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淺析我國(guó)模擬芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路

SUYb_GeWu_IOT ? 來(lái)源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-11-27 16:24 ? 次閱讀
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信號(hào)可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 現(xiàn)實(shí)中一切的信號(hào),包括光熱力聲電等都屬于模擬信號(hào),例如麥克風(fēng)可以將聲音的大小轉(zhuǎn)換成電壓的大小,得到的是一個(gè)連續(xù)的電壓變化,這種連續(xù)的信號(hào)稱為模擬信號(hào),而用來(lái)處理模擬信號(hào)的集成電路稱為模擬 IC。

經(jīng)由處理以后可以將連續(xù)的模擬信號(hào)變成 0 與 1 兩種不連續(xù)的信號(hào),例如:電腦在運(yùn)算的時(shí)候只有低電壓(0V 代表 0)與高電壓(1V 代表 1),信號(hào)可以由 0 直接跳到 1,也可以由 1 直接跳到 0,得到的是一個(gè)不連續(xù)的電壓變化,這種不連續(xù)的信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào),而用來(lái)處理數(shù)字信號(hào)的集成電路稱為數(shù)字 IC。

模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

信號(hào)在電子系統(tǒng)中經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字再到模擬的過(guò)程,對(duì)應(yīng)的是信號(hào)的輸入、處理和存儲(chǔ)、輸出三個(gè)環(huán)節(jié)。其中信號(hào)的輸入和輸出分別是由傳感器和執(zhí)行器設(shè)備完成,信號(hào)的處理和存儲(chǔ)分別有處理器和存儲(chǔ)器完成。而信號(hào)從輸入到處理再到輸出,從現(xiàn)實(shí)到虛擬再到現(xiàn)實(shí)的橋梁則是由模擬器件(包括數(shù)模混合電路)完成。

從模擬世界到數(shù)字世界

結(jié)合電子產(chǎn)品的系統(tǒng)流程,根據(jù)功能的不同,我們可以把模擬器件分為信號(hào)鏈和電源鏈。信號(hào)鏈主要是指用于處理信號(hào)的電路,而電源鏈主要是指管理電池與電能的電路。 信號(hào)鏈主要包括比較器放大器、 ADDA、接口芯片等。電源鏈主要包括 PMICACDC、 DCDC、 PWM、 LDO驅(qū)動(dòng)器 IC 等。

電子產(chǎn)品系統(tǒng)示意圖

電子產(chǎn)品系統(tǒng)中電源系統(tǒng)示意圖

其實(shí)電源系統(tǒng)不只有功率 IC,還有很多元件以分立器件的形式存在,即功率分立器件(模塊)。電源電路的原理大同小異,而將功率分立器件(模塊)組成的器件集成化后則變成了功率 IC。 功率分立器件(模塊) +功率 IC=功率半導(dǎo)體。 類似于:分立器件+集成電路 IC=半導(dǎo)體。功率 IC 相當(dāng)于 SOC,功率分立器件(模塊) 相當(dāng)于 SIP。

通常來(lái)說(shuō),由于 IC 制造難度要比分立器件高一些,因此,產(chǎn)業(yè)界功率 IC 一般由模擬芯片公司生產(chǎn)制造,而功率分立器件(模塊)單獨(dú)成一塊??紤]到功率 IC 與功率分立器件(模塊)在技術(shù)和行業(yè)上有多個(gè)相似點(diǎn)(第二章將作詳細(xì)研究),所以我們把模擬 IC 和功率分立器件(模塊)合到一起研究,并稱為“大模擬”行業(yè)。

大模擬行業(yè)分類和市場(chǎng)規(guī)模

根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù), 2017 年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模超 4000 億美元,其中,模擬 IC 約占 12.9%, DS 分立器件約占 5.3%,則“大模擬”行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約占 18.2%。

大模擬行業(yè)主要龍頭公司

根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù), 在 2018 上半年年?duì)I收位居全球前 15 的半導(dǎo)體廠商中,有 4 家屬于“大模擬”行業(yè),分別是德州儀器、英飛凌、恩智浦和意法半導(dǎo)體。 這些企業(yè)都以“大模擬”產(chǎn)業(yè)為支柱,相關(guān)產(chǎn)品的營(yíng)收占比幾乎都達(dá)到了 60%以上。

