芯片设计公司为什么要维持高强度研发投入？这么多研发费用都花到哪里去了？芯片设计公司研发团队有什么特点?芯片从业者薪水真的年年涨吗？和一样，这一篇我们仍将从上市公司年报等公开的数据角度谈芯片设计业。
文︱王树一
制图︱卢小慧
论研发投入强度，半导体行业称第二，那就没有行业敢排第一。根据Capital IQ的数据，波士顿咨询估算2019年研发投入占销售收入比例最高的为半导体行业，全行业达到22%，比生物医药高一个百分点，比排第三的软件和计算机服务高八个百分点。在资本支出上，半导体行业也高居榜首，全行业资本支出占销售额比例达到26%。
在某种程度上来说，半导体市场竞争就是金元战争，钱是芯片公司的弹药库，没有研发投入的企业将很难在市场竞争中站稳，这其中，芯片设计公司的研发投入强度尤其大。波士顿咨询估算，在22%研发投入中，有12%来自设计业，即全行业研发投入的近55%来自芯片设计企业，以2019年全行业销售额4120亿美元估算，芯片设计业研发投入达到494.4亿美元，约合人民币3296亿元，比2019年中国大陆芯片设计业销售额（中国半导体行业协会设计分会统计数据）3084.9亿元还要高。
图源：波士顿咨询
芯片设计公司为什么要维持高强度研发投入？这么多研发费用都花到哪里去了？芯片设计公司研发团队有什么特点?芯片从业者薪水真的年年涨吗？和上一篇一样，这一篇我们仍将从上市公司年报等公开的数据角度谈芯片设计业，相关数据收集和使用方法也与前文一致，这里不再赘述。
高强度研发投入
芯片产业之所以能长期维持高强度研发投入，是因为在摩尔定律支配下，其研发投入产出比足够高，研发投入低带来的风险足够大，如果研发投入跟不上，被对手技术拉开代差之后，唯一的出路就是退出主流市场。
波士顿咨询的数据显示，芯片设计业贡献了半导体全行业一半的价值增值，其代价便是全行业53%的研发投入来自芯片设计业。典型芯片设计企业研发投入占销售额比例为20%，毛利率50%，全球十大芯片设计公司的数据基本符合这个规律。2015到2019年，全球前五大芯片设计公司研发投入之和为680亿美元，每家平均每年支出为28亿美元，相当于22%的营收占比。而美国有芯片设计业务（包含纯设计和IDM公司）的公司2019年研发投入占销售额比例为19%。
图源：波士顿咨询
沪深股市27家上市公司研发投入占比不低于20%的有10家，占比不到一半，在选取的台系11家芯片设计公司中，研发投入占比不低于20%的有5家，多数厂商也难以达到20%的研发投入比。
研发费用都投到哪里去了？
下图的研发费用表截取自澜起科技2020年报，从中可以看出，职工薪酬占比最高，其他则有工程开发费用、折旧与摊销、工具及许可证费，专业服务及咨询费以及差旅等。工程开发费用主要支付给晶圆代工厂，工具及许可证费则是支付给EDA和IP公司。
澜起科技研发费用表
虽然先进工艺的工程开发费用不断上涨，但总体来看，研发费用当中，薪酬还是大头。从27家沪深股市芯片上市公司数据来看，20家公司薪酬占研发费用比例超过50%，其中5家超过70%，另有6家落在60%至70%区间。
台系公司中，瑞昱半导体2020年薪酬（含员工福利）占研发费用比例高达91%，联咏科技薪酬占研发费用比例也达到了78%。
海外上市的公司，大多不在年报中披露具体薪酬数字，但是也可以约略估计，以英伟达为例（研发人数在年报中有披露），2020财年共有13532名研发人员，根据SalaryList网站的数据，英伟达年薪平均值为124184美元，则其在研发人员上一年支出不会少于16.8亿美元。
从研发人员占比来看，也可以判断芯片设计公司研发费用很大一部分都花在薪酬上了。
注：创意电子并未列出研发人员数量，列的是普通员工与管理层数量，所以其比例异常
研发人员数量变化
研发人员数量在一文中已有详述，所以这一节只看数量变化。
总体上看，这两年大部分芯片设计公司处于人员扩张期，2020年全球十大芯片公司中有8家扩大了研发团队，其中增员最少的联咏科技也新招了176人，赛灵思人员基本没动，而Marvell研发团队、则减少了152人。
沪深股市27家芯片设计公司中，减员的有4家，其中紫光国微是因为剥离了子公司，所以统计上出现了减员318人，其余三家减员公司人数减少均不超过10人。北京君正研发人数暴增，是因为完成对芯成（ISSI）的收购之后财务并表，因此增加了300多名研发人员。汇顶科技2020年新增研发人员数量最多，达到578名，不过与全球巨头动辄千人扩招的气魄相比，还是有差距。
从美国劳动局的统计数字来看，2006年至2011年间，美国半导体产业研发人员数量（包括计算机工程师和科学家）减少10000多人，这应与产业转移相关。但2011年至2016年间，已经扭转了这个趋势，其中工程师增加了7000多人，可见美国产业界至少在2011年就已经开始重视人才流失问题。
图：美国半导体人才变化趋势；数据来源：美国劳工统计局
