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台湾IC设计业的群聚效应
筑梦家的天堂

【作者: 黃俊義】2007年03月26日 星期一

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这几年来台湾IC设计业一直都有亮眼的产值,在政府的提倡与市场需求下,规模与家数也都扩增许多,然而IC设计在背后的激烈竞争与高昂成本下,很多状况并不如表面上的风光。IC设计从项目的成型、订定规格方案、功能演拟、RTL设计、逻辑闸设计、布局布线、时序收敛,ㄧ直到投片生产(tape oout) 等,过程相当地繁复,在大部分的程序上,虽然都有设计与验证的工具可以帮助,但某方面而言仍只是一种高级的苦工而已。


如果是ㄧ家无晶圆厂的IC开发公司,那么只有开发的产品功能独特或抢占先机,那么付给晶圆代工的高昂费用才得以回收,甚至还能进ㄧ步产生高额的利润,让全公司上下雨露均沾。但是推出市面的芯片应用,总是几家欢乐几家愁,特别是现在消费电子的快速循环的时代。


如果是ㄧ家整合性IC设计制造大厂(IDM),好处是截长补短,把许多不利的因素消弥在无形之中,并且借着庞大的资本来支撑单位成本的兢争优势。因此他们可以忍受许多新创试验性产品的无效开发,然而近年来IDM一些成熟的IC产品,也考虑到成本因素,逐渐交给专业晶圆代工去生产了。


如果是ㄧ家IC设计服务(代工)的公司,要专精的是设计技术的整合、IP的提供,以及制程生产的搭配。这纯粹以先进的技术、专业的经验来帮助业者开发产品、减轻不必要的风险,在芯片制程越来越精密复杂的情况下,设计代工产业的发展也成为必然的趋势。(表一)


(表一) IC设计厂商型态<数据源:零组件杂志编辑部>
型态 外商 台湾厂商
IDM Intel、TI、ADI、Freescale、NXP、N.S.、三星、等 华邦、旺宏等
Design House Xilinx、NVIDIA等 威盛、凌阳、沛亨、骅讯等
Design Service(EDA) 益华、新思、明导等 智原、创意、思源等
Wafer Foundry 特许、中芯国际等 台积电、力晶、联电等

从市场经济的观念谈起

开发IC最先要考虑的当然就是市场的状况,有的业者具有主导市场的力量,有的只能选择跟随,但都要看清市场的需要,合乎市场的操作就会产生经济的效用,成为自利利他的良性循环。经济必须以整体来看,恶性兢争的结果最后一定是不经济;也就是说不环保的就不经济,不实用的就不经济,不分享的就不经济。


所以IC的开发设计,虽然美之为当今的高科技,但所谓高科技应是具有精进质量、环保意识与人道关怀的科技发展,这一点也是业者想要从高科技中获取高利润时应有的市场经济观念。


孔恩的典范发展观念

基本上现代人多有技术挂帅的现象,台湾由于以制造代工起家,对于技术的崇拜与学习更是不遗余力,然而技术并非等同于知识,更与智能或创新无关,技术充其量只是将ㄧ个创新的典范或标准,努力寻求最佳的解决方案或答案。这一点类似孔恩(Thomas S. Kuhn)所谓的「常态科学」对于科学创新典范的解答,孔恩认为这些过程都只是在「精炼典范」,然而如果非局中人,很难了解在新典范成立之后,有多少善后工作要做,以及从事这些善后工作是多么令人兴奋的经验。孔恩说的典范类似科技业所说的标准,难怪标准ㄧ旦订定,业界对于相关技术就得拼死拼活,而且乐此不疲了。


信仰典范并不是ㄧ件坏事,ㄧ个典范就是ㄧ个知识系统与经济命脉,但是却不能囿于典范标准的窠臼当中,也就是说能够创新标准最好,这是产业的最佳「蓝海」策略;如果不能创造出新的标准,也不要执着于既有的技术,而要懂得灵活运用技术,了解技术背后的精神。