德州儀器2017年的主要營(yíng)收結(jié)構(gòu)

德州儀器(TI) 是全球模擬行業(yè)龍頭, 其產(chǎn)品線種類非常豐富,主要包括功率 IC、信號(hào)鏈 IC、分立器件、 MCU、處理器等。其中,模擬 IC 產(chǎn)品營(yíng)收占其 2017 財(cái)年總營(yíng)收的 66.17%。

英飛凌在2018年Q2的營(yíng)收結(jié)構(gòu)

英飛凌(Infineon) 主營(yíng)業(yè)務(wù)為功率半導(dǎo)體,除此以外,傳感器與嵌入式控制器也是其重要產(chǎn)品線。根據(jù)英飛凌 2018 第二季度數(shù)據(jù),功率半導(dǎo)體相關(guān)業(yè)務(wù)(包括汽車、功率管理和工業(yè)功率控制) 約占其總營(yíng)收的 90%。

恩智浦2017年的營(yíng)收結(jié)構(gòu)

恩智浦(NXP) 是模擬行業(yè)龍頭之一。在其將射頻 RF 部門出售并與飛思卡爾合并后, 專注于信號(hào)鏈產(chǎn)品線。根據(jù)其 2017 財(cái)年數(shù)據(jù),信號(hào)鏈 IC 產(chǎn)品貢獻(xiàn)了 94.48%的營(yíng)收。

意法半導(dǎo)體2017年的營(yíng)收結(jié)構(gòu)

意法半導(dǎo)體(ST) 的產(chǎn)品線較為豐富,其中模擬器件為其營(yíng)收支柱,其他產(chǎn)品還包括 MEMS、 MCU 和分立器件等。

2018H1 全球前 15 大半導(dǎo)體廠商(百萬(wàn)美元)

這是一個(gè)什么樣的行業(yè)?

我們將半導(dǎo)體產(chǎn)品分成兩類:一類叫做陽(yáng)片, 主要是指 CPU、 GPU、存儲(chǔ)器等數(shù)字電路,我們耳熟能詳?shù)哪柖伞?10nm、 7nm 高制程主要描述的就是此類產(chǎn)品,數(shù)字電路產(chǎn)業(yè)沿著摩爾定律快速迭代,成就了一批半導(dǎo)體行業(yè)巨頭,如:英特爾三星、英偉達(dá)等。另一類叫陰片, 也就是上文所說(shuō)的

“大模擬”行業(yè)?!按竽M”行業(yè)具有以下三大特點(diǎn): 重經(jīng)驗(yàn)、 較集中、 弱周期。

1、 重經(jīng)驗(yàn): 不強(qiáng)調(diào)摩爾定律與高端制程;依賴人工設(shè)計(jì)、重視經(jīng)驗(yàn)積累、研發(fā)周期長(zhǎng);產(chǎn)業(yè)主流模式仍為 IDM 模式;

2、 較集中: 品種類繁多、產(chǎn)品應(yīng)用廣泛; 產(chǎn)品生命期長(zhǎng),價(jià)格偏低; 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局較為集中;

3、 弱周期: 市場(chǎng)波動(dòng)較?。黄?工業(yè)應(yīng)用成為未來(lái)主要增長(zhǎng)動(dòng)力。

一、重經(jīng)驗(yàn)

(1)制造工藝不同,不追逐摩爾定律與高端制程

數(shù)字芯片主要為 CMOS 工藝,沿著摩爾定律發(fā)展,追逐高端制程,產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)的是運(yùn)算速度與成本比。例如蘋果 A12 芯片和麒麟 980 都采用了臺(tái)積電的 7nm CMOS 工藝。而目前模擬電路除了部分產(chǎn)品采用 COMS 工藝外,還有很多產(chǎn)品主要采用的是 BCD(BiCMOS/CMOS/DMOS) 、 CDMOS 工藝等特色工藝,產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)的是高信噪比、低失真、低耗電、高可靠性和穩(wěn)定性,制程的縮小反而可能導(dǎo)致模擬電路性能的降低。模擬電路多采用成熟制程(28nm 以上, 1μm、 0.5μm、 0.18μm、 0.13μm 等),主要在 4、 6、 8 英寸晶圓產(chǎn)線上生產(chǎn),目前僅有德州儀器、英飛凌等極少數(shù)模擬企業(yè)擁有 12 寸晶圓產(chǎn)線。

