國產(chǎn)模擬IC產(chǎn)業(yè)鏈如何打破自給率低且研發(fā)慢的“僵局”?

原創(chuàng)
2019/09/23
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根據(jù) WSTS 統(tǒng)計,2018 年全球半導體市場全年總銷售值約 4688 億美元。在如此龐大的 IC 市場中,模擬 IC 市場一直是一個神奇的存在,頭部廠商不僅隊形穩(wěn)定,而且一直處于高增長態(tài)勢。從 IC Insights 數(shù)據(jù)來看,2018 年全球模擬 IC 市場整體營收達到 600 億美元,占整體 IC 市場約 13%。而全球前十大模擬芯片廠商總營收 361 億美元,占據(jù)整體市場的 60%。

再看中國的模擬市場,賽迪顧問統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2018 年中國模擬芯片市場規(guī)模 2273.4 億元(約 320 億美元),同比增長 6.23%,近五年復合增速為 9.16%。中國的模擬芯片市場占全球比例超過 50%,且市場增速高于全球平均水平,但是自給率僅有 20%,技術水平和國際領先公司相差巨大。

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2018 年全球模擬芯片廠商營收排名

這個僵局之所以難破,就是因為模擬技術的研發(fā)很難,需要長時間的經(jīng)驗積累,但是近幾年在國家政策的大力支持下,越來越多的本土公司開始加入自行研發(fā)的行列。

模擬芯片研發(fā)難且周期長

先來說一說模擬芯片設計為什么難?眾所周知,集成電路可分為數(shù)字電路模擬電路。我們的一切感知,例如圖像、聲音、觸感、溫度、濕度等都可以歸結到模擬世界。因此,參與這些信息處理的芯片就是模擬芯片;另外,那些我們無法感知,但客觀存在的模擬信號處理芯片,比如微波,電信號處理芯片等,也屬于模擬范疇。和模擬芯片相對的就是數(shù)字芯片,包括微元件(CPU、GPU、MCU、DSP 等),存儲器(DRAM、NANDFlash、NORFlash)和邏輯 IC(手機基帶、以太網(wǎng)芯片等)。

從應用來看,信號鏈路和電源管理是模擬 IC 的兩大主要應用,市場占比高達 60%,其中信號鏈路主要包括比較器放大器、AD/DA、接口芯片等元器件;電源管理主要包括 PMIC、AC/DC、DC/DC、PWM、LDO驅(qū)動器 IC 等元器件。

從技術層面來看,數(shù)字芯片主要采用 CMOS 工藝,沿著摩爾定律一直向前演進,強調(diào)的是算力提升和成本下降,現(xiàn)在已經(jīng) 7nm 產(chǎn)線已經(jīng)量產(chǎn),5nm、3nm 已經(jīng)排上日程;模擬芯片不受制于摩爾定律和高端制程,部分采用 CMOS 工藝,還有很多采用 BCD、CDMOS 工藝,產(chǎn)品強調(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致模擬電路性能的降低,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。

在設計方面,模擬電路和數(shù)字電路差異巨大。數(shù)字電路的設計核心在于邏輯設計,輔助設計工具(EDA)豐富,可通過軟件進行調(diào)試;而模擬電路的設計核心在于電路設計,需要根據(jù)實際產(chǎn)品參數(shù)進行調(diào)整與妥協(xié),輔助工具較少。因此,模擬電路設計更依賴于人工設計,對工程師的經(jīng)驗要求也更高,優(yōu)秀的模擬設計師需要 10 年甚至更長時間的經(jīng)驗。此外,數(shù)字電路設計一般是大團隊作戰(zhàn),追逐摩爾定律,研發(fā)周期較短,生命周期較短;而模擬電路設計一般是小團隊作戰(zhàn),研發(fā)周期較長,生命周期也長,有不少模擬器件生命周期長達 10 年以上。

相對數(shù)字芯片,模擬芯片產(chǎn)業(yè)主流模式仍然是 IDM,且研發(fā)更重視經(jīng)驗積累、研發(fā)周期長、產(chǎn)品種類多,因此模擬產(chǎn)品和技術很難被復制與替代,市場競爭格局較為集中,強者愈強、大者恒大的規(guī)律較為突出,從而造成 TI、ADI、英飛凌、ST、NXP、美信、安森美等公司長期占據(jù)全球 Top 10 榜單。

國內(nèi)模擬芯片廠商盤點

雖然模擬技術難點重重,突破緩慢,但是國內(nèi)公司也在積極研發(fā)推進,國內(nèi)模擬產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)取得了不錯的成績,下面我們就來看看國內(nèi)主要的模擬芯片設計公司有哪些。

