萬事通說
LABLESS的前世來生
即使對于大多數半導體産業內人士，Labless應該也是一個陌生詞彙。那就讓我們從熟識的Fabless說起。過去三十年中，全球半導體産業中最重大的一次産業分化就是WaferFab和Fabless的分化。
上世紀六七十年代，美國硅谷誕生了爲數衆多偉大的芯片公司。在早期供應鏈並不完備的背景下，這些芯片公司只能采用IDM模式，即設計、制造、封裝測試全部都要自己完成。
在芯片産業暴利、成本並不敏感的早期階段，IDM模式無疑在早期的半導體行業發展過程中的必經階段，並起到了積極的作用。
IDM的産業大遷徙到産業大分化
進入到八十年代中後期，更多的芯片公司參與競爭後，IDM模式的幾大弊端凸現出來。
1）成本增加
即使生産單一的芯片産品，其制造和封裝也必須是一條麻雀雖小，五髒俱全的完備産線。具體到産線內部，各個生産流程設備（光刻機，鍍膜機，刻蝕機，氧化爐，清洗機等）的數量也需要有最佳搭配方案才能實現各環節産能優化。
但事實上，除了幾個銷量巨大的芯片巨頭，沒有幾家可以真正實現這種産能優化。單一産品市場需求的周期性又造成了産線負載的波動，進一步加劇了産能浪費。所以，IDM模式下的生産成本始終居高不下。
2）技術叠代速度失配
摩爾定律預期了每隔18-24個月，集成電路芯片的集成度增加一倍，性能提升一倍。可惜芯片制造生産線一旦建成投産，就沒有多少再提升的空間。
這決定了，除了少數幾種生命周期非常長的芯片産品，大多數IDM模式下的生産線，都將在兩年內因跟不上自己的芯片設計需求而被淘汰。
更先進的産線必須經曆技術路線選擇、設備選型、産線調試、良率提升等一系列技術階段，很容易跟自己的設計部門出現技術叠代失配。
老牌IDM模式領導者英特爾近期因7納米産線遲遲不能落地，面臨被多年的手下敗將AMD全面超越的風險，而被迫轉向台積電代工，正是這種叠代失配的必然結果。
3）人才成本急劇攀升
上世紀八十年代，越來越多的IDM芯片公司湧入賽道，造成了硅谷半導體人才嚴重短缺，成本急劇攀升。
各大公司被迫先後將自己的封裝線和晶圓生産線搬出硅谷，移至亞洲台灣、新加坡等地區，促成了半導體史上第一次産業大遷徙，也形成了IDM模式下設計-制造-封裝環節在空間上的物理分離。
既然生産和封裝線可以跟設計環節實現物理分離，而越來越多大廠的産線跟自己的設計需求技術叠代失配的矛盾越來越不可調和，爲後期的Fabless分化提供了必要的生長環境。
上世紀八十年代後期，以台聯電、台積電爲首的專業第三方代工廠應運而生。獨立第三方晶圓代工屬于共享概念，服務整個芯片設計行業客戶，具有先天的成本優勢。而“專業的人幹專業的事兒”又形成了非常好的人才集聚效應，技術叠代速度遠超IDM模式下的生産線。
經過十多年的演化，在20世紀末到21世紀初的十年中，各大老牌IDM巨頭紛紛倒戈（與其說是繳械投降，倒不如說是心有靈犀的投懷送抱），放棄或部分放棄自己的生産線，擁抱Fabless模式。半導體曆史上的最大規模産業分化格局已成。
中國半導體全行業IDM模式是僞命題
瓶頸不在于資金而是人才
特殊的國際環境，科創板的推行等諸多利好因素，在中國催生了一大批優秀的半導體産業公司。
然而，爲數衆多的芯片設計公司募資目的是建立自己的生産線，走IDM模式。
就單一企業的局部需求來看，垂直化整合擁有自己的産線可以保障産能、定制化生産又可以增強産品競爭力，這無疑是非常合理的資金用途。
然而，從宏觀角度來看，這種資金用途存在極大的風險，甚至是“逆行業潮流”。除了剛才我們提到的成本和技術叠代失配風險，在中國更大的瓶頸在于人才。
半導體人才的培養是極其漫長且昂貴的。絕對不是靠在教室裏讀書就能完成，更需要昂貴的産線配合和多年的實戰經驗積累。
據說，在比利時IMEC，培養一個真正合格的半導體人才至少需要5-10年時間，平均每人消耗500萬美元以上的資源。從這個角度看，真正合格的半導體人才的培育門檻堪比戰鬥機飛行員。
如果把中國各大院校半導體相關專業畢業生和各大公司獨立培養的人才數量累加，中國自己培養的半導體人才每年僅有萬人量級。然而人才缺口卻在不斷拉大。
