芯耀
526
作者：鵬程
1958年，美國德州儀器（TI）的工程師杰克?基爾比成功發(fā)明世界上第一塊集成電路，這一偉大創(chuàng)舉為TI日后成為模擬芯片行業(yè)巨頭奠定了堅實基礎。2011年，TI更是斥資65億美元并購國家半導體，此次收購不僅吸納了5000名員工，還收獲了“一個極好的開發(fā)團隊”。同年，TI在模擬市場的份額便超越排名第二的意法半導體（ST），占據全球模擬市場份額的15.4％。與數字電路相比，模擬電路設計對工程師的經驗要求極高，工程師需要深入熟悉大部分元器件的電特性和物理特性。
頂尖的模擬設計工程師往往在模擬領域擁有20到30年的豐富經驗，這使得模擬芯片行業(yè)形成了極高的人才和技術壁壘。隨著中國經濟轉型的核心驅動力從“人口紅利”向“工程師紅利”轉變，中國制造業(yè)也由此從傳統(tǒng)的“制造”模式邁向創(chuàng)新“創(chuàng)造”階段。而模擬芯片行業(yè)，正是最能體現“工程師紅利”的領域之一。在此時代背景下，近年來國產模擬芯片迎來了快速發(fā)展，逐漸在市場上嶄露頭角。
?01、什么是模擬芯片？
集成電路主要可分為數字?IC 和模擬 IC 兩大類。模擬集成電路是由電阻、電容、晶體管等元器件組成，專門用于處理以連續(xù)函數形式呈現的模擬信號。在現實世界中，聲音、光線、溫度、壓力等信息經過傳感器處理后，會轉化為模擬信號，其幅度會隨時間連續(xù)變化。模擬芯片種類豐富多樣，幾乎在所有電子產品中都不可或缺，廣泛應用于消費電子、汽車、工業(yè)、5G 等眾多領域。與之相對的數字集成電路，則主要負責對離散的數字信號（0 和 1）進行存儲和邏輯運算。
按照定制化程度劃分，模擬芯片可以分為專用型芯片（ASSP）和通用型芯片。據IDC數據，專用型芯片占據模擬芯片市場5成左右。根據?IDC 數據顯示，專用型芯片占據模擬芯片市場約 50% 的份額。專用型芯片具有高度定制化特點，需要依據客戶需求以及特定電子系統(tǒng)對產品的參數、性能、尺寸進行特殊設計。相較于通用型模擬 IC，專用型芯片不僅設計壁壘高，而且毛利率也更為可觀。專用型模擬芯片通常按照下游應用領域進行劃分，涵蓋通信、消費電子、汽車、工業(yè)等多個領域，每個領域又可進一步細分出線性產品、電源管理產品、接口產品等。以射頻前端模塊為代表的射頻器件，就是典型的專用型模擬 IC，在專用芯片中占比較高。通用型芯片屬于標準化產品，適用于各類電子系統(tǒng)，產品生命周期較長。其設計壁壘相對較低，但細分品類繁多，不同廠家產品的可替代性強，客戶群體也較為分散。
從應用層面劃分，模擬芯片可分為信號鏈路和電源管理兩大類。其中，電源管理芯片的市場規(guī)模大于通用信號鏈路芯片。信號鏈路是指系統(tǒng)中信號從輸入到輸出的完整路徑，主要功能是對模擬信號進行收發(fā)、轉換、放大、過濾等處理。信號鏈模擬芯片主要包括線性產品、轉換器、接口、隔離器、RF 與微波等。一條完整的信號鏈，是將自然界中的聲、光、電等連續(xù)信息，通過傳感器采集、放大縮小濾波等處理、模擬 / 數字轉換（ADC）變?yōu)閿底中盘枺?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/506860.html">微處理器系統(tǒng)處理后，再通過數字 / 模擬轉換（DAC）輸出模擬信號的全過程。在這其中，ADC（模數轉換器）因其重要性和技術難度，被譽為 “皇冠上的明珠”。
電源管理芯片市場規(guī)模更為龐大，主要包括?AC/DC、DC/DC、電池管理、驅動芯片等。由于電子產品各部分正常工作所需電壓各不相同，電源管理芯片能夠對電池輸出的固定電壓進行升降壓、穩(wěn)壓處理，使其達到各個模塊所需的期望電壓值，從而滿足供電需求。根據不同的應用場景，電源芯片既可以單獨使用，也能與外部電子元器件組合成模塊，實現電源轉換功能。
?02、模擬芯片難在哪里？