矽力杰

Silergy Corp. 矽力杰(股份)公司及其子公司(以下簡稱:矽力杰)成立于 2008 年,專注于模擬 IC 設計,是全球領先的小封裝、高壓大電流 IC 設計公司之一。公司創(chuàng)始人擁有超過 13 年在電源管理芯片行業(yè)的工作經(jīng)驗,先后任職于美國 Linear 和美國芯源系統(tǒng)有限公司(Monolithic Power System, 簡稱 MPS)。

公司擁有 IC 設計技術與系統(tǒng)設計技術之研發(fā)團隊,并擁有晶圓制程與封裝技術的設計能力,目前已擁有 18 項美國專利。公司以電源管理產(chǎn)品為主,終端應用超過 2000 個品項。目前,公司已經(jīng)成功打入平板計算機、LED 照明、固態(tài)硬盤、LED 電視、筆記本電腦、安防監(jiān)控設備及智慧手機之品牌商或 ODM、OEM 代工廠商之供應鏈。2018 年,矽力杰整體營收達到 19 億元。

圣邦微

圣邦微電子(北京)股份有限公司專注于高性能、高品質(zhì)模擬集成電路的研發(fā)和銷售,是目前 A 股上市唯一專注于模擬芯片設計且產(chǎn)品全面覆蓋信號鏈和電源管理兩大領域的半導體企業(yè)。

公司擁有 16 大系列 1000 余款型號的高性能模擬 IC 產(chǎn)品,包括運算放大器、比較器、音 / 視頻放大器、模數(shù) / 數(shù)模轉(zhuǎn)換器模擬開關、電平轉(zhuǎn)換及接口芯片、小邏輯芯片、LDO、微處理器電源監(jiān)控芯片、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、背光及閃光 LED 驅(qū)動、OVP 及負載開關、馬達驅(qū)動、MOSFET 驅(qū)動、電池保護及充放電管理芯片等。產(chǎn)品性能和品質(zhì)對標世界一流模擬芯片廠商同類產(chǎn)品,部分關鍵性能指標有所超越,廣泛應用于通訊設備、消費類電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器和汽車電子等領域,以及物聯(lián)網(wǎng)、新能源、人工智能、5G 等新興市場。

晶豐明源

上海晶豐明源半導體股份有限公司成立于 2008 年,是國內(nèi)領先的模擬和混合信號集成電路設計企業(yè)之一。公司總部設在上海浦東新區(qū),在深圳、廈門、中山、成都、東莞、杭州設有客戶支持中心,在香港設有國際業(yè)務支持中心。

晶豐明源在通用 LED 照明、高性能燈具和智能照明驅(qū)動芯片技術和市場均處于領先水平,于 2015 年開始變頻電機控制芯片組的開發(fā),包括電機控制芯片、電機驅(qū)動芯片、智能功率模塊、AC/DC 和 DC/DC 電源芯片,電機控制芯片組進入國內(nèi)外知名品牌客戶,在國產(chǎn)變頻電機控制芯片企業(yè)中嶄露頭角。晶豐明源在智能家居和物聯(lián)網(wǎng)市場提供整體芯片解決方案,為客戶提供一站式服務,也將拓展更多應用市場,為上下游合作伙伴創(chuàng)造更多機會。

士蘭微

杭州士蘭集成電路有限公司成立于 2001 年,位于杭州(下沙)經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)。產(chǎn)品線包括 MCU、電源管理電路、LED 照明驅(qū)動電路、功率驅(qū)動模塊、音響系統(tǒng)電路、數(shù)字音頻電路、消費類專用電路、MEMS 傳感器、計量類電路、半導體分立器件芯片、半導體分立器件成品。應用于 LED 照明、LED 顯示、工業(yè)、家電、影音設備、消費電子、汽車電子、玩具等產(chǎn)品中。

第一條芯片生產(chǎn)線于 2001 年 4 月動工興建,凈化面積約 3600 平方米,運行一條線寬 2-5 微米、圓片尺寸為 5 英寸的雙極型集成電路芯片生產(chǎn)線,目前實際月產(chǎn)量已超過 7.7 萬片。第二條芯片生產(chǎn)線于 2003 年 3 月動工興建,凈化面積達到 7000 平方米,加工線寬 0.8 微米或更高,圓片尺寸 5 英寸 /6 英寸兼容,2006 年 6 月起,BiCMOS 和 BCD 工藝的產(chǎn)品已導入量產(chǎn),目前月產(chǎn)量達到 2.5 萬片。士蘭集成電路有限公司的芯片生產(chǎn)線將致力于特殊工藝和特殊器件結構的研發(fā),期望在半導體芯片的特殊制造工藝上取得不斷的突破,以期獲得較高的產(chǎn)品附加值。

