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    • 1、产品超市,一站式解决客户的全部诉求
    • 2、垂直细分品类、细分领域寻求高端突破
    • 3、选择IDM模式?
    • 4、高效的人才培养机制
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内卷的信号链行业,如何破局?

2023/11/20
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信号链芯片是模拟芯片的重要分支,是数字世界处理现实世界中各种模拟信号的第一站,承担了对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等工作,也被称作现实世界和数字世界的桥梁。

信号链作为半导体基础芯片,相关公司业绩周期波动显著。

上一轮半导体上行周期中,叠加三大因素:①疫情期间带来居家办公的需求徒增,个人电脑销量前置井喷;②本土芯片被制裁背景下的国产替代潮;③新能源汽车产业正处于处于从1到10的快速成长期,汽车芯片的需求爆发,汽车市场的缺芯,导致市面上的芯片产能不断的向利润率高的品类转移,所有的芯片品类供不应求,带来相关公司的利润率水平持续上升。行业一片繁荣景象。

2019年-2022年期间,信号链行业头部企业思瑞浦营收从3.04亿元增长至17.83亿元,增幅486%;圣邦微电子营收从7.92亿元增长至31.88亿元,增幅302%。

然而,周期是半导体行业的行业特性,有潮起就有潮落。

自2022年一季度开始,消费电子市场需求萎靡;自2022年四季度开始,工业电子市场需求下行;自2023年下半年开始,汽车芯片供给变多,竞争加剧。至此,半导体元器件各细分行业的毛利率快速回落,由于费用相对刚性,相关公司利润大幅下滑。

目前,本土信号链芯片市场中,中低端产品国产品牌已占主流,但是高性能产品上仍然以国际品牌为主,国产品牌有零星突破。在经济低迷情况下,客户对降低成本、提高品质的需求旺盛,所以使得信号链芯片行业公司竞争更加激烈,内卷严重。

那么,行业公司如何破局呢?

1、产品超市,一站式解决客户的全部诉求

信号链芯片的使用场景非常多,比如消费电子、家电、汽车、通信等等各种领域,可以说只要涉及到电力电子,就一定会有信号链芯片的存在,这也就决定了其种类非常多。

据悉,海外模拟大厂ADI料号超过7.5万款,德州仪器料号近14万款,而截至2023年上半年,国内头部公司圣邦微电子仅有4600款可供销售料号,2021年思瑞浦产品料号才超过1600款。中外信号链头部公司料号数量差距甚大。

对这个行业来说,谁能把自己做成产品超市,一站式的解决客户的全部诉求,边际成本就越低,竞争力就会越强。

当然,扩品类不仅仅是停留在信号链芯片层面,也可以在微控制器MCU)、传感器领域横向拓展,跨品类协同,提供整体的解决方案,也许会事倍功半。

值得指出的是,扩品类需要结合公司自身的技术和客户群。思瑞浦微电子模拟产品市场拓展经理犹家元对与非网分享了他的观点:“扩充产品品类和数量,建立“产品超市”,这个策略不应该是盲目的扩张,而是需要芯片企业基于已有的技术平台和客户基础来扩大产品类别和数量。这首先需要聚焦在自己的拳头产品上,增强公司核心竞争力,完善内部流程体系,以此为基础,才有可能提供有竞争力的一站式解决方案。”

另外,收并购也是海外信号链芯片大厂重要的壮大方式。

德州仪器在1996-2011年间频繁并购, 其电源管理产品的发展主要是通过1999年收购了Unitrode、Power Trends。信号链领域也有两个关键性收购,2000年收购专注于高性能模拟的Burr Brown,后者主要产品是数据转换器放大器。另一次是2011年收购国家半导体(NS),填补了德州仪器在数据转换器领域的部分空白。德州仪器收购了NS之后市场份额扩大到17%。

而另一信号链巨头亚德诺(ADI)分别在2014年收购射频厂商Hittite Microwave;2016年收购电源巨头Linear;2021年收购Maxim,增强在汽车和数据中心市场的优势。三次大规模的收并购规模越来越大,ADI快速成长为模拟巨头。

也正是因为信号链等模拟芯片产品种类巨多,应用领域广,相应的产品和技术很难在短时间内被复制与替代,单一公司起初不可能在多领域、多品类同时保持优势地位的,所以收并购自然是行业公司成长为巨头的必要方式。

2、垂直细分品类、细分领域寻求高端突破

市场虽然整体下滑,但需求依然存在,供需结构性的不对等情况严重。一方面,大量通用芯片过剩;另一方面,许多特定领域芯片依然畅销,甚至部分高阶芯片仍然供应不足。

由于模拟芯片产品种类和下游应用市场较多,排名第一的德州仪器市占率也不超过20%,没有形成垄断,本土企业可以在某些细分品类、细分领域寻求突破,以合力加速本土化供应进程。

中低端产品门槛较低,竞争激烈、利润率低、厂商没有议价能力。本土厂商可以结合自身特点,深度研发优势品类,深耕下游某些应用领域,构建差异化解决方案,长期以往企业护城河将越来越宽,才能避免陷入中低端市场的白热化竞争。

众所周知,信号链芯片主要包括放大器、数模转换、接口等品类,其中模数转换器属于其中技术壁垒最高的细分品类。据悉,ADI目前最快的商用模数转换器的转换速率为26Gsps,分辨率为3bit;而具有24bit的高精度模数转换器的转换速率仍高达26Msps。作为对比,本土信号链芯片头部企业思瑞浦的高速模数转换器采样速率可达50MSPS,分辨率为8/10bit;高精度模数转换器具有18bit的精度,采样速率可达500kSPS。

