集成電路PPA時代到APP時代的投資邏輯
一、集成電路到底是什麼？集成電路即晶元到底是什麼？晶體管是什麼？整清楚這兩個概念在BP稍微一講忽悠非專業人
一、集成電路到底是什麼？
集成電路即晶元到底是什麼？晶體管是什麼？整清楚這兩個概念在BP稍微一講忽悠非專業人士就佔了先機（壞笑），這兩個問題其實關注半導體行業的好多人士經常混淆，把半導體和集成電路認為是一個概念，在此先做個澄清。半導體分為分立器件、光電器件、感測器和集成電路四大類產品，集成電路是半導體的代名詞，佔據半導體產品80%以上市場份額。目前集成電路的微觀機理到現在還是沒有研究透，其實集成電路核心是晶體管，魏少軍老師形象的比喻就是大壩水閘：當大壩閘門合上，無水流出，水力發電機就無法發電；當閘門打開，水流湧出，水力發電機就可以輸出電流。閘門的開合直接影響到了水力發電機的運轉，這就是用一個弱信號，去控制了一個強信號。晶體管的基本原理，就是「放大」，用小電流去控制大電流。
二、集成電路PPA和APP是個啥？
PPA和APP是完美的結合，是微觀和宏觀的有效補充，能成為賣晶元的致勝法寶、成為投資企業的葵發寶典。
1.PPA
PPA是Performance，Power，Area的簡稱，集成電路的內部的微觀概念，從1958年晶體管誕生之日起，隨著摩爾定律和迪納德定律的延續發展，集成電路的PPA成為集成電路行業最重要指標，一直在產品中強調更高的性能，更低的功耗，更小的面積（成本）。
PPA看起來簡單，其實是錢堆出來的遊戲。實現是以數百億美元的產線工藝和致力於先進工藝研發大咖們努力實現，玩家也越來越集中。在16nm工藝節點，研發一顆晶元的成本為1.5-2億美元，銷售至少3000萬顆才可能收回成本。在先進技術方面，半導體圈都想做的是突破馮諾依曼架構和超越摩爾定律，美國電子復興計劃充分引領了前沿技術方向：
敏捷設計：包括下一代EDA以及開源硬體，
超高效計算：軟體定義可配置架構——主要指下一代眾核處理器系統；
domain-specific SoC——目前主要集中在通信信號處理領域；
下一代3D集成技術——超越摩爾；
下一代內存技術——包括內存內計算，突破馮諾伊曼架構的瓶頸。
設計成本也是問題之一。據IBS稱，一般而言，IC設計成本已從28nm平面器件的5130萬美元上漲到7nm的2.97億美元和5nm的5.422億美元。但是3nm的IC設計成本從5億—15億美元不等。15億美元這個數字涉及到英偉達的複雜GPU。
2.APP
APP是Application，Price，Property的簡稱，集成電路的宏觀的概念，現在對於晶元企業來講要把晶元賣出去在微觀的基礎實現下，面對新的需求，需更加關注應用市場，更加關注價格甚至性價比，關注產品整體的性能參數，在碎片化的市場中尋找出路。
三、集成電路創業難在哪？機會在哪裡？
1.集成電路創業難在哪？
（1）投資機構在LP的回報壓力下不敢輕易投，融資壓力大
集成電路項目普遍回收周期長，一般從2-3年研發，晶元流片出來到客戶產品驗證，這一般5-6年時間過去了，在加上產品上市的時候電子信息產品方向如果發生變化，這次流片就可能「打水漂」，上千萬甚至上億的研發費用付之東流。
（2）啟動資金門檻高，創始人壓力大
壓力大體現在兩方面：一是好多天使輪融不到錢的項目，需要資金流片（先進位程動不動千萬級別），早期都是拿自己以前賺的錢、拿房子甚至身家性命（包括健康）來創業。
（3）集成電路領域細分複雜，方向灰常重要
在物聯網時代，應用的碎片化對於集成電路企業來說就是「說不出的痛」。終端的變化總是讓人去賭、流量入口都是兵家必爭但是難以抉擇之地，PC這個出貨巨大的「桶金」都隨著手機的競爭持續下滑，部分晶元都早開始著手轉型，目前的指紋識別同樣面臨屏下指紋需求帶動，選擇一個能相對「一勞永逸」方向比較重要，要不就是核心技術點留下再去轉型。
2.創業、產業和投資機會在哪裡？
