半导体芯片该怎么投？
2020-04-26
14:00:38
来源: 半导体行业观察
新冠疫情正在肆虐，其对世界经济造成的影响短期内很难评估。其实疫情不会改变什么，只是他会加速原有的趋势。如果疫情让全球化结束，那也只是因为全球化本来就在结束，不然，我们理应看到在病毒面前更加团结的人类。如果疫情的长期化让线上化、数字化和自动化的社会提前到来，那也是因为这本来就是趋势。我们的繁荣由科技进步带来，我们的问题也必然要在科技进步，做大蛋糕中才能解决。
越是这个时候，投资越是要看到长期主义。如果只看短期，只能看到不确定性和悲观。然而，哪怕世界大战也只是史书上的一页而已，人类依然在前进。坚持长期主义，走的路才会豁然开朗。而风险投资也必然是长期主义的结果，因为我们追随的不是现在的短期起落，而是五年以上级别的社会趋势中的巨大发展机会。数字化社会的未来，就是一个明确的长期主义趋势。而我们对半导体产业投资的思考，也在此背景下展开。
半导体作为人类智慧的一个重要成果，已经成为当前信息化社会的基石。在全球化的世界中，中国虽然用了超过一半的芯片，但是中国自己的半导体产业，还是非常弱小的。
半导体在中国成为一个投资热点，无疑和贸易战引起的供应链安全问题有着非常重要的关系。若没有供应链安全考虑，在全球化的世界里采用成熟大公司的芯片当然是最好的选择——哪怕中国科技行业的龙头华为原先也是这么想的，中国半导体创业公司原本不应该有这么多的机会。由于中国是世界上最大的电子产品生产基地，因此利用这一点，在中国做一个贴近市场的芯片公司也能成功——像展锐那样，但也仅止于此，不会有现在这样全方位、全产业链的半导体创业和投资热潮产生。为确保供应链安全而出现的中国半导体补偿性发展，确实是这场半导体创业浪潮的重要因素，使得中国芯片产业的发展具有了必要性。
但也不止于此。我们也看到，技术和市场的发展正在给芯片产业的格局变化带来机会。就像如果没有3G和移动互联网的发展，计算类芯片的霸主会一直是Intel，但是3G和移动互联网的发展，ARM和ARM生态的形成，使得Intel只能偏安一隅，不再是一统天下的霸主，甚至服务器这个大本营都渐渐受到ARM阵营的反攻。这种因为新的需求、新的阵地的出现，使得新玩家有新生和发展的空间，从而可以挑战旧有霸主的情况，在今天也正在发生，给了中国新生的芯片公司发展的可能性。而这个变化，最主要的就是人工智能+5G+物联网构筑的一个数字化社会的未来。
人工智能的发展已经给人留下深刻印象，而5G、物联网、传感器、机器人的发展，将使得人工智能可以延伸到线下的世界，像阿尔法狗颠覆围棋一样颠覆线下世界的规则，极大地提高线下世界的效率。这是科技可以带给人类的一块增量的蛋糕，下一波产业革命的源动力。同时，这个趋势也牵引着芯片行业的发展。
技术水平显然是一个重要标准。对芯片的很多细分赛道来说，特别是很多模拟芯片和非常复杂的数字芯片，团队的技术能力是决定性的。这类赛道往往和供应链安全有关，只要能做出来，市场根本不愁，都是成熟和现成的，核心就是要技术水平到位。
但很多半导体细分赛道中，技术并非唯一需要的能力，团队的产品能力——也就是能分析和判断市场需求的能力可能更具决定性作用。这有些像早年的软件时代，一开始，编程能力是个非常重要的门槛，但是随着程序员人数的增加，和软件生态的完善，编程的门槛逐步降低，除了编程能力之外，团队的产品能力也变得重要，对软件所应用的场景和相关的行业知识的掌握变得更加具有决定性。
有时我们内部开玩笑，夸张一点地说，这些领域的芯片就像“做服装”，如果你赌成了今年的流行款，那就卖爆了，能赚好多钱。但是我们很多公司可能没有这样引领时尚的能力，所以很多是做“快时尚”，也就是“借鉴”别人的爆款快速地“跟”一波，这也就是所谓的me too市场。但是不管是自己设计出来去赌，还是“跟”，都和真的服装市场一样，是会赌错的，那就会造成滞销和库存。在芯片行业里这就叫“呆料”。虽然我们在半导体周边也投了一家可以帮大家卖呆料的公司芯片超人，但呆料多总是不如爆款多来的好，所以公司的产品能力还是很重要。
