在全球半导体衰退的背景下，中国集成电路产业逆势增长实属不易，不过规模的增长，还并未带来质的改变。根据魏少军教授的报告，2019年全国排名前100设计企业的平均毛利率预计为34.2%，比去年提升2.2个百分点，“从最近几年的情况看，排名前100的设计公司毛利率一直徘徊在30%左右，整体改善不大”。

“如果现在还拿不到足够的产能，你可能就要耐心等一段时间， 或是等下一次市场成长的机会再上量了。”谈及当前市场状况，台积电(南京)有限公司总经理罗镇球如是说。罗镇球表示，半年前整个半导体行业弥散着下滑、衰退和不确定的气氛，产能闲置率较高，连接单都很困难， 而现在却呈现出现全面产能吃紧。

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台积电(南京)有限公司总经理罗镇球

新思科技中国董事长兼全球资深副总裁葛群

成都锐成芯微首席执行官向建军

国微集团高级副总裁、S2C首席执行官林俊雄

感到产能吃紧的不仅有台积电，联电与中芯国际也同样感受到了下游汹涌的需求。中芯国际全球销售与市场资深副总裁彭进在演讲中确认，中芯国际最近产能也异常紧张。

过去触控显示驱动需求看涨，仅在80纳米高压工艺产线比较吃紧，而今年反倒是从80、55纳米到40纳米高压工艺全线都吃紧，和舰芯片（联电子公司）销售副总经理林伟圣认为，这种状况史上仅见。

拿掉存储器全部是增长？

不过整体看，2019并不是一个好年份，全球半导体负增长已成定局，极有可能出现“2008年以来第一次超过两位数的负增长”。存储器价格下跌对行业整体走势影响巨大，从市场调研机构IC Insights的数据来看，四大存储器厂商中，有DRAM的三家有两家跌幅超过30%。三星跌幅预计为29%，是因为其产品线更广泛，不单有存储器，SK海力士和美光预期跌幅分别为38%和35%，继承了原东芝存储器业务的铠侠跌幅为18%，原因是铠侠只有闪存业务。

存储器行业规模在2018年达到了1580亿美元，占全行业销售额比例近三分之一，今年表现如此糟糕，自然拖累行业整体表现。2019中国居民消费价格指数高涨，恒大研究院任泽平称物价已被猪肉价格扭曲，拿掉猪以后全是通缩，那么在半导体行业中，存储器完全左右了行业走势吗？

其实拿掉存储器以后，也没有见到大范围的增长。前十五大半导体中，真正有增长的只有索尼，手机集成越来越多的摄像头是图像传感器供应紧张的首要原因，而国内无处不在的监控设备也为图像传感器增长推波助澜。

但除了图像传感器有明显增长，其他细分行业多数出现了萎缩，最全面的模拟公司、号称电子制造业晴雨表的德州仪器（TI）衰退9%，近几年火爆的英伟达出现两位数衰退，高通也有两位数衰退。

图片来源：IC Insights

这不难理解，手机和汽车等主流应用市场都出现了衰退，汽车还是大幅衰退，虽然有真无线耳机等几个应用火爆，由小众产品变成大众产品，但对应的芯片平均售价在快速下滑，而且总出货量暂时还不能与个人电脑、手机、汽车相比。

需求回暖是一方面，统计数据显示，下半年电子信息产品回暖迹象明显，但毕竟还没有实现正增长。那究竟还有什么原因让晶圆厂产能吃紧？

国产替代进行时

“最大的助力是国产芯片取代化，无论是制造还是封装，产能利用率都在往上提升，尤其在模拟IC和电源管理芯片上，国产替代需求上来了。”林伟圣说道。

（从左至右）

Mentor，a Siemens Business荣誉CEO Walden C.Rhines

芯原微电子创始人、董事长兼总裁戴伟民

索喜科技中国事业部总经理刘珲

和舰芯片销售副总经理林伟圣

在中兴、华为被制裁之前，国内系统厂商对于芯片供应安全并无切实感受，国产芯片进入华为、中兴等大厂商的门槛非常高，很多厂商的产品在没有被市场广泛接受之前，根本得不到在大厂商测试的机会，测试都没有机会，就基本无缘供应大厂，无缘供应大厂就难以被市场广泛接受，所以支持国产芯片，往往只是一个口号，并未落到实处。但特朗普政府一纸禁令，彻底改变了国产芯片厂商的生存环境。如今，不少国内厂商反馈，系统厂商为国产芯片测试检验建立起绿色通道，如果符合系统厂商对供应商的质检要求，多数都能拿到实质性订单，支持国产芯片已经不只是口号。