可见在相同品类上,本土产品的性能还是有较大的提升空间的。唯有专注下游应用领域,死磕产品多维度性能,才是长期主义。

值得一提的是,思瑞浦作为本土信号链芯片头部企业,是垂直细分品类、细分领域寻求高端突破的典型代表。公司产品类别丰富,在此基础上,整体技术上围绕精度、速度、功耗来拓展产品多样性,如公司已量产上市的8G带宽运算放大器TPA286x系列,2.5ppm/℃温度系数、0.05%精度的电压基准TPR50系列,填补国内空白;同时开拓高端车规领域,车规级产品的验证和导入周期通常较长,门槛相对较高,思瑞浦在运算放大器、比较器、低压开关、高精度ADC等品类上均有车规级产品。

3、选择IDM模式?

全球模拟芯片龙头厂商多以IDM的形式生产经营,虽然IDM模式资产较重,芯片生产线的建设、运行、工艺技术的研发都需要投入较多的资金,但与之带来的益处也非常多。

更好的调节器件工艺。数字芯片追求先进工艺,线宽的缩小需要高精度的装备、高强度和高难度的工艺研发,让越来越多的综合型芯片公司开始停止追逐先进工艺,转向寻求代工;而模拟芯片更追求特色工艺,在不同应用场景下如何承受高电压、如何输出大电流,如何提高电路线性特征,如何降低噪音等。

特色工艺产品是利用半导体材料的物理特性制造出的各种半导体器件,比拼的不是工艺线宽,而是各种器件的构造。特色工艺器件的研发是一项综合性的活动,涉及到工艺研发与产品研发的多个环节,IDM模式更有利于该类技术的深度研发和优势产品群的形成,IDM模拟厂商能够通过自身的晶圆制造优势更好的调节器件工艺。

响应速度快,供应稳定。每个市场对模拟芯片的需求不一样,如果自有晶圆厂,那么供应链的响应速度更快,供应也相对有保障。尤其在市场产能紧张,IDM厂商稳定的产能,稳定的供给,产品快速出货,对于客户具有较强吸引力。

成本优势。以德州仪器为例,其产品线完整,体量规模大,追求降低生产成本、工艺领先。德州仪器拥有12寸产线,据称可以使其相对竞争对手获得40%左右的成本优势。

值得指出的是,现阶段本土Fabless厂商更关注客户需求、产品使用性,IDM厂商更关注于规模化。晶圆厂资产比较重,需要有足够的资金、成熟的工艺以及足够的产量,否则遇到亏损将成为模拟企业沉重的负担。目前本土模拟IDM厂商有华润微电子、士兰微电子等,相对较少。但可以展望,未来本土信号链等模拟芯片厂商的需求规模达到一定量级后,选择IDM模式或许是水到渠成的事。

4、高效的人才培养机制

模拟电路的设计门槛高,学习曲线在10-15年,而数字IC是用电脑辅助设计,学习曲线在3-5年的时间。相对于数字芯片对辅助软件的依赖,模拟芯片的设计,要求工程师具备扎实且丰富的多学科基础,数字芯片在设计的时候只需要考虑速度和功耗,而信号链为代表的模拟芯片需要在速度、精度、功耗、适配电压和噪声等多个影响因素之间进行折中和取舍,来保证产品更适配应用场景,业界普遍认为这些都是和设计经验的积累强相关的。

更高的复杂性,使得模拟芯片工程师,培训周期更长,通常培养一个资深的模拟芯片工程师需要10-15年的时间。模拟芯片的种类相对更加宽泛,要求更加多样化。设计上需要对细分应用有深刻理解,而这都需要经验的积累。

高度重视优秀人才的引进和储备,推进落实企业人才梯队的建设,建立并持续完善内外部培训体系,搭建企业培训平台,培养企业内部讲师,加强全体员工的通用能力和专业能力提升,保持公司与员工在行业内较强的竞争力。信号链等模拟芯片公司在为员工提供具有竞争力的薪酬待遇基础上,可以推行股权激励计划,让公司利益与员工利益得到共同发展。

写在最后

据SIA数据,2021年全球模拟电路市场规模740亿美金,信号链芯片市场规模为模拟芯片的47%,即348亿美元。具体到中国市场,中国模拟IC需求占全球比重60%,但模拟芯片产量仅占世界份额的10%左右。巨大的市场空间和本土化率低为中国信号链企业提供了良好的发展机遇。

信号链产品作为模拟芯片的重要组成部分,在国内起步同样较晚,与海外企业相比,国内在技术和人才的积累上并不占优势。近年来,受益于国内5G、新能源、人工智能等产业的发展,带动需求提升的同时,也使得国产信号链产品获得更多的验证和引入机会。

但当前以信号链为代表的国产芯片只是实现了中低端产品、部分应用的国产替代,笔者相信未来本土厂商们多管齐下,一定能够实现在高端产品的持续突破,进一步提升国产芯片的渗透率。

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思瑞浦微电子科技(苏州)股份有限公司(英文:3PEAK INCORPORATED), 是国内聚焦高性能模拟芯片设计的半导体公司,在上海、苏州、成都均设有研发中心。历经多年的发展与积累,在放大器、比较器、数据转换器、音/视频产品、接口类产品、模拟开关、参考电压、LDO、DC/DC、模拟前端等领域,积累了大量正向研发IP,并持续实现大规模量产,同时公司产品被广泛应用于国内外品牌客户,涵盖工业、医疗设备、汽车电子、通信系统和信息安全等多种应用领域。

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