根据 WSTS 统计,2018 年全球半导体市场全年总销售值约 4688 亿美元。在如此庞大的 IC 市场中,模拟 IC 市场一直是一个神奇的存在,头部厂商不仅队形稳定,而且一直处于高增长态势。从 IC Insights 数据来看,2018 年全球模拟 IC 市场整体营收达到 600 亿美元,占整体 IC 市场约 13%。而全球前十大模拟芯片厂商总营收 361 亿美元,占据整体市场的 60%。

 

再看中国的模拟市场,赛迪顾问统计数据显示,2018 年中国模拟芯片市场规模 2273.4 亿元(约 320 亿美元),同比增长 6.23%,近五年复合增速为 9.16%。中国的模拟芯片市场占全球比例超过 50%,且市场增速高于全球平均水平,但是自给率仅有 20%,技术水平和国际领先公司相差巨大。

 

2018 年全球模拟芯片厂商营收排名

 

这个僵局之所以难破,就是因为模拟技术的研发很难,需要长时间的经验积累,但是近几年在国家政策的大力支持下,越来越多的本土公司开始加入自行研发的行列。

 

模拟芯片研发难且周期长

先来说一说模拟芯片设计为什么难?众所周知,集成电路可分为数字电路和模拟电路。我们的一切感知,例如图像、声音、触感、温度、湿度等都可以归结到模拟世界。因此,参与这些信息处理的芯片就是模拟芯片;另外,那些我们无法感知,但客观存在的模拟信号处理芯片,比如微波,电信号处理芯片等,也属于模拟范畴。和模拟芯片相对的就是数字芯片,包括微元件(CPU、GPU、MCU、DSP 等),存储器(DRAM、NANDFlash、NORFlash)和逻辑 IC(手机基带、以太网芯片等)。

 

从应用来看,信号链路和电源管理是模拟 IC 的两大主要应用,市场占比高达 60%,其中信号链路主要包括比较器放大器、AD/DA、接口芯片等元器件;电源管理主要包括 PMIC、AC/DC、DC/DC、PWM、LDO 和驱动器 IC 等元器件。

 

从技术层面来看,数字芯片主要采用 CMOS 工艺,沿着摩尔定律一直向前演进,强调的是算力提升和成本下降,现在已经 7nm 产线已经量产,5nm、3nm 已经排上日程;模拟芯片不受制于摩尔定律和高端制程,部分采用 CMOS 工艺,还有很多采用 BCD、CDMOS 工艺,产品强调的是高信噪比、低失真、低耗电、高可靠性和稳定性,制程的缩小反而可能导致模拟电路性能的降低,主要在 4、6、8 英寸晶圆产线上生产,目前仅有德州仪器、英飞凌等极少数模拟企业拥有 12 寸晶圆产线。

 

在设计方面,模拟电路和数字电路差异巨大。数字电路的设计核心在于逻辑设计,辅助设计工具(EDA)丰富,可通过软件进行调试;而模拟电路的设计核心在于电路设计,需要根据实际产品参数进行调整与妥协,辅助工具较少。因此,模拟电路设计更依赖于人工设计,对工程师的经验要求也更高,优秀的模拟设计师需要 10 年甚至更长时间的经验。此外,数字电路设计一般是大团队作战,追逐摩尔定律,研发周期较短,生命周期较短;而模拟电路设计一般是小团队作战,研发周期较长,生命周期也长,有不少模拟器件生命周期长达 10 年以上。

 

相对数字芯片,模拟芯片产业主流模式仍然是 IDM,且研发更重视经验积累、研发周期长、产品种类多,因此模拟产品和技术很难被复制与替代,市场竞争格局较为集中,强者愈强、大者恒大的规律较为突出,从而造成 TI、ADI、英飞凌、ST、NXP、美信、安森美等公司长期占据全球 Top 10 榜单。

 

国内模拟芯片厂商盘点

虽然模拟技术难点重重,突破缓慢,但是国内公司也在积极研发推进,国内模拟产业链已经取得了不错的成绩,下面我们就来看看国内主要的模拟芯片设计公司有哪些。

 

 

矽力杰

Silergy Corp. 矽力杰(股份)公司及其子公司(以下简称:矽力杰)成立于 2008 年,专注于模拟 IC 设计,是全球领先的小封装、高压大电流 IC 设计公司之一。公司创始人拥有超过 13 年在电源管理芯片行业的工作经验,先后任职于美国 Linear 和美国芯源系统有限公司(Monolithic Power System, 简称 MPS)。

 

公司拥有 IC 设计技术与系统设计技术之研发团队,并拥有晶圆制程与封装技术的设计能力,目前已拥有 18 项美国专利。公司以电源管理产品为主,终端应用超过 2000 个品项。目前,公司已经成功打入平板计算机、LED 照明、固态硬盘、LED 电视、笔记本电脑、安防监控设备及智慧手机之品牌商或 ODM、OEM 代工厂商之供应链。2018 年,矽力杰整体营收达到 19 亿元。

 