不同尺寸晶圓廠的制程與產(chǎn)品組合

(2)依賴人工設(shè)計(jì)、 重視經(jīng)驗(yàn)積累、研發(fā)周期長(zhǎng)

在設(shè)計(jì)方面,模擬電路和數(shù)字電路差異巨大。 數(shù)字電路的設(shè)計(jì)核心在于邏輯設(shè)計(jì),可通過(guò)軟件進(jìn)行模擬調(diào)試。

數(shù)字電路設(shè)計(jì)流程

模擬電路的設(shè)計(jì)核心在于電路設(shè)計(jì),需要根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與妥協(xié)。數(shù)字電路的設(shè)計(jì)輔助工具(EDA)較豐富,而模擬電路設(shè)計(jì)的輔助工具遠(yuǎn)不如數(shù)字器件多。因此,模擬電路的設(shè)計(jì)更依賴于人工設(shè)計(jì),對(duì)工程師的經(jīng)驗(yàn)要求也更高,半導(dǎo)體行業(yè)更是有“一年數(shù)字、十年模擬”的說(shuō)法。 模擬設(shè)計(jì)師一般需要至少 3 年到 5 年的經(jīng)驗(yàn),而優(yōu)秀的模擬設(shè)計(jì)師則需要 10 年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)。 此外,數(shù)字電路設(shè)計(jì)一般是大團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn),研發(fā)周期較短;而模擬電路設(shè)計(jì)一般是小團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn),研發(fā)周期較長(zhǎng)。

模擬電路的設(shè)計(jì)路程

(3)主流廠商仍采用 IDM 模式

隨著臺(tái)積電開(kāi)創(chuàng)代工模式,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈逐漸從 IDM 模式轉(zhuǎn)變成 VDM(設(shè)計(jì)-代工-封測(cè))模式。但是,相對(duì)于數(shù)字 IC,模擬器件代工的最大特點(diǎn)就是標(biāo)準(zhǔn)化程度差,導(dǎo)致移植性低,目前模擬電路領(lǐng)域主流廠商德州儀器、英飛凌、安森美等仍為 IDM 模式。模擬電路需要在設(shè)計(jì)和工藝上的緊密合作,才能開(kāi)發(fā)出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。

二、較集中

(1)產(chǎn)品數(shù)量多、應(yīng)用廣泛

大模擬電路應(yīng)用范圍寬廣、通用性強(qiáng),是所有的電子系統(tǒng)必不可少的組成部分。 大模擬電路產(chǎn)品種類非常多,而電壓、電流、頻率等多個(gè)參數(shù)的組合形成多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品, 德州儀器的模擬產(chǎn)品數(shù)量高達(dá)上萬(wàn)個(gè)。

德州儀器的產(chǎn)品數(shù)量多

(2)產(chǎn)品周期長(zhǎng)、價(jià)格偏低

數(shù)字電路追逐摩爾定律更新?lián)Q代非常快,生命周期較短;而模擬電路的生命周期要長(zhǎng)很多,甚至有不少模擬電路產(chǎn)品生命周期長(zhǎng)達(dá) 10 年以上。 如音頻運(yùn)算放大器 NE5532,自上世紀(jì) 70 年代末推出直到現(xiàn)在還是最常用的音頻放大 IC 之一,幾乎 50%的多媒體音箱都采用了 NE5532,其生命周期超過(guò)25 年。模擬電路產(chǎn)品的價(jià)格通常偏低,占下游終端成本比例較小。

(3)競(jìng)爭(zhēng)格局較為集中

由于大模擬行業(yè)重視經(jīng)驗(yàn)積累、研發(fā)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品種類多、價(jià)值偏低等特性,使其產(chǎn)品和技術(shù)很難被復(fù)制與替代,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局較為集中,強(qiáng)者愈強(qiáng)、大者恒大的規(guī)律較為突出。

2017 年模擬 IC 芯片市場(chǎng)份額

根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù), 2017 年模擬 IC 行業(yè) CR10營(yíng)收占比高達(dá) 59%。 根據(jù) IHS 數(shù)據(jù), 2016 年功率分立器件(模塊) 行業(yè)營(yíng)收占比 CR10 高達(dá) 61%。