昂寶電子

昂寶電子(上海)有限公司位于上海張江,核心技術團隊的數(shù)位成員來自美國的著名半導體公司,在模擬及混合集成電路領域擁有多款成功產(chǎn)品的開發(fā)經(jīng)驗,擁有超過 40 項美國專利。公司專注于設計、開發(fā)、測試和銷售基于先進的亞微米 CMOS、BIPOLAR、BICMOS、BCD 等工藝技術的模擬及數(shù)字模擬混合集成電路產(chǎn)品,主要產(chǎn)品涵蓋:電源管理芯片,高速、高精度數(shù)模 / 模數(shù)轉(zhuǎn)換器,無線射頻芯片,混合信號的系統(tǒng)級芯片(SOC),服務于通信、消費電子、計算機及計算機接口設備應用領域。

福滿電子

深圳市富滿電子集團股份有限公司創(chuàng)立于 2001 年,主要從事高性能模擬及數(shù)?;旌霞呻娐吩O計研發(fā)、封裝、測試和銷售。目前擁有電源管理、LED 驅(qū)動、MCU、音頻功放、MOSFET、紅外線遙控等涉及消費領域 IC 產(chǎn)品四百余種。

賽微微電子

東莞賽微電子有限公司 2009 年成立于松山湖,是國內(nèi)最大的電池管理芯片企業(yè),全球僅有的三家能夠量產(chǎn)高精度電池電量計專用集成電路企業(yè)之一。在上海浦東新區(qū)、深圳南山科技園、東莞市松山湖以及臺北均設有電池測試中心、銷售與技術支持。產(chǎn)品線包括電池電量計芯片、電池管理芯片、電池保護芯片、BMS 前端采集芯片以及 USB 充電控制芯片。專注市場領域涵蓋移動通信、平板計算機、筆記本計算機、電動工具、電動交通工具、電池儲能設備等諸多領域,累計出貨芯片超過 3 億顆。

華微電子

華微電子緊隨市場發(fā)展,將積累多年的技術經(jīng)驗厚積薄發(fā),引領技術前沿,開拓新興領域。公司擁有 4 英寸、5 英寸與 6 英寸等多條功率半導體分立器件及 IC 芯片生產(chǎn)線,芯片加工能力為每年 400 萬片,封裝資源為 24 億只 / 年,模塊 360 萬塊 / 年。公司在終端設計、工藝制造和產(chǎn)品設計方面擁有多項專利,各系列產(chǎn)品采用 IGBT、MOS、雙極技術及集成電路等核心制造技術,其中 IGBT 薄片工藝、Trench 工藝、壽命控制和終端設計技術等國內(nèi)領先,達到國際同行業(yè)先進水平。公司主要生產(chǎn)功率半導體器件及 IC,目前公司已形成 IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT 等為營銷主線的系列產(chǎn)品,產(chǎn)品種類基本覆蓋功率半導體器件全部范圍,廣泛應用于汽車電子、電力電子、光伏逆變、工業(yè)控制與 LED 照明等領域,并不斷在新能源汽車、光伏、變頻等戰(zhàn)略性新興領域快速拓展。

上海艾為電子技術股份有限公司

上海艾為電子技術股份有限公司(以下簡稱“艾為”)創(chuàng)立于 2008 年,專注于高性能混合信號、模擬、射頻等 IC 設計,聚焦在手機、可穿戴、智能硬件、車載電子、IoT 等消費電子領域。艾為的核心團隊擁有超過二十年專注于模擬 IC 設計和管理經(jīng)驗,自成立之初就建立了嚴苛的品質(zhì)保證體系,部分產(chǎn)品的性能和品質(zhì)已趕超國際一線廠商同類產(chǎn)品。

作為無晶圓廠的芯片設計公司,艾為采用委托加工方式,供應商主要為 TSMC, CSMC, HHGrace, GF, JCET, JCAP, TFME, Unisem 等知名廠商,以確保卓越的品質(zhì)和穩(wěn)定的供貨。 目前,艾為推出了聲、光、電、射、手五大產(chǎn)品線,兩百余款自主知識產(chǎn)權的芯片熱賣中。2017 年營業(yè)收入 5.22 億元人民幣,較上年同期增長 59%,凈利潤 5111.35 萬元人民幣,較上年同期增長 153.6%,研發(fā)投入占營收比例保持在 10% 以上。

韋爾半導體

上海韋爾半導體有限公司成立于 2007 年,總部坐落于上海張江高科技園區(qū),在深圳、中國臺灣、香港等地設立辦事處。公司主營產(chǎn)品包括保護器件?(TVS、TSS)、功率器件?(MOSFET、Schottky?Diode、Transistor)、電源管理器件?(Charger、LDO、Buck、Boost、Backlight?LED?Driver、Flash LED Driver)、模擬開關等四條產(chǎn)品線,700 多個產(chǎn)品型號,產(chǎn)品在手機、電腦、電視、通訊、安防、車載、穿戴、醫(yī)療等領域得到廣泛應用,公司業(yè)績連續(xù)多年保持穩(wěn)定增長。隨著公司發(fā)展,公司逐步引進大量人才,重點加強研發(fā)、品質(zhì)等方面人才儲備,同時建立了先進的可靠性實驗室、EMC 實驗室,在產(chǎn)品的研發(fā)、試產(chǎn)、量產(chǎn)過程中,對產(chǎn)品質(zhì)量層層把關,并為合作伙伴提供大量的 EMC 測試。