孔子的策略与分工思想

如果不以技术挂帅,才不会永远像个小孩子(小人)一样,苦苦追赶最新的技术;特别是那些自己还不须用到的技术,却一窝蜂的追逐,深恐因此会被淘汰,当然只有终日惶惶与长戚戚了。在《论语》里有一篇孔子尊重技术又不执着技术的对话,原文为樊迟请学稼,子曰:「吾不如老农。」请学为圃。曰:「吾不如老圃。」樊迟出。子曰:「小人哉,樊须也!上好礼,则民莫敢不敬;上好义,则民莫敢不服;上好信,则民莫敢不用情。夫如是,则四方之民襁负其子而至矣,焉用稼?」


很多人误以为孔子轻视农工,所以骂樊迟,叫他不要学用稼。事实当然不是如此,要了解所谓务农或园艺可是当时的高科技,一般人追逐都来不及,怎么可能看轻,况且这是主流的经济来源哩。就好像现在的人向孔子请学晶圆制造,孔子也会回答说:「吾不如张忠谋。」请学IC设计。曰:「吾不如陈文琦」了。


在孔子的思想里,职业并无贵贱,而是要懂得尊重专业与善用技术,如此才能各尽本份来分工合作,从而达到更大的经济效应。所以不要技术挂帅才能够驾驭技术,这在每个层次都应如此。例如张忠谋是一个成熟的领导者,如果有人向他请学晶圆制造,他应该也会说:「我不如技术长」,技术长则会说:「我不如资深制程工程师」了。如此,在台积电里每个层次都能做好每个层次份内的事,自然就会产生先进的技术与广大的市场,又何必天天喊什么半导体技术呢。


数字消费电子的市场演进

当一个典范成为一个经济体系的发展之后,新的技术也会不断演进,例如硅晶半导体就有所谓摩尔定律的预测,即芯片的的集积度与效能每两年会增加一倍(摩尔1975 年修正的预测,迄今仍然有效)。在这个经济体系的产业里,微电子技术不仅实现了此一典范的预测,也创造了现今规模达2000亿美元的半导体工业。


有了精密的集成电路组件(IC),因此而有PC工业的发展,这是另一个层次的典范;接着越来越轻薄短小与高功能的IC组件,又促成了数字手机产业的大跃进,手机也是另一个工业标准与典范,且是目前带动半导体成长的主力。如今PC与手机已经成熟普遍到成为一般性的消费,而传统的消费性电子则往结合高功能运算与网络通讯的数字化方向发展。因此在芯片效能提升、成本降低的情形下,开发新的IC产品都面临变化快速的消费市场所左右,不仅产品的周期短、花样多,也要整合成3C通用的型态,这是另一个阶段的兴起,我们不妨称之为数字消费性电子(Digital Consumer-DC)的新典范。


在DC的潮流下,IC设计产业则需要更多的技术领域来支持,因此更细部的垂直分工也就在所难免,台湾的IC设计技术与规模已是世界第二大的发展中心,未来将采取什么样的定位也要思考清楚?如果没有创新的环境,那不妨做代工,如果兼而有之,那要了解可以创新领导的是什么?因为即使是高层次的代工,也是需要创新并且将技术转换为专利来营销,这才是真正的全球化分工。因此在芯片效能提升、成本降低的情形下,开发新的IC产品都面临变化快速的消费市场所左右,不仅产品的周期短、花样多,也要整合成3C通用的型态,这是另一个阶段的兴起,我们不妨称之为数字消费性电子(Digital Consumer-DC)的新典范。


台积电创新的晶圆代工就是台湾在全球半导体产业分工下的发展典范,这是一个大典范下的小典范,既受人尊敬又有好利润。所以专业固然可分工,但却没贵贱之分啊!(表二)
Fab 有自己的晶圆厂,也从事IC产品的设计或服务。
Fabless 没有专属的晶圆厂,专门做IC设计或其他外围服务的工作。
Designer 具备专业的IC设计团队,不管有无专属晶圆厂,但以独立的产品设计为主。
Supporter 不管有无晶圆厂,提供IC设计业者生产辅助或成品制造的工作。
Components 一般组件(含IP)设计生产的工作,不管有无晶圆厂,也不管有无实体呈现。
Systems 从事系统级的设计与制造,特别是单芯片系统的开发工作。
Physical 以实体呈现为最终产品的IC设计或制造工作。
Virtual 以虚拟应用为主,大部分以IP型式存在,也可能是一种方法或制程。