世界半導體貿易統(tǒng)計組織（WSTS）在 2024 年秋季更新的數據顯示，預計 2024 年全球模擬 IC 銷售額約為 794.33 億美元，折合人民幣接近 6000 億元。有機構預測，中國模擬市場規(guī)模大約在 3000 億元左右，幾乎占據全球模擬芯片市場的半壁江山。然而長期以來，全球模擬芯片市場一直被德州儀器（TI）、亞德諾（ADI）等國際行業(yè)巨頭牢牢把控。國內廠商大多只能在中低端市場艱難發(fā)展。那么，模擬芯片究竟難在哪里？
首先，模擬芯片品類極為豐富，應用場景高度碎片化。以國際巨頭?TI 為例，其擁有數萬種產品型號，幾乎能夠覆蓋所有應用場景。龍頭企業(yè)憑借 “平臺型” 產品戰(zhàn)略，能夠滿足客戶多樣化、一站式的采購需求，從而極大地增強客戶粘性。作為后進入市場的參與者，想要滿足客戶的多樣化需求并非易事，唯有不斷推出新產品，快速響應下游市場的迭代更新需求。特別是在新能源汽車、AI 等快速發(fā)展變化的領域，誰能率先推出符合性能要求且通過驗證的新產品，誰就能搶占市場先機。
其次，模擬芯片研發(fā)周期漫長，人才壁壘顯著。數字芯片基于簡單的邏輯?0 和 1，大部分人員相對容易入門。而模擬芯片以硬件為基礎，涉及電路物理和化學材料特性，理解難度大，且存在可靠性問題，因此需要大量的經驗積累。這意味著培養(yǎng)優(yōu)秀的模擬芯片工程師和研發(fā)人員需要耗費較長時間，對于后發(fā)企業(yè)來說挑戰(zhàn)巨大。雖然模擬芯片不依賴先進制程技術，但嚴重依賴研發(fā)經驗的長期積累，這導致模擬芯片開發(fā)速度緩慢，一般新產品的開發(fā)周期約為 2 年，技術難度高的產品開發(fā)時間則更久。
有業(yè)內人士指出，“國產模擬芯片企業(yè)若想走向‘引領’，必須具備技術突破與高端產品研發(fā)能力、產業(yè)鏈協(xié)同與生態(tài)構建能力、差異化競爭與國際化布局能力，以及人才與管理能力這四大核心能力?！?/p>
?03、國產模擬芯片頻頻實現技術突破
近年來，我國在模擬芯片領域不斷取得技術突破，尤其是在?ADC（模數轉換器）領域成績斐然。長期以來，高速 ADC 市場幾乎被 TI、ADI、Maxim 三家公司壟斷，占據國內市場超過 95% 的份額。同時，美國的出口管制清單中也包含了部分高分辨率、高速 ADC 產品，例如采樣速率 400MSPS 以上的 12 - 14bits ADC。隨著國產化需求的日益迫切，國內眾多企業(yè)積極攻克 ADC 領域的技術難題，推出了一系列可對標海外巨頭的產品。
迅芯微電子的高速?ADC 產品表現出色，采樣率涵蓋 2GSPS、10GSPS，最高可達 30GSPS，精度在 6bits - 8bits 之間。今年，海思推出的 SAR ADC——AC9610，直接對標 ADI 的高端產品 AD4630 - 24，在采樣率達到 2MSPS 的情況下，采樣精度高達 24bit。成都華微推出的 HWD12B16GA4 更是突破技術極限，實現了 12 位 16GSPS 的超高指標，幾乎代表了商業(yè) ADC 技術的最高性能水平。
在超高速?ADC 領域，速度和分辨率往往相互制約。采樣率越高，維持高位分辨率就越困難，這主要受制于模擬帶寬、噪聲、線性度等因素。12 位在 16GSPS 下是一個兼顧性能與實用性的絕佳平衡點，通常更高分辨率（如 14 位、16 位）的 ADC，其采樣率會遠低于 16GSPS。因此，12 位 / 16GSPS 的組合成為高速系統(tǒng)追求高動態(tài)范圍的關鍵指標。
華為海思的?AC9610 芯片性能超越歐美同類產品，精度達到 24 位，采樣率高達 2M，有望在雷達、醫(yī)療器械等高端設備領域廣泛應用。隨著國內半導體產業(yè)的蓬勃發(fā)展以及國產替代需求的強勁推動，在ADC領域，國內企業(yè)正不斷縮小與國際領先水平的差距。近年來，芯海、思瑞浦、圣邦微、納芯微、聯影微電子等眾多國內廠商紛紛推出技術指標對標海外領先水平的產品，并已實現大規(guī)模出貨應用。