2018年5月有數字顯示，當時中國的半導體從業人員僅有30萬人，但實際需求卻達到70萬人，存在40萬的人才缺口。而當時的國內的芯片設計公司僅有1700家，晶圓廠僅有不到60家。
兩年半後的今天，中國注冊的芯片設計公司超過了4000家，晶圓廠超過110家，還有更多晶圓廠正在規劃建設中。
企業數量增加了一倍多，如果大家真的都在做事兒的話，可能至少需要150萬從業人員才能支撐這種行業規模。人才缺口超過百萬。
粗略估計，中國目前晶圓制造的從業技術人員只有區區三四萬人規模（包括操作工）。而即使最小規模的IDM生産線都需要數百人參與生産，國際上站穩腳跟的IDM公司更是都在萬人以上規模。
假設中國有50家芯片設計公司要走IDM模式，挖空現有晶圓廠的全部技術人員，都未必能滿足這些IDM企業的人員數量需求。要做到站穩腳跟的狀態，則需要更多的人才積累。
在人才儲備相對有限，人才培養速度緩慢的大背景下，可預期的最終結局或許是相互挖角，被迫降低人才檔次，最終成就個人收入暴增的盛宴（目前中國境內的半導體人才收入已經超過海外），但大多數企業都做不成事，結局將是一地雞毛。
大量芯片設計公司走向垂直整合的IDM模式，局部看起來邏輯合理，並不代表宏觀上的可行。
本人悲觀的預期，十年後中國還能存活的IDM公司數量應該只有少數，而且主要存在于不依賴先進制程，但對工藝控制要求極高的幾個領域，比如IGBT，功率器件，射頻等領域。
其余公司必須被迫回歸Fabless模式。在半導體狂熱的今天，希望大家可以謹慎入局，避免造成不必要的經營風險和資源浪費。
行業細分是曆史必然
Labless將應運而生
In-HouseLab，廠內分析實驗室，是各大公司必備的輔助功能部門。它承擔了産品糾錯、工藝監控、仿真模擬、失效分析、輔助研發等諸多功能。
出色的分析實驗室扮演的是“醫生”角色，可以極大加速産品研發進度，保障生産工藝穩定，在産品出現問題的時候可以快速找到根因，並給出技術叠代方向。
聽起來Lab對于一家芯片産品公司的作用真的非常大。但正如上文所講，局部的商業邏輯合理，並不代表宏觀可行。讓我們再從成本、技術叠代、人才等幾個角度來做一下分析。
1）成本失控
早期的半導體芯片工藝結構相對簡單，尺寸也只有微米或亞微米級別，所以一台鎢燈絲掃描電鏡搭配少量輔助設備就可以完成大多數的內部分析業務需求。
但隨著器件尺寸進入到納米時代，原子層級別的缺陷都可能造成器件失效，ppb（十億分之一）級別的雜質含量都可能造成器件電學性能的嚴重漂移，分析實驗室需要更多種類、更加精密的分析儀器參與才有機會真正解決某個問題。
能滿足當前先進制程全套分析需求的實驗室，僅設備投資就達數億元投入規模，除了財大氣粗的晶圓廠，沒有幾家企業有實力承擔這種基礎設施投入。
另外，分析儀器無法像生産型設備那樣可以做有序生産規劃。分析實驗室的負載，比生産型設備的負載更難預期掌控。
産線沒有狀況的時候，大多數分析儀器都處于閑置狀態，而産線一旦出現事故，恢複生産分秒必爭，無論已經擁有多少分析儀器廠內需求方都會期望更快解決。這種矛盾幾乎是無法調和的。
2）廠內分析技術人才的職場玻璃天花板、人才技能退化，造成了分析技術叠代受阻
廠內分析實驗室每天做的案例只聚焦在自家産品，甚至某固定産線上的産品。如前面所講，産線一旦量産，就無法在這條産線上再進行有效技術叠代。
所以，服務這條産線的分析工程師的技能也就止步于此了。這樣的分析團隊，無法進行有效的分析技術叠代，技能不進則退。
還有一個不能說的秘密。分析實驗室在各大産品公司中的地位只是輔助功能部門。
這個部門中的人才，無論有多優秀，都很難晉升到整個集團的頂級決策層。所以，最優秀的分析技術人才很難在産品大廠中找到職業生涯終極歸宿。這是一層“玻璃天花板”。
有某芯片大廠的品質總監曾經對我感慨，“我們廠裏的分析實驗室裏當初投資非常可觀，現在也有上百人，但不知爲什麽這些年下來只剩下了操作工，甚至有些項目我們有設備，但總做不好，甚至完全不會用”。
這一方面有頂尖人才流失的原因，更重要的是，束縛應用場景的環境下讓人才喪失了技術叠代的必要基礎，進一步造成了人才技能退化。
