法律经济学的视角:芯片企业如何组织生产?

商界观察
2023-09-12

2021年6月,国际半导体产业协会(Semiconductor Industry Association)发布的一篇报告显示,以企业总部为标准计算,全球电子器件生产份额中,美国第一(33%),中国第二(26);以组装地为标准计算,全球电子器件生产份额中,中国第一(35%),美国第二(19%);以电子器件最终消费地点为标准计算,美国第一(25%),中国第二(24%)。中国在全球半导体产业链上的地位可见一斑。

 

不过,我国高端芯片的研发、设计和生产处于劣势,在全球芯片产业链条中的地位不高。2020年,中国芯片销售额只占全球总额的7.2%。而且,我国销售的主要是低端芯片。在高端逻辑芯片、存储芯片销售市场上还没有我国企业的身影。相反,这些芯片需要大量进口。

 

在这样的大背景下,从法律与经济的专业视角观察芯片产业的运行规律,为法律制度的构建、产业政策的制定以及企业合规运行提供理论支撑,势在必行。

 

企业如何组织生产:法律经济学的基本理论

 

现代法律经济学奠基人罗纳德·科斯认为,企业组织生产实际上是配置资源。企业配置资源的方式有两种,一种是通过市场配置资源,一种是在企业内部配置资源。

 

通过市场配置资源的实现方式是市场交易,法律表现形式是合同。比如,A企业生产钢材,需要铁矿石。A企业自己不生产铁矿石,于是到市场上与生产铁矿石的B企业签订合同,购买铁矿石。

 

通过企业内部配置资源的实现方式是内部资源调配,表现形式是行政命令。接上面的例子,A企业不仅生产钢材,而且生产铁矿石。这样,A不必通过市场交易,讨价还价,而是通过内部的资源调配,就实现了资源配置,完成了钢材生产。

 

是不是企业的规模越大,业务覆盖范围越大越好呢?回答是否定的。科斯认为,企业的边界取决于交易成本。如果通过市场配置资源的交易成本高于企业内部配置资源的交易成本,则企业规模扩大更有效率。比如,在上例中,A可以通过收购B降低生产运营的交易成本。

 

随着企业规模的扩大,在企业内部组织生产的交易成本递增,直到达到某一点,企业内部组织生产的边际交易成本等于通过市场交易带来的边际交易成本。此时,企业的规模达到最优。如果企业再扩大规模,就会造成资源配置的浪费。

 

科斯之后,威廉姆森等经济学家继续拓展企业组织生产的理论,形成一套完整的关于企业组织生产和企业边界的法律经济学理论。法律经济学关于企业如何组织生产以及企业边界的理论对法学、经济学、管理学都产生深远影响,对理论研究和生产实践都具有启示意义。

 

芯片设计、研发与生产:一体化还是分开做?

 

芯片产业如何组织生产?过去几十年来,芯片产业发展过程中涌现出来的真实鲜活的案例给传统理论注入新的元素,发人深省。

 

1957年,在加利福尼亚州的帕洛阿尔托,8位年轻的工程师成立了仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor)。这家公司奠定了硅谷的历史。后来,从仙童走出来的工程师不仅直接创设了包括英特尔和超微半导体(AMD)这样的传统芯片巨人,而且直接或间接衍生出90多家具有重要影响的芯片公司。

 

英特尔和AMD属于老牌芯片公司,坚持传统的芯片设计、研发与生产一体化态度。英特尔最早是DRAM芯片的重要生产商之一。但是,随着DRAM芯片市场的价格被日本生产商颠覆,继续与日本厂商打价格战,还是退出DRAM市场,开辟新的战场?英特尔总裁葛罗夫决定退出DRAM,为个人电脑生产微处理器芯片。

 

葛罗夫的战略取得空前成功,直到今天,英特尔仍然是个人电脑芯片领域最大的生产商,并且一直保持研发、设计与生产一体化的传统。

 