以林伟圣说的模拟芯片与电源管理芯片为例，应用领域广泛，产品种类众多，不同应用对性能参数要求各异，德州仪器产品料号超过10万种，其中大部分属于模拟产品。在这么宽的产品线上处处严防死守肯定不现实，这为国产厂商在自身优势领域重点进攻创造了机会。

与芯片供应同样受到重视的是半导体产业链上游的供应状况，例如EDA、晶圆制造与设备材料等。EDA的国产化率就非常低，全球前四大EDA公司占据了EDA市场份额的近90%，加上其他国外EDA公司分食，华大九天董事长刘伟平曾表示，2018年国产EDA销售额约为3.5亿元，全球市占率仅为0.8%。

EDA是工程师开发芯片或设计电路的软件工具，不像很多模拟芯片可以直接进行替换，用户对EDA软件开发环境依赖性高，替换难度大。国微集团高级副总裁、S2C首席执行官林俊雄在演讲中表示，EDA产业性质决定了其国产替代难度很大。首先，每个被市场接受的EDA工具，都有长期技术积累与专利的支撑，对后进厂商获取市场份额层层设限；其次，人才稀缺，这是老问题，以往国内EDA开发人员不足百人，现在虽然已经增长到数百人，但与美国几万人的从业人口相比微不足道；第三，现有EDA是由众多点工具组成整体开发环境，三大EDA公司拥有数量众多的点工具让其提供方案时更具灵活性，也更吸引用户，单一点工具很难在全流程方案中胜出；EDA开发投资回报周期长，变现途径少，所以筹备资金比较难，没有资金投入研发，就很难缩小与国际巨头的差距。

不过，虽然EDA国产替代很难，但仍然有一批人坚持开发EDA工具，在局部领域实现了突破，对中国集成电路产业形成了一定的支撑。

供应链安全

如前所述，供应链安全问题在这两年被重视起来，国内很多设计公司现在非常关注EDA、晶圆代工与IP的供应安全。美国规定，如果某一项产品或服务中源自于美国的技术占比超过25%，则美方可以禁止此类产品或服务销往被控实体对象。

台积电的罗镇球在演讲与回答媒体提问时都谈到了这个问题。在演讲中，罗镇球说：“台积电是安全可靠的供应商，在遵守全世界各地区所在地法律法规的前提下，我们从来没有因为外界因素向任何客户停止过供货，这主要是由于技术自主、资金自主”。在接受采访时，罗镇球进一步强调：“我们的立场是始终一致，即公司的任何投资决策都是基于客户与台积利益最大化考虑，因为台积电一直坚持资金自主、技术自主，所以抗压性比较强。”

Arm中国产品研发副总裁刘澍也对之前Arm授权有风险的消息做了回应，他表示：“Arm是今天我们所看到在世界产业里面最成熟的技术架构，围绕这一架构的生态也是全球最大的。Arm公司一直致力于保持技术的中立性，虽然国际形势变化很多，但是我们一直保持技术和架构的中立性。Arm中国在技术自主性上进行了加码，由Arm中国本土研发团队开发的产品，是百分百在中国独立完成研发，只不过是兼容和遵循Arm架构下的实现。从严格法律意义上来说，完全具备法律和商业上的自主性。”

（从左至右）

Arm中国产品研发副总裁刘澍

华大九天副总经理董森华

Silvaco中国区总经理房敏

Silvaco首席执行官Babak Taheri

芯愿景总经理张军

Silvaco首席执行官Babak Taheri则表示，虽然Silvaco是一家美国公司，但该公司很早就在海外设立研发中心，如今有相当多的工具与IP都在美国以外的研发中心开发出来，所以这部分产品的供应并不受美国监管限制。“不是所有产品，但也有相当多的产品在美国海外研发，有中国客户表达了对供应风险的关切，我们给他们提供法律函件支持，以及其他所有需要的支持，让他们能够放心使用我们的产品。”

自主可控不等于故步自封

伴随自主可控意识的觉醒，行业中也有另外一种声音出现，就是以最快速度、最广范围实现国产供应。但这种想法既不现实，也无必要。

根正苗红的华大九天并不认为靠国产情怀或价格便宜，就能在市场竞争中立足，EDA竞争已经进入到全球化充分竞争的阶段，只有技术在市场中有竞争力，才是生存的根本。华大九天副总经理董森华表示：“华大九天从来不认为价格便宜是竞争优势，我们遵循的是整个产业的发展特点，追求打造更有特色、更有竞争力的产品和技术，九天推出的一系列得到客户深度认可的产品，竞争优势肯定不是由于国产品牌或价格优势。”

