行业新闻

芯片技术属于高精尖技术，是各国争夺的一个技术战略高地。随着国际竞争愈发激烈，寻找核心技术创新突破成为企业脱颖而出的重要抓手。虽然近年来芯片产业发展势头迅猛，但仍存在着劳动力投入冗余、核心技术严重依赖进口、人才培养和引入机制不完备等一系列阻碍芯片企业创新发展的问题。对此，部分学者通过案例分析来探究企业如何实现创新突破，并从多方面提出实际建议，譬如通过政府制定政策来健全激励机制、规划企业网络整合资源、构建创新生态系统、铸造芯片跨区域格局错位互补发展、促进国内外技术合作、构建国际创新合作网络等措施。期望通过实施一系列措施来强化企业的自主创新能力，从而稳步推进国内芯片企业尖端化和国际化。

创新价值链理论视创新为一个循序渐进的过程，基于对创新过程链式结构的认知，诸多学者对创新过程进行了细致的划分，在区域创新视角下，将创新过程划分为知识创新、科研创新、产品创新三阶段的观点被运用最广。在企业创新机制视角下，创新过程多被划分为技术成果生成和技术成果转化两阶段。有学者将价值链与产业链相融合，并基于产业属性的差异，构建出有针对性特色的创新价值链，芯片创新价值链可被划分为有关知识创造、传播、使用和再创造的过程。芯片设计位于产业链上游，由于进口依赖严重、人才长期匮乏、产业投入不足等原因，导致芯片设计桎梏于低端锁定困境。

综上可知，我国芯片企业的创新发展问题一直备受关注，学者们从多方位提出了助力企业实现创新突破的实质性意见，但基于创新价值链理论的相关研究大多面向芯片产业整体，而对于产业链中芯片设计企业的针对性研究鲜有。因此，鉴于芯片设计环节在芯片产业链中占据极高的附加值地位，本文在创新价值链视角下，以国内芯片设计领军企业华为海思为例，深入分析我国芯片设计企业创新价值链锁定的影响与成因，并在此基础上探究相应的解锁策略。

根据图1可知，近十年我国芯片设计企业一直保持稳健增长态势，尤其在2016年增幅极为明显，近几年增速逐渐放缓，并在2022年首次出现企业数量增速下降状况，尽管如此，2022年的企业数量仍比上一年度多增了433家。虽然我国芯片设计企业如雨后春笋般萌生，但大多数企业规模都偏小，国内龙头企业屈指可数，营收过亿的企业占比一直维持在20%以下，其中华为海思和紫光展锐稳居超亿元企业排名榜首。绝大部分企业的营收情况不容乐观，甚至有很多企业接近于零收入，资金获取主要仰赖于政府补贴和风险投资。

面对全球新冠疫情的爆发和美国不断加压的无理制裁，我国很多芯片设计企业倒闭，部分企业通过裁员以续生存。此外，美国通过搭建专利技术壁垒带来的影响，迫使企业只能降低产品生产所需技术要求，转而购买本地产品，中间产品技术含量的降低导致最终产品的质量下滑。根据图2可知，我国芯片设计产业的销售额连续多年保持稳定增长，但从2020年开始，产业总销售额增速持续下降，2021年比2020年的增速降低了3.7个百分点，2022年比2021的增速又降低了3.6个百分点。目前介于高速迭代带来的行业发展不确定性以及国际巨头的掣肘，芯片产业逐渐国产化已是不可避免的趋势，并且多数大型芯片设计企业未来会选择延伸到全产业链中，通过多维投资布局来对冲不确定性风险，而小型企业则多被巨头并购。

从芯片全产业链来看，芯片设计属于全产业的上游环节，在芯片设计最上游存在软件设计工具电子设计自动化(Electronic Design Automation，EDA)和互联网协议(Internet Protocol，IP)授权商，下游承接着芯片制造厂商，如图3所示。首先，EDA软件集中度较高，全球EDA市场几乎由新思科技(Synopsys)、楷登电子(Cadence)、西门子EDA(SiemensEDA，原先的Mentor Graphics)三巨头所垄断，长期占据全球市场份额的70%以上(数据来源：ESD Alliance前瞻产业研究院)。其次，被广泛使用的IP核大多源于Advanced RISC Machines(英国)、Synopsys(美国)、Imagination(原英国)和Cadence(美国)，由于存在较高的技术壁垒和商业壁垒，我国企业在该领域鲜有涉猎。最后，目前全球只有台积电和三星在7nm、5nm、3nm制程上有所竞争，而国内大陆最先进的芯片制造企业只突破了14nm制程工艺，当后端制程环节达不到芯片设计的要求，再完美精密的芯片设计也是徒劳。可见，我国芯片设计企业受到上下游两端制约和牵引。

芯片是集成电路的载体，我国集成电路的进出口存在显著贸易逆差。根据图4可知，从2019—2021年国内集成电路进出口一直维持增长趋势，由于出口追赶不上进口的高位运行，造成的进出口逆差局面始终未变，仅近四年的进出口逆差总额就高达9779亿美元，2022年整个集成电路市场陷入低迷，进出口规模有所下滑，同时国内生产也出现了自2009年以来的首次下滑，国内产量同比下降9.8%。将各年集成电路的国内生产量、出口量、进口量对比后不难发现，国内芯片生产量远不能满足自身需求，芯片自给率低，依赖进口的局面很难在短时间内改变。

