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国产模拟芯片,走向深水区!

文章作者:zjj日期:2022-11-02 14:31:23
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国内模拟芯片迎来了又一波“投资热”。据我们不完全统计,2022年以来,有超过15家的模拟芯片企业获得了融资,融资金额大多在亿元左右。众所周知,过去几年,国内已跑出了不少家上市的模拟芯片企业,第一波芯片国产替代的窗口已然过去,为何模拟芯片这个赛道的投资依旧火热?企业创立背后的逻辑和投资的价值点在哪里?


消费电子市场起步,国产模拟芯片立足脚跟


就模拟芯片这个品类来说,根据功能划分,模拟芯片可分为电源管理芯片、信号链芯片、射频芯片和其他器件等,其中,电源管理和信号链芯片合计占近七成的市场份额。模拟芯片的应用市场繁多,各领域的芯片种类更是有几千种,即使是全球前十大模拟IC供应商,所擅长的领域也各有不同(如图1所示),市场份额也不存在垄断的局面,排名前十的模拟芯片公司市场占有率约60%,余下单一企业的市场占有率大都不超过1%。因此,初创公司很容易找到可以生存下去的细分市场。

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图1:2021年全球前十大模拟芯片供应商排名及其擅长领域


国产模拟芯片公司大多是从消费电子市场切入,消费电子市场巨大,品类众多,因此成为我国模拟芯片创业企业的理想起步市场。


近些年来,国内涌现了卓胜微、圣邦微、思瑞浦、艾为电子、纳芯微、晶丰明源、芯海科技、力芯微、芯朋微、希荻微等为代表的一批模拟芯片公司。他们这些企业在模拟芯片的部分细分领域已崭露头角,在细分市场的产品形态有的已经处于业界较为前沿的位置。


但是,目前国内模拟芯片企业大多是集中在中低端消费电子领域,竞争已经非常火热,持续的“价格战”最终将会导致同业企业竞争加剧。因此在这样的市场环境下,国产企业必须要寻求长远的发展之道。


如果我们分析模拟芯片老大德州仪器的护城河,主要有三点:产品多样性、市场覆盖和制造&产能的优势。这也是国内模拟芯片厂商发力的指引。


一方面是做大做全。如上所述,模拟芯片是个种类极其丰富的市场,因此产品种类的丰富是拿下更多市占的一个方向。这也是目前国内模拟芯片厂商都在努力的一个方向。例如思瑞浦此前做电源管理芯片,后来逐渐开始涉猎信号链产品,2021年又开始布局嵌入式处理器MCU和MPU的研发;晶丰明源与南京凌鸥在“电源+MCU”业务合作方面进行持续探索。


再一个是往高性能的模拟芯片进击。只有不断突破高性能模拟芯片的研发和量产,在高端模拟芯片领域实现替代,才能不断向上打开更广阔的发展空间。


从市场应用领域来看,2022年上半年整个芯片市场表现出了明显的结构性分化趋势,从之前的“缺芯潮”转变为结构性短缺。一方面下游通用类和消费电子领域需求疲软;另一方面下游新兴行业(如新能源汽车、光伏储能等)快速增长使得芯片供不应求。所以向汽车和工业等应用领域的开拓是模拟芯片厂商不得不走之路。不少国内的厂商如芯海科技、艾为电子等也正加大在工业及车载相关领域的技术研发和产品布局。


与围绕摩尔定律发展并追求强算力、高性能的数字芯片不同,模拟芯片的先进性主要体现在电路速度、分辨率、功耗等电路性能参数的提升,更强调高信噪比、低失真、低耗电和高稳定性,研发周期和生命周期也更长。模拟芯片需要有专有的制造工艺,往往通过定制化的制造工艺提升产品性能,降低成本,也因此,模拟类芯片公司要做出具有差异化竞争力强的产品,需要找寻材料、器件和工艺的最佳组合,例如在射频领域,行业中普遍采用的器件材料和工艺平台包括 RF CMOS、RF SOI、GaAs、SiGe、SAW 以及压电晶体等,逐渐出现的新材料工艺还有GaN、MEMS等。


为了在工艺方面掌握有优势,国际大厂如德州仪器和ADI等多采用IDM模式。但也有一些模拟芯片厂商逐渐开始采用Fab-Lite模式,欧洲厂商如恩智浦、ST和英飞凌,日本厂商东芝、瑞萨、索尼和富士通等在执行Fab-lite策略。国内方面,不少企业已开始探索布局Fab-Lite经营模式,向上游不断延伸,如卓胜微开始自建滤波器产线,思瑞浦开始自建测试中心。在大宗产品领域,垂直整合仍具有很大的竞争意义,而采取灵活的、适合自身的制造分配方式也是模拟芯片企业确保竞争力而必须综合考量的问题。