2016 年功率分立器件(模塊) 市場(chǎng)份額

三、弱周期

(1)市場(chǎng)波動(dòng)小

大模擬行業(yè)市場(chǎng)不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動(dòng)影響, 市場(chǎng)波動(dòng)遠(yuǎn)沒(méi)有存儲(chǔ)芯片等數(shù)字電路的變化大,市場(chǎng)波動(dòng)幅度相對(duì)較小,周期性較弱。 模擬芯片是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的晴雨表,基本代表了整個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r。 根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù),2017 年全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模約 531 億美元,全球分立器件市場(chǎng)規(guī)模為 217億美元,同比增速均為 10%左右。

全球半導(dǎo)體銷售額同比增速

(2)汽車&工業(yè)成為未來(lái)主要增長(zhǎng)動(dòng)力

過(guò)去 3C 領(lǐng)域是模擬 IC 和功率分立器件的主要增長(zhǎng)動(dòng)力,但隨著 3C 市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩,汽車和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用市場(chǎng)逐漸興起, 同時(shí)汽車和工業(yè)需求的產(chǎn)品比 3C 產(chǎn)品要高端,價(jià)格和毛利率都要高一些,因此汽車&工業(yè)未來(lái)將成為大模擬行業(yè)的主要增長(zhǎng)動(dòng)力。

模擬IC的應(yīng)用領(lǐng)域

分立器件 MOSFET 應(yīng)用領(lǐng)域

業(yè)內(nèi)廠商需要什么樣的能力?

一、長(zhǎng)研發(fā)&強(qiáng)銷售&多并購(gòu)

大模擬行業(yè)的特點(diǎn)決定了廠商需要什么樣的能力,我們認(rèn)為研發(fā)、銷售和并購(gòu)是大模擬行業(yè)廠商所需的三大核心能力。模擬器件依賴人工設(shè)計(jì)、重視經(jīng)驗(yàn)積累、研發(fā)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)要求“大模擬”行業(yè)的公司需要持續(xù)投入大量的人力物力用于研究與開(kāi)發(fā)?!按竽M”的產(chǎn)品周期長(zhǎng)、價(jià)格偏低、種類多、應(yīng)用廣等特點(diǎn)決定了該行業(yè)對(duì)于銷售的強(qiáng)依賴性。

大模擬行業(yè)需要研發(fā)、銷售和并購(gòu)三大核心能力

“大模擬”的重視技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累、種類多應(yīng)用廣、 IDM 模式以及行業(yè)弱周期等特點(diǎn)又決定了產(chǎn)業(yè)并購(gòu)重組始終是行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。 研發(fā)與銷售相互促進(jìn)構(gòu)成大模擬行業(yè)廠商的閉環(huán)護(hù)城河,并購(gòu)重組是大模擬行業(yè)廠商實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的跳板。

大模擬行業(yè)廠商研發(fā)&銷售費(fèi)用比率較高。 我們統(tǒng)計(jì)了大模擬行業(yè)中龍頭廠商的 2017 年研發(fā)投入和銷售費(fèi)用占其營(yíng)收比例情況,不管是模擬 IC 還是功率半導(dǎo)體龍頭廠商的研發(fā)投入占比和銷售費(fèi)用占比都超過(guò)了 10%。其中, 亞德諾(ADI)的銷售費(fèi)用占比更是超過(guò)了20%,而研發(fā)投入占比甚至逼近30%。從財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)上體現(xiàn)了研發(fā)和銷售對(duì)于大模擬行業(yè)廠商的重要性。

大模擬行業(yè)中龍頭廠商 2017 年研發(fā)投入和銷售費(fèi)用情況

大模擬行業(yè)主要廠商歷史上進(jìn)行了多次并購(gòu)。 并購(gòu)可以擴(kuò)充產(chǎn)品線、 帶來(lái)規(guī)模效益,以強(qiáng)化企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 據(jù)我們不完全統(tǒng)計(jì), 德州儀器(TI)進(jìn)行了 36 次并購(gòu),美高森美(Microsemi)進(jìn)行了 31 次并購(gòu),亞德諾(ADI)共進(jìn)行過(guò) 28 次收購(gòu),微芯(Microchip)進(jìn)行了 17 次收購(gòu),英飛凌(Infineon)進(jìn)行過(guò) 15 次并購(gòu),安森美(ONSEMI)進(jìn)行了 14 次收購(gòu),意法半導(dǎo)體(STM)進(jìn)行了 14 次收購(gòu),美信Maxim)進(jìn)行了 13 次收購(gòu)。

