根據最近的報導，半導體產業似乎前路艱難；數十年來，我們都假設總銷售額的增加會超過對每晶體管銷售價格下滑的彌補。但產業制造訂單(MO)總是拿得少、供應多──拜摩爾定律(Moore’s Law)之賜，今日你甚至只要花不到一杯星巴克咖啡的價格，就可以買到內含數十億晶體管的芯片！

 

這些日子以來半導體產業面臨的大問題是它何時走向末日？是否芯片尺寸、重量、功耗以及成本的持續縮小，將驅動像是物聯網(IoT)或是可穿戴設備等新市場，而且其生產規模甚至將比智能手機更大？或者是，我們是否即將進入半導體產業的“冰河期”？我沒有以上這些問題的答案，但我絕對不會與一個50年來效率持續提升的產業對賭。

 

非半導體產業界的人們，很少有人真的能體會今日系統級芯片(SoC)所創造的微小奇跡，以及設計、制造那些產品所需投入的金錢與精力有多么龐大。本文將嘗試對芯片成本做出澄清，解析各產品項目的主要工程與制造成本。

 

芯片開發成本的標準偏差(standard deviation)是巨大的，主要是由復雜度所帶動；像是蘋果(Apple)的處理器SoC或是IBM的Cell等平臺，總開發成本與參與的上千工程師，總價值超過數十億美元。在此同時，相對較簡單的SoC，像是Adapteva的Epiphany系列芯片，開發成本不到300萬美元、花費約三年時間；更簡單的ASIC設計成本甚至不到百萬美元。

 

 

芯片制造不同項目成本

 

如上圖所示，依據尺寸、良率、產品復雜度、自動化條件以及總生產量，芯片制造成本的差異相當大；每顆芯片的制造成本(如下圖)與產出率差異，可以從幾美分到數千美元。

 

 

每顆芯片成本

 

某些未知的原因似乎在芯片制造成本以及芯片銷售價格方面造成混亂，利伯維爾場原則會決定那些因素是不是應該完全無關；在殘酷的消費性電子市場，相對較小的1.3~1.5倍的成本對價格比例是很常見的；而在一些利基型少量市場，某些高價值產品不難見到20倍的標價。

 

軟件與半導體公司之間最顯著的區別，是銷售周期的長短；對多層次的企業應用市場來說，一個新產品推出樣品到量產銷售，很容易會需要36個月的時間。下圖顯示硬件產品從第一套評估工具問世到銷售量產所需的時間，以及其銷售額。

 

 

硬件產品的開發過程

 

根據個人經驗，加速提升產品的銷售量，是任何一種半導體新產品所面臨的最重要且最困難的挑戰；無數半導體新創公司，為了等待新產品的量產銷售實現，各自得花費的金額高達5,000萬美元。高昂的開發成本、漫長的量產過程，相對較低的總銷售額以及利潤，無怪乎大多數半導體類股正遭受重挫！

 

然而我仍堅信，如果你加入真正的價值，好事終究會發生；比起歷史上其他產業，半導體產業持續為社會帶來更高價值。隨著摩爾定律速度趨緩，半導體業務模式以及最佳實踐方式必須有所改變，不過在我心目中，無疑只有少數半導體公司能繼續大幅獲利。