台湾IC设计业的环境(SWOT)

台湾IC设计产业在有了上述的观念之后,便要考虑目前所处的环境,并且把相关的优势、弱点、机会与威胁分析清楚,根据工研院IEK的统计,台湾IC设计业2005年产值约新台币2790亿元,2006年成长13.5%达3234亿元,预估2007年产值可达3697亿元,仍维持14.3%的高度成长(图一)。下面就是针对台湾IC设计业的SWOT分析,在此还将配合五行生克制化的关系做说明:



《图一 近年来台湾IC设计业成长趋势》
《图一 近年来台湾IC设计业成长趋势》

优势(Strength)

在台湾发展IC设计的优势很多,否则也不会成为目前世界第二大的IC设计聚落了。简单来讲台湾IC设计的优势就是产业各项条件的群聚效应,这在五行中属于「生我」的关系(「我」指的是IC设计业),在此归纳如下(图二):


1. 产业分工清楚,拥有全世界最大的晶圆制造代工生产基地,到了2008年又有全世界最密集的12吋晶圆厂为后盾。


2. 系统制造商的庞大需求与配合。在全球各地做系统制造、销售台商多不胜数,是IC设计业者有力前锋。


3. 台湾地理上位处要津,不仅面对将来最大的IC消费市场,还扮演与日韩、印度、欧美的折冲角色。


4. 山明水秀、气候宜人。只要能够维持好山好水,并加以便利的开发,例如高铁的一日生活圈。这样的生活机能,必能吸引全世界顶尖的IC设计业及相关人才长驻台湾发展。


5. 政府支持。IC设计是台湾政府的策略性发展产业,不仅要建设台湾成为绿色硅岛,更有一连串的知识经济发展计划,例如硅导计划的补助。


6. 教育普及。特别是众多高等教育既然升格为科技大学,更可培养成为产业界源源不断的人力资源。


7. 文化丰盛。台湾保留了相当传统的中华文化,也大量吸收了近年来世界高科技文明的强盛文化,只要进一步去凝聚、整合与去芜存菁,在在都是IC设计业者整合应用的背后力量。


8. 民主开放。表面上吵吵闹闹的台湾,实际上却是民主开放的短暂过程与表现,民主开放的环境是作为全球化发展必要条件。


以上都是「生我」部分的优势所在,了解五行「生我」的慨念者,还可以再多探讨寻求其它「生我」的要素,并加以利用。有些「生我」的条件,是某一个别业者才有的优势,当然就只有个别业者才利用得到,例如他拥有特别雄厚的资本等。



《图二 台湾IC设计产业SWOT与五行关系》
《图二 台湾IC设计产业SWOT与五行关系》

优势(Strength)

台湾IC设计产业SWOT与五行关系


如果要讲劣势,从既有优势的反面来看就都是一种劣势,这就是水能载舟,也能覆舟的道理。但有一些劣势是已经突显的趋向,或是对IC设计业者而言才造成的现象,所以劣势也就有如五行中「我生」的关系,「我生」是一种对既有的执着,因此而产生固步自封不能变通的劣势,现在归纳如下:


1. 内需市场规模不够大,产业以OEM/ODM代工为主,难以创造品牌或领导标准。


3. 长期填鸭式的教育环境,造就大量模仿跟从的人才,较欠缺独立思考与研究创新的人才。


4. 基础工业不够扎实,欠缺模拟设计人才的传承与培养。


5. 重视赚钱技术的应用,忽略基础科学的培养;科技与人文严重失衡,组织制度与职场都欠缺文史人才发展的空间。


6. 台湾社会之政治对立严重,暗藏了不安定因素;而且两岸关系不明,居民欠缺国家共识,因此而有浅耕或投机的心态行为。


劣势在转一个念头,开通之后,就不再是劣势了。转变的方法就是要诚实的面对它、接受它,如果把它当做是不存在般的驼鸟心态,才是最要不得的失败因素。


机会(Opportunity)

