杂谈：美国年轻人正在逃离电路设计行业
2020-05-09
14:00:10
来源: 半导体行业观察
“Circuit design is winding down in US”
之前笔者有幸和Stanford的B教授聊了一下关于美国电路设计行业的观点。B教授是ADC领域的权威人物，结果他给我来了一句“Circuit design is winding down in US”（电路设计行业在美国基本就是关张了）。当然M教授也是行知合一，最近他的研究方向也慢慢在转向人工智能加电路相关的方向，而不是纯粹的电路设计了。
整体的大趋势是电路设计行业正在往亚洲（中国和印度）迁移。我们可以列举许多宏观数字来印证这一点，不过我还是想举几个行业里的现象来做说明。
首先就是电路设计越来越多的外包。这里的外包可以分为两类，即人力外包和项目外包。从人力外包来看，虽然美国高通等半导体龙头企业还雇佣了海量的电路设计工程师，但是其中有大量通过劳务咨询公司雇佣的合同工。这样做的目的是可以节省开支，因为合同工无论是基本工资还是福利上给公司带来的开销都会小于正式工。而在这些合同工中大部分都是外国人（例如来自印度），经过一定的职业培训后上岗。当前，人力外包中雇佣在美国的外国人还是主流，但是未来的趋势是逐渐让把这些合同工直接在当地上班——例如，既然大量合同工都来自印度，那么直接在印度开一个设计中心去雇佣经过培训的人就好了，这样能进一步省去成本。如果这种外包加海外设计中心的模式占据主导，那么必然会导致本来在美国的电路设计岗位会转移到外国，这也会对美国年轻人的择业产生影响（这一点我们会在下面详细讨论）。
除了人力外包之外，另一个是项目外包，就是在设计芯片的时候把整个项目都外包给设计服务公司。这样做的好处是可以节省成本——当你需要开一块新的芯片的时候，你不用从头开始再招募一个团队，而只需要把这个项目定义清楚后交给外包公司就行。如你所想，这些外包公司大多数都在亚洲，例如联发科，Socionext等等。这样一来，美国电路设计行业的规模就会大大缩小：对于想做芯片的美国公司，可以把一部分项目交给项目外包公司，而一部分希望自己亲自完成设计的项目中，又有一大半的人力来自于人力外包公司，真正在美国成为芯片设计相关的正式员工数量相比于项目的总人力需求只占一小部分。
如果说外包正在蚕食已有的美国本土电路设计行业的规模的话，另一个观察方向就是市场上是否有新的电路设计公司出现。美国是资本主义国家，根据其市场经济的运作方式，如果要有新的电路设计公司出现，一般经历的流程是初期通过风险投资融资，之后在公司走上正轨后上市或者被收购来实现风险资本的退出。然而，与中国热火朝天的芯片公司上市不同，美国纳斯达克去年仅有两家芯片公司上市，其中一家还是来自中国的嘉楠耘智，剩下的那一家才是美国公司SiTimes。这也从另一方面印证了资本对于新的半导体公司并不看好——相比热火朝天的互联网技术和生物医药，美国半导体行业的初创公司的热度要低得多——因此也在美国也不太会出现半导体行业的独角兽来为电路设计行业引领新的方向开拓新的市场。
在电路设计行业离开美国的大背景下，美国年轻人不愿再就读／从事电路设计相关的专业也就是一件很自然的事。然而，美国的教育制度更加增进了年轻人逃离电路设计行业的速度。在美国，读大学是很贵的，许多人选择助学贷款，因此在本科毕业后就背上十几万美元债务的人比比皆是，因此自然地年轻人会想选择能在毕业后获得还不错收入以尽快还清贷款的专业。然而，随着美国电路设计行业岗位（尤其是entry level的岗位）逐渐移到亚洲，还在美国的岗位通常都需要硕士学历，这就意味着在美国读完大学的年轻人如果想要在美国从事电路设计相关行业，还需要再读一个硕士学位，或者换句话说在背了十多万贷款读完本科后还需要再花5-10万美元去读一个硕士。诚然，在美国医生、律师等行业也需要本科完成后再去读一个MD／JD才能就业，但是这些行业的回报比起电路设计要高很多。我记得在申请研究生offer交流网站gradcafe上有一个网友申请到了Cornell的硕士项目，但是当他知道每年学费需要七万多美元时，他愤而拒绝了这个offer，并且留言道“太贵了！有这笔钱我还不如自己去做生意呢。”我想，这也是想从事电路设计的美国年轻人遇到的困境的一个缩影。
