清华大学教授王志华：国产模拟芯片的两条路
编者按：本文作者清华校友总会半导体协会副会长、清华大学微电子所教授，IEEE Fellow王志华，来自公众号清华大学全球私募股权研究院。半导体行业观察经授权发布。
在清华大学全球私募股权研究院举办的“新基建，‘芯’助力，国产模拟半导体的升级之路”线上沙龙活动上，清华校友总会半导体协会副会长、清华大学微电子所教授，IEEE Fellow王志华就该话题分享了自己的一些见解。
芯片不单是普通产品，还关系到产业安全，国家安全，社会福祉，社会稳定。因此，发展集成电路产业对于我国来说意义重大。
近年来，我国在不断发展集成电路产业的同时也在探索全新的道路。中高端模拟半导体作为其中重要的分支，近年来一直严重依赖进口，中国该如何发展模拟产业成为值得关注的问题。
王志华教授指出，从全球集成电路市场来看，整体市场在2019年产值为4200亿美元，中国市场是430亿美元，占据全球的十分之一，还是很弱小。
（图片来源：清华大学王志华教授）
王志华教授进一步指出，中国应该变成芯片行业的强国，不只是大国。大国的概念应该三分天下有其一，没有做大之前都不可能变成强国。做大是集成电路发展的路径之一。
纵览整个模拟市场，ADI是其中的龙头企业，有60亿美元的营收都归于模拟电路，主要应用市场是工业，汽车，通讯以及消费类，不难发现，在整个应用市场中，工业应用占了半壁江山。
（图片来源：清华大学王志华教授）
再看TI，TI模拟部分的产值大约是102亿美元，占其营收的71.1%。其公司大约有三万芯片设计人员。
（图片来源：清华大学王志华教授）
同样还有NXP，NXP 2019年全球销售额约为90亿美元，对比而言，我国数一数二的上市芯片公司的体量，大致只有NXP的十分之一，因此我国还有很远的路要走。
（图片来源：清华大学王志华教授）
王志华教授表示，集成电路行业是不可替代的行业，行业中最核心的是晶体管。人类社会今天能够想到的所有运算都可以依靠晶体管实现。晶体管非常便宜，一个存储器芯片上大约有四十亿只晶体管，只需要大概四美元。人类的制造技术这么便宜，至少在近年没有其他技术可以替代。
不仅如此，集成电路市场行业规模每年都在上涨，当然，由于疫情原因，2020年或许有点下降。王志华教授举例表示，芯片与卫生纸不同，卫生纸是稳定产业，不会有波动，因为它不需要更新换代。
而对于芯片而言，今年生产的芯片明年也许还能卖，但后年就一定不能卖了。芯片行业增量虽然只有10%，但里面包含了技术更新，并且里面有30%是替换过去没有的技术。因此，芯片产业并不是所谓的“夕阳产业”。
“国内企业一定不要相信存量问题可以靠国际分工解决这个问题，能走的路必须是自己在存量市场里抢回一部分市场份额。这是集成电路发展的必经之路，也是模拟集成电路发展的必经之路。”王志华教授这样说到。
一定要创造出中国的模拟巨头，这个巨头，体量必须是数十亿美元，拥有数以万计的员工，到这个阶段，我国模拟产业才会变成真正的成熟行业。
同时，创增量市场也许是另一个路径。王志华教授举例说到，在相机行业，当时感光材料也是卡脖的产品，一卷胶卷可能要20块左右，行业里面著名的商家就是柯达，他们一直认为自己的竞争对手是富士。
（图片来源：清华大学王志华教授）
然而到今天，柯达和富士都消失了，打败他们的不是另一家相机厂商，而是一项全新的技术-电子成像技术。
（图片来源：清华大学王志华教授）
如今的CMOS传感器市场，拥有超百亿美元体量。根据预测，在移动设备和汽车应用的驱动下，2015-2021年，CMOS图像（CIS）产业的复合年增长率将达到10.4%。预计市场规模将从2015年的103亿美元增长到2021年的188亿美元。这就是全新的经济增长点带来的巨大机会。
（图片来源：清华大学王志华教授）
再来看这样一组对比，半导体行业前十四大厂商与医疗器械行业前十四大厂商。王志华教授表示，这两张表格中有很多一样的地方，比如全球销售量，半导体市场达到4200亿美元，医疗器械市场达到4600亿美元，几乎相当。
（图片来源：清华大学王志华教授）
也有很多不同的地方，首先是购买方，在半导体领域，中国市场占据了60%，而医疗领域，美国市场占据了60%。假定让中国享受与美国一样的医疗器械服务，里面就会存在巨大的增量市场。
其次是头部厂商 ，在医疗器械行业中，排名第一的厂商在全行业中占6%，而半导体市场中排名第一的厂商占16%。这表示半导体行业竞争更加激烈，也更加重要，如果用芯片解决医疗问题，将会有很大的市场空间，同时没有那么激烈的竞争。
王志华教授再次举例道，在医疗领域，神经调节可以有很多种不同的应用，换个算法可以治疗肥胖症，尿失禁，骨粘连多种疾病，但在电子来看这就是单纯的模拟电路，只要做的比较小，可靠，可编程，放进人体。
（图片来源：清华大学王志华教授）
2019年，全球8个主要企业神经刺激器械销售总额约达240亿美元，其中有足够大的市场规模。
（图片来源：清华大学王志华教授）
助听设备也是如此，2019年，助听设备产业产值达百亿美元，光其中前四家产值就达到了60亿美元。中国市场只占其中的4%，这里面依旧有很大的增长空间。
（图片来源：清华大学王志华教授）
王志华教授总结称，集成电路本身是一个很大的市场，中国模拟市场想要发展，就必须要在存量市场做到性能更好，价格更低，这样才能抢占国外市场。其次，行业还需要寻找增量市场，这样才能从根本上解决问题。
中国目前集成电路产业还很弱小，整个行业还在追赶阶段，需要所有厂商的共同努力，不能指望一家厂商的崛起去解决问题，这不现实。
应用需求是创新的源泉，长期坚持是成功的关键。
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