另一位离开仙童的天才杰瑞·桑德斯创办了AMD。桑德斯在对待芯片研发、设计与生产的态度上也是传统和老派,他不能接受一家芯片公司居然不生产芯片。

 

AMD曾经与日本芯片制造商竞争DRAM市场,与英特尔竞争个人电脑芯片市场。不过,后来,对芯片制造倾注怀旧感情的桑德斯也承认,从拥有和运营一家芯片厂中获得利润变得越来越困难。

 

传统的芯片巨头坚守芯片研发、设计与生产一体化时,芯片产业正悄无声息地进行着一场变革,“无芯片厂的芯片公司”悄然登上历史舞台。典型者如英伟达。

 

提起英伟达,自然联想到的是专门为训练大模型配备的高端芯片,比如Grace Hopper、A100、H100等超级芯片。在AI大模型训练你追我赶的时代大背景下,英伟达芯片保持价格高但销售火爆的态势。包括国际巨头如微软及马斯克新创办的AI公司以及国内大厂如百度、腾讯、阿里在内的客户已经把英伟达的芯片订单排到2024年。作为AI时代的最大受益者之一,英伟达的市值刚刚破万亿,跻身万亿俱乐部。

 

不过,英伟达不制造芯片。英伟达把大部分芯片制造外包给台积电,自己专注芯片设计。除了英伟达,另一家著名的芯片公司高通,也是专注设计,把制造外包给三星和台积电等公司。

 

乔布斯刚创建苹果公司的时候专注硬件。除了创建自己的操作系统,苹果把芯片设计和生产都外包给三星等公司。后来,为了把自己对智能手机的愿景嵌入手机芯片中,苹果开始尝试设计芯片。

 

现在,苹果不仅为其大多数产品设计主处理器,还设计了运行Air Pods(无线耳机)等配件的辅助芯片。这些芯片的生产则外包给台积电等晶圆生产厂商。

 

除了这些芯片业大佬之外,芯片产业里还有很多专注设计的芯片公司,比如赛灵思(Xilinx)、阿尔特拉(Altera)等。

 

降低交易成本:谁是芯片生态链的龙头?

 

2022年12月7日,位于美国亚利桑那州的台积电工厂Fab21举行上机仪式。苹果、英伟达、AMD、阿斯麦等半导体业界重量级公司的负责人悉数到场,给足了面子。

 

作为一家芯片代工企业,台积电的江湖地位如此之高,似乎不可思议。实际上,这反映了芯片产业生态链的特殊之处。

 

提到产业生态链,人们自然会想到以苹果为龙头的“果链”。似乎只有苹果、特斯拉这样的产品生产商,才有资格以自己为龙头构建生态链。事实上不尽然。作为代工企业,台积电也可以打造自己的生态链。

 

早在几十年前,创始人张忠谋就相信台积电的商业模式具有独特的优越性:对于集芯片研发、设计及生产于一体的企业来说,因为芯片技术遵循摩尔定律,技术进步快,每一次技术迭代都会提高生产成本,给企业盈利带来巨大压力;台积电的优势在于,因为给几家甚至很多家芯片设计公司制造芯片,从而在规模经济中降低成本。而且,这种大规模生产是英特尔等一体化公司难以复制的,台积电可以从这种优势中攫取利润。

 

台积电与英特尔等传统一体化芯片公司的竞争证明了张忠谋的判断。前面说过,因为葛罗夫的“颠覆式创造”,英特尔在个人电脑及数据中心处理器芯片生产市场上占据垄断地位。不过,随着英伟达及后来的大型云计算公司进军数据中心处理器市场,英特尔在数据中心处理器市场丧失垄断地位,只剩下个人电脑市场上的垄断地位。

 

只是,个人电脑市场增长性远不及移动设备市场。为了寻求业绩增长,英特尔于2015年左右进军移动设备芯片制造市场,与台积电展开正面竞争。

 