有人说机会从来不等人,对于台湾IC设计业而言也是如此。机会来自于在不在意或关不关心,对本土在意就有本土的机会、对世界关心就有世界的机会,所谓「家事、国事、天下事,事事关心。」关心越多越大,机会也就越多越大;你不关心别人,别人也不会理你,机会也就稍纵即逝。机会在五行属于「我克」的关系,「我克」可以衍生为我去关心、我去克服或我去成就的意思。台湾IC设计业可以去成就的机会有那些呢?现在归纳如下:


1. 可就近提供台湾系统制造商质优价廉的IC组件,特别是特殊应用IC(ASIC),可以相互开发搭配,以降低成本、提升竞争力。


2. 以优秀的技术资源、产业炼,提供业界专门的设计代工服务,创造另一种全球产业分工的新型商业模式。


3. 累积先进的技术经验,创造自有的IP与独特的专利,并得以供应世界各地所需要的专利授权与技术服务。


4. 配合全球对中文文化性市场的需要与兴趣,提供相关的IC产品或接口。


5. 利用用中小企业的特色,在数字消费电子时代,扩大与不同领域、不同产业的结盟合作,抢占越来越扩大的电子芯片市场。


6. 综合多项有利因素,团结、整合来发挥影响力,以便能够参与标准的制定,并扩大产品的利基。


关心是创意的来源,也提供了无穷的机会,IC设计业特别应注重创意的展现,才会有市场、有行情。


威胁(Threat)

放弃机会、失掉机会就是一种威胁,虽然也有外在的竞争者在虎视眈眈,但终究每一个团体或个人都具有独一无二的条件,只要彰显自身、掌握机会就不会有威胁。所以真正的威胁大都来自于本身的问题,因为妄自菲薄或狂妄自大,才产生威胁自己的对象或敌人。威胁在五行中属于「克我」的关系,其实有威胁才有反省,也才有进步的动力,所以「克我」也是给我机会、促我成就的意义。台湾IC设计业现在已造成那些外在的威胁呢?现在归纳如下:


1. 台湾经济起飞、人民富裕之后,失去勤劳纯朴的传统,工资成本又增加,制造业大举往中国群聚,促使中国有发展IC设计的条件,如今两岸IC设计业人才技术已逐渐拉近。


2. 印度人工便宜,又拥有良好的软件开发环境与人才,在当今应用软件越来越重要的消费性IC或SoC的设计上,台湾将会失去许多机会。


3. 美国硅谷仍是IC设计业的最大重镇,而且掌握最大的资源与分配实力,未来可能只是开出规格,然后外包到世界各地做设计实现,以便扩大产能、快速上市,届时台湾连抢代工都有很多竞争者。


4. 欧美日韩等地的厂商,很多都是IDM大厂,如果发展独立的IC设计产业,将是进可攻、退可守的强大威胁。


聪明的人应该要把威胁化作助力,具体的方法就是把对手当做合作的对象,那么威胁马上就不存在了。事物的发展多是透过意愿、号召来成就,例如硅谷只是提供良好的发展环境,那么人才、资金就从世界各地蜂拥而至了,优势与机会自然越来越多。所以重点还是要看清本身的特色,然后全心全力的打出名号,如此台湾IC设计业的「我」,就会因为「生我」、「我生」、「我克」、「克我」而成长、而伟大。


如何组成梦幻IC设计产业

台湾地狭人稠,物产与天然资源都不丰富,这本来是一项缺点,但对于IC设计业来说,反而是一项利多,因为资源不足,人们只有靠动脑筋来赚钱,凡是知识与创意的产业都得以组成团队来经营。要组成一个梦幻IC设计产业,在了解前述的SWOT分析之后,把它进一步化为具体的策略来执行,便能够产生群聚效应来实现。在此分为文化、环境、人力、市场四个重点来说明:


