清華大學教授王志華：國產模擬芯片的兩條路_風聞
半导体行业观察-半导体行业观察官方账号-专注观察全球半导体最新资讯、技术前沿、发展趋势。2020-05-25 15:13
編者按：本文作者清華校友總會半導體協會副會長、清華大學微電子所教授，IEEE Fellow王志華，來自公眾號清華大學全球私募股權研究院。半導體行業觀察經授權發佈。
在清華大學全球私募股權研究院舉辦的“新基建，‘芯’助力，國產模擬半導體的升級之路”線上沙龍活動上，清華校友總會半導體協會副會長、清華大學微電子所教授，IEEE Fellow王志華就該話題分享了自己的一些見解。
芯片不單是普通產品，還關係到產業安全，國家安全，社會福祉，社會穩定。因此，發展集成電路產業對於我國來説意義重大。
近年來，我國在不斷發展集成電路產業的同時也在探索全新的道路。中高端模擬半導體作為其中重要的分支，近年來一直嚴重依賴進口，中國該如何發展模擬產業成為值得關注的問題。
王志華教授指出，從全球集成電路市場來看，整體市場在2019年產值為4200億美元，中國市場是430億美元，佔據全球的十分之一，還是很弱小。
王志華教授進一步指出，中國應該變成芯片行業的強國，不只是大國。大國的概念應該三分天下有其一，沒有做大之前都不可能變成強國。做大是集成電路發展的路徑之一。
模擬巨頭是什麼樣子的？
縱覽整個模擬市場，ADI是其中的龍頭企業，有60億美元的營收都歸於模擬電路，主要應用市場是工業，汽車，通訊以及消費類，不難發現，在整個應用市場中，工業應用佔了半壁江山。
再看TI，TI模擬部分的產值大約是102億美元，佔其營收的71.1%。其公司大約有三萬芯片設計人員。
同樣還有NXP，NXP 2019年全球銷售額約為90億美元，對比而言，我國數一數二的上市芯片公司的體量，大致只有NXP的十分之一，因此我國還有很遠的路要走。
王志華教授表示，集成電路行業是不可替代的行業，行業中最核心的是晶體管。人類社會今天能夠想到的所有運算都可以依靠晶體管實現。晶體管非常便宜，一個存儲器芯片上大約有四十億隻晶體管，只需要大概四美元。人類的製造技術這麼便宜，至少在近年沒有其他技術可以替代。
不僅如此，集成電路市場行業規模每年都在上漲，當然，由於疫情原因，2020年或許有點下降。王志華教授舉例表示，芯片與衞生紙不同，衞生紙是穩定產業，不會有波動，因為它不需要更新換代。
而對於芯片而言，今年生產的芯片明年也許還能賣，但後年就一定不能賣了。芯片行業增量雖然只有10%，但裏面包含了技術更新，並且裏面有30%是替換過去沒有的技術。因此，芯片產業並不是所謂的“夕陽產業”。
模擬市場的兩條路
“國內企業一定不要相信存量問題可以靠國際分工解決這個問題，能走的路必須是自己在存量市場裏搶回一部分市場份額。這是集成電路發展的必經之路，也是模擬集成電路發展的必經之路。”王志華教授這樣説到。
一定要創造出中國的模擬巨頭，這個巨頭，體量必須是數十億美元，擁有數以萬計的員工，到這個階段，我國模擬產業才會變成真正的成熟行業。
同時，創增量市場也許是另一個路徑。王志華教授舉例説到，在相機行業，當時感光材料也是卡脖的產品，一卷膠捲可能要20塊左右，行業裏面著名的商家就是柯達，他們一直認為自己的競爭對手是富士。
然而到今天，柯達和富士都消失了，打敗他們的不是另一家相機廠商，而是一項全新的技術-電子成像技術。
如今的CMOS傳感器市場，擁有超百億美元體量。根據預測，在移動設備和汽車應用的驅動下，2015-2021年，CMOS圖像（CIS）產業的複合年增長率將達到10.4%。預計市場規模將從2015年的103億美元增長到2021年的188億美元。這就是全新的經濟增長點帶來的巨大機會。
再來看這樣一組對比，半導體行業前十四大廠商與醫療器械行業前十四大廠商。王志華教授表示，這兩張表格中有很多一樣的地方，比如全球銷售量，半導體市場達到4200億美元，醫療器械市場達到4600億美元，幾乎相當。
也有很多不同的地方，首先是購買方，在半導體領域，中國市場佔據了60%，而醫療領域，美國市場佔據了60%。假定讓中國享受與美國一樣的醫療器械服務，裏面就會存在巨大的增量市場。
其次是頭部廠商 ，在醫療器械行業中，排名第一的廠商在全行業中佔6%，而半導體市場中排名第一的廠商佔16%。這表示半導體行業競爭更加激烈，也更加重要，如果用芯片解決醫療問題，將會有很大的市場空間，同時沒有那麼激烈的競爭。
王志華教授再次舉例道，在醫療領域，神經調節可以有很多種不同的應用，換個算法可以治療肥胖症，尿失禁，骨粘連多種疾病，但在電子來看這就是單純的模擬電路，只要做的比較小，可靠，可編程，放進人體。
2019年，全球8個主要企業神經刺激器械銷售總額約達240億美元，其中有足夠大的市場規模。
（圖片來源：清華大學王志華教授）
助聽設備也是如此，2019年，助聽設備產業產值達百億美元，光其中前四家產值就達到了60億美元。中國市場只佔其中的4%，這裏面依舊有很大的增長空間。
總結
王志華教授總結稱，集成電路本身是一個很大的市場，中國模擬市場想要發展，就必須要在存量市場做到性能更好，價格更低，這樣才能搶佔國外市場。其次，行業還需要尋找增量市場，這樣才能從根本上解決問題。
中國目前集成電路產業還很弱小，整個行業還在追趕階段，需要所有廠商的共同努力，不能指望一家廠商的崛起去解決問題，這不現實。
應用需求是創新的源泉，長期堅持是成功的關鍵。