此外，成都芯片中試平臺與國產EDA龍頭企業(yè)華大九天攜手，共同建立了國內首個模擬電路后仿真云服務聯合實驗室，進一步推動國內模擬芯片技術的發(fā)展。
?04、模擬芯片也開始并購整合，打造平臺化戰(zhàn)略
國內模擬芯片企業(yè)除了在新品研發(fā)上持續(xù)發(fā)力，還積極打造平臺化戰(zhàn)略，通過并購整合來完善產品線。
2024年6月23日晚間，國內電源管理芯片設計企業(yè)上海雅創(chuàng)電子集團股份有限公司發(fā)布公告，宣布擬以自有及自籌資金2.98億元收購上海類比半導體技術有限公司37.0337%股權。此次交易價格較三個月前公布的“不超過2億元”預案大幅提升，標的公司評估增值率高達467.34%。
2024年6月5日，思瑞浦發(fā)布公告，擬通過發(fā)行可轉換公司債券及支付現金的方式購買創(chuàng)芯微100%股權，并募集配套資金，此次交易對價為10.6億元。交易完成后，創(chuàng)芯微將成為思瑞浦的全資子公司。同時，思瑞浦擬向不超過35名特定對象發(fā)行股份募集配套資金。思瑞浦收購創(chuàng)芯微并非簡單的產品線補充，而是將電池管理芯片明確納入其“信號鏈+電源管理+MCU”三大業(yè)務布局中，成功實現了從工業(yè)/通信領域向消費電子和可穿戴設備市場的拓展。
2024年6月23日晚間，納芯微發(fā)布公告，公司擬以現金方式收購上海矽?？萍脊煞萦邢薰局苯映钟械纳虾｛湼瓒魑㈦娮庸煞萦邢薰?2.68%的股份，以及矽睿科技通過上海萊睿企業(yè)管理合伙企業(yè)（有限合伙）間接持有的麥歌恩5.60%的股份，合計收購麥歌恩68.28%的股份，收購對價合計為6.83億元。
2023年3月15日，晶豐明源公告稱，公司擬與凌鷗創(chuàng)芯股東廣發(fā)信德投資管理有限公司、舟山和眾信企業(yè)管理咨詢合伙企業(yè)（有限合伙）簽署《購買資產協(xié)議》，約定以現金方式收購上述股東持有的凌鷗創(chuàng)芯38.87％股權，股權轉讓價款合計2.50億元。截至2022年12月31日，晶豐明源已持有凌鷗創(chuàng)芯22.74%股份，為參股股東。收購完成后，公司將持有凌鷗創(chuàng)芯61.61%股權，凌鷗創(chuàng)芯將納入公司合并報表范圍。通過此次收購，晶豐明源可獲取電機控制芯片和方案解決的產業(yè)基礎、技術儲備及銷售渠道等資源優(yōu)勢，進一步拓展產品線及應用領域。
國內模擬芯片公司具有規(guī)模小、數量多的特點。前幾年，隨著資本大量涌入半導體行業(yè)，眾多模擬芯片公司紛紛成立，都希望在芯片熱潮中發(fā)展壯大。然而，隨著資本逐漸降溫、監(jiān)管日益嚴格，以及第一梯隊模擬芯片公司陸續(xù)上市，眾多未上市模擬芯片企業(yè)想要做大做強甚至實現上市目標，面臨著巨大挑戰(zhàn)。即便國內頭部模擬芯片公司，在營收規(guī)模、產品種類、產能建設等方面與國際大廠相比，仍存在顯著差距。
整合并購無疑是模擬芯片公司實現快速發(fā)展壯大的有效途徑之一。當前模擬芯片公司的并購活動，大多能夠產生多重協(xié)同效應，有助于提升公司業(yè)務規(guī)模，增強持續(xù)經營能力和市場競爭力。未來，模擬芯片大企業(yè)對小企業(yè)的并購、小企業(yè)之間的聯合，以及大企業(yè)之間的并購，都將推動模擬芯片行業(yè)巨頭的誕生。此外，若大型IDM廠商積極參與并購，還能進一步增強國內模擬芯片廠商的IDM屬性。
聚焦模擬和混合信號芯片的上市公司納芯微董事長王升楊表示，中國芯片市場已經結束周期性震蕩波動，企業(yè)需要更多參與到產品定義中，引領行業(yè)發(fā)展。在模擬芯片領域，并購整合已成為行業(yè)做大做強的必然趨勢。