第三个方面就是资源聚合能力。半导体是个典型的toB行业，而且在很多领域，比如汽车和品牌消费电子领域，是链条很严密，环环相扣的，从最终的OEM客户，到前面的一级供应商、二级供应商，都有着严格的认证准入体系，如果没有相应行业的积淀，没有对行业规律的认知和行业人脉，贸然闯入是会遇到巨大困难的。或许极少数能力很强、技术过硬的创业者能硬怼进去，但是对于绝大多数情况来说，团队在这类行业的资源聚合能力非常重要。
AI是未来数字化社会的核心。同时，AI又给传统的芯片计算架构提出了重大挑战。我们现在常见的AI运算，或者说深度学习（Deep Learning）的运算，和传统的计算最大的不同，就是他是一类运算逻辑简单，而数据量巨大的计算。原有的通用CPU无法适应这样的需求。而AI的广泛应用，又使得为此专门开发芯片变得有价值，这也就是计算机体系架构宗师David Patterson所说的DSA（Domain Specific Architecture，特定领域架构）。
同时，随着人工智能的发展，整个AI体系日益在向边缘化发展。今后的AI将是一个云-边-端三级AI体系互相协同的架构，而不是全部集中到云上。这样就出现了云、边、端三级的AI 芯片需求，虽然目前在云上有英伟达的GPU，边和端也有很多传统公司的各种解决方案，但还是造就了足够大的创业空间。
AI芯片的核心问题之一是要解决由来已久的“存储墙”问题。因为按照传统计算机的冯纽曼架构，处理器要运算数据，就要将数据加载进处理器，但是存储器的访问速度和技术提升速度一直有限。事实上在深度学习出现以前，处理器和存储器速度的匹配问题就已经存在很多年，出现了一个名词叫“存储墙”，意指这两个器件之间的速度不匹配，好像一堵墙挡住了数据处理的效率。
深度学习是巨量数据的运算，更加剧了“存储墙”问题。巨量数据先要倒进处理器，由于现在的处理器还不能一次性算完，算出来的各种中间结果又要倒出，这样数据在处理器内外来回倒腾，存储墙变得越来越高。
解决这个问题的思路有很多，包括尽量减少数据在处理器里外的倒腾，争取一次性地搞定一批数据的处理；尽量把存储和数据放得离处理器足够近，减少倒腾；想办法把存储数据传输的速度做的尽量快，减少倒腾时间。但是都各有优劣和难度。
为解决这个问题，现在一种新的技术思路叫做“存算一体”。就是把存储和计算放在一起，消除“存储墙”。也被称为“存内计算”，就是把存储器作为计算器来用。这是一种比较理想的解决方案，被阿里达摩院评价为十大科技趋势之一。
值得注意的是，存内计算本质上是一种用模拟量进行的计算，也就是利用器件本身的物理特性自然进行的计算，而不是用数字化的逻辑。从大的方向上来说，人类研究中的量子计算也是属于这一类性质。模拟量的计算会比较专用，但是会有较数字计算高出数量级级别的效率。从大的方向上来说，这会是一种趋势。
在这个方向上，普华目前投资了知存科技。这是目前国内存内计算领域技术上最成熟的一家公司。中国的半导体产业除了要在技术上追平现有的国际大公司，也需要在新的赛道上有敢于走在前列的勇气。这方面我们也会持续关注。
大数据是人工智能的原料和力量来源。随着AI的发展，在云端，数据量会变得越来越大，需要越来越大的存储来保存，同时，就像前面说的，这样的存储又要求尽可能快以减轻“存储墙”问题，最后，这样大的存储也会带来功耗成本问题，毕竟一个数据中心的成本有一半来自用电。
在边缘和端侧，功耗会变得更重要，因为这时电池的支撑时间也会成为重要因素。面积也需要更小以适应各种物联网设备，同时也可以控制成本。