在人才竞争上，美国依然优势明显。根据波士顿咨询公司的数据全球顶级半导体公司（含美国公司和非美国公司）的芯片设计工程师有一半在美国，这些工程师中40%出生地并不在美国。当前，美国大学里面电子工程和计算机科学的生源中，超过三分之二是国际学生，而这些学生完成学业以后有80%留在了美国。源源不断的国际人才，为美国半导体行业撑起了半壁江山。
硕博比例
另一个有趣的数据显示，芯片设计公司几乎是硕士收割机，这一点在台系公司更明显。统计的9家台系芯片设计公司中，员工学历达到硕士及以上的比例分为两档，一档是60%以上，一档是40%以上。由于各公司当中博士员工比例一般为2%左右，所以台系设计公司是名副其实的硕士收割机，硕士学历员工比大学本科等其他学历员工数量都多。
沪深27家公司中，硕博比例超过40%的有7家，其中芯原微电子比例最高，达到73%。低于20%的有6家，富满微电子垫底，硕博比例为2%。
欧美公司一般都不公布这个数据，但依笔者印象来看，其研发人员中的硕士比例也颇高。芯片设计公司为什么青睐硕学历？资深行业人士朱正表示，通过硕士阶段的训练，一名微电子专业毕业的学生，需要完成从电路到版图再到测试验证的全流程工作，以及必要的专业课学习，这样的学生上手很快，自然容易获得设计公司青睐。
另据了解，台湾芯片设计公司和大学合作也比较紧密，很多学生在硕士生实习阶段就参与到公司项目中，这也是台系公司硕士学历员工非常高的一个原因。
薪资及薪资趋势
半导体从业者的薪酬随着行业的繁荣水涨船高。如今，中国大陆芯片设计工程师的薪水已经开始在亚洲领跑，经常有新闻爆出大陆公司拍出五倍薪水去挖对岸人才，在招聘信息中，百万年薪的职位也越来越多。但从沪深股市27家上市公司的数据来看，上市企业对人才并不像猎头市场表现出来的那样疯狂。
具体来看，27家公司中有4家2020年薪资总额减少了，北京君正和紫光国微薪资总额增长最多，均超过了100%，其中北京君正是由于并入了ISSI，所以这个数字比较合理，紫光国微在剥离子公司的同时薪酬大增，还没有找到理由，所以在计算人均薪酬的时候，去掉了数据异常的紫光国微。
人均薪酬则更容易看清楚，2020年人均薪酬下降的有11家，还有3家增幅在5%及以下，实现两位数薪酬增长的有6家，其中国科微2020年薪酬增幅最高，竟达到47%。整体来看，上市公司对薪酬控制较为严格，市场上薪酬上涨明显的应以融到资的非上市公司为主。
欧美公司在年报中往往不披露员工薪酬总额，所以只能通其他数据来推算。27家上市公司研发人员平均薪酬为34.5万元，比美国半导体行业工程师2006年的平均薪水8.5万美元（以当前汇率约合57万人民币）还是低很多。而根据波士顿咨询的数据，2001年以来，半导体行业平均薪资年增长达到4.4%，则可以推算2020年半导体工程师的平均薪水将达16万美元，约百万人民币。看起来，国内芯片设计工程师的薪水还有比较大的增长空间。
图：美国半导体行业薪酬分布；数据来源：美国劳工统计局
研发人员人均产值
既然芯片设计业研发投入是关键，那么最终考核点将是量化研发人员的投入产出比。下图中，AMD是美国科技公司人均产值排行榜位列第20位，其人均产值达到52.1万美元，约合347万人民币，这是2017年的数据，到了2020年，AMD人均产值增长到了517万元人民币，这样的增长势头令人艳羡。从AMD2020年研发费用增长比例，也能说明芯片设计企业要立足于市场，就要舍得投入。
如果只看研发人员对产值的贡献，全球十大芯片设计公司研发人员人均产值最低的瑞昱半导体也有340万元，放入沪深股市上市公司中，可以排在第十三位。
可以看得出，瑞昱半导体研发人员人均产值贡献在台系公司中也不占优，但其拥有超过5000人的研发团队，这是瑞昱能够进入全球前十大的基础。以量取胜看起来简单，其实并不容易，以汇顶为例，现有研发团队2056人，去年新增578人，保持这个扩张节奏，也要近6年才能达到瑞昱研发团队规模。关键在这样的快速扩张过程中，还能否维持住研发人员的人均产出。如果人均产出不足以支撑团队扩张，甚至人均产出还不够支付研发人员薪酬，这样流血的征兵，很难形成战斗力。
总结
芯片开发属于典型的回报递增行业，研发投入则是维持芯片开发回报的必要手段。因为晶体管单价下降，所以终端产品价格下降，半导体芯片惠及市场更大，最终更多的研发资金会继续投入进来；更多研发投入吸引更多研发人员参与其中；而通讯费用不断下降，更多人可以共享研究成果；更多研发投入，使得芯片开发工具链更繁荣，开发效率更高。
如硅谷王川所言，花更多钱，招更多人，用更好的工具，多个提高晶体管密度的解决方案齐头并进，这些解决方案中的最佳方案，会不断超越以前的解决方案的效率，任何预测摩尔定律死亡的人都是逆势而动，半导体晶体管小型化只是实现摩尔定律的一个方法,如何在生产成本和能耗不变的情况下,提高计算能力,才是摩尔定律的精髓。从当前时间节点来看，摩尔定律远没有走到尽头，而研发投入则是支撑摩尔定律前行的关键。