近幾年大模擬行業(yè)主要并購(gòu)事件

二、以德州儀器為例,窺視模擬 IC 龍頭成長(zhǎng)路徑

德州儀器成立于 1930 年, 原為一家地質(zhì)勘探公司,后轉(zhuǎn)做軍工供應(yīng)商。 德州儀器于 1954 年生產(chǎn)出了全球第一個(gè)晶體管, 1958 年發(fā)明出了全球第一塊集成電路, 1967 年發(fā)明了手持計(jì)算器, 1982 年發(fā)布了全球首個(gè)單芯片數(shù)字信號(hào)處理器 DSP,之后便成了這個(gè)領(lǐng)域的霸主。

1996–2004 年,出售與并購(gòu), 布局模擬與嵌入式處理。 1996 年, TI 開(kāi)始全方位轉(zhuǎn)型,專注于為信號(hào)處理市場(chǎng)生產(chǎn)半導(dǎo)體,隨后又展開(kāi)了一系列企業(yè)并購(gòu)、資立剝離大動(dòng)作。 2000 年, TI 斥資 76 億美元收購(gòu)了模擬芯片廠商Burr-Brown,鞏固了其在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與放大器領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位,并形成從電源 IC 到放大器 IC 乃至 A-D/D-A 轉(zhuǎn)換器的廣泛產(chǎn)品群。

2005–2011,第二次出售與并購(gòu), 布局汽車+工業(yè)。 2005 年起,德州儀器先后出售 LCD、 DSL、傳感器、手機(jī)基帶業(yè)務(wù),將重心從手機(jī)市場(chǎng)轉(zhuǎn)移出來(lái)而布局汽車和工業(yè)領(lǐng)域。 2011 年, TI 又斥資 65 億美元收購(gòu)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體(NS), 加強(qiáng)模擬產(chǎn)品線組合, 德儀有 3 萬(wàn)種模擬產(chǎn)品,國(guó)家半導(dǎo)體有 1.2萬(wàn)種。通過(guò)收購(gòu),德州儀器一舉超越了當(dāng)時(shí)在銷售額上與之持平的東芝,成為僅次于英特爾和三星電子的半導(dǎo)體公司。

2012-至今, 聚焦模擬與嵌入式處理, 聚焦汽車+工業(yè)。 自從德州儀器戰(zhàn)略性地退出手機(jī)基帶處理器領(lǐng)域后,模擬和嵌入式處理成為新的重點(diǎn)業(yè)務(wù)。目前模擬和嵌入式處理業(yè)務(wù)已占德州儀器公司營(yíng)業(yè)額的 85%以上。在繼續(xù)服務(wù)好消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)的同時(shí),緊緊抓住汽車電子和工業(yè)電子市場(chǎng),依靠技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高增長(zhǎng),目前汽車與工業(yè)的營(yíng)收占比已經(jīng)接近半壁江山。

德州儀器的成長(zhǎng)路徑

德州儀器的兩個(gè)集中出售并購(gòu)時(shí)間段分別是互聯(lián)網(wǎng)繁榮到泡沫破滅時(shí)期和智能手機(jī)興起時(shí)期。德州通過(guò)并購(gòu)重組不斷聚焦核心業(yè)務(wù),布局持續(xù)增長(zhǎng)的廣闊市場(chǎng)。

德州儀器并購(gòu)歷史與營(yíng)收情況

德州儀器的并購(gòu)歷史

德州儀器非常重視研發(fā)和銷售能力建設(shè)。 其歷年研發(fā)投入和銷售(包括一般管理)費(fèi)用占營(yíng)收比例均超過(guò) 10%。 德州儀器擁有超過(guò) 40000 項(xiàng)專利,產(chǎn)品型號(hào)已高達(dá)數(shù)十萬(wàn)個(gè), 擁有最全面的產(chǎn)品組合,實(shí)現(xiàn)對(duì)全領(lǐng)域的覆蓋。 德州儀器擁有最強(qiáng)的渠道優(yōu)勢(shì), TI.com 每月的訪問(wèn)量能達(dá)到 700 多萬(wàn);德州儀器擁有龐大的客戶群,全球大約 10 萬(wàn)家客戶,從而為創(chuàng)新產(chǎn)品推廣提供了廣泛的基礎(chǔ)。 針對(duì)中國(guó)市場(chǎng),德州儀器在北京、上海、深圳、成都建立了研發(fā)中心, 18 個(gè)城市的銷售與技術(shù)辦公室、成都一體化制造基地以及上海產(chǎn)品分撥中心共同構(gòu)成了德州儀器在中國(guó)的足跡,更好地貼近和服務(wù)客戶。