PPA和APP分析每個終端需要的感知、計算、網路、存儲、演算法及場景方面，對比國外的半導體上市企業，在每個大的細分領域下如CPU、模擬晶元、FPGA等都是2-3家企業，國內上市的半導體公司最終會比國外多，但最多每家4個，所以在每個領域投中這2-3家是需要專業度的，要不就是在上市這麼難的條件下（3年凈利潤1個億以上，最後1年凈利潤8000萬以上）尋求到好的可以被併購的標的，到底怎麼找到呢？
（1）感知
圖像感測器：
圖像感測器作為眼睛，相比於人眼應用率至少在60%以上，20%是語音，其餘20%為手勢等交互，進而湧現出創新企業打算動這塊大蛋糕，搶佔索尼、三星、豪威的市場，進入安防、交通、汽車等等方向，圖像感測在PPA中功耗的關注點較強，同時對於APP中模組的整體性能和價格現在成為新企業進入市場競爭行列的敲門磚，先進入低階的像素應用，逐步高端才可能，國內思特威、銳芯微、長辰、芯侖都在進入，在安防、消費端相對好進入，但在汽車端需打磨幾年再去搶市場吧。
同步說下圖線感測後續處理過程的ISP和編解碼晶元，編解碼晶元台灣晨星和華為海思佔據大部分的市場份額，後來者就別去搶著玩了，ISP晶元對於PPA都需實現，同時APP的應用和價格同樣重要才可以同安霸等競爭，國內富瀚微電子和興芯微都做的不錯，都是行業內堅持10年的老兵，個人認為一個做晶元的能堅持10年，就去投吧，只要趕上一個風口就起飛了，除非創始人真是老被風巧妙躲過。
MEMS感測器：
MEMS一句話總結是需要的應用多，創業機會多，但碎片化極其嚴重。對投資人來講，消費級市場大，但價格戰明顯，找些能搞定工業應用的MEMS企業是好的標的。現在的集成MEMS是市場的重點青睞者，語音、壓力等，但這個門檻設計也重要，但在工藝上面的重要性更高一籌，工藝就是跟PPA的面積、功耗和性能有直接關係，APP的新的應用也需不斷開拓，未來的MEMS必須還是IDM的模式，敏芯微李剛總也是做了10多年了，終於有自己的線可以有新玩法了。但整體國內的MEMS廠商在消費級還是價格戰的套路，如果能在APP中攻入工業級日子就會好過些，利潤能高點。
激光雷達和毫米波雷達：
激光雷達和毫米波雷達的公司在近兩年像雨後春筍般不斷湧現，不僅有明星創業，也有穩紮穩打的創業者，還有逐步從一個雷達軟硬體向上游晶元延伸的企業，重點是在APP中先找到應用落地，瞄準車、測距還是測繪，選中一個深紮下去，只瞄準車的落地進程熬得起也可以，但目前看L4-L5周期還長的狠。
（2）網路（連接）：5G、NB-IOT、Lora
5G是必然也必定成為市場爆發的應用點，5G是智能化的概念，但總體實現都是基於傳統的，這個也放在這一起來說，總體來講5G的PPA功耗目前還是大問題，成本越來越高，玩家越來越少，但高端手機的國產替代需求是增量，對於通信來講，基站-天線-射頻前端-基帶-AP都是大玩家，基帶和AP小玩家除了戴保家總的ASR就別去摻和了，天線信維通信也做的不錯了，射頻前端LNA-PA-濾波器、雙工器、開關在5G時代將爆發爆發再爆發，除了PA都是中國現在最弱的環節，開關和LNA卓勝微電子在國內也算是突破出一條路。
NB-IOT和Lora將有可能成為萬物互聯崛起的切入點，但目前前者的大規模的應用落地還是在探索中，比如智能抄表還是沒用上，具體落地應用還需仔細打磨，在PPA中實際功耗需特別關注，在APP中的應用深度探索。
RFID晶元感覺已經爛大街了，其實如果能在讀卡和標籤方面的性能做的不錯的話還是有機會，因為國外的企業國標專利還沒布局，這是對於RFID的重要窗口期，但在工業、軍工和航天僅僅還是出貨量小的讀卡終端的話還是市場小了，同時價格還是有向下的趨勢，如果能打通超市、衣服、新零售的話每年都是數十億顆的出貨量。
（3）計算：MCU、RISC-V、HPC、雲端晶元
MCU：新型多功能無線、藍牙、計算集成一體的低功耗MCU將越來越受到重視，在邊緣計算時代將成為一個控制入口。在中國MCU企業至少也有上百家，成熟比較廣的應該是50家左右，這方面大聯大的王總積累豐富（企業列表參考），對於國內MCU企業來說，消費級哪怕是32位也會逐步有話語權，何況兆易創新已經在國內市場第三了，但是在利潤高的APP的高階應用工控和汽車，至少還有10年還難以進入主晶元的行列，但應用廣泛，生存方式還是先活在往高處走。