文化

本来文化多元性就是台湾的一项优势,但并没有被善用。近来由于民智渐开,很多人开始懂得应用,例如台北故宫博物馆已把收藏结合多种的商品形式来经营,如此骨董就不再只是骨董,产生了新的生命与价值。其实,技术的产生来自于背后的观念,而观念来自于背后的文化。


台湾并不乏世界一流的IC设计技术,但却鲜有独创一格的产品问世,就是因为只以钻牛角尖的技术成就为尚,到最后还不是只能为文化强盛者所驾驭,永远在新观念之后追逐应付;第二是经营不属于自己的文化,且用来与原来文化的人竞争,如此的企业或产品,不仅不自然而且困难重重,更不会有超越自己或超越他人的可能。


如今大中华区市场的崛起,提供了一个很好的试练机会,因为同属于中文文化性的台湾,开发这样的产品就很容易抓住市场的口味与脉动,如此不断地精益求精,就会产生一种良性循环,当产品或服务本身越来越有特色,也越来越精致时,就自然会成为世界级的产品,且是一种属于中文文化性的世界级产品。


环境

以IC设计业垂直整合的特色来将整个半导体产业,乃至软硬件系统厂商,勾勒成一个非常完整的产业炼。很多业者将不得不在台湾设立设计中心,甚至欧美日的国际大厂也得将亚太设计中心集中到台湾来互相支持。


因此,台湾必须营造更佳的投资环境,提供方便的生活机能,以及维持区域的和平。另外就是各项工业如纺织、印刷、塑化与五金等也不能偏废,才能做为IC设计与产品开发的后盾。最后就是要充满自信与包容,成为一个全球化发展的开放国度。


人力

既然IC设计是目前的明星产业,愿意投入IC设计领域的人也会很多,但是迫于师资与学校的不足,每年台湾能培育出的IC设计人才也就不够市场的需求,即使针对理工科系毕业者来做第二专长的培训,仍然无法应付业者的殷殷期盼。这不仅是台湾本身人力的不足而已,全球的IC设计人才都很欠缺,特别是模拟IC的设计人员。


在创新与系统整合的趋势发展下,不仅传统的技术人才难以应付,可能需要花费长时间的教育与学习,其他相关领域的人才也都必须整合进来。因此在数字消费电子的时代,今后的IC设计业必须培养更多元的人才,除了学校教育的配合之外,还要增加产业的培训机能;同时还可在国外设立分支设计中心,就近晋用各地人才,或是开放各地人才来台湾发展;最后则是要塑造终身学习的环境,培养更多专才、通才与全才。


市场

如今,由于中国已成为新兴而开放的市场,加上台湾、香港、新加坡与马来西亚等华人国家地区便构成了一个所谓「大中华区」的市场。因为这个区域的市场的确很可观,所以不仅吸引台商积极的投入,许多全球性的跨国企业也都在观察布局当中。台湾因为具有中文文化性的特色,所以应该以全球中文文化性的市场来布局,才能将本身的文化、环境与人力落实在基本的市场区隔上,并进一步因为定位成功而扩大市场、营销全球。


结语

如今,由于中国已成为新兴而开放的市场,加上台湾、香港、新加坡与马来西亚等华人国家地区便构成了一个所谓「大中华区」的市场。因为这个区域的市场的确很可观,所以不仅吸引台商积极的投入,许多全球性的跨国企业也都在观察布局当中。台湾因为具有中文文化性的特色,所以应该以全球中文文化性的市场来布局,才能将本身的文化、环境与人力落实在基本的市场区隔上,并进一步因为定位成功而扩大市场、营销全球。在进入数字消费电子(DC)为主流的时代,台湾应延续PC产业的精神,以聚沙成塔的模式来建构一个完整的DC产业炼,IC设计就是其中的源头,一定得好好掌握。但是IC设计业者所担负的风险仍旧太高,不符合台湾产业的特色,因此IC设计业应该再做垂直分工,成为另一个群聚效应的产业典范。


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