本土模拟IC的出路在哪里？

　　摘要：探讨了本土模拟IC企业为何数量较少，如何生存及发展的问题。

　　本土做数字芯片的厂商很多，但是做模拟和数模混合的厂商不太多。众所周知，高性能模拟芯片目前被美国几家高性能模拟和数模公司称霸。

　　为何我国做模拟芯片公司的厂商有限？模拟厂商应该如何突破？

　　时代民芯的“模数中国”梦

　　8月底，北京时代民芯科技有限公司举办的第四届“时代民芯”杯电子设计大赛在京拉开了帷幕。不同于往届以数字芯片(处理器及导航芯片)为主，这届大赛以高速高精度模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)等数模混合系列产品为核心，全力演绎“模数中国”。

　　据悉，时代民芯公司从事模拟IC设计人员将近百人，相比于一般公司专门做模拟设计的人员四五人，该公司的模拟设计人员规模可谓阵容强大。为什么本届大赛采用数据转换器为核心，大力推广数模混合系列产品？时代民芯公司AD/DA部主任王宗民在接受本刊编辑采访时表示，时代民芯公司多年来一直致力于高速高精度ADC/DAC产品的研制，先后承担了多项国家重大专项及产业化项目，全面掌握了ADC/DAC前沿技术，包括校准算法、超高速、高精度、测试等技术，具备了较强的产品开发能力，推出了MXT2000系列高速高精度ADC/DAC产品。其中，8位3GHz 、8位1GHz A/D转换器是国内首家推出的吉赫兹 A/D转换器产品。8位1GHz模数转换器-MXT2001更是荣膺2010年度中国半导体行业协会评选的“IC CHINA优秀产品奖”和2011年度“最佳本土芯片奖”。

　　正如时代民芯公司总经理赵元富在“时代民芯”杯第四届电子设计大赛新闻发布会上所阐述的，“高速ADC /DAC等数模混合电路应用广泛，我们不仅要开发出高性能、高可靠的转换器电路，更需要提高转换器应用设计能力、发掘潜在应用市场，营造国产高性能模拟电路的应用氛围，这需要社会给与更多地关注和产业链相关企业的不断努力。第四届电子设计大赛的举办，正是在这种背景下的积极探索与尝试。”

　　“时代民芯”出手不凡

　　采访中，王宗民主任表示，市场策略上，本土模拟IC企业通行的是先从中低端产品入手，这类产品主要应用于手机、LED、手持设备等消费类产品中，价格低且出货量比较大，国内竞争很激烈，处于拼成本的竞争模式。出身于航天的时代民芯公司“出手不凡”，公司结合自身特点，将重点放在高速高精度A/D、D/A转换器等高性能产品中，这类产品具有技术难度大、前期投入高等特点，直接与国外大公司竞争，当然在后期的市场定位中也会处于有利位置。

　　模拟IC技术上的挑战是什么？模拟技术的挑战不仅在于设计，还要有测试和生产的支持，例如测试很复杂。时代民芯公司不仅注重设计技术，在前期也进行了大量测试评估设备的投资，具备了吉赫兹以上数模混合电路评测能力。同时建立了一支完备的技术支持团队，针对用户出现的问题可迅速做出反应并解决问题。该系列策略使公司产品更具竞争力。

　　本土模拟IC设计公司的发展靠什么？靠人才，尤其是从事模拟IC设计需要不断的积累。时代民芯公司形成了一套独特的人才培养机制，如新人入职的导师培训制、学习型团队建设、定期举办技术讲座等。另外，公司每年出资选派技术骨干到国外高校做访问学者和技术交流。同时，公司给年轻人一种责任感，不仅是为自己，更是为航天和国家贡献力量。

　　民族品牌对民族企业的发展至关重要。时代民芯公司紧扣当今社会电子产业的最新领域和发展方向，努力营造自主品牌，全方位展示“中国芯”，积极将“时代民芯”打造成具有行业影响力的民族品牌。

　　本土模拟与国际的差距在哪儿

　　模拟需要长期积累

　　北京昆腾微电子有限公司CTO林海青博士介绍说，模拟芯片的设计涉及的面比较广。从设计角度，好的设计师需要深厚的理论基础和长期的实际经验，把控高层系统的同时要能深入到底层的器件，要有扎实的数学、系统、物理、器件等理论知识，同时要能培养出敏锐的感觉和直觉，因此模拟设计有“black magic”之称；从企业的角度，需要时间培养团队、搭建设计平台、完善流程和质量体系、积累IP和know-how、掌握和熟悉工艺，同时培养设计师之间的默契也很重要。所以，做模拟芯片的确需要长期的积累，尤其是做高端。