德州儀器研發(fā)投入和銷售(包括一般管理) 費(fèi)用情況

面對(duì)差距, 緊抓產(chǎn)業(yè)變遷的歷史機(jī)遇

(1)從技術(shù)到規(guī)模, 國(guó)內(nèi)與國(guó)際大廠差距明顯

模擬 IC 方面, 根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù),2016 年中國(guó)模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 1994.9億元,同比增長(zhǎng) 13.55%,占全球模擬芯片銷售額的 62%。 賽迪顧問(wèn)數(shù)據(jù)顯示, 盡管國(guó)內(nèi)模擬 IC 市場(chǎng)巨大,但前五大廠商全為歐美跨國(guó)公司, 2016 年德州儀器、恩智浦、英飛凌、思佳訊以及意法半導(dǎo)體分別占據(jù)國(guó)內(nèi)模擬 IC市場(chǎng) 12.4%、 6.3%、 5.9%、 5.3%以及 5.2%的市場(chǎng)份額。 德州儀器 2017 年?duì)I收近 1000 億元, 而國(guó)內(nèi)模擬龍頭矽力杰 2017 年?duì)I收規(guī)模才 19 億元,圣邦股份 2017 年?duì)I收規(guī)模才 5.32 億元。 德州儀器產(chǎn)品型號(hào)高達(dá)數(shù)十萬(wàn)種,而

圣邦股份的產(chǎn)品大約才 1600 種。 國(guó)內(nèi)高端放大器、 AD/DA 等模擬 IC 幾乎全部依靠進(jìn)口。

2016 年國(guó)內(nèi)模擬 IC 市場(chǎng)前 5 大供應(yīng)商份額

分立器件領(lǐng)域同樣如此, 盡管大陸、***地區(qū)廠商已在二極管、晶閘管、低壓 MOSFET 等低端功率器件領(lǐng)域已開(kāi)始進(jìn)口替代,但國(guó)外廠商占據(jù)著大部分市場(chǎng)份額。 2017 年分立器件一線廠商中: NXP 有 45%的收入來(lái)自中國(guó)大陸,英飛凌有 25%的收入來(lái)自中國(guó)大陸,意法半導(dǎo)體有 61%收入來(lái)自中國(guó)大陸。

2017 年中國(guó)市場(chǎng)功率 MOSFET 主要供應(yīng)商排名

在中高端 MOSFET 及 IGBT 主流器件市場(chǎng)上, 國(guó)內(nèi)主要依賴進(jìn)口,基本被國(guó)外歐美日企業(yè)壟斷。目前國(guó)內(nèi)以揚(yáng)杰科技、華微電子、士蘭微為代表的功率半導(dǎo)體龍頭企業(yè)市場(chǎng)占有率非常低,進(jìn)口替代的空間巨大。

2017 年中國(guó)市場(chǎng)分立 IGBT 主要供應(yīng)商排名

(2)模擬代工推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展,緊抓產(chǎn)業(yè)變遷機(jī)遇

上文提到由于模擬器件代工標(biāo)準(zhǔn)化程度差、移植性低,目前模擬大廠仍主要采用 IDM 模式。隨著數(shù)字代工模式的成熟,模擬代工模式也逐漸興起。 安森美半導(dǎo)體、 艾邁斯半導(dǎo)體、 BCD、 Dongbu HiTek、 IBM、 MagnaChipSemiconductor、 NEC、 Tower/Jazz、 TSMC、 Vanguard、 X-Fab SiliconFoundries 都布局了模擬代工業(yè)務(wù)。

大陸提供模擬代工的代工廠有中芯國(guó)際(SMIC)、華虹半導(dǎo)體、 上海先進(jìn)半導(dǎo)體、華潤(rùn)上華(CSMC)等,其中中芯國(guó)際和華虹半導(dǎo)體數(shù)字代工和模擬代工都有覆蓋,而上海先進(jìn)和華潤(rùn)上華主要業(yè)務(wù)為模擬代工。