失去了技術叠代能力的團隊，將不斷的被永不停歇的技術進步所淘汰。失去強大分析團隊的支援，産線上會出現更多棘手的問題需要更強分析團隊支撐。這是一種可怕的惡性循環。
各種矛盾正在慢慢醞釀發酵，慢慢變得不可調和，甚至出現宏觀數據的悖論。
仔細品味著名博弈論專家，耶魯大學教授馬丁•舒比克(M．Shubik)設計的那個百元大鈔拍賣經典案例（篇幅所限，不贅述，讀者可以自行檢索），或許現在正在各家公司的廠內分析實驗室中、乃至更廣泛領域全面上演。而且似乎目前已經到了各家出價均已超過百元的階段。
一切外在環境都跟當年Fabless分化的大背景幾乎完全雷同。行業進一步細分，Labless或許是必然結局。理性思維的人在等待的，或許只是一家實力足夠強大、可以勇敢邁出第一步的“中立第三方分析機構”的出現，來終止這場百元大鈔拍賣陷阱。
機遇來了，誰將是勝出者？
成功的獨立第三方分析機構，功能類似“綜合性産業醫院”，壁壘極高。本人在這個領域從業20多年，創業16年，頗有心得。
1）硬件投入壁壘
動辄數億元的投資，無論如何都是第一個壁壘。
投資額不足的實驗室，被迫只能做片段化的分析，或者就只能購買老舊型號的設備，造成長期技術競爭力不足。還有一種選擇，就是跟有設備的合作夥伴搞聯合，成本、穩定性、時效性都不可控。
另外，跟生産線類似，不同的分析儀器之間也講究設備數量配比才能實現産能優化。每種設備只買一台的話，會造成非瓶頸環節産能的巨大浪費。但真正實現優化配比，總投入規模必須再增加數倍。
據多年實踐運營經驗，設備投資億元以下的分析平台，最多只能解決“有沒有”的問題，而真正要實現産能優化，則至少要達到5-10億元的設備投入規模。
雖然分析儀器的生命周期比生産型設備更長些，但如果要兼顧長期可持續的技術叠代，每年追加的投入也將非常可觀。
種種因素決定了，小型實驗室或者犧牲競爭力，或者犧牲毛利率，二者不可兼得。這是一個痛苦的爬坡期，很多企業止步于此。
只有達到足夠規模進入到産能優化階段的第三方實驗室，才會進入到毛利率上升的階段。而目前在國內勉強能達到産能優化狀態的第三方芯片分析實驗室，最多不超過五家。
2）人才壁壘
獨立第三方實驗室面向的是全行業，對人才的綜合能力要求極高。形成一定的規模後，更不是依靠某一個人的個人英雄主義。
很多時候，即使對于某一個具體案例，往往也需要進行“專家會診”。所以需要搭建合理的人才網才有可能承接更複雜、更高難度案件，服務更多産業領域。
個人親身經曆，來自某些大廠的所謂專家，在商業化第三方平台未必好用。原因是他的專業方向太過狹窄了，屬于“專才”。換一種産品，換一個應用場景，他也需要從頭學起。要培育一個適用場景較廣的“通才”，至少需要5-10年的實戰經驗。全行業“通才”，更是根本不存在的。
協和醫院的擴張瓶頸在于主任醫生的培養緩慢，甚至不可複制。對于獨立第三方分析平台，瓶頸也在于此。不僅要搭建強大的人才網，更要形成良性的人才培育機制和規範化生産管理模式，以降低人才培養難度。
3）強大的自主研發和技術叠代能力所形成的分析技術IP壁壘，提升附加值
科技産品，尤其是消費類科技産品的特征就是，一旦脫離了技術叠代就會迅速貶值。只有通過持續的研發叠代，才能賦予新産品更高的附加值，維持高毛利。
高科技服務本身也是一種産品，脫離了技術叠代，同樣也會貶值。20年前，我最引以爲榮的聚焦離子束電路修改技術，收費高達約3000元/小時。
但20年後的今天，相同技術節點的服務，300元/小時就有人承接。可是這二十年中，上海的房價漲了20倍。以房價做參照物，失去技術叠代的這項“高科技服務”，貶值了200倍。
科技服務業嚴重依賴人的技能，無法通過大規模生産有效降低成本。在設備價格越來越高，人工越來越貴的大背景下，分析服務收費本應該持續走高的。
然而，過往的第三方分析服務市場並不注重附加值的提升，卻陷入了價格戰的怪圈。價格下滑，成本增加，必然出現一個交叉點，無論怎樣都不可能盈利。這是商業模式的悖論，最終肯定是慘烈收場，沒有贏家。
2015年以前，中國的半導體第三方分析服務市場格外黯淡。就算是幾個外資巨頭也心照不宣的普遍使用國外總部淘汰的老舊設備爲大陸市場服務。整體服務能力異常落後。