　　而我们本土还没有真正成长出高端的、有规模同时比较单纯的模拟/数模芯片企业。这首先是因为本土产业(包括产、学、研)在这方面积累的时间相对还比较短，整体的水平需要提高；同时这些年，总体的状态比较浮躁，从企业到个人，大家都想快速发展、赚快钱，这对积累是很不利的；另外，国内能做高端技术市场的人才少，模拟方面就更少，站不高、看不远，自然也不利于企业长期的发展和积累。

　　北京南瑞智芯微电子公司的芯片设计部副经理原义栋分析道，确切地说是做出具有市场竞争力的模拟芯片需要长期的积累和探索。其中，不仅需要进行长期的技术沉淀，还要不断投入人力和资金进行开拓和创新，才能在模拟芯片方面做出亮点。模拟电路设计算是门槛比较高的一个行业，业内有一个说法，5年才能入门，这个“5年”就是最基本的积累期，这也恰如其分地概括了模拟电路设计的特点。

　　做模拟芯片之所以需要长期的积累，原因在于模拟芯片的成品率受制于三方面的因素：一是工艺因素，工艺参数、工艺稳定性、模型准确度、库文件完备性等因素均会影响模拟芯片的实际特性。国外的一些公司有自己的fab(芯片制造厂)，可以根据设计的需求有针对性的调整工艺参数以实现特性的最优化，而我们主要靠代工厂(foundry)制造，在工艺参数方面会受制于代工厂的工艺水平，加大了设计的难度；二是设计能力和经验，芯片特性取决于诸多因素，系统架构、系统稳定性、设计裕量等参数均会影响芯片的成品率，这些参数与设计能力和设计者的经验都是密切相关的；三是封装因素，封装材质、封装工艺水平会影响到芯片的特性，目前国内封装能力已达到了比较先进的水平，在一些复杂封装工艺上也取得了技术性突破。

　　中外设计起步差距大

　　据原义栋介绍，国内IC(集成电路)行业的发展比较晚，欧美国家上世纪五十年代就开展了IC设计方面的研究，并形成了如英特尔、德州仪器等国际知名的芯片厂商。我国的IC业基本上从上世纪九十年代才刚刚起步，发展至今，虽然在行业水平上与欧美国家还存在一定差距，但可喜的是我们花了近二十年的时间实现了他们四五十年的技术发展历程，整体实力突飞猛进，涌现出一大批优秀的集成电路设计企业和科研院所。

　　本土模拟/数模混合芯片企业基本都在经历三个阶段：第一个阶段是“复制阶段”，即通过反向的方式进行集成电路设计，主要是复制式的设计，基本没有创新性；第二个阶段是“模仿阶段”，这个时期已转向正向设计，主要利用现有的技术进行二次设计，有一定的创新性，可以满足大部分的需求；第三个阶段是“创新阶段”，可根据市场的需求，定义芯片产品的规格，并创新性的提出芯片的可行性设计方案，可实现高性能、具有市场竞争力的产品。

　　目前本土模拟/数模混合芯片企业大多处于第二阶段向第三阶段的转型期，我们也不断看到具有自主知识产权的芯片问世。北京南瑞智芯公司现在有一个近20人的模拟电路设计团队，工作经验大都在5~10年以上，目前已在电源类、安全类、时钟类、射频类、模数转换类、驱动类、高精度温度传感器等方面积累了近100个模拟IP，为实现高集成度的数模混合芯片提供了丰富的IP资源。

　　设计人才缺乏

　　关于设计人才，很多华人在美国做模拟设计，水平很高，本土企业为何不引进一些人才？原经理解释道，国家有“千人计划”来引进领军人才，但还远远不够，还需要企业广泛招兵买马。招人看起来是个很好的途径。但是有些海外专家引进是受限制的，因为他们和原公司签订了保密协议。另外，国内外薪水差距较大，美国模拟工程师工作七八年就可能有五六十万元人民币的年薪，首席模拟设计师年薪上百万人民币，这是本土企业难以承担的。

　　美国模拟IC公司为何能保持较高利润？Cadence全球销售兼系统与验证部门资深副总裁黄小立指出，模拟需要积累，美国老牌公司多年来积累了很多经验和专利，因此不仅设计时较为省力，价格也容易有竞争力，因为不用从头开始做。