目前模擬電路國(guó)外品牌仍舊占據(jù)市場(chǎng)領(lǐng)先地位, 國(guó)內(nèi)模擬芯片代工(IDM)企業(yè)的工藝技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模與世界領(lǐng)先水平有著相當(dāng)大的差距。 本土模擬芯片代工企業(yè)在向高性能模擬芯片領(lǐng)域發(fā)展時(shí)將遇到生產(chǎn)工藝的難題,高端模擬芯片由于應(yīng)用的需求,需要有更復(fù)雜、更先進(jìn)和比較特殊的模擬(或混合信號(hào))工藝來(lái)支撐,目前這樣的生產(chǎn)技術(shù)還不夠成熟。

但由于全球大多數(shù)模擬電路產(chǎn)線為 6 寸/8 寸,中國(guó)現(xiàn)有的裝備已與全世界一流企業(yè)水平相差不大,而且本土產(chǎn)業(yè)鏈從晶圓制造到封測(cè)已日趨完善;同時(shí),專利過(guò)期和人才流動(dòng)有利于降低專利和 Know-how 的門檻。以電管管理 IC為例,臺(tái)積電 BCD 工藝覆蓋 0.6μm 至 0.13μm 的節(jié)點(diǎn),而華虹半導(dǎo)體和華潤(rùn)上華的 BCD 工藝也能覆蓋 0.5μm 至 0.13μm 的節(jié)點(diǎn),雖然同一節(jié)點(diǎn)仍有技術(shù)差距,但與國(guó)際巨頭差距在縮小。

國(guó)內(nèi)模擬芯片代工(IDM)企業(yè)憑借本土市場(chǎng)需求旺盛、貼近本地市場(chǎng)、產(chǎn)品成本相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì),經(jīng)過(guò)數(shù)年發(fā)展,技術(shù)不斷積累,新工藝推出速度加快;品牌知名度和市場(chǎng)認(rèn)知度不斷提高;管理和服務(wù)更加完善,本地支持的優(yōu)勢(shì)開(kāi)始展現(xiàn),市場(chǎng)前景看好。模擬代工企業(yè)的發(fā)展將有利于產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)與人才培養(yǎng),從而促進(jìn)模擬設(shè)計(jì)和 IDM 企業(yè)發(fā)展。

(3)國(guó)內(nèi)廠商拓展本土需求, 從低端向中高端滲透

大模擬行業(yè)進(jìn)口替代空間大,國(guó)家政策大力支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展,模擬代工推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)。此外,受到中美貿(mào)易摩擦以及中興事件影響,終端廠商逐漸將供應(yīng)鏈向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移,有利于加快國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

國(guó)內(nèi) IC 設(shè)計(jì)公司在各類模擬器件上都有涉足,而且某些產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率還相當(dāng)不錯(cuò)。例如國(guó)產(chǎn)的 AB 類和 D 類音頻功放品質(zhì)和性能已接近或趕超歐美產(chǎn)品,電源類 IC 在一些細(xì)分領(lǐng)域也獲得了較大的突破;背光 LED 驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域已占主導(dǎo)地位,在 TD-SCDMA 射頻(RF)芯片和 DisplayPort 接口芯片等數(shù)個(gè)領(lǐng)域也已經(jīng)走在了世界前列。但是高端應(yīng)用產(chǎn)品仍是弱項(xiàng),國(guó)產(chǎn)模擬芯片整體技術(shù)水平相對(duì)較弱。

對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的低端產(chǎn)品市場(chǎng),考驗(yàn)的是銷售能力;而對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商未實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的高端產(chǎn)品市場(chǎng),考驗(yàn)的是研發(fā)能力。

看現(xiàn)在的模擬芯片產(chǎn)業(yè)狀況,首先看低端市場(chǎng):產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移下大廠退出, 考驗(yàn)銷售能力。

國(guó)內(nèi)對(duì)低端產(chǎn)品需求較大。 與全球相比,中國(guó)的模擬器件市場(chǎng)中智能手機(jī)以及消費(fèi)電子市場(chǎng)需求偏大,因?yàn)橹袊?guó)是全球最大的消費(fèi)電子生產(chǎn)基地,所以用于消費(fèi)電子的模擬芯片需求比例就特別高,對(duì)中低端產(chǎn)品需求較大。

