芯片設計業(yè)，研發(fā)定生死

芯片設計公司為什么要維持高強度研發(fā)投入？這么多研發(fā)費用都花到哪里去了？芯片設計公司研發(fā)團隊有什么特點?芯片從業(yè)者薪水真的年年漲嗎？和《六個角度看滬深股市芯片設計公司與全球前十之差異》一樣，這一篇我們?nèi)詫纳鲜泄灸陥蟮裙_的數(shù)據(jù)角度談芯片設計業(yè)。

文︱王樹一

制圖︱盧小慧

論研發(fā)投入強度，半導體行業(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體行業(yè)，全行業(yè)達到22%，比生物醫(yī)藥高一個百分點，比排第三的軟件和計算機服務高八個百分點。在資本支出上，半導體行業(yè)也高居榜首，全行業(yè)資本支出占銷售額比例達到26%。

在某種程度上來說，半導體市場競爭就是金元戰(zhàn)爭，錢是芯片公司的彈藥庫，沒有研發(fā)投入的企業(yè)將很難在市場競爭中站穩(wěn)，這其中，芯片設計公司的研發(fā)投入強度尤其大。波士頓咨詢估算，在22%研發(fā)投入中，有12%來自設計業(yè)，即全行業(yè)研發(fā)投入的近55%來自芯片設計企業(yè)，以2019年全行業(yè)銷售額4120億美元估算，芯片設計業(yè)研發(fā)投入達到494.4億美元，約合人民幣3296億元，比2019年中國大陸芯片設計業(yè)銷售額（中國半導體行業(yè)協(xié)會設計分會統(tǒng)計數(shù)據(jù)）3084.9億元還要高。

圖源：波士頓咨詢

芯片設計公司為什么要維持高強度研發(fā)投入？這么多研發(fā)費用都花到哪里去了？芯片設計公司研發(fā)團隊有什么特點?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灸陥蟮裙_的數(shù)據(jù)角度談芯片設計業(yè)，相關數(shù)據(jù)收集和使用方法也與前文一致，這里不再贅述。

高強度研發(fā)投入

芯片產(chǎn)業(yè)之所以能長期維持高強度研發(fā)投入，是因為在摩爾定律支配下，其研發(fā)投入產(chǎn)出比足夠高，研發(fā)投入低帶來的風險足夠大，如果研發(fā)投入跟不上，被對手技術拉開代差之后，唯一的出路就是退出主流市場。

波士頓咨詢的數(shù)據(jù)顯示，芯片設計業(yè)貢獻了半導體全行業(yè)一半的價值增值，其代價便是全行業(yè)53%的研發(fā)投入來自芯片設計業(yè)。典型芯片設計企業(yè)研發(fā)投入占銷售額比例為20%，毛利率50%，全球十大芯片設計公司的數(shù)據(jù)基本符合這個規(guī)律。2015到2019年，全球前五大芯片設計公司研發(fā)投入之和為680億美元，每家平均每年支出為28億美元，相當于22%的營收占比。而美國有芯片設計業(yè)務（包含純設計和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，在選取的臺系11家芯片設計公司中，研發(fā)投入占比不低于20%的有5家，多數(shù)廠商也難以達到20%的研發(fā)投入比。

研發(fā)費用都投到哪里去了？

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

瀾起科技研發(fā)費用表

雖然先進工藝的工程開發(fā)費用不斷上漲，但總體來看，研發(fā)費用當中，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。

臺系公司中，瑞昱半導體2020年薪酬（含員工福利）占研發(fā)費用比例高達91%，聯(lián)詠科技薪酬占研發(fā)費用比例也達到了78%。

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

從研發(fā)人員占比來看，也可以判斷芯片設計公司研發(fā)費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《六個角度看滬深股市芯片設計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計公司處于人員擴張期，2020年全球十大芯片公司中有8家擴大了研發(fā)團隊，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，而Marvell研發(fā)團隊、則減少了152人。

滬深股市27家芯片設計公司中，減員的有4家，其中紫光國微是因為剝離了子公司，所以統(tǒng)計上出現(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，是因為完成對芯成（ISSI）的收購之后財務并表，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，達到578名，不過與全球巨頭動輒千人擴招的氣魄相比，還是有差距。

從美國勞動局的統(tǒng)計數(shù)字來看，2006年至2011年間，美國半導體產(chǎn)業(yè)研發(fā)人員數(shù)量（包括計算機工程師和科學家）減少10000多人，這應與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移相關。但2011年至2016年間，已經(jīng)扭轉(zhuǎn)了這個趨勢，其中工程師增加了7000多人，可見美國產(chǎn)業(yè)界至少在2011年就已經(jīng)開始重視人才流失問題。

