201704210118(­一)淺談晶片實體設計-競爭力(Competitiveness)

成本效益(Cost-effectiveness)

台灣半導體產業非常擅於降低成本(cost-down), 套用「資本論」的術語叫: 擅於提高「相對剩餘價值」. 往好一點的方向走, 有所謂的「成本效益(cost-effectiveness)最佳化」思維, 也就是透過系統性的創新、工具與設計流程的改良來提高產能.

 

如下圖, 在傳統的IC設計思維裡, 石頭所支撐天秤的一邊是成本, 另一邊是終端產品或客戶的競爭力. 在這樣的系統裡, 降低成本(包括機器、廠房、不良率、晶圓價格、封測、勞動、軟硬體資源與產品週轉時間等)的同時, 可能無形中也削弱了終端產品或客戶的競爭籌碼, 以維持平衡. 若想要將所降低的「設計成本」轉化/強化為終端產品或客戶的「競爭籌碼」, 且天秤兩端仍能維持平衡, 則需要系統性的通盤考量與結構性的創新. 結構性的改變扮演一個重要的橋梁, IC設計服務來說, 直接主動洞察/提供更貼近系統商或客戶端的需求以增加產品競爭力.

 



 

事情必有蹊蹺

成本效益(cost-effectiveness)」我們非常擅長也常掛在嘴邊, 表面上看來極具正面, 但若我們看看台灣半導體產業龍頭--台積電(TSMC; 不過嚴格說來其實外資持股約80%, 應該算是吃台灣多項優惠, 聘較多台灣人的外商吧? )與全球各產業的獲利能力相比

 



(source: BI 2015)

 

 

根據BI2016年的統計資料, 這個當年傾國家之力栽培、種子赴美受訓、重點扶植的產業, 成長至今大約貢獻了約316億美元的年營收(對台灣繳了約8.6億美元, 佔營收2.7%, 即經濟成長的果實大部份eventually都充公外資去了), 介於FaceBookGoogle之間, 但尚未達Google1/2.

 

再看看蘋果(Apple), 如果這個企業是個國家, 根據IMF 2016的統計資料也應該可以排入前52名吧? Wal-Mart則僅次於瑞典可以擠下比利時排入第24!

 

 

Who Earned Money?

到底誰才是真正的大贏家? 真正賺到錢? 網路上很多人喜歡買iPhone來拆解, 並分析其各構成部件究竟是由誰來代工, 並將這件差事(外包工作)視為無上的榮耀.

 



(Source: HIS 2014)

 

可是當我們仔細看看台灣有哪些企業可以沾上邊、分杯羹的同時, (iPhone被拆解以來)總是能看到如鴻海、和碩這等坐擁10萬大軍的生線產身影, 然而每組裝一支iPhone卻僅能跟蘋果拿(非賺喔)只有約其0.7%的售價耶? 為名符其實的「打工仔」啊! 我想在這所有代工鏈中, TSMC算是相對被剝奪較少的, 統包/爽吞A8晶片, 卻也只能跟Apple拿不到其售價的3%.

 

 

台灣的半導體產業是馬克思「資本論」的最佳詮釋?

或許台灣的教育花太多時間去背誦仇恨了? 我們都在舒適圈裡過日子, 要嘛是領一天薪水過一天日子, 要嘛是吹噓在股市/房市槓桿中賺了多少, 真的鮮少花時間認真花時間去思考自己所屬的「產業」是啥? 自己到底在幹啥? 或是所處產業的「價值」可創造性? 連我都不例外.

 

綜觀這近四分之一世紀以來台灣的半導體產業(包括IC設計、製造、封裝/測試、代工服務等)運轉模式, 真的像極了於150年前馬克思於其「資本論」中所描述的現象(而且現在仍還在迴圈內運行): 資本家為了增加利潤因而須設法減少成本支出(外包/代工廠被強迫cost-down), 而可以有效轉變為商品價值的「勞動/工時」有其健康/物理限制, 但資本家又受必須增加更多勞動的目標所驅使(機器一旦啟動就希望它能持續運轉不要停機), 所以發明了輪班制(將原本「被迫」、「毫無休息地持續勞動」合理化). 在最大化所謂的「絕對剩餘價值, 即無法繼續壓榨勞動/工時)之後, 所以很自然地引入自動化並改善生產流程以最佳化成本效益(並吹噓說: how cost-effective they are), 此為所謂「相對剩餘價值」的持續剝削, 即你還是拿一樣的薪水既使產能已提高了10倍或更多(有時拋出的肉碎削或許可以消弭一些divergence).