因此在云端，对于硬盘这样的海量存储设备，由传统机械硬盘向固态闪存硬盘演进已经成为趋势，在接口上，从SATA到PCIe，从Gen3到Gen4，都在力争提供越来越快的速度来响应AI所需要的海量数据传输运算的需求。这就对相关芯片的整条产业链，从闪存颗粒到主控芯片都提出了新的要求。同时，由于数据是今后一个国家、一个公司主体最核心的资产，其安全性不容忽视，相关的信息安全、供应链安全问题也成为重要的考量。闪存颗粒研发投资巨大，是长江存储这样的国家队能干的事，但是在其他的相关芯片领域，特别是存储主控领域还是有创业空间。
另一方面，在边缘端，传统的嵌入式SRAM和nor flash无法完全随着制程工艺的进步而同步缩小尺寸，同时他们的功耗也在成为问题。这使得嵌入式磁随机存储器（eMRAM）和嵌入式阻变式存储器（eRRAM）这样新型存储有机会从效能、功耗和体积这些方面挑战传统的SRAM和nor flash的空间。
同时，这些新型存储具有更高的耐用性和环境适应能力，在某些特殊领域具有独特的优势。比如航天，卫星上这样高宇宙辐照、异常温度的地方，MRAM这些新型存储具有更高的稳定性。因此，嵌入式新型存储，不仅能解决能效问题，更可以将其运用在我们关注的其他有前景的特定市场。
目前，台积电等主流代工厂的eMRAM和eRRAM技术已经基本成熟，从而给新型存储登上舞台创造了条件。以更高效能、更低能耗以及更小体积，满足下一代的存储需求。
在闪存存储方面，我们投资了国内重要的存储主控公司得一微电子；在新型存储方面，我们投资了基于eMRAM 技术的芯片创业公司亘存，同时目前正在推进一家RRAM相关公司的投资。我们也会持续关注这方面的机会。
值得一提的是，我们对得一并非是直接投资，而是投资的大心电子，而后通过大心和得一的并购整合而成为得一股东的。大心是个小而强的存储主控IP公司，设计的IP被一些世界顶级存储公司所广泛采用。所以这里也引申出我们得到的另一个半导体投资体会是，不要害怕投一些技术实力强但看起来“小”的公司，从世界半导体行业的发展历史看，并购是企业做大做强的常态，通过并购整合，可以成为越来越强的投资标的。和模式创业不同，关键还是企业是否有过硬的技术，这本身就是有价值的资产。
如果我们了解我们身边设备智能化发展的细节，我们是会惊叹的，有如此多的设备已经被智能化，而且，今后还将进一步被智能化。当然，大量的设备的智能化，并不是通过新兴的AI芯片，而是用“传统的”MCU，也就是早年我们说的单片机来完成。顾名思义，单片机就是在单个芯片上实现的最微小的计算机。MCU是我们这个智能化世界最广泛的基础力量。
现在，我们身边哪怕是最常见的电器，从最近大火的TWS蓝牙耳机，到看着没啥智能的电扇、洗衣机，甚至手电筒，里面都有MCU在控制。也就是说，里面都有一台到几台小计算机，都是“智能的”，是某种意义上的“机器人”。当然，这些计算机的能力还不够强大，不足以实现和人直接对话交流，但是随着芯片功能的进一步强大，类似吹风机和人对话这样的魔幻场景也可以成为现实。
“传统的”类似MCU这样的通用芯片和前面所说的AI芯片之间的分工界面也是个有意思的话题。在云端，除了通用处理器，需要独立的AI芯片来协助处理AI问题，这几乎没有疑义。但是越往边缘走，从成本和各方面考虑，通用处理芯片越有可能“一肩挑”，“一岗双责”地把AI的工作也做了。有的地方，通用处理芯片会通过集成AI功能的IP，做成SOC的形式来完成对AI功能的增强支持。甚至可以通过软件的方式，直接基于通用处理芯片来支持AI。
既然是物联“网”，那少不了通信。通信芯片，是物联网芯片中重要的一大类。物联网领域的通信，分为长距离的广域通信和短距离的局域通信两大类。广域通信如大家耳熟能详的NB-IOT、LORA，日渐不受待见的eMTC，最近突然又大火的CAT1等等，局域通信如蓝牙、WIFI、ZigBee等。
传感器是数字世界和真实世界的界面，是人工智能获取物理世界信息的器官和整个智能化的起点。MEMS传感器、光电传感器、这些都随着数字化的进程而迅速增长。