从表1所示的全球芯片设计企业营收状况来看，2022年第一季度全球前十总营收增至394.3亿美元，同比增长44.20%，可见芯片设计行业市场成长强劲。高通、博通、英伟达蝉联前三席位，美国超微公司(Advanced Micro Devices，AMD)凭借70.89%突出的同比增速，反超联发科晋升排名第4后，美国芯片企业包揽前四位，市场占比高达74.70%。韦尔半导体在2022年挤进十强后，榜上有名的中国芯片企业增至四家，分别是联发科、联咏、瑞昱、韦尔半导体，除了联发科占比超10%，剩余三家企业市场占比低至个位数，四家企业市场占比总额都略低单个榜首企业，显然我国芯片设计企业的竞争实力与国际鳌头大相径庭，国内能够发挥引领作用的领军企业寥寥可数，难以形成合力。

芯片设计受两端桎梏、行业市场占比极小、芯片自给率偏低等问题，处处揭露了我国芯片设计产业正固封于价值链低端锁定的窠臼，解决如何实现价值链的攀升以及在此过程中规避制裁虽道阻且长，但已然刻不容缓。

根据俘获效应可知，头部企业主导着产品价值链的分工体系，而低端企业只能被动融入，最初头部企业为了后端企业能符合分工需要，会主动输出一些技术和标准，一旦发现其有向价值链高端攀升的苗头时，头部企业就会借助自身势力对其打压以防弯道超车。知识创新是创新价值链的初始环节，加快知识信息流动有助于价值链运转，设置知识壁垒则是最寻常的打压阻截手段。未掌握核心技术的企业会通过取得技术转让或技术许可等方式来获得相关知识，期间要对外支付高额的采购费用和专利授权费用，但是国际巨擘之间通常持有交叉专利许可，可以形成对等威慑局面，然而处于低端锁定的企业无法受益，就形成了强者愈强、弱者愈弱的马太效应。同时，低端锁定的企业处于被动接受地位，未控有主动决定权，一旦掌握相关专利的头部企业利用“专利丛林”设置关卡，价值链低端企业必受其影响。华为海思的麒麟处理器曾一度与高通骁龙等大厂并驾齐驱，产品竞争力不容置疑，但在美国专利技术的知识壁垒阻截下，公司的技术优势被明显削弱。

市场是检验产品的最佳标准，2009年华为海思设计研发的第一款手机芯片K3V1，由于存在性能差、可靠性低、冷启动等问题，只能选择搭乘山寨机进入末端市场。2012年华为海思推出的K3V2处理器，让其一举跻身顶级智能手机处理器行列，但由于采用的工艺制程等技术不完备，反映出整体功耗高和兼容性差等问题，造成用户购买率不佳。2013年底，麒麟910作为华为海思第一款推出的手机SoC芯片，同样因为存在软件兼容性、功耗、使用性能等问题，未能获得市场认可。低端企业在产品技术方面明显落后，使其缺乏竞争力与领先企业抗衡，并且大部分后发企业在开始研发产品时，倾向选择对标国外指标，但仅仅追赶别人的技术标准会形成永远都“差一步”的现象，更难进入主流市场，市场应用机会的丧失同时意味着企业无法获得最直接、最高效、最真实的用户反馈，产品技术改进缺乏实践经验。此外，无法满足消费者需求的产品所获销售收入微乎其微，这与高额的研发投入需求不相匹配，从而导致“低竞争力→低市场份额→低营业收入→低研发投入”恶性循环凸显。

对于创立初期的华为海思而言，大规模的科研投入需求难以被满足成为棘手难题，当时的芯片设计产业发展刚抬头，投资商对芯片初创企业的发展满腹疑团，不敢轻易押注，华为海思的研发等各项投入则是由华为内部全额投资。如今我国芯片设计产业仍处于低端锁定阶段，芯片设计产业的投资成功率不高，我国投资商对于芯片设计的投资失败容忍度较低，并且纵观以往经验，很多创新型的早期芯片项目都是纷纷夭折。芯片设计相较芯片制造而言，投资者倾向于更具象的芯片制造加工，芯片设计难度高、耗资高、风险不可控的特殊属性愈发让投资商望而生畏，导致国内欠缺相应的风险投资行为，芯片设计产业目前面临的投资热潮更多的只是投资意愿而非实际行动，这对于满足芯片设计产业高额科研投入需求带来重重困难。

芯片设计产业技术壁垒极高，企业需要着力提升技术创新能力，为跻身高端芯片行列提供先进技术支持。如今已被消费者熟知且接受的麒麟系列，在初期生产的麒麟910“片上系统”也有过不被市场认可的毛羽未丰阶段。在迭代更新期间，麒麟系列通过更换制造工艺和GPU，解决了K3系列发热和软件兼容等问题，并且还比高通提前一年自主研发出支持LTE Ca4G网络的基带芯片巴龙710，这意味着华为海思逐渐掌握识别、吸收和整合新技术的能力。之后麒麟920采用28 nm高性能移动(High Performance Mobile，HPM)工艺制程，集成了音频芯片、视频芯片、ISP，自主研发出全球首款支持LTE Cat.6的巴龙720基带，更是明显缩小了海思芯片与行业领先者的技术差距，此后麒麟芯片变得真正成熟，受到消费者更多好评。麒麟960的研发攻破了以往55 nm CDMA基带的桎梏，自主研发的16 nm CDMA基带解决了高通的专利壁垒，海思芯片开始进入处理器芯片的头部阵营。麒麟970的生产发布更成为转折点，在业内首次推出人工智能计算平台网络处理单元(Neural Processing Unit，NPU)，将AI从以往运用在大型云端设备转移到低功耗要求的消费级移动终端产品上，华为海思开启了智能手机向智慧手机的探索道路。十余年深耕，华为海思实现了从落后追赶到齐肩并行甚至领先的转变，助力华为在智能手机市场取得了遥遥领先的地位。