 

針對「Cost-effectiveness」這個泥淖, 我想了很多回, 我想我們可以簡單用下面這張圖來呈現. 台灣半導體產業(IC設計、製造、設備、DRAM、封裝/測試、代工服務等), 似乎仍然跟許多落後地區或開發中國家一樣, 好比高爾在其「驅動大未來」書中關於現行「資本主義」論述時所提到的「工作外包、機器人代工」模式的承包商. 套用「資本論」的話語: 剩餘價值」相當於勞動所創造出來(相對)高於工資的利潤, 可以是資本家透過剝削勞工而來(即所給予的薪資與所創造出來的商品不對等)、透過降低成本(外包)或是提高產能(機器人外包、系統性設計流程創新)而產生.



 

 

價值創造(Value Creation)

然而觀察tier-one company的獲利模式, 它們除了能透過外包/代工廠間接享受A途徑的果實, 更善於創造/賦予產品更高的價值, 這個途徑B除了需要讓自己關注於創新發明、透過 technical marketing (專利、論文)鞏固技術的領先地位, 通常也應需要善盡企業的責任, 例如對環境的關懷、社會回饋、產學合作等, 如此不但得到永續經營的契機也間接豎立品牌的價值, 我稱這個過程為「Branding.

 

 



 

雖然資本家透過天之驕子/(廣告包裝)套牢消費者的的模式不變, 但其衍生出來的資產與金流(信用消費)模式, 則是徹底跳脫了傳統資本論述中所謂的「剩餘價值」了!

 

就東方與西方資本主義之實踐來看(增加剩餘價值之方法不同), 那奉行「馬克思」思想的彼岸, 似乎逐漸擺脫了這個原屬於上個世紀所設計的剝削輪迴, 而台灣仍然還沒跳脫這殖民地時代就已存在的泥沼. 這是大系統的問題(從教育開始), 不是鼓勵創業能解決的.

 

我們再把比較視野放寬至韓國看看, 我想三星(Samsung)是相對較有代表性的. 2015年的市調報告來看, 三星雖然表面上佔了智慧型手機市場約24%(市佔率第一), 但卻有超過90%全球總體市場獲利流入Apple, 相當驚人(獲利跟市佔率無關)! 其餘品牌的獲利在整體市場中的比例則幾乎可以被忽略, 甚至有些公司的獲利(profit share)為負值呢.

 



(Source: Gartner 2015)

 

 

換句話說, 要不是GoogleFacebook的出現, 我還真不知原來「網路流量」還可以創造出價值呢!? 電商的營運模式如雨後春筍, 又衍生出許多改良版的網路直銷/金流(教你如何「財富自由」、不用工作能「錢」進你家、用消費賺「錢」)等物聯網時代的營運模式. 當然, 這不是很鼓勵(不小心會變成物聯網時代的「老鼠會」)…

 



很弔詭的是, 若大家都去專研「財富自由」了, 誰來改善高爾擔憂的氣候變遷、環境/資源耗損、生態系統失調、高齡化與社會照護等課題呢? 文化也可以是龐大的資產(如日本睡魔燈、素還真布偶)不是嗎? 我很喜歡台南仁德的「十鼓文化村, 我也期待台灣元宵節哪天能變成各國都來參與/轉播的國際嘉年華會. 想想看還有很多.

 

 

 

假想敵(Competitor)

回到競爭力(Competitiveness)這個議題, 我們首先需要設定一個核心競爭對手(標竿)…

 

IC設計公司的營運模式為例, 有一種非常具競爭力者是「die-buy, 通常Foundry面對一般customer(design hiuse)因為需要免責所以會轉嫁許多design margincustomer, 然而面對這種產能巨大的客戶會願意在「風險」與「良率」之間尋求妥協並最大化「成本效益(cost-effective)」以共享經濟成長果實的合作模式

 

講白話就是: 人家(競爭對手)最後時序驗證的配方(timing sign-off recipe)可能是TT±1.5σ, 而你可能仍遵守等效SS±FF±Foundry免責配方(考慮電壓/溫度、製程與實體設計相關的變異性等效應).