“我们今天的发展确实受到一定的困扰，但这不是因为开放而造成的。我们反而比较担心的是在打破禁运旗号下的自我封闭、在保障安全口号下的关门发展。如果这样的话，我们的产业将永远走不出那些专用市场的“防空洞”，我们的企业也永远走不出国门，成为能够在国际市场上驰骋竞争的强者。”中国半导体协会集成电路设计业分会理事长魏少军在演讲最后特意强调闭门造车风险更大。

芯原微电子创始人、董事长兼总裁戴伟民也表示，虽然出现了贸易摩擦，但美国不可能放弃中国市场，中国也不可能完全自主制造，“不应该也不可能完全割裂开来，国家讲自主可控，自主可控不一定都是自己从头做，引进消化吸收再创新也是自主可控。但是要尊重知识产权，这一点很重要。”

知识产权风险

在中国集成电路产业实现自主可控的过程中，知识产权是难以回避的问题。国外集成电路产业发展早、布局全面，很多领域都有足够多的专利武器来应对后进者的挑战。戴伟民认为，即便使用RISC-V这种完全开源的指令集，在架构与指令集上不用担心专利风险，但在芯片实现环节可能会遭遇专利风险。

戴伟民同时指出，RISC-V用户需要对专利风险有所警惕，但也不必过于担心。因为在芯片实现环节，很多基本必要专利已经过期，或者快要过期，“有风险，但不是心腹之患。”

（从左至右）

摩尔精英董事长兼CEO张竞扬

赛昉科技首席执行官徐滔

SiFive首席执行官Naveed Sherwani

Cadence南京凯鼎电子副总裁刘矛

“SiFive主要投资者包括英特尔、谷歌、亚马逊、三星、高通等全世界顶尖大企业，这些企业都支持RISC-V。关于专利，可能有风险，但我觉得不会是严重的问题。”SiFive首席执行官Naveed Sherwani则认为，不用担心RISV-V的知识产权风险，“英伟达四年前开始采用RISC-V，其产品在全世界销售，英伟达愿意把每一个产品都放入RISC-V，如果对于设计实现或者制造专利有担心，会这样做吗？西部数据最近也表态将会把所有产品支持RISC-V架构，这些公司法务团队有数百个律师，他们会仔细去梳理其中的问题。我们之前也咨询了全世界顶尖律师，他们建议我们可以把IP完整移植到中国，由一家独立运营的中国企业进行维护及优化，未来最高端的RISC-V 内核也将会在中国的研发中心开发，而并非是子公司性质，于是在2018年，我们与中国本土团队合作成立了上海赛昉科技有限公司。双方的法律团队都可以把关，确保赛昉科技完全在中国是独立运营，而不会遭遇专利风险。”

如何应对知识产权风险

随着中国集成电路产业持续发展壮大，涉及知识产权的诉讼越来越活跃。据芯愿景总经理张军介绍，2018年芯愿景接到的知识产权侵权服务案例超过500个，2019年到11月份已经超过600个。

在中外公司之间的专利战中，我国企业总体处于劣势，主要原因三点。第一，国内半导体行业专利数量总体偏少，而其中有价值的好专利数量更少；很多中小企业对专利法了解不够深入，又较少在相关法律问题上与专业服务机构进行充分沟通，这样企业负责人很容易出现不必要的误判；部分公司在产品规划阶段还未能做到完备的知识产权检索，如果不了解某一领域的专利布局，很可能在研发过程中稀里糊涂就侵犯了其他公司的知识产权。

在保护自己的知识产品方面，张军建议，企业除了要对专利相关的法律条例知法善用，还应在专利申请时就做好相应规划。张军认为，技术人员在申请专利时通常的想法是把技术更好地展现出来，但技术的创新性与专利的创造性并没有必然的联系，“专利三性（新颖性、创造性、实用性）中，最重要的是创造性，创造性的本质含义不是技术更新迭代，它的意思是你想不到或非显而易见的方法，与技术本身的创新性没有特别大的关系，所以技术人员在申请专利时，一定要与专利人员做好充分沟通，毕竟申请专利终究要为公司未来发展竞争与市场布局服务。”

此外，专利申请者需要考虑到未来出现纠纷时如何应用该专利。张军强调，在申请专利时如果技术细节描述得过于详细，会造成专利诉讼环节难以取证（保护范围过窄），“一个专利无法取证，就无法对别人产生制约。所以在申请阶段，技术人员就要与专利人员做到取证简单，这样才能在专利诉讼中更好保护自己的权益。”