模擬 IC 方面, 2016 年國(guó)內(nèi)模擬 IC 主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)、汽車電子以及工業(yè)控制等領(lǐng)域,分別占比 40%、 27%、 9%、 9%以及12%。以電源管理 IC 為例, 歐美公司依然占據(jù)著全球電源管理 IC 的主要市場(chǎng)。但由于電源管理應(yīng)用的分散性,沒(méi)有一家公司能夠主宰市場(chǎng),全球最大的 TI、 National 等也只能達(dá)到 10%左右的市場(chǎng)份額。隨著應(yīng)用不斷向亞洲尤其是國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移,亞洲公司的份額正在明顯上升。比如前些年在計(jì)算機(jī)帶動(dòng)下, ***地區(qū)已有十幾家電源管理 IC 公司上市。 在智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的帶動(dòng)下,目前中國(guó)大陸地區(qū)也有十幾家電源管理 IC 公司在 A 股主板或者新三板上市。

分立器件方面, 以 MOSFET 為例, 過(guò)去 10 年 MOSFET 市場(chǎng)需求集中在計(jì)算機(jī)或手機(jī)等 3C 產(chǎn)品。隨著 IDM 廠每年都有擴(kuò)增產(chǎn)能及制程縮小,在供過(guò)于求的情況下,價(jià)格年年下殺。 直到 2015 年及 2016 年,價(jià)格跌到幾乎無(wú)法賺錢時(shí),部分 IDM 廠開(kāi)始淡出市場(chǎng), 如日本瑞薩(Renesas)就在 3 年前宣布退出 3C 應(yīng)用 MOSFET 市場(chǎng),英飛凌、威世(Vishay)、意法、安森美(ON Semi)等國(guó)際 IDM 大廠近幾年來(lái)也并無(wú)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。隨著高端需求(汽車&工業(yè)應(yīng)用)快速增加, 國(guó)際 IDM 廠將低端 3C 應(yīng)用產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到高端車用及工控 MOSFET 和 IGBT。國(guó)際大廠逐漸退出低端市場(chǎng)導(dǎo)致市場(chǎng)供給出現(xiàn)缺口,給予國(guó)內(nèi)廠商發(fā)展機(jī)遇。

對(duì)于本土需求大以及國(guó)際大廠退出帶來(lái)的低端市場(chǎng)機(jī)遇, 國(guó)內(nèi)廠商的技術(shù)能夠達(dá)到要求,則最終份額的提升考驗(yàn)的是廠商的銷售能力。

其次,在高端市場(chǎng):汽車&工業(yè)成主要驅(qū)動(dòng)力,考驗(yàn)研發(fā)和并購(gòu)能力

上文提到, 汽車&工業(yè)未來(lái)將成為大模擬行業(yè)的主要增長(zhǎng)動(dòng)力。汽車的需求主要來(lái)自于電動(dòng)汽車,工業(yè)的需求主要來(lái)自于工業(yè)自動(dòng)化。中國(guó)是電動(dòng)汽車成長(zhǎng)最快的市場(chǎng),同時(shí)又是全球制造中心, 未來(lái)對(duì)大模擬產(chǎn)品需求旺盛。 汽車和工業(yè)用產(chǎn)品性能比 3C 產(chǎn)品要高端一些, 考驗(yàn)的是廠商的研發(fā)能力, 價(jià)格和毛利率也都要高一些。 此外, 以 GaN 和 SiC 為代表的第三代化合物半導(dǎo)體帶來(lái)的技術(shù)變革也將考驗(yàn)國(guó)內(nèi)廠商的研發(fā)能力。

國(guó)內(nèi)研發(fā)能力較強(qiáng)的廠商

雖然國(guó)內(nèi)出現(xiàn)一大批優(yōu)秀的大模擬廠商,但單個(gè)廠商的規(guī)模還太小,為了提高與國(guó)際大廠競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì), 國(guó)內(nèi)廠商在不斷加強(qiáng)研發(fā)和銷售能力同時(shí),我們認(rèn)為并購(gòu)整合將是大模擬行業(yè)廠商實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的跳板。

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原文標(biāo)題:國(guó)產(chǎn)模擬芯片產(chǎn)業(yè)該如何發(fā)展?

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