此前我们谈到,国际方面,模拟芯片大厂开始向12英寸晶圆迈进。因为12英寸是模拟芯片厂商们保障高毛力,盈利未来的方式之一,TI此前曾表示,12英寸晶圆拥有20到30年的活力。国内方面,我们发现,卓胜微开始采用12寸65nm RF SOI工艺晶圆生产高性能天线开关芯片,艾为电子的12寸90nm BCD晶圆工艺已经进入全面量产阶段。


高端模拟IC市场迎来了初创型新玩家


不仅是上述的模拟芯片厂商的延伸扩展,高端模拟芯片市场也吸引了初创企业的踊跃加入。图2是我们根据公开信息统计的2022年以来国内模拟芯片厂商的融资情况,从中可以发现,这一轮融资企业的不同之处在于,不少初创模拟芯片企业所聚焦的应用领域都集中在工业、汽车、医疗以及高端的消费电子领域。模拟芯片经过了第一轮的消费电子市场“厮杀”之后,渐渐来到了更大、更高、更广阔的舞台。

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图2:2022年以来国产模拟芯片融资情况一览


在这些领域,芯片产品的稳定性和技术领先程度是优先考量的因素,因此也更加考验芯片厂商的实力。分析他们的发展动力和契机主要有以下几方面:


从行业角度看,国产模拟芯片在中低端领域已经几乎实现国产替代,但在高端领域却仍被巨头所占据,根据中国半导体协会数据,2021年国内模拟芯片自给率仅为12%,国产高性能模拟芯片目前在国内市场的渗透率仍然很低。就拿射频芯片这个市场来说,全球射频前端市场由Broadcom、Skyworks、Qorvo、Qualcomm 和 Murata等美日厂商主导,他们占据了中国射频前端芯片行业大部分的高端产品市场;再比如,在高性能数据转换器这个市场,全球高性能数据转换器市场规模已超过200亿美元,高精度ADC/DAC是其中重要的一类。数据转换器是美国ADI公司的专长领域,ADI在此领域在售产品有500个以上的型号,有效精度在16bit及以下的产品销售占其中95%以上,在这一领域,国内也是少之又少。


而且,中高端模拟芯片的应用领域更加广泛,市场规模巨大。根据IC insights的分析,2021年全球模拟芯片的应用仍然以通信、汽车、工业为主,预计2022年汽车领域的模拟芯片将增长17%,通信市场增长14%,工业市场增长9%(如图3所示)。按照工研院电子与光电系统研究所所长张世杰的说法,汽车是“最具成长性”的模拟芯片市场,随着电动化、智能化的趋势,汽车对模拟芯片的需求将会不断增加;通信领域有着大量的手机需求,是“最稳定的市场”;随着智能制造的不断发展,工业应用成为“最需要”模拟芯片的市场。


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图3:2022年模拟IC销售预测

(来源:IC insights)


再加上汽车和工业这些应用市场的模拟芯片技术要求较高,相应的产品毛利率也较高。这点可以从德州仪器和ADI的毛利率中看出,工业和汽车等高毛利的市场是国际大厂TI和ADI的“腹地”,2021年工业领域占据TI 收入的41%,汽车占据21%,2021年TI的毛利率为67.5%:ADI的工业领域收入占总营收55%,汽车领域占17%,2021年ADI的毛利率为61.8%。他们对汽车和工业领域的重视,以及得益于300mm晶圆的产能提高,导致毛利率不断升高。


结语


“潮平两岸阔,风正一帆悬。”国产模拟芯片的航线已经明确,国产替代的巨轮正在乘风破浪前行,在这艘巨轮上,新老模拟芯片玩家的每一份力量都不可或缺。相对老牌的企业有着此前的技术和财力来支撑其逐渐走向深水区,新玩家则没有历史包袱,更有利于他们专心自研,进而通过从某一个产品线领域切入,闯出一番天地。


但国产品牌要真正实现在高端领域的替代不是易事,不仅要在产品的性能和可靠性方面达到替代标准,还要对产品的整个质量管理有保障,真正达到完全兼容,而且在实际应用过程中碰到的问题也是很考验模拟芯片的经验和处理能力。在高性能模拟芯片这个深水区,国产企业未来还有很长的路要走。

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