圣邦微

圣邦微电子(北京)股份有限公司专注于高性能、高品质模拟集成电路的研发和销售,是目前 A 股上市唯一专注于模拟芯片设计且产品全面覆盖信号链和电源管理两大领域的半导体企业。

 

公司拥有 16 大系列 1000 余款型号的高性能模拟 IC 产品,包括运算放大器、比较器、音 / 视频放大器、模数 / 数模转换器、模拟开关、电平转换及接口芯片、小逻辑芯片、LDO、微处理器电源监控芯片、DC/DC 转换器、背光及闪光 LED 驱动、OVP 及负载开关、马达驱动、MOSFET 驱动、电池保护及充放电管理芯片等。产品性能和品质对标世界一流模拟芯片厂商同类产品,部分关键性能指标有所超越,广泛应用于通讯设备、消费类电子、工业控制、医疗仪器和汽车电子等领域,以及物联网、新能源、人工智能、5G 等新兴市场。

 

晶丰明源

上海晶丰明源半导体股份有限公司成立于 2008 年,是国内领先的模拟和混合信号集成电路设计企业之一。公司总部设在上海浦东新区,在深圳、厦门、中山、成都、东莞、杭州设有客户支持中心,在香港设有国际业务支持中心。

 

晶丰明源在通用 LED 照明、高性能灯具和智能照明驱动芯片技术和市场均处于领先水平,于 2015 年开始变频电机控制芯片组的开发,包括电机控制芯片、电机驱动芯片、智能功率模块、AC/DC 和 DC/DC 电源芯片,电机控制芯片组进入国内外知名品牌客户,在国产变频电机控制芯片企业中崭露头角。晶丰明源在智能家居和物联网市场提供整体芯片解决方案,为客户提供一站式服务,也将拓展更多应用市场,为上下游合作伙伴创造更多机会。

 

士兰微

杭州士兰集成电路有限公司成立于 2001 年,位于杭州(下沙)经济技术开发区。产品线包括 MCU、电源管理电路、LED 照明驱动电路、功率驱动模块、音响系统电路、数字音频电路、消费类专用电路、MEMS 传感器、计量类电路、半导体分立器件芯片、半导体分立器件成品。应用于 LED 照明、LED 显示、工业、家电、影音设备、消费电子、汽车电子、玩具等产品中。

 

第一条芯片生产线于 2001 年 4 月动工兴建,净化面积约 3600 平方米,运行一条线宽 2-5 微米、圆片尺寸为 5 英寸的双极型集成电路芯片生产线,目前实际月产量已超过 7.7 万片。第二条芯片生产线于 2003 年 3 月动工兴建,净化面积达到 7000 平方米,加工线宽 0.8 微米或更高,圆片尺寸 5 英寸 /6 英寸兼容,2006 年 6 月起,BiCMOS 和 BCD 工艺的产品已导入量产,目前月产量达到 2.5 万片。士兰集成电路有限公司的芯片生产线将致力于特殊工艺和特殊器件结构的研发,期望在半导体芯片的特殊制造工艺上取得不断的突破,以期获得较高的产品附加值。

 

昂宝电子

昂宝电子(上海)有限公司位于上海张江,核心技术团队的数位成员来自美国的著名半导体公司,在模拟及混合集成电路领域拥有多款成功产品的开发经验,拥有超过 40 项美国专利。公司专注于设计、开发、测试和销售基于先进的亚微米 CMOS、BIPOLAR、BICMOS、BCD 等工艺技术的模拟及数字模拟混合集成电路产品,主要产品涵盖:电源管理芯片,高速、高精度数模 / 模数转换器,无线射频芯片,混合信号的系统级芯片(SOC),服务于通信、消费电子、计算机及计算机接口设备应用领域。

 

福满电子

深圳市富满电子集团股份有限公司创立于 2001 年,主要从事高性能模拟及数模混合集成电路设计研发、封装、测试和销售。目前拥有电源管理、LED 驱动、MCU、音频功放、MOSFET、红外线遥控等涉及消费领域 IC 产品四百余种。

 

赛微微电子

东莞赛微电子有限公司 2009 年成立于松山湖,是国内最大的电池管理芯片企业,全球仅有的三家能够量产高精度电池电量计专用集成电路企业之一。在上海浦东新区、深圳南山科技园、东莞市松山湖以及台北均设有电池测试中心、销售与技术支持。产品线包括电池电量计芯片、电池管理芯片、电池保护芯片、BMS 前端采集芯片以及 USB 充电控制芯片。专注市场领域涵盖移动通信、平板计算机、笔记本计算机、电动工具、电动交通工具、电池储能设备等诸多领域,累计出货芯片超过 3 亿颗。

 

华微电子

华微电子紧随市场发展,将积累多年的技术经验厚积薄发,引领技术前沿,开拓新兴领域。公司拥有 4 英寸、5 英寸与 6 英寸等多条功率半导体分立器件及 IC 芯片生产线,芯片加工能力为每年 400 万片,封装资源为 24 亿只 / 年,模块 360 万块 / 年。公司在终端设计、工艺制造和产品设计方面拥有多项专利,各系列产品采用 IGBT、MOS、双极技术及集成电路等核心制造技术,其中 IGBT 薄片工艺、Trench 工艺、寿命控制和终端设计技术等国内领先,达到国际同行业先进水平。公司主要生产功率半导体器件及 IC,目前公司已形成 IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT 等为营销主线的系列产品,产品种类基本覆盖功率半导体器件全部范围,广泛应用于汽车电子、电力电子、光伏逆变、工业控制与 LED 照明等领域,并不断在新能源汽车、光伏、变频等战略性新兴领域快速拓展。