竞争的结果是,台积电胜出,英特尔完败。原因很多,其中一个关键要素是二者与各自的客户之间的关系截然不同。英特尔自己设计、研发并生产芯片。在芯片生产上,英特尔与客户之间有竞争关系,彼此之间有规则及知识产权等关系需要协调。这种错综复杂的关系带来高昂的交易成本。

 

台积电与客户之间只有协作,没有竞争关系。从法律经济学的角度,台积电与客户之间的交易成本低。台积电实际上以自己为中心,通过市场交易,与众多企业建立起稳定的标准合同关系。作为一家代工企业,台积电通过这些合同关系,以自己为龙头,建立起稳定的生态链。

 

实际上,在芯片生产上,台积电不仅战胜了英特尔,也完胜三星、索尼等集芯片研发、设计与生产于一体的企业。

 

另一个值得研究的案例是光刻机巨头阿斯麦。1984年,荷兰电子公司飞利浦剥离内部光刻部门,创建了阿斯麦。阿斯麦位于距离荷兰与比利时边境不远的一个小镇,维尔德霍芬镇。这样的地方能诞生半导体行业的世界级公司,在当时几乎没人相信。而且,当时阿斯麦要竞争的对手是已经成为世界级公司的索尼和尼康。

 

阿斯麦成功的要素既有历史的机遇,也有生产模式选择上的对路。索尼和尼康本身就是芯片、电子产品生产的世界级公司,有底气,所以,他们试图在光刻机生产上走一体化道路,即自己制造所有部件,自己组装。但是,阿斯麦选择从世界各地精心采购零部件组装系统,公司自身则专注开发光刻机的核心,即EUV工具。

 

结果,几十年下来,阿斯麦围绕自己构建出一个光刻机生态链,把昔日的世界级竞争对手远远地甩在身后。

 

需要特别提醒的是,究竟是在企业内部组织生产,配置资源;还是通过市场交易组织生产,配置资源,其决定要素远比以上描述的复杂。

 

以上提及的芯片生产,基本上以逻辑芯片和存储芯片为主。在芯片产业里,还有第三类芯片。这类芯片比较分散,包括模拟芯片、射频芯片等。这类芯片不遵循摩尔定律,产品迭代要求不高,制造成本低。这类芯片的设计、研发和生产往往一体化。典型者如德州仪器公司(Texas Instrument,TI)。

 

芯片企业组织生产:遵守传统理论vs关注行业变量

 

芯片产业发展的大部分图景呈现出来的似乎与传统理论和常识相背离。实际上,芯片企业组织生产并没有背离基本的法律经济学理论。这种表面上的背离源于芯片行业特殊的变量。

 

在特殊的变量下,企业为了降低交易成本,组织生产的模式发生了改变。其中最重要的变量,是芯片技术发展遵循的摩尔定律。摩尔定律的发明者,就是仙童公司8位创始人之一的戈登·摩尔。其核心内容为:集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加一倍。换言之,处理器的性能大约每两年翻一倍,同时价格下降为之前的一半。

 

在摩尔定律的推动下,芯片迭代太快,导致生产成本高,要求规模效应才能抵消生产成本,获得利润。前述台积电的案例就是最好的证明。

 

可见,芯片企业组织生产仍然没有偏离传统法律经济学理论。企业在选择组织生产时,结合自身的特点,遵循降低交易成本的基本原则,在“通过市场交易配置资源”与“企业内部配置资源”之间寻求最优的平衡。不论是英伟达、阿斯麦、英特尔还是台积电,都在以降低交易成本为核心,寻找自己在产业链中的最佳位置。

 

需要提醒的是,影响芯片企业组织生产的变量很多,除技术变量之外,还有地缘政治风险等变量。应对这些变量,更需要企业从法律与合规的角度降低风险,提升组织生产的效率。

 

作为数字经济时代的基础“原料”,芯片不仅在组织生产上展现出独特的个性,芯片企业在公司治理、资本筹集、政府服务等方面都展现出独特的法律与经济特性。本文作者将分别撰文,把这些特性呈现出来。

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