在这个方向上，MCU赛道我们投资了灵动微和初创公司泰矽微。见贤思齐，如果拿现在的芯片行业龙头公司来比拟，前者走的ST路线，力争形成一种MCU的产业生态；后者走的microchip路线，结合自身在核心模拟IP开发能力方面的优势立足于泛互联网领域，力争在具有足够深度的专业赛道上跑出自己的优势。
在上面说的让MCU更加智能化，通过软件对通用芯片进行AI赋能方面，我们投资了领先的芯片级AI引擎公司开放智能。开放智能联合中国ARM推出的Tengie，是这个领域最好用的AI引擎之一（或者没有之一）。
在传感器领域，目前我们投资了MEMS公司通用微，这是硅麦领域名列前茅的公司之一，并且通过软件体系在声音领域建立了自己独特的生态。这里我们的投资还有很多空白，我们在热切地期待和有潜力公司的合作。
射频前端是国际上很成熟，但国产化非常薄弱的环节，因此在供应链安全受到威胁的大背景下，这个领域成为国内业界都在努力冲击的一个高地，从原先的开关、PA、滤波器到收发器，无一不是供应链安全的重点缺口，这也是像卓胜微这样的公司成为资本市场宠儿的原因。
5G也打开了整个细分赛道进化的窗口。碳化硅基氮化镓这样的三代半导体代替4G时代的LDCMOS成为基站PA的一个重要选择，在滤波器领域，TC-SAW、BAW和IPD等都在5G不同频段成为选择。
同样出于供应链安全的需要，以上器件所需用到的化合物和三代半导体代工厂的多样性选择，特别是在境内的代工厂建设也会成为一个重要的话题。更进一步，从真正做大做强来说，我们在射频领域需要更多的IDM公司。
我们正在投资一家领先的射频前端芯片公司和一家具有较强技术底蕴的射频三代半导体代工厂，也会持续关注这方面的机会。
半导体值得投资的赛道还很多，功率半导体、光通信领域也是我们近期在密集关注的目标，我们前期还投资了光芯片公司芯耘光电。
行胜于言，从以上普华的投资布局，也可以看出我们现在项目选择的想法。阶段性小结一下就是：投新世代技术、投综合生态、投战略预备队。
中国的半导体产业除了要在技术上追平现有的国际大公司，也需要在新的赛道上有敢于走在前列的勇气。就像知存、亘存这样的企业，已经在新一代计算和新一代存储的前沿技术拓展中和国际水平同场竞技，这是我们长久要努力的方向。
真正要做好芯片特别是数字芯片，做大做强，完善一个软硬件一体化的综合生态非常重要。当然在me too市场，借用别人的芯片生态不需要这么做，但这肯定不是长久之计。因此我们选择标的时非常重视芯片的软硬件综合生态体系。灵动微、通用微都是这样的软硬兼具的公司，得一微作为存储主控，事实上也是个硬件+固件（其实也就是软件）的公司，开放智能则是服务于广大芯片的底层软件公司。
战略预备队也就是供应链安全，这部分创业者是值得致敬的，因为这是一个国际巨头占领的成熟市场，在供应链安全问题没有彻底变成现实之前，这部分的企业其实是作为一个“备胎”而存在，要真正和国际巨头进行正面市场竞争是一项很艰苦的工作，但又是不得不做的。对投资来说，这是对冲国内整个电子产业供应链风险的必须配置，也是从产业发展角度必定要支持的一个板块。
半导体是信息化高速公路的基石，在上一个互联网时代，这个基石是建立在全人类文明的成果上的，我们只是造了一些在上面跑的车，也就是应用而已。这样当然很快，但是我们迟早也需要建立自己的信息化文明基石。这既是我们应对不确定的世界，防范供应链安全的必须，也是我们长期来说，对人类文明社会的反哺。一个伟大的文明，是不能永远搭世界的便车而不作贡献的。
这就是我们启动半导体投资时抱着的希望。也热切希望我们能和更多半导体产业界和投资界的同仁共行。希望我们一起，栉风沐雨，百折不挠，真心热爱，勇往直前。
管理合伙人，专注于半导体芯片、机器人、航天军工、5G/物联网、人工智能及其应用等相关领域的投资。已投项目有Minieye、宇泛、开放智能、星河动力、知存、灵动微、通用微、大心电子等。
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