圖：美國半導體人才變化趨勢；數(shù)據(jù)來源：美國勞工統(tǒng)計局

在人才競爭上，美國依然優(yōu)勢明顯。根據(jù)波士頓咨詢公司的數(shù)據(jù)全球頂級半導體公司（含美國公司和非美國公司）的芯片設計工程師有一半在美國，這些工程師中40%出生地并不在美國。當前，美國大學里面電子工程和計算機科學的生源中，超過三分之二是國際學生，而這些學生完成學業(yè)以后有80%留在了美國。源源不斷的國際人才，為美國半導體行業(yè)撐起了半壁江山。

碩博比例

另一個有趣的數(shù)據(jù)顯示，芯片設計公司幾乎是碩士收割機，這一點在臺系公司更明顯。統(tǒng)計的9家臺系芯片設計公司中，員工學歷達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。由于各公司當中博士員工比例一般為2%左右，所以臺系設計公司是名副其實的碩士收割機，碩士學歷員工比大學本科等其他學歷員工數(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。芯片設計公司為什么青睞碩學歷？資深行業(yè)人士朱正表示，通過碩士階段的訓練，一名微電子專業(yè)畢業(yè)的學生，需要完成從電路到版圖再到測試驗證的全流程工作，以及必要的專業(yè)課學習，這樣的學生上手很快，自然容易獲得設計公司青睞。

另據(jù)了解，臺灣芯片設計公司和大學合作也比較緊密，很多學生在碩士生實習階段就參與到公司項目中，這也是臺系公司碩士學歷員工非常高的一個原因。

薪資及薪資趨勢

半導體從業(yè)者的薪酬隨著行業(yè)的繁榮水漲船高。如今，中國大陸芯片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拍出五倍薪水去挖對岸人才，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)對人才并不像獵頭市場表現(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，北京君正和紫光國微薪資總額增長最多，均超過了100%，其中北京君正是由于并入了ISSI，所以這個數(shù)字比較合理，紫光國微在剝離子公司的同時薪酬大增，還沒有找到理由，所以在計算人均薪酬的時候，去掉了數(shù)據(jù)異常的紫光國微。

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，實現(xiàn)兩位數(shù)薪酬增長的有6家，其中國科微2020年薪酬增幅最高，竟達到47%。整體來看，上市公司對薪酬控制較為嚴格，市場上薪酬上漲明顯的應以融到資的非上市公司為主。

歐美公司在年報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，比美國半導體行業(yè)工程師2006年的平均薪水8.5萬美元（以當前匯率約合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，半導體行業(yè)平均薪資年增長達到4.4%，則可以推算2020年半導體工程師的平均薪水將達16萬美元，約百萬人民幣?？雌饋?，國內(nèi)芯片設計工程師的薪水還有比較大的增長空間。

圖：美國半導體行業(yè)薪酬分布；數(shù)據(jù)來源：美國勞工統(tǒng)計局

研發(fā)人員人均產(chǎn)值

既然芯片設計業(yè)研發(fā)投入是關鍵，那么最終考核點將是量化研發(fā)人員的投入產(chǎn)出比。下圖中，AMD是美國科技公司人均產(chǎn)值排行榜位列第20位，其人均產(chǎn)值達到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)值增長到了517萬元人民幣，這樣的增長勢頭令人艷羨。從AMD2020年研發(fā)費用增長比例，也能說明芯片設計企業(yè)要立足于市場，就要舍得投入。

如果只看研發(fā)人員對產(chǎn)值的貢獻，全球十大芯片設計公司研發(fā)人員人均產(chǎn)值最低的瑞昱半導體也有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，瑞昱半導體研發(fā)人員人均產(chǎn)值貢獻在臺系公司中也不占優(yōu)，但其擁有超過5000人的研發(fā)團隊，這是瑞昱能夠進入全球前十大的基礎。以量取勝看起來簡單，其實并不容易，以匯頂為例，現(xiàn)有研發(fā)團隊2056人，去年新增578人，保持這個擴張節(jié)奏，也要近6年才能達到瑞昱研發(fā)團隊規(guī)模。關鍵在這樣的快速擴張過程中，還能否維持住研發(fā)人員的人均產(chǎn)出。如果人均產(chǎn)出不足以支撐團隊擴張，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)屬于典型的回報遞增行業(yè)，研發(fā)投入則是維持芯片開發(fā)回報的必要手段。因為晶體管單價下降，所以終端產(chǎn)品價格下降，半導體芯片惠及市場更大，最終更多的研發(fā)資金會繼續(xù)投入進來；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，多個提高晶體管密度的解決方案齊頭并進，這些解決方案中的最佳方案，會不斷超越以前的解決方案的效率，任何預測摩爾定律死亡的人都是逆勢而動，半導體晶體管小型化只是實現(xiàn)摩爾定律的一個方法,如何在生產(chǎn)成本和能耗不變的情況下,提高計算能力,才是摩爾定律的精髓。從當前時間節(jié)點來看，摩爾定律遠沒有走到盡頭，而研發(fā)投入則是支撐摩爾定律前行的關鍵。

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