预测半导体的下一波浪潮

编者按：半导体/集成电路业正处于哪个阶段，EDA业将何去何从?中国IC设计业的特点如何?日前在京举行的Mentor Forum(明导技术论坛)上，Mentor Graphics公司董事长兼首席执行官Wally Rhines进行了精彩讲演，并接受了《电子产品世界》的采访。另悉，Wally先生刚刚获得了被誉为EDA业诺贝尔奖的“2015 Phi Kaufman Award(菲尔•卡夫曼奖)”，也谨以此文向他表示祝贺与敬意!

Mentor Graphics公司董事长兼首席执行官Wally Rhines

　　过去预测集成电路(IC)市场总是很难，因为半导体营收的反复无常，受经济大环境和特殊的业界规律波动影响;另外营收预测需要同时预测数量和平均售价，但数量、生产的芯片面积和单位面积的营收是非常可预测的(图1-4)。IC营收/面积是稳定的。IC营收预测基于硅面积和历史营收/面积的趋势。

　　为什么业界预测没有理论计算出来的准确?原因之一是局限的半导体营收报告，因为有些IC营收被埋没了，例如苹果和三星有自己定制的移动处理器，影响和减少了约1/3零售市场。因此，这种因素影响了约100亿美元的IC市场规模，约占总IC业的3.0%~3.5%。

　　因此，要想预测未来的半导体营收，需要预测新应用。因为新的半导体应用会驱动增长浪潮，并出现新的领导性公司。从PC时代到现如今的IoT(物联网)时代，概莫能外。

姜氏曲线

　　那么，有没有一个可靠的方法来预测未来的半导体市场增长呢?1825年英国的数学家兼精算师Benjamin Gompertz提出了姜氏曲线(Gompertz Curve)，用以预测所有事物的生长周期，无论是肿瘤的生长过程、人口增长，还是手机的上升过程，就算在金融界，这也是一个非常好的模型。

　　图6中复杂的数学公式可以变成如图6右侧的一条曲线。这个公式就意味着你只要知道前面几个点，就能预测后面的曲线。

　　从图7可见，在早期成长时，在百分比上是一个非常快的成长率，图6纵坐标表示总和的量。到了中间阶段是一个比较均衡的成长期，之后，这个产品的成长期会变得较缓。从数学角度，当到达37%时，这恰巧是一个转折点，曲线从下凹变成上凸。

　　这里用固态图像传感器来说明此观点。1991年固态图像传感器售价约二十多美元，不过现在为3美元左右(图8)。从出货量角度，2015年前突飞猛进的一个点也是手机起来的点，大概在2000年。现在已经过了15年，我们认为这应该是一个很成熟的市场。那么，如果用姜氏曲线来看一看，照此预计的话，其实还处在一个比较早期的过程(图9)，所谓的37%的转线点还没有达到，当然现在每年我们的成长量还是比前一年快。从整个周期角度看，还有二十几年才能到真正的成熟期。

　　但是为什么会这样呢?不是每个手机上基本都有了这样的产品吗?为什么未来还会有那么巨大的发展空间?其中一个原因就是除了手机，另外的应用——监控摄像头的成长率是年均46%(来源：Transparency Market调查公司，2014年5月15日)，所以每年所收到的数据的成长率也是非常庞大的。另外，还有很多其他的应用可以采用固态图像传感器，采用的方式非常细致，诸如医学、汽车ADAS(高级驾驶员辅助系统)、机器视觉、头戴式摄像头、无人机、眼镜、相机、摄像机、智能手表等，所以将来的市场会很广阔。

本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第9期第1页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。