 

面對這樣的競爭對手, 我們必須使用大絕招, 例如比競對手更了解製程/元件物理特性與缺點、運用統計學的手法視覺化所有製程/元件庫與設計參數、套用更精良的實體設計配方(adjusted OCV/AOCV)透過「Machine-learning」的技巧實做晶片的自我評等(self binning)、自我補償/校準(self calibration), 並建構完整由library分析、path timing分析、SPICE correlation, post-silicon/軟體測試、數據收集、多維資料關聯性分析、晶片評等(binning)、製程追蹤、良率模型建立與計算方法等資料庫平台, 以反饋回設計初始(preliminary)階段的時序驗證配方(timing sign-off recipe)改良與library客製化. 同時必須清楚tier-one已經在用(一山還有一山高), 而且還要找更高竿的(這個對手還很善於做「Brainding, 它們總是有許多專利/論文, 試圖主導技術規格).

 

好比兩位競爭者來到一座相同的礦脈(富含鑽石跟碳), 一位採鑽石, 一位技術不足只能採碳. 一位猛改良/發明更精良的設備, 且還不時對外宣揚其技術的與眾不同, 一位深怕出錯仍堅持使用過時的器具持續埋頭苦幹(期待用辛勞超越對手?). 殊不知優秀的對手老早賣起鑽戒, 把艱苦的工作給外包了.

 

同樣的, 一家代工廠商生產「滑鼠」, 使用相同的板子(公板)與機構(都是相同的東西), 掛上不同Logo, 它們的價值可以不一樣, 且同樣讓人買單! 在現實社會裡, 你可以找到許多把「滑鼠」換成「數據機」、「包包」、「手錶」等都成立的物品(我在代工廠打工過), 而這就是經營所謂的「Branding」所創造出來的價值.

 

Branding」是潛移默化的, 舉「產學合作」為例: 給予學生/教授適當的指導與方向, 除了有機會得到超越正職的勞動成果/發明, 也更有機會發表專利與論文, 逐步成為業界技術的領頭羊. 於年度的成果發表, 也能拉著HRMarketing一同蒞臨校園做校招或企業宣傳(technical marketing), 讓年輕的學子與其家庭認識/認同企業. 若能同時關懷環境, 善盡企業回饋, 這種正向的循環也將帶來更多頂尖學子願意為該企業貢獻所學, 持續創造與發明.

 

 

回首與展望

台灣的半導體產業(2016年達2.43兆台幣, 13%台灣GDP, 23%全球產值)能在這場戰局中收穫多少? 未來台灣還要為這場戰局消磨掉多少碩博士呢? 台灣的半導體產業在這場戰局中得幾分? 台灣未來二十年的競爭力在哪裡? 無論如何, 台灣必須想辦法先走出代工的格局!

 

記得筆者2012年寫過同樣的話, 再回首, 相較各國領先的產業, 目前似乎都還是血汗工廠喔(). 或許可以想想辦法像「鋼彈」或「LEGO」去優化/行銷「素還真」到全世界, 而不是把雞蛋都放這裡(半導體).

 

對於躲不掉/離不開的半導體從業人員, 針對「晶片實體設計」筆者還是列了一張半年可施做的proposal僅供參考(細節後續, 趁筆者失業狀態能寫多少算多少), 至於「Branding」就看造化交給你們頂層的老闆們了!

 



 

 

還有那些業可造?

若你尚未踏入職場, 眼光只有半導體, 那就只能在4000億美元產值內分杯羹哪… Google一下

2015全球航太產值約7258億美元(指數增加)

2016年全球AI產值約1270億美元(指數增加)

2016全球物聯網約6200億美(指數增加)

2016全球電子商務約2兆美元(指數增加)

 

其它非正式暗黑產業產值:

色情業產值約1860億美元

大麻約1418億美元

甲基苯丙胺(安非他命)283億美元

 

回應

嗨! 你好, 我是 陳世豪

我喜歡瘋狂的發明 ...

用 Big Data 解放半導體產業競爭力吧! (Cost-effectiveness, Competitiveness and Reliability)