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”？

根據(jù) WSTS 統(tǒng)計，2018 年全球半導(dǎo)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(fù)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(shù)水平和國際領(lǐng)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(shù)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(shè)計為什么難？眾所周知，集成電路可分為數(shù)字電路和模擬電路。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(jié)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(yīng)用來看，信號鏈路和電源管理是模擬 IC 的兩大主要應(yīng)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 和驅(qū)動器 IC 等元器件。

從技術(shù)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(dǎo)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(shè)計方面，模擬電路和數(shù)字電路差異巨大。數(shù)字電路的設(shè)計核心在于邏輯設(shè)計，輔助設(shè)計工具（EDA）豐富，可通過軟件進行調(diào)試；而模擬電路的設(shè)計核心在于電路設(shè)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(shè)計更依賴于人工設(shè)計，對工程師的經(jīng)驗要求也更高，優(yōu)秀的模擬設(shè)計師需要 10 年甚至更長時間的經(jīng)驗。此外，數(shù)字電路設(shè)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(shè)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(shù)很難被復(fù)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(shù)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(shè)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(shè)計，是全球領(lǐng)先的小封裝、高壓大電流 IC 設(shè)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(shè)計技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)之研發(fā)團隊，并擁有晶圓制程與封裝技術(shù)的設(shè)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(yīng)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(shè)備及智慧手機之品牌商或 ODM、OEM 代工廠商之供應(yīng)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(shè)計且產(chǎn)品全面覆蓋信號鏈和電源管理兩大領(lǐng)域的半導(dǎo)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(guān)、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(fù)載開關(guān)、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(biāo)世界一流模擬芯片廠商同類產(chǎn)品，部分關(guān)鍵性能指標(biāo)有所超越，廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、消費類電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器和汽車電子等領(lǐng)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(dǎo)體股份有限公司成立于 2008 年，是國內(nèi)領(lǐng)先的模擬和混合信號集成電路設(shè)計企業(yè)之一。公司總部設(shè)在上海浦東新區(qū)，在深圳、廈門、中山、成都、東莞、杭州設(shè)有客戶支持中心，在香港設(shè)有國際業(yè)務(wù)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(shù)和市場均處于領(lǐng)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(wù)，也將拓展更多應(yīng)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(shù)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(dǎo)體分立器件芯片、半導(dǎo)體分立器件成品。應(yīng)用于 LED 照明、LED 顯示、工業(yè)、家電、影音設(shè)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(dǎo)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(jié)構(gòu)的研發(fā)，期望在半導(dǎo)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(shù)團隊的數(shù)位成員來自美國的著名半導(dǎo)體公司，在模擬及混合集成電路領(lǐng)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(shè)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(shù)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(wù)于通信、消費電子、計算機及計算機接口設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)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(shè)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(lǐng)域 IC 產(chǎn)品四百余種。

賽微微電子

東莞賽微微電子有限公司 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(shè)有電池測試中心、銷售與技術(shù)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(lǐng)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(shè)備等諸多領(lǐng)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(shù)經(jīng)驗厚積薄發(fā)，引領(lǐng)技術(shù)前沿，開拓新興領(lǐng)域。公司擁有 4 英寸、5 英寸與 6 英寸等多條功率半導(dǎo)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(shè)計、工藝制造和產(chǎn)品設(shè)計方面擁有多項專利，各系列產(chǎn)品采用 IGBT、MOS、雙極技術(shù)及集成電路等核心制造技術(shù)，其中 IGBT 薄片工藝、Trench 工藝、壽命控制和終端設(shè)計技術(shù)等國內(nèi)領(lǐng)先，達到國際同行業(yè)先進水平。公司主要生產(chǎn)功率半導(dǎo)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(dǎo)體器件全部范圍，廣泛應(yīng)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(lǐng)域，并不斷在新能源汽車、光伏、變頻等戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域快速拓展。

上海艾為電子技術(shù)股份有限公司

上海艾為電子技術(shù)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(shè)計，聚焦在手機、可穿戴、智能硬件、車載電子、IoT 等消費電子領(lǐng)域。艾為的核心團隊擁有超過二十年專注于模擬 IC 設(shè)計和管理經(jīng)驗，自成立之初就建立了嚴(yán)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(shè)計公司，艾為采用委托加工方式，供應(yīng)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(quán)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(dǎo)體

上海韋爾半導(dǎo)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(shè)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(guān)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(lǐng)域得到廣泛應(yīng)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(guān)，并為合作伙伴提供大量的 EMC 測試。

南芯半導(dǎo)體

上海南芯半導(dǎo)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(shù)及經(jīng)驗積累，保持細(xì)分市場 3-5 年技術(shù)領(lǐng)先。同時堅持打造差異化產(chǎn)品，做到領(lǐng)先同領(lǐng)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(lǐng)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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(fēng)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(shè)計水平和國際領(lǐng)先公司的水平逐步縮小，而且越來越多加入模擬芯片設(shè)計市場。

但是放眼整個模擬芯片市場，具有先進技術(shù)和資金實力的 IDM 公司國際大廠也在投入建設(shè)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)?；旌细恿餍校焦杌哪M芯片進入市場。國產(chǎn)模擬芯片廠商也需要加強技術(shù)研發(fā)，和代工企業(yè)更加緊密合作，實現(xiàn)技術(shù)更大的技術(shù)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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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