IP与Chiplet

这一届ICCAD上，IP（知识产权）问题被广泛讨论。知识产权不只是商战武器，也是加速开发工作的利器，将经过验证的成熟技术做成IP，利用IP实现快速开发，已经成为业内共识。好的IP不是只实现功能或面积最小、性能最佳，而市场上真正好用的IP只有深度了解应用状况，不断试错累积，才能打造最符合市场需求的IP。

对于如何打造最适应市场的IP，新思科技中国董事长兼全球资深副总裁葛群认为最重要的是要真正理解客户在应用中的实际需求。他举了一个例子，在2006、2007年左右，机顶盒与U盘市场迎风而起，但市场上能够支持USB 2.0高速（480Mbps）规格的终端产品却很少，很多USB接口产品只能在低速运行，这主要是由于终端产品的PCB在制作时，往往并不遵循设计公司的参考设计要求，设计是参考四层板，但客户为了节省成本只用两层板，这就对芯片的PCB兼容性提出很大要求。“在实验室里用参考设计测出来能达到480兆，但是一上产线，死活读不到2.0的速度。了解到用户痛点之后，我们在设计中做了非常大的裕量，即使我们客户（芯片公司）的客户用很差的PCB，USB速度也可以达到480兆。”

在中国这样应用场景复杂多变的市场，能应对标准之外的设计要求，才会真正获得市场认可。不过IP开发难度在增加，因为开发IP“必须要走在客户的前面，预判客户未来的需求，”成都锐成芯微首席执行官向建军说道，“甚至在工艺还不稳定的时候，IP厂商就要和代工厂一起进场。”

尤其是模拟及混合信号IP，难以跟上逻辑工艺的迭代速度。当数字走到更先进节点，而在对应节点还没有模拟IP可用时，Chiplet（芯粒）是处理先进数字工艺与模拟及混合信号模块配合的一种解决方案。

“Chiplet能解决两大问题，一是在先进工艺节点早期阶段，一些复杂高速模拟或接口电路的有无问题；另一个是灵活性问题，在不同场景下，有些芯片对接口或模拟通道数量要求不同，如果都集成在一颗die（裸芯片）上缺乏灵活性，PPA（性能、功耗、面积）方面难以做到最优。Chiplet通过数字和模拟区分更好地解决了场景化的灵活性问题。” Socionext中国事业部总经理刘珲同时指出，“Chiplet的挑战依然明显，例如接口标准化、接口间巨大的数据量造成裸芯片和裸芯片间互连所产生的大功耗，以及高成本所带来的未来大规模化应用等课题。”

芯粒可以被视为硬IP，每一个芯粒是一颗具备特定功能的裸芯片，不同裸芯片之间通过先进封装技术连接在一起，以构成大规模复杂系统，由多个芯粒组成的复杂系统最后放入一个封装中，以单芯片形式应用。

“以前我们提供IP，以后也许客户更需要我们提供芯粒，”芯原戴伟民对芯粒的未来非常看好，“用Chiplet实现专用功能IP的‘即插即用’，解决7纳米、5纳米工艺中性能与成本的平衡，并降低大规模芯片设计的开发时间与风险。从SoC（系统级芯片）中的IP到SiP（系统级封装）中以Chiplet形式呈现的IP，IP即芯粒（IP as a Chipset）是一个趋势。”

设计上云

虽然IP在芯片开发中的重要性在增加，但IP产业规模并不大。摩尔精英董事长兼CEO张竞扬表示，半导体产业整体资本开支约为650亿美元，而IP产值不足50亿美元,“很多东西买不到，对于一个公司而言，90%以上的技术都自己开发就有极大风险，如果IP上云，好的设计可以被全世界人用，就可以大幅度提升效率，降低风险。对于这样的云，我们总结了八个字‘各自成云、永不落地’。”

然而，毕竟知识产权是芯片设计公司最重要的资产之一，上云之后商业机密是否能确保还没有成熟方案，张竞扬坦承，半导体公司对云上开发的概念接受度并不高。

上云不易，三大EDA公司却都已经为上云做准备。新思科技葛群表示，EDA结合人工智能与云技术，将使芯片设计自动化效率更高。

Cadence南京凯鼎电子副总裁刘矛则表示，云计算在芯片设计加速上已经在发挥作用。“利用并行计算技术与云平台，可以把计算资源充分利用起来，让芯片设计不再局限于物理环境，任何公司都可以去利用我们的EDA云平台去加速芯片设计开发，云计算已经在芯片设计中发挥了很重要的作用。”