RISC-V:RISC-V在CPU和低功耗MCU有突破的機會，生態在逐步建立，國外的SifIve已開始一次性授權收費，同時在國內招兵買馬布局；胡振波創立的芯來也力爭成為國內RISC-V架構引領者，但盈利模式還需商榷，生態體系還需進一步完善，不過好消息是國內華為、小米及中小型企業逐步擁抱，多少讓原來移動端IP老大有危機感。作為打算做IP的企業話，國內不會容下超過2家，作為設計企業來講，可以探索應用RISC在能耗和架構創新。
HPC:HPC高性能計算晶元目前主要還是體現在礦機晶元的崛起，造就了比特大陸、嘉楠耘智及一批各種CPS（幣晶元）的公司，營收總體不錯，前兩天7nm中國芯的文章刷屏全國，雖然7nm工藝達到，僅僅是一顆挖礦晶元，難度比通用晶元差距小，還有對社會整體貢獻未來如果探索出HPC的應用在安防、氣象、交通方面的話值得更加的宣傳。不過HPC晶元的成功證明在先進工藝製程還是具備一定能力，同時在特定領域中國可以領先，需把賺的快錢花在通用的雲端晶元和終端晶元，打通訓練和推理的話將是中國從0到1的跨越。
雲端晶元：中國的玩家也越來越多，融資額也越來越大，開始聽到可以「嚇掉下巴」，天使輪基本都是1億美元起，還有3億美元的，不過明星晶元項目都是這價碼，應該越來越習慣。比特大陸、寒武紀、思朗科技、燧原科技、天數智芯等都跨入這個行列，話說會有成功的，無論哪家成功都將是突破英特爾、英偉達的生意，拭目以待，不過軟體生態和應用生態必須匹配，路漫漫，更相信成功的是國家隊的和有現金流的。
（4）存儲：存算一體化、憶阻器、SSD主控、新興存儲
存算一體化絕對是大的趨勢，對於特定應用將演算法融入存儲顆粒或者主控晶元是兩種常見做法，總體來說實現起來需要PPA和APP融合，低功耗、兼容性、應用性和小體積，還有一個在工藝中的特色工藝線就是說白了還要去搶晶元，目前國內的知存科技、英韌創、探鏡科技等都在探索這方向，後來再創業者估計全球據說不超過3個實驗室有實力在做顆粒中的存儲調用，預祝成功。
SSD主控真實的晶元的市場份額全國來說應該是40億，所以BP中不要拿SSD的市場規模來說，最終國內能存活的理論上大的3-4家，其餘還是小的企業，目前國內的SSD晶元企業至少應該有30-40家，重點就要看APP，應用、生態和價格了。
各類鐵電、相變存儲、磁存儲等都是各具優勢，在軍工、航天、消費都有應用空間，目前都是在解決成本下降的問題即APP中的價格，同時PPA中的面積進入消費級也是重要門檻。
（5）演算法及場景
仔細分析67家AI晶元企業，從晶元種類來講，處理器、存儲器、FPGA、XPU（各類PU）、DSP，其中各類PU最多，論難度來講都不容易，但DSP相對好實現些，大部分安防也是這麼做的晶元；FPGA本身的市場來講全球40億美金，國內湧現出新舊企業10家左右，但生態工具和國內給機會用可能是最重要的。從應用領域來講在安防、語音、雲端和存儲，其中前兩者佔比至少在所有企業80%以上，其實市場就那麼大，能不能容得下這麼多？還有實力強勁競爭對手也在列表中，找到能夠落地的新的增量市場，重點解決APP的應用、價格和整體新能才是王道。對於AI晶元企業來講，一般軟體和演算法實力強，但面對動不動百萬千萬流片費，還是要經驗積累少犯錯，真正做出晶元還是第一步，工程化落地和對晶元的服務能力同樣重要，國外的服務單都是上百頁都是積累的工程經驗，這是需要慢慢磨合積累的。
（6）EDA、功率器件和模擬晶元
單獨列出國內差距大的兩個產品，湧現新的企業需要IDM支撐是最終的模式，PPA至關重要，但決定APP的工藝線更加重要，保證差異和特色，同時成本優勢。
三、總結
集成電路行業2020年1.8萬億市場，中國實際自給率還是不到10%（減去外資貢獻），主晶元突破還需要10-15年時間，必定是國內的朝陽行業，創業者可以進入，投資者可以進入，上下游可以進入，但艱苦卓絕需要想好，十年創業路，回頭見崛起。作為行業喜歡者，簡單以PPA和APP分析整體行業，深挖方向去幫助創業者，希望與各位交流學習！！
來源：點滴產業
孫冶平
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