2016年，勝科納米強勢進軍中國半導體第三方分析服務市場，清一色采用國際上最頂級的儀器設備，並不斷通過研發叠代持續增加服務附加值。就此，挑起了跟幾個海外巨頭的軍備競賽。四年後的今天，我們看到了整個中國第三方分析服務市場的煥然一新，幾個頂級分析服務機構在大陸的配置，幾乎跟海外沒有代差了，並已經全面超越了大多數大廠的廠內實驗室。整個大陸半導體産業都是最終受益者。
第三方分析實驗室不僅僅在跟自己的友商競爭，更在跟自己客戶廠內實驗室賽跑。不僅要做的快，更要做的好。經過不斷的技術叠代，逐漸拉開跟廠內實驗室的技術優勢差距，才會持續獲得客戶的認可。否則只能在客戶廠內實驗室的溢出量中尋找殘羹冷炙艱難求生。
4）信任危機和中立性
第三方芯片分析實驗室接觸的大多是客戶較爲領先甚至正在研發狀態的未來産品。曆史上曾經出現過分析機構成員剽竊客戶技術機密，造成嚴重的信任危機。這是基本的商業道德底線。所以客戶信賴的信息安全體系以及長期經營的市場口碑將非常重要，絕非一日之功。
而我也並不看好儀器設備公司把分析服務當成副業。雖然市場上確實有公司這麽做，但迄今爲止沒有看到任何一家有成功做大的先例。賣設備和賣服務，看似互補，但其實存在銷售動機的本質悖論。另外設備公司的服務機構，大多不願意采購競爭對手的設備，既喪失了中立性，又局限了分析機構博采衆長的核心競爭力。
中立就是中立
既要對客戶中立，也要對供應商中立。勝科納米的理念是，第三方分析實驗室，只能提供服務，決不能跟自己的客戶和供應商搶飯碗。所以，既不能碰産品，也不能碰設備。這也正是台積電能夠做大的商業理念基本底線。
當市場大環境趨向成熟，一個新興的行業誕生就是必然的了。這是一波長期可持續的大行情。
沒有所謂的勝出者時代，只有大時代中的勝出者。科技實業的成功絕非一蹴而就，更不是見異思遷蹭熱點，最終的勝出者必然是那些准備最充分，意志力最頑強，頭腦最冷靜，最能堅守商業底線的長跑者。
關于作者
李曉旻，勝科納米(蘇州)有限公司董事長。北京大學微電子專業本科，新加坡國立大學電子工程碩士。
從事半導體芯片和新材料領域的失效分析、材料表征、可靠性分析20余年。由他創辦的勝科納米(蘇州/新加坡/馬來西亞)，服務全球近2000家高科技企業客戶，是國際頂尖的商業化運作輔助研發機構。
客戶群涵蓋了半導體原材料，制造裝備，芯片設計、制造、封裝，分立器件，終端産品全産業鏈。勝科納米被譽爲“半導體芯片醫院”和“高科技産業幕後的隱身英雄”。
李曉旻先生在國際頂級會議與雜志上發表科技和學術論文 60 余篇、申請 28 項發明專利，及合著書籍 2本。
關于勝科納米
勝科納米 2004 年成立，是世界頂尖的第三方分析實驗室，也是國內半導體領域最具規模的內資第三方實驗室。
公司業務聚焦于電子及半導體領域，爲AI/5G/IoT/CPU/光芯片企業提供一站式材料分析(MA)、失效分析 (FA)、可靠性(RA)靜電(ESD)、線路修改(CE)等高端檢測和輔助研發服務，服務全球近2000家高科技企業客戶，其中包括全球電子行業 50 強中的 43 家，全球前 10大芯片設計企業中的 8 家，被 Xilinx 賽靈思認可爲 Xilinx 亞太區唯一指定的産品分析合作實驗室。
公司擁有完整 7nm-28nm 芯片失效分析能力，在蘇州和新加坡兩地設有實體實驗室，工程團隊中碩博士比例超過 20%以及衆多海外專家。勝科納米榮獲國家 CMA/CNAS 認可實驗室、國家級高新技術企業、“首屆全球百強科創大賽”金獎、新加坡明星企業十五強。
公司搭建了開放式的專業分析平台，擁有世界一流的先進儀器，例如 CT/C-SAM、NanoProbe、Thermal/EMMI/OBIRCH、HR-TEM、FIB、SEM、Decap、Delayer、HTOL/HAST/TC/TS/THB、ESD、D-SIMS、TOF- SIMS、XPS/ESCA、AFM 等，7 天 24 小時運作提供服務。
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