Mentor，a Siemens Business荣誉CEO Walden C.Rhines则认为，EDA公司都在向云服务方向转移，但当前EDA云服务的成本还没有优势，普通公司IT设施云化的动力是降低成本，云化EDA服务在真正具备价格优势时，才能被更多用户接受。

SiFive的Naveed Sherwani特意指出，2018年10月，利用台积电开放创新平台与Cadence云工具及微软的云服务，SiFive发布了一款完全在云端完成设计的芯片。赛昉科技首席执行官徐滔则展望，工具上云只是半导体公司业务云化的第一步，“不仅是EDA工具，还有IP、后端，乃至整个基础设施都部署在云上，最终实现生态上云。这样不仅能极大解放生产力，还可以缓解人才缺乏问题。”

AI悬空

云计算与人工智能（AI）都是近年来的热点话题，EDA公司已经将AI技术引入到EDA应用中，但用户可能还没有体会到AI带来的性能提升。葛群表示，传统EDA工具的数据结构定义时并未考虑到对AI技术的优化，在旧数据结构上嫁接AI技术，难以达到有效提升设计效率，新思科技在两年前开始全面重构其EDA平台的数据结构，新数据结构能够充分发挥AI技术潜力，两三年以后用户会逐渐体会到AI与EDA结合的威力。

“通过AI 赋能的EDA设计方法，芯片设计周期比原来缩短10%到20%，PPA也有10%到20%的提高。这样就可以大大减少芯片公司或系统公司对芯片设计人才的需求。”Cadence刘矛认为，AI在EDA应用的想象空间非常大，“以后做芯片设计可以完全不需要人，只要写一个规格书，芯片设计的所有工作就自动由EDA软件去完成。”

虽然AI在EDA应用上取得了进展，但人工智能芯片话题在本届ICCAD上热度下降趋势明显。

“AI算法变成芯片，公司估值能增加不少，但芯片做出来不是只做一个demo（演示），最重要的是要有市场。”芯原微电子戴伟民指出，除了人脸识别、安防监控等有限领域，AI芯片还没有特别好的应用场景。

Socionext刘珲支持戴伟民的观点，他表示，AI芯片能否成功不在于选择哪种架构，关键是落地。“做通用型AI芯片，宣称要覆盖所有应用场景，现在看难有成功的机会。紧扣具体行业需求，深耕具体行业应用，加强自身对具体行业的理解，针对具体行业需求对AI芯片做定制化开发，这是我给AI芯片公司的建议。”

“AI是算法还是芯片？在我看来，AI目前来看类似IP，你要想把AI变成通用芯片，放在所有场景里，在追求低成本的终端设备等场景，AI落地是很有挑战的。”和舰芯片林伟圣更是语出惊人。

利润落地

在全球半导体衰退的背景下，中国集成电路产业逆势增长实属不易，不过规模的增长，还并未带来质的改变。根据魏少军教授的报告，2019年全国排名前100设计企业的平均毛利率预计为34.2%，比去年提升2.2个百分点，“从最近几年的情况看，排名前100的设计公司毛利率一直徘徊在30%左右，整体改善不大”。

前十大设计公司的平均毛利率更低，只有32.18%，这已经是连续第三年前十大设计公司平均毛利率低于前100设计企业平均毛利率。魏少军指出:“十大设计企业的规模在持续增长，但盈利能力没有同步提升。”

Walden C.Rhines还是坚持他以往的观点，认为盈利水准和公司规模没有相关性，不过他也指出，当形成垄断时，大公司的毛利率就得到了保证。“1995年时，前三大存储器厂商市场份额总和只有50%，现在则占了95%的市场份额。”

戴伟民则认为，中国设计业公司数量太多，过度竞争让出货量大的市场毛利率都不太好，“中国有近两千家IC设计公司，其实不需要这么多，我觉得一半数量的公司形势会更好。”

“国内大部分公司主要是做取代型市场，取代型市场无外乎产品和功能一样，最后拼价钱，”林伟圣分析道，“我们也看到，有一些初创公司会用非常低的价钱去扰乱市场秩序，把产品平均售价拉到非常低，专业排名靠前的几个老大哥，利润率就不能维持。”

对众多中国设计公司而言，有国产替代的历史性机遇，但也有上游产能吃紧、下游需求疲软、同业竞争激烈的现实困难。在我国经济增速降低的大背景下，下一个十年里，要从“红海中的血海”杀出来不容易，但真正通过市场血与火考验生存下来的IC企业，才是中国集成电路产业实现自主可控目标的脊梁。