清华大学王志华：国产模拟芯片的两条路

最后更新：2020-05-22 10:14:16 手机定位技术交流文章

资料来源:清华大学全球私募股权研究所

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本文介绍清华大学校友会半导体协会副会长、清华大学微电子学教授乔春明·王志华，他在清华大学全球私募股权研究所举办的在线沙龙“新基础设施、核心帮助、国内模拟半导体升级”上分享了自己的一些观点。

芯片不仅是普通产品，而且关系到工业安全、国家安全、社会福利和社会稳定。因此，发展集成电路产业对我国意义重大。

近年来，中国在发展集成电路产业的同时，也在探索新的道路。作为重要的分支之一，中高端模拟半导体近年来严重依赖进口。如何发展中国的模拟产业已经成为一个值得关注的问题。

王志华指出，从全球集成电路市场的角度来看，2019年整个市场的年产值为4200亿美元，而中国市场的年产值为430亿美元，占世界总量的十分之一，仍然非常疲软。

王志华进一步指出，中国应该成为芯片产业的强国，而不仅仅是一个大国。大国的概念应该包括世界上三个部分之一。在它变大之前不可能成为一个大国。放大是集成电路的发展路径之一。

模拟巨人长什么样？

纵观整个模拟市场，ADI公司是领先的企业之一，拥有60亿美元的模拟电路收入。主要应用市场是工业、汽车、通信和消费市场。不难发现，工业应用占整个应用市场的一半。

再看德州仪器，德州仪器模拟部分的产值约为102亿美元，占其收入的71.1%。该公司约有3万名芯片设计师。

还有恩智浦，其2019年全球销售额约为90亿美元。相比之下，我国最大的芯片上市公司之一的规模只有恩智浦的十分之一左右，因此我国还有很长的路要走。

王志华说，集成电路产业是不可替代的，晶体管是产业的核心。人类社会今天能想到的所有操作都可以通过晶体管来实现。晶体管非常便宜。一个存储芯片上大约有40亿个晶体管，只需要大约4美元。单一晶体管比单一大米便宜得多。在可预见的未来，没有其他技术可以替代。

不仅如此，集成电路市场产业的规模每年都在增长。当然，由于疫情，2020年可能会略有下降。例如，王志华说卫生纸是一个稳定的行业。今年的产品可以延续到明年，因为它不需要更换。

至于芯片，今年生产的芯片明年可能还会出售，但明年肯定不会出售。虽然芯片行业的增长只有10%，但由于技术更新，即使产值不再增长，仍然有大量的新产品和新需求。

模拟市场的两种方法

王志华指出，国内企业绝不能相信股票问题可以通过国际分工来解决。唯一的办法就是从股票市场上攫取一些市场份额。这是开发集成电路和模拟集成电路的唯一途径。

我们想创造中国的模拟巨人。这个巨人的规模肯定有数十亿美元，拥有数万名员工。在这个阶段，中国的仿真产业将成为一个真正成熟的产业。

与此同时，创造新技术可能是另一条发展道路。例如，王志华说，在照相机行业，感光材料当时也是瓶颈产品，一卷胶卷可能要20块左右。中国工业中的著名企业是凯勒。他们总是认为他们的竞争对手是柯达和富士。

然而，今天，柯达和富士已经消失了。打败凯勒的不是柯达和富士。整个民用感光材料行业已经消失。

今天的互补金属氧化物半导体传感器市场已经超过100亿美元。根据预测，在移动设备和汽车应用的推动下，从2015年到2021年，互补金属氧化物半导体(CIS)行业将实现10.4%的复合年增长率。预计市场规模将从2015年的103亿美元增至2021年的188亿美元。这是新的经济增长点带来的巨大机遇。

让我们来看看这样一组比较:半导体行业的前14名制造商和医疗器械行业的前14名制造商。王志华说，这两种形式有许多相似之处，如全球销售额，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。

还有很多不同的地方，首先是买家。在半导体领域，中国占60%，而在医疗领域，美国占60%。假设中国享有与美国相同的医疗设备服务，将会有一个巨大的增量市场。

第二个是磁头制造商。在医疗器械行业，第一大制造商占整个行业的6%，而半导体市场的第一大制造商占16%。这意味着半导体行业的竞争更加激烈和重要。如果芯片被用于解决医疗问题，将会有一个巨大的市场，竞争将会不那么激烈。

王志华说，例如，在医学领域，神经调节可以以许多不同的方式应用。不同的算法可以治疗肥胖、尿失禁和骨粘连。然而，从电子学的角度来看，这是一个简单的模拟电路。只要体积小、可靠、可编程，就可以植入人体。

2019年，全球8大企业的神经刺激装置总销售额将达到240亿美元，其中市场规模足够大。

助听器设备也是如此。2019年，助听器行业产值将达到100亿美元，仅前四名就将达到60亿美元。中国市场仅占总市场的4%，但仍有0+的大幅增长。

摘要

王志华的结论是，集成电路本身是一个大市场，如果中国的模拟市场想要发展，就必须在股票市场取得更好的表现和更低的价格，以便抢占国外市场。其次，该行业仍需要找到创新点，以便从根本上解决问题。

目前，中国集成电路产业还很薄弱，整个产业还处于追赶阶段。这需要所有制造商的共同努力。指望一个制造商的崛起来解决这个问题是不现实的。

应用需求是创新的源泉，长期坚持是成功的关键。

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