南芯半導體

上海南芯半導體科技有限公司成立于 2015 年,總部位于上海浦東張江高科技園區(qū)。由一批來自歐美知名企業(yè)的工程師創(chuàng)建,憑借團隊在歐美企業(yè)豐富的技術及經(jīng)驗積累,保持細分市場 3-5 年技術領先。同時堅持打造差異化產(chǎn)品,做到領先同領域其他產(chǎn)品 10 倍的性價比。

上海南芯推出了中國首顆全系列升降壓電池電源解決方案,在該領域與 Linear(已被 ADI 收購)、TI 等老牌大廠同臺競技。產(chǎn)品以 Buck-Boost 為核心,為用戶提供靈活,多用途,高品質(zhì)且價格適中的電源管理方案。目前南芯的芯片已經(jīng)順利進入華為、小米、海翼和欣旺達等知名廠商。

中國模擬廠商的突圍機會在哪里?

隨著國內(nèi)對模擬芯片需求的持續(xù)增加,國內(nèi)模擬芯片廠商也面臨更大的發(fā)展機會。

第一,模擬 IC 市場高度分散,一兩家公司無法實現(xiàn)全部壟斷,2018 年模擬市場前三甲的 TI、ADI 和英飛凌也只分別占到 18%、9%和 6%,中國模擬芯片廠商有更多切入市場的機會。

第二,中國是全球最大的消費電子生產(chǎn)基地,對中低端模擬芯片需求旺盛,國內(nèi)模擬芯片公司更容易切入,而且隨著中低端市場利潤變薄,國外大公司迫于追求高利潤,也會讓出中低端市場。但是國內(nèi)模擬廠商絕對不能止步于中低端市場,否則一直處于喝湯甚至挨餓的階段。

第三,半導體產(chǎn)業(yè)鏈逐漸從 IDM 模式轉(zhuǎn)變成代工模式。雖然相對于數(shù)字芯片,模擬器件代工的標準化程度差,移植性低,但是已經(jīng)有模擬公司開始走代工路線,這有助于國內(nèi)模擬 Fabless 設計公司壓縮成本,實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。

第四,中美貿(mào)易戰(zhàn)讓更多中國廠商明白完全依賴國外公司風險很高,開始逐步采用國產(chǎn)芯片,這將給國產(chǎn)芯片帶來量產(chǎn)和迭代的機會,產(chǎn)品性能會進一步提升,讓中國模擬芯片設計水平和國際領先公司的水平逐步縮小,而且越來越多加入模擬芯片設計市場。

但是放眼整個模擬芯片市場,具有先進技術和資金實力的 IDM 公司國際大廠也在投入建設更先進的工藝產(chǎn)線,而且芯片集成度越來越高,芯片尺寸越來越小,尤其是數(shù)模混合更加流行,超越硅基的模擬芯片進入市場。國產(chǎn)模擬芯片廠商也需要加強技術研發(fā),和代工企業(yè)更加緊密合作,實現(xiàn)技術更大的技術突破,才能在未來的市場中占有一席之地,否則會一直在中低端市場打轉(zhuǎn),后面隨著更多創(chuàng)業(yè)公司加入,會陷入價格戰(zhàn)危機,造成惡性競爭,不利于國內(nèi)模擬半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容,未經(jīng)許可,不得轉(zhuǎn)載!

矽力杰

矽力杰

Silergy公司由一群來自硅谷的技術創(chuàng)新者和商業(yè)領袖創(chuàng)建,平均擁有30年的經(jīng)驗。我們設計創(chuàng)新的混合信號和模擬IC,利用我們業(yè)界領先的工藝技術。我們的產(chǎn)品廣泛用于工業(yè),消費,計算和通信設備,旨在提高效率并節(jié)約或測量能源使用。我們致力于以經(jīng)濟實惠的解決方案成本提供行業(yè)領先的性能。

Silergy公司由一群來自硅谷的技術創(chuàng)新者和商業(yè)領袖創(chuàng)建,平均擁有30年的經(jīng)驗。我們設計創(chuàng)新的混合信號和模擬IC,利用我們業(yè)界領先的工藝技術。我們的產(chǎn)品廣泛用于工業(yè),消費,計算和通信設備,旨在提高效率并節(jié)約或測量能源使用。我們致力于以經(jīng)濟實惠的解決方案成本提供行業(yè)領先的性能。收起

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