集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、復(fù)雜程度高、迭代速度快，具有較高的技術(shù)門(mén)檻。而模擬芯片的性能指標(biāo)更為復(fù)雜，設(shè)計(jì)過(guò)程具有學(xué)習(xí)曲線(xiàn)長(zhǎng)、輔助工具有限、高度依賴(lài)設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)與能力等特點(diǎn)。模擬芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程中，溫度、噪聲、干擾等外部參數(shù)變化對(duì)性能指標(biāo)的影響難以通過(guò)EDA工具實(shí)現(xiàn)精確仿真，同時(shí)芯片制造及封裝的繁雜工序中，各道工序的誤差都可能導(dǎo)致單個(gè)晶體管實(shí)際物理參數(shù)與理論模型之間產(chǎn)生誤差，難以精確衡量及控制。

因此，模擬芯片的設(shè)計(jì)除考慮邏輯層面的設(shè)計(jì)外，需要重點(diǎn)考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)之間的匹配及相互影響，熟悉大部分元器件的特性和不同的生產(chǎn)制造封裝工藝，并通過(guò)持續(xù)試錯(cuò)在電路設(shè)計(jì)和制造工藝之間進(jìn)行精心匹配，最終保證產(chǎn)品的性能參數(shù)符合預(yù)先設(shè)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入本行業(yè)的技術(shù)壁壘較強(qiáng)。

芯片可以分為數(shù)字芯片和模擬芯片兩個(gè)大類(lèi)，數(shù)字芯片主要進(jìn)行邏輯運(yùn)算，包括CPU、內(nèi)存芯片、和各種DSP芯片等;模擬芯片主要處理模擬信號(hào)，種類(lèi)細(xì)且繁。包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯(ADC)、放大器芯片、電源管理芯片、PLL等等。

模擬芯片是處理外界信號(hào)的第一關(guān)，所有數(shù)據(jù)的源頭是模擬信號(hào)，模擬芯片是集成的模擬電路，用于處理模擬信號(hào)。模擬信號(hào)是在時(shí)間和幅值上都連續(xù)的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)則是時(shí)間和幅值上都不連續(xù)的信號(hào)。外界信號(hào)經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后，是模擬信號(hào)，在模擬芯片構(gòu)成的系統(tǒng)里進(jìn)行進(jìn)一步的放大、濾波等處理。處理后的模擬信號(hào)既可以通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸出到數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行處理，也可以直接輸出到執(zhí)行器。

一、模擬芯片的兩大主要用途

1、信號(hào)鏈-連接真實(shí)世界與數(shù)字世界的橋梁。

現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)鏈續(xù)的線(xiàn)性信號(hào)方式出現(xiàn)，比如輻射(光和顏色)、運(yùn)動(dòng)(位臵、速度和加速度)、聲音、壓力等，而在數(shù)字世界中信號(hào)是瞬時(shí)變化的，比如數(shù)字芯片僅能識(shí)別0伏狀態(tài)或五伏狀態(tài)，而不識(shí)別介于兩者之間的信號(hào)，因此需要由傳感器收集信號(hào)，然后模擬芯片將這類(lèi)可量化的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)(0和1)，再交由數(shù)字芯片處理。主要包括三大類(lèi)，即線(xiàn)性產(chǎn)品放大器等)、轉(zhuǎn)換器(ADC等)、接口。

2、電源鏈-管理和分配電源。

電源鏈產(chǎn)品可以提供電路保護(hù)，并為內(nèi)部的各種組件提供穩(wěn)定、適當(dāng)?shù)碾妷汉?a href="http://m.xsypw.cn/tags/電流/" target="_blank">電流，其包括四大類(lèi)，一是以市電AC為電源的AC/DC芯片、二是以電池DC為電源的電池管理芯片、三是通用負(fù)載解決方案(DC/DC轉(zhuǎn)換)、四是特殊負(fù)載解決方案(LED驅(qū)動(dòng)為代表)。

模擬下游應(yīng)用市場(chǎng)占比基本穩(wěn)定，2020年通信(36%)>汽車(chē)(24%)>工業(yè)(21%)>消費(fèi)(18%)，市場(chǎng)規(guī)模分別為通信201億美元、汽車(chē)135億美元、工業(yè)114億美元、消費(fèi)99億美元。其中汽車(chē)近年略有提升，從2014年的20%提升到2020年的24%;消費(fèi)略有下滑，從2014年的23%下降至18%。

行業(yè)格局穩(wěn)定，TI、ADI為雙龍頭。TI(強(qiáng)于電源鏈和ADI(強(qiáng)于信號(hào)鏈)為模擬市場(chǎng)雙龍頭，2020年分別占模擬市場(chǎng)的19%、9%，2020年CR6=52%。模擬市場(chǎng)具備產(chǎn)品具備“常青樹(shù)”特性，加之下游應(yīng)用分散，因此客戶(hù)粘性極強(qiáng)，行業(yè)格局穩(wěn)定，行業(yè)內(nèi)部的格局變化多來(lái)自于兼并收購(gòu)。

二、模擬芯片特點(diǎn)

1、應(yīng)用領(lǐng)域繁雜:模擬集成電路按細(xì)分功能可進(jìn)一步分為線(xiàn)性器件(如放大器、模擬開(kāi)關(guān)、比較器等)、信號(hào)接口、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、電源管理器件等諸多品類(lèi)，每一品類(lèi)根據(jù)終端產(chǎn)品性能需求的差異又有不同的系列，在現(xiàn)今電子產(chǎn)品中幾乎無(wú)處不在。

2、生命周期長(zhǎng):數(shù)字集成電路強(qiáng)調(diào)運(yùn)算速度與成本比，必須不斷采用新設(shè)計(jì)或新工藝，而模擬集成電路強(qiáng)調(diào)可靠性和穩(wěn)定性。一經(jīng)量產(chǎn)往往具備長(zhǎng)久生命力。

3、人才培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng):模擬集成電路的設(shè)計(jì)需要額外考慮噪聲、匹配、干擾等諸多因素，要求其設(shè)計(jì)者既要熟悉集成電路設(shè)計(jì)和晶圓制造的工藝流程，又需要熟悉大部分元器件的電特性和物理特性。加上模擬集成電路的輔助設(shè)計(jì)工具少、測(cè)試周期長(zhǎng)等原因，培養(yǎng)一名優(yōu)秀的模擬集成電路設(shè)計(jì)師往往需要10年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。

4、低價(jià)但穩(wěn)定:模擬集成電路的設(shè)計(jì)更依賴(lài)于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)5與數(shù)字集成電路相比，在新工藝的開(kāi)發(fā)或新設(shè)備的購(gòu)置上資金投入更少，加之擁有更長(zhǎng)的生命周期，單款模擬集成電路的平均價(jià)格往往低于同世代的數(shù)字集成電路，但由于功能細(xì)分多，模擬集成電路市場(chǎng)不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動(dòng)影響，因此價(jià)格波動(dòng)幅度相對(duì)較小。

三、一年數