中國模擬芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

中國模擬芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析一、模擬信號概述自然界的信號絕大多數(shù)以模擬信號的形式存在，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所能處理識別的信號則是二進(jìn)制的數(shù)字信號。信息的處理需要完整的信號鏈來完成，完整信號鏈的工作原理為：從傳感器探測到真實(shí)世界實(shí)際模擬信號，如電磁波、聲音、圖像、溫度、光信號等并將這些自然信號轉(zhuǎn)化成模擬的電信號，通過放大器進(jìn)行放大，然后通過ADC把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)過MCU或CPU或DSP等處理后，再經(jīng)由DAC還原為模擬信號。信號鏈的傳遞模擬芯片產(chǎn)品種類繁多；從產(chǎn)品專用性與否的角度出發(fā)，可以將模擬芯片分為通用模擬芯片和專用模擬芯片。其中，通用模擬芯片廣泛應(yīng)用于各個(gè)下游領(lǐng)域，主要產(chǎn)品類型包括放大器、比較器、電源管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化以及接口芯片等，而專用模擬芯片主要針對特定的應(yīng)用下游如通信、汽車、消費(fèi)電子和工業(yè)等領(lǐng)域進(jìn)行生產(chǎn)銷售。模擬芯片的主要分類二、模擬芯片特點(diǎn)1、高設(shè)計(jì)門檻與數(shù)字電路利用晶體管的開關(guān)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)不同，模擬芯片利用晶體管的放大功能，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師根據(jù)電子產(chǎn)品物理特性、制造工藝，利用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和布圖布線的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行晶體管級的電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)與仿真，在設(shè)計(jì)過程中實(shí)時(shí)充分關(guān)注功耗、增益及電阻等參數(shù)；此外，支持模擬芯片設(shè)計(jì)的輔助工具較少，且產(chǎn)品開發(fā)往往需與晶圓廠聯(lián)合；因此，模擬芯片的設(shè)計(jì)門檻較高、行業(yè)就有較高的技術(shù)壁壘。模擬集成電路和數(shù)據(jù)集成電路的比較2、長生命周期與強(qiáng)調(diào)運(yùn)算速度與成本比提升的數(shù)字芯片不同，模擬芯片不追求由晶體管集成數(shù)量的增加和特征尺寸與晶體管尺寸的減少；模擬芯片的改進(jìn)更多是電路速度、分辨率、功耗等參數(shù)的提升，其強(qiáng)調(diào)的是高信噪比、低失真、低耗電和高穩(wěn)定性，因而產(chǎn)品一旦達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)就具備長久的生命力，這一點(diǎn)從龍頭公司ADI的營收結(jié)構(gòu)也可以得以驗(yàn)證，ADI產(chǎn)品平均壽命大于10年，且公司50%以上的收入來自十年以上的產(chǎn)品。2020年ADI50%的收入來自十年以上產(chǎn)品3、高毛利水平就模擬芯片兩大龍頭公司ADI和TI而言，其產(chǎn)品毛利率均維持在50%以上。行業(yè)毛利高的核心原因在于產(chǎn)品壽命周期長、研發(fā)投入攤銷少且產(chǎn)品生產(chǎn)不依賴于先進(jìn)的工藝制程。相關(guān)報(bào)告：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《》三、模擬芯片應(yīng)用領(lǐng)域由于模擬芯片主要用于實(shí)現(xiàn)信號鏈的傳輸和對電流、電壓進(jìn)行管理，因此，在智能化時(shí)代的今天，模擬芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域眾多，被廣泛應(yīng)用于通訊、工業(yè)控制、汽車、消費(fèi)、PC等領(lǐng)域。從全球模擬集成電路終端應(yīng)用領(lǐng)域來看，通信、工業(yè)控制、汽車為是模擬芯片的主要終端應(yīng)用市場，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域占比逐漸下降；根據(jù)報(bào)告顯示，2020年通信、工業(yè)控制、汽車占比達(dá)81.1%。2014-2020年模擬芯片主要應(yīng)用領(lǐng)域占比情況模擬芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、產(chǎn)品種類豐富，但由于不同下游所需產(chǎn)品的性能不同、不同產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)復(fù)雜程度的差異，導(dǎo)致模擬芯片不同子產(chǎn)品的毛利率水平有著較大的差異；通訊以及工業(yè)控制類所需模擬芯片的功能復(fù)雜、可靠性高，故毛利率水平較高；而信號鏈芯片相較于電源管理芯片的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，因此信號鏈產(chǎn)品有著較高的毛利水平。2019年思瑞浦通訊、工控類模擬芯片的毛利率水平四、模擬芯片行業(yè)發(fā)展趨勢目前，我國模擬集成電路企業(yè)經(jīng)過數(shù)年發(fā)展，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不斷積累，產(chǎn)品種類不斷豐富，品牌知名度和市場認(rèn)知度不斷提高，管理和服務(wù)更加趨于完善，本地支持的優(yōu)勢開始展現(xiàn)，市場前景較為樂觀。同時(shí)，掌握世界先進(jìn)技術(shù)的本土模擬集成電路企業(yè)的崛起使我國高性能模擬集成電路水平與世界領(lǐng)先水平的差距逐步縮小，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)高端模擬芯片的部分空白，在某些產(chǎn)品領(lǐng)域甚至超越了世界先進(jìn)水平，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。趨勢一、模擬芯片增速較為穩(wěn)定，且屬于集成電路增速較快的細(xì)分領(lǐng)域。模擬芯片下游市場廣泛，產(chǎn)品較為分散，不易受大產(chǎn)業(yè)景氣波動(dòng)影響，市場增長較為穩(wěn)定。趨勢二、模擬芯片細(xì)分品類多，產(chǎn)品生命周期長，更依賴于工程師經(jīng)驗(yàn)。模擬芯片行業(yè)發(fā)展趨勢指出，模擬芯片是用于處理圖像、聲音、溫度等真實(shí)生活中模擬信號的芯片，起到媒介作用，將物理信息與數(shù)字系統(tǒng)連接起來，需要電路設(shè)計(jì)、制造工藝和半導(dǎo)體組件的配合。趨勢三、模擬芯片應(yīng)用廣泛、標(biāo)注化程度低，因此EDA等輔助工具不如邏輯芯片成熟，在設(shè)計(jì)過程需要根據(jù)成本、性能進(jìn)行調(diào)整和妥協(xié)，追求的是高信噪比、高可靠性、高穩(wěn)定性、低功耗、