自然地，在电路设计和CS之间，越来越多的年轻人选择了CS。下图是美国工科顶级高校UC Berkeley历年来授予EECS和CS本科学位的数量变化。可见在10年间，选择EECS的比例从3/4降低到了1/3。值得注意的是，选择EECS的学生仍然可以在EE方向和CS方向中做选择，而根据我和UC Berkeley家长的交流在2018年三百多个EECS的学生中大约只有10%选择了EE方向——所以最终选择电路相关方向的学生大约只占总体比例的3%。
因此，在美国当地的年轻人都在逃离电路设计方向的时候，美国的电路设计行业就是无源之水。确实，每年都有大量的外国留学生来美国就读EE相关方向并最终从事电路设计行业，但是随着美国电路设计和计算机行业此消彼长，从事相关专业的留学生数量也会慢慢下降。这也就形成了一个下行循环：电路设计行业规模缩小à年轻人逃离行业à缺乏人才，行业规模进一步缩小。
在未来数年内，我们认为美国的电路设计行业东移的势头不会改变，最后在美国本土将剩下的是少数有经验的架构设计师，而绝大多数工作将在亚洲完成。那么美国是否只需要掌握这些少量的高级工程师就能把握整个芯片设计行业呢？我不这么认为——随着电路设计行业萎缩，最优秀的头脑都会转到其他职业前景更好的行业去，那么留在美国的高级工程师的数量和质量也会逐渐下降，而电路设计行业的创新将会更多地出现在整个行业兴盛的地方。一个历史上的例子就是消费电子行业：在80、90年代，美国的消费电子行业被以索尼为代表的日本公司整体打趴，整个行业基本都转去了日本，虽然美国凭借着雄厚的科研实力在消费电子相关的前沿技术方向并不落后，但是在那段时间里的革命性创新都来自于日本——以CD机为例，其底层的技术专利来自美国，但是其工程化、商业化、标准化以及主要获利者都是日本的Sony。
当然，客观地说，上述分析的因素只是构成了美国半导体行业整体下滑的必要条件，在未来多年内我们仍然会看到总部设在美国的半导体公司主导全球半导体行业（虽然这些公司的岗位正在慢慢离开美国）。中国半导体行业的整体崛起并取代美国还需要等待一些时间，更关键的是还需要由中国半导体公司能把握住如历史上如PC处理器、智能手机芯片这样的革命性机遇。
与美国显得萧瑟的行业相比，中国的芯片行业正是热火朝天。但是，不要忘了，在大约20年前，美国的电路设计行业也是处于黄金时期，甚至出现过公司直接去斯坦福上VLSI课程的教室直接给所有人发offer且签字费是一辆宝马Z3跑车的事迹。中国的电路设计行业，未来是否也会像美国一样走入萧条？
首先，我们认为，在之前总结的两条导致美国电路设计行业下行的原因（行业外包和没有资本支持）之间，前者是果，后者才是因。事实上，人力／项目外包是全球化分工的必然趋势，因此未来中国的芯片设计行业和岗位从北京、上海和深圳慢慢移动到三线以下的城市甚至其他人力成本更低的发展中国家都应该是意料中的。更关键的是，如果我们认为芯片行业在21世纪仍然是中国的重要发展方向，那么应该在资本上给予扶持，对于初创公司给予鼓励（例如科创板等资本退出机制），这样一来即使电路设计公司有越来越多比例的项目和人工通过外包等形式流向了成本更低的第三国，但是我们可以有更多的电路设计公司活跃在中国，因此总体上芯片设计在中国非但不会萧条，反而会是更加兴盛。
其次，中国也需要避免出现人才流出电路设计行业的问题。中国虽然没有美国昂贵的高等教育开销，但是在一线城市的生活成本也并不低。毕竟，从事电路设计行业的同仁也希望能过上幸福而有尊严的生活，而不希望看到自己数年的努力还不如三个月内的房价上涨。在这方面，希望能有更多的举措把人留住，这样才是中国电路设计行业长久兴盛的源泉。
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