(xué)歷？資深行業(yè)人士朱正表示，通過碩士階段的訓(xùn)練，一名微電子專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生，需要完成從電路到版圖再到測(cè)試驗(yàn)證的全流程工作，以及必要的專業(yè)課學(xué)習(xí)，這樣的學(xué)生上手很快，自然容易獲得設(shè)計(jì)公司青睞。

另據(jù)了解，臺(tái)灣芯片設(shè)計(jì)公司和大學(xué)合作也比較緊密，很多學(xué)生在碩士生實(shí)習(xí)階段就參與到公司項(xiàng)目中，這也是臺(tái)系公司碩士學(xué)歷員工非常高的一個(gè)原因。

薪資及薪資趨勢(shì)

半導(dǎo)體從業(yè)者的薪酬隨著行業(yè)的繁榮水漲船高。如今，中國(guó)大陸芯片設(shè)計(jì)工程師的薪水已經(jīng)開始在亞洲領(lǐng)跑，經(jīng)常有新聞爆出大陸公司拍出五倍薪水去挖對(duì)岸人才，在招聘信息中，百萬年薪的職位也越來越多。但從滬深股市27家上市公司的數(shù)據(jù)來看，上市企業(yè)對(duì)人才并不像獵頭市場(chǎng)表現(xiàn)出來的那樣瘋狂。

具體來看，27家公司中有4家2020年薪資總額減少了，北京君正和紫光國(guó)微薪資總額增長(zhǎng)最多，均超過了100%，其中北京君正是由于并入了ISSI，所以這個(gè)數(shù)字比較合理，紫光國(guó)微在剝離子公司的同時(shí)薪酬大增，還沒有找到理由，所以在計(jì)算人均薪酬的時(shí)候，去掉了數(shù)據(jù)異常的紫光國(guó)微。

人均薪酬則更容易看清楚，2020年人均薪酬下降的有11家，還有3家增幅在5%及以下，實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)薪酬增長(zhǎng)的有6家，其中國(guó)科微2020年薪酬增幅最高，竟達(dá)到47%。整體來看，上市公司對(duì)薪酬控制較為嚴(yán)格，市場(chǎng)上薪酬上漲明顯的應(yīng)以融到資的非上市公司為主。

歐美公司在年報(bào)中往往不披露員工薪酬總額，所以只能通其他數(shù)據(jù)來推算。27家上市公司研發(fā)人員平均薪酬為34.5萬元，比美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)工程師2006年的平均薪水8.5萬美元（以當(dāng)前匯率約合57萬人民幣）還是低很多。而根據(jù)波士頓咨詢的數(shù)據(jù)，2001年以來，半導(dǎo)體行業(yè)平均薪資年增長(zhǎng)達(dá)到4.4%，則可以推算2020年半導(dǎo)體工程師的平均薪水將達(dá)16萬美元，約百萬人民幣?？雌饋恚瑖?guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)工程師的薪水還有比較大的增長(zhǎng)空間。

圖：美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)薪酬分布；數(shù)據(jù)來源：美國(guó)勞工統(tǒng)計(jì)局

研發(fā)人員人均產(chǎn)值

既然芯片設(shè)計(jì)業(yè)研發(fā)投入是關(guān)鍵，那么最終考核點(diǎn)將是量化研發(fā)人員的投入產(chǎn)出比。下圖中，AMD是美國(guó)科技公司人均產(chǎn)值排行榜位列第20位，其人均產(chǎn)值達(dá)到52.1萬美元，約合347萬人民幣，這是2017年的數(shù)據(jù)，到了2020年，AMD人均產(chǎn)值增長(zhǎng)到了517萬元人民幣，這樣的增長(zhǎng)勢(shì)頭令人艷羨。從AMD2020年研發(fā)費(fèi)用增長(zhǎng)比例，也能說明芯片設(shè)計(jì)企業(yè)要立足于市場(chǎng)，就要舍得投入。

如果只看研發(fā)人員對(duì)產(chǎn)值的貢獻(xiàn)，全球十大芯片設(shè)計(jì)公司研發(fā)人員人均產(chǎn)值最低的瑞昱半導(dǎo)體也有340萬元，放入滬深股市上市公司中，可以排在第十三位。

可以看得出，瑞昱半導(dǎo)體研發(fā)人員人均產(chǎn)值貢獻(xiàn)在臺(tái)系公司中也不占優(yōu)，但其擁有超過5000人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，這是瑞昱能夠進(jìn)入全球前十大的基礎(chǔ)。以量取勝看起來簡(jiǎn)單，其實(shí)并不容易，以匯頂為例，現(xiàn)有研發(fā)團(tuán)隊(duì)2056人，去年新增578人，保持這個(gè)擴(kuò)張節(jié)奏，也要近6年才能達(dá)到瑞昱研發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模。關(guān)鍵在這樣的快速擴(kuò)張過程中，還能否維持住研發(fā)人員的人均產(chǎn)出。如果人均產(chǎn)出不足以支撐團(tuán)隊(duì)擴(kuò)張，甚至人均產(chǎn)出還不夠支付研發(fā)人員薪酬，這樣流血的征兵，很難形成戰(zhàn)斗力。

總結(jié)

芯片開發(fā)屬于典型的回報(bào)遞增行業(yè)，研發(fā)投入則是維持芯片開發(fā)回報(bào)的必要手段。因?yàn)榫w管單價(jià)下降，所以終端產(chǎn)品價(jià)格下降，半導(dǎo)體芯片惠及市場(chǎng)更大，最終更多的研發(fā)資金會(huì)繼續(xù)投入進(jìn)來；更多研發(fā)投入吸引更多研發(fā)人員參與其中；而通訊費(fèi)用不斷下降，更多人可以共享研究成果；更多研發(fā)投入，使得芯片開發(fā)工具鏈更繁榮，開發(fā)效率更高。

如硅谷王川所言，花更多錢，招更多人，用更好的工具，多個(gè)提高晶體管密度的解決方案齊頭并進(jìn)，這些解決方案中的最佳方案，會(huì)不斷超越以前的解決方案的效率，任何預(yù)測(cè)摩爾定律死亡的人都是逆勢(shì)而動(dòng)，半導(dǎo)體晶體管小型化只是實(shí)現(xiàn)摩爾定律的一個(gè)方法,如何在生產(chǎn)成本和能耗不變的情況下,提高計(jì)算能力,才是摩爾定律的精髓。從當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)來看，摩爾定律遠(yuǎn)沒有走到盡頭，而研發(fā)投入則是支撐摩爾定律前行的關(guān)鍵。

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