　　笔者由此感慨道，相比之下，本土企业确实是在艰苦的条件下奋斗，用“在夹缝中生存”一点不为过，不仅需要顽强的毅力和超人的智慧，更需要远大的志向做支撑。

　　模拟企业如何生存？

　　首先，需要利用本土企业的地缘特点贴近客户。时代民芯的王宗民主任说，时代民芯能够第一时间到用户那里帮助调试，有时不是AD/DA的问题，例如也许是频率问题，时代民芯也帮忙探讨和解决。

　　在模拟芯片中，价格好像最重要，“其实很多时候不是这样，因为客户考虑的因素会更多，他会考虑你的品牌、产品质量、性能，你提供的技术支持、服务等，有很多差异化的东西。”圣邦微电子的业务拓展部总监姚若亚、市场总监徐前江说，圣邦不是以价格为导向的公司，而是靠质量和良好的定位打天下。并不是说我这个价格便宜，我性能好就能卖得掉，一定要满足客户的需求，这也是我们最擅长的地方。”[4-5]

　　另外，“及时出货也是我们的优势。“这家研发在美国硅谷、运营在中国的公司举例说，一家美国公司的电源产品在国内的产品和市场攻势非常凶狠，经常会给客户一个很低的价格，但到出货时又没有货。“我们和那家公司同样为一个客户服务，但最后还是我们出了货。所以从这个角度上讲，我们实际上是更接近于客户，更接近于市场。”

　　另外，选准市场，广纳人才，提高性能。据原义栋介绍，南瑞智芯公司是隶属于国家电网公司的全资子公司，其优势在于：一方面引进了大批具有丰富设计经验的工程师，涵盖模拟、数字、后端、验证、测试、算法、可靠性及失效分析等多个领域，同时也聘请了IC设计领域知名的技术专家担当顾问；另一方面对于电力系统各环节及需求非常熟悉，可针对电力应用我们开展定制化的设计，在性能、成本、可靠性方面具有优势；此外，国家电网公司还投资建设了国内最先进的芯片可靠性测试和失效分析实验室，在芯片投放市场之前均要通过严格的测试流程，以保障芯片产品在工业级应用的高可靠性。例如，该公司推出的第一颗芯片--电表ESAM，在设计阶段考虑了诸多电力应用现场环境的影响和安全性的需求，在测试阶段低温极限温度设置为-50℃，最大限度的保障了芯片在东北等低温恶劣环境下的可靠性，自2011年起该芯片已在全国27个网省销售，销量接近2亿片。

　　关于人才建设，昆腾微电子的CTO林海青博士称，该公司的优势是核心团队，首先是创始人和早期归国的团队，都是在国外先进的芯片公司做模数多年的高级设计师和设计经理，二是昆腾这些年培养起来的本土团队。

　　关于引进人才，笔者认为是否可以引进海外一些白头发的人。笔者曾浏览一些本土模拟公司的网站，发现最先看到的是“校园招聘”。笔者也曾访问过一些美国的模拟公司，他们说，客户看一家公司的模拟实力，是看公司里有多少灰头发的人(白人年龄大了头发会变灰)，这含义是模拟需要足够大岁数的人。再看看一些美国模拟公司的高管，很多老年人仍在掌舵。笔者也接触过一些在美国的中老年华人，他们功成名就，子女已独立，他们热爱中国，想为国家做些事，本土的模拟公司是否可以考虑吸纳他们？或者在海外模拟公司裁员时招募一些人才。

　　小结

　　相对于数字芯片，模拟是个慢功夫，需要本土企业静下心来长期积累。模拟芯片看起来利润高，但难度更大。做好模拟芯片，是国家的需要，也是本土企业拼搏、竞技的舞台。

　　参考文献：

　　[1]于寅虎.时代民芯：本土fabless公司生存样本.(2007-12-31). http：//www.eepw.com.cn/article/75999.htm

　　[2]时代民芯公司总经理赵元富讲话.(2012-6-19). http：//www.eepw.com.cn/article/133712.htm

　　[3]第四届“时代民芯”杯电子设计大赛开赛.(2013-8-30). http：//www.eepw.com.cn/article/164490.htm

　　[4]王莹.摆脱价格战，靠品质立足.电子产品世界，2012(4)：21-23

　　[5]王莹.圣邦：拼性能质量，打模拟天下.(2012-3-27).http：//www.eepw.com.cn/article/130728.htm

　　王莹 《电子产品世界》编辑

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