 

上海艾为电子技术股份有限公司

上海艾为电子技术股份有限公司(以下简称“艾为”)创立于 2008 年,专注于高性能混合信号、模拟、射频等 IC 设计,聚焦在手机、可穿戴、智能硬件、车载电子、IoT 等消费电子领域。艾为的核心团队拥有超过二十年专注于模拟 IC 设计和管理经验,自成立之初就建立了严苛的品质保证体系,部分产品的性能和品质已赶超国际一线厂商同类产品。


作为无晶圆厂的芯片设计公司,艾为采用委托加工方式,供应商主要为 TSMC, CSMC, HHGrace, GF, JCET, JCAP, TFME, Unisem 等知名厂商,以确保卓越的品质和稳定的供货。 目前,艾为推出了声、光、电、射、手五大产品线,两百余款自主知识产权的芯片热卖中。2017 年营业收入 5.22 亿元人民币,较上年同期增长 59%,净利润 5111.35 万元人民币,较上年同期增长 153.6%,研发投入占营收比例保持在 10% 以上。

 

韦尔半导体

上海韦尔半导体有限公司成立于 2007 年,总部坐落于上海张江高科技园区,在深圳、台湾、香港等地设立办事处。公司主营产品包括保护器件 (TVS、TSS)、功率器件 (MOSFET、Schottky Diode、Transistor)、电源管理器件 (Charger、LDO、Buck、Boost、Backlight LED Driver、Flash LED Driver)、模拟开关等四条产品线,700 多个产品型号,产品在手机、电脑、电视、通讯、安防、车载、穿戴、医疗等领域得到广泛应用,公司业绩连续多年保持稳定增长。随着公司发展,公司逐步引进大量人才,重点加强研发、品质等方面人才储备,同时建立了先进的可靠性实验室、EMC 实验室,在产品的研发、试产、量产过程中,对产品质量层层把关,并为合作伙伴提供大量的 EMC 测试。

 

南芯半导体

上海南芯半导体科技有限公司成立于 2015 年,总部位于上海浦东张江高科技园区。由一批来自欧美知名企业的工程师创建,凭借团队在欧美企业丰富的技术及经验积累,保持细分市场 3-5 年技术领先。同时坚持打造差异化产品,做到领先同领域其他产品 10 倍的性价比。

 

上海南芯推出了中国首颗全系列升降压电池电源解决方案,在该领域与 Linear(已被 ADI 收购)、TI 等老牌大厂同台竞技。产品以 Buck-Boost 为核心,为用户提供灵活,多用途,高品质且价格适中的电源管理方案。目前南芯的芯片已经顺利进入华为、小米、海翼和欣旺达等知名厂商。

 

中国模拟厂商的突围机会在哪里?

随着国内对模拟芯片需求的持续增加,国内模拟芯片厂商也面临更大的发展机会。

 

第一,模拟 IC 市场高度分散,一两家公司无法实现全部垄断,2018 年模拟市场前三甲的 TI、ADI 和英飞凌也只分别占到 18%、9%和 6%,中国模拟芯片厂商有更多切入市场的机会。

 

第二,中国是全球最大的消费电子生产基地,对中低端模拟芯片需求旺盛,国内模拟芯片公司更容易切入,而且随着中低端市场利润变薄,国外大公司迫于追求高利润,也会让出中低端市场。但是国内模拟厂商绝对不能止步于中低端市场,否则一直处于喝汤甚至挨饿的阶段。

 

第三,半导体产业链逐渐从 IDM 模式转变成代工模式。虽然相对于数字芯片,模拟器件代工的标准化程度差,移植性低,但是已经有模拟公司开始走代工路线,这有助于国内模拟 Fabless 设计公司压缩成本,实现规模量产。

 

第四,中美贸易战让更多中国厂商明白完全依赖国外公司风险很高,开始逐步采用国产芯片,这将给国产芯片带来量产和迭代的机会,产品性能会进一步提升,让中国模拟芯片设计水平和国际领先公司的水平逐步缩小,而且越来越多加入模拟芯片设计市场。

 

但是放眼整个模拟芯片市场,具有先进技术和资金实力的 IDM 公司国际大厂也在投入建设更先进的工艺产线,而且芯片集成度越来越高,芯片尺寸越来越小,尤其是数模混合更加流行,超越硅基的模拟芯片进入市场。国产模拟芯片厂商也需要加强技术研发,和代工企业更加紧密合作,实现技术更大的技术突破,才能在未来的市场中占有一席之地,否则会一直在中低端市场打转,后面随着更多创业公司加入,会陷入价格战危机,造成恶性竞争,不利于国内模拟半导体产业的发展。

 

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