預測半導體的下一波浪潮

編者按：半導體/集成電路業(yè)正處于哪個(gè)階段，EDA業(yè)將何去何從?中國IC設計業(yè)的特點(diǎn)如何?日前在京舉行的Mentor Forum(明導技術(shù)論壇)上，Mentor Graphics公司董事長(cháng)兼首席執行官Wally Rhines進(jìn)行了精彩講演，并接受了《電子產(chǎn)品世界》的采訪(fǎng)。另悉，Wally先生剛剛獲得了被譽(yù)為EDA業(yè)諾貝爾獎的“2015 Phi Kaufman Award(菲爾?卡夫曼獎)”，也謹以此文向他表示祝賀與敬意!

Mentor Graphics公司董事長(cháng)兼首席執行官Wally Rhines

　　過(guò)去預測集成電路(IC)市場(chǎng)總是很難，因為半導體營(yíng)收的反復無(wú)常，受經(jīng)濟大環(huán)境和特殊的業(yè)界規律波動(dòng)影響;另外營(yíng)收預測需要同時(shí)預測數量和平均售價(jià)，但數量、生產(chǎn)的芯片面積和單位面積的營(yíng)收是非?？深A測的(圖1-4)。IC營(yíng)收/面積是穩定的。IC營(yíng)收預測基于硅面積和歷史營(yíng)收/面積的趨勢。

　　為什么業(yè)界預測沒(méi)有理論計算出來(lái)的準確?原因之一是局限的半導體營(yíng)收報告，因為有些IC營(yíng)收被埋沒(méi)了，例如蘋(píng)果和三星有自己定制的移動(dòng)處理器，影響和減少了約1/3零售市場(chǎng)。因此，這種因素影響了約100億美元的IC市場(chǎng)規模，約占總IC業(yè)的3.0%~3.5%。

　　因此，要想預測未來(lái)的半導體營(yíng)收，需要預測新應用。因為新的半導體應用會(huì )驅動(dòng)增長(cháng)浪潮，并出現新的領(lǐng)導性公司。從PC時(shí)代到現如今的IoT(物聯(lián)網(wǎng))時(shí)代，概莫能外。

姜氏曲線(xiàn)

　　那么，有沒(méi)有一個(gè)可靠的方法來(lái)預測未來(lái)的半導體市場(chǎng)增長(cháng)呢?1825年英國的數學(xué)家兼精算師Benjamin Gompertz提出了姜氏曲線(xiàn)(Gompertz Curve)，用以預測所有事物的生長(cháng)周期，無(wú)論是腫瘤的生長(cháng)過(guò)程、人口增長(cháng)，還是手機的上升過(guò)程，就算在金融界，這也是一個(gè)非常好的模型。

　　圖6中復雜的數學(xué)公式可以變成如圖6右側的一條曲線(xiàn)。這個(gè)公式就意味著(zhù)你只要知道前面幾個(gè)點(diǎn)，就能預測后面的曲線(xiàn)。

　　從圖7可見(jiàn)，在早期成長(cháng)時(shí)，在百分比上是一個(gè)非?？斓某砷L(cháng)率，圖6縱坐標表示總和的量。到了中間階段是一個(gè)比較均衡的成長(cháng)期，之后，這個(gè)產(chǎn)品的成長(cháng)期會(huì )變得較緩。從數學(xué)角度，當到達37%時(shí)，這恰巧是一個(gè)轉折點(diǎn)，曲線(xiàn)從下凹變成上凸。

　　這里用固態(tài)圖像傳感器來(lái)說(shuō)明此觀(guān)點(diǎn)。1991年固態(tài)圖像傳感器售價(jià)約二十多美元，不過(guò)現在為3美元左右(圖8)。從出貨量角度，2015年前突飛猛進(jìn)的一個(gè)點(diǎn)也是手機起來(lái)的點(diǎn)，大概在2000年?，F在已經(jīng)過(guò)了15年，我們認為這應該是一個(gè)很成熟的市場(chǎng)。那么，如果用姜氏曲線(xiàn)來(lái)看一看，照此預計的話(huà)，其實(shí)還處在一個(gè)比較早期的過(guò)程(圖9)，所謂的37%的轉線(xiàn)點(diǎn)還沒(méi)有達到，當然現在每年我們的成長(cháng)量還是比前一年快。從整個(gè)周期角度看，還有二十幾年才能到真正的成熟期。

　　但是為什么會(huì )這樣呢?不是每個(gè)手機上基本都有了這樣的產(chǎn)品嗎?為什么未來(lái)還會(huì )有那么巨大的發(fā)展空間?其中一個(gè)原因就是除了手機，另外的應用——監控攝像頭的成長(cháng)率是年均46%(來(lái)源：Transparency Market調查公司，2014年5月15日)，所以每年所收到的數據的成長(cháng)率也是非常龐大的。另外，還有很多其他的應用可以采用固態(tài)圖像傳感器，采用的方式非常細致，諸如醫學(xué)、汽車(chē)ADAS(高級駕駛員輔助系統)、機器視覺(jué)、頭戴式攝像頭、無(wú)人機、眼鏡、相機、攝像機、智能手表等，所以將來(lái)的市場(chǎng)會(huì )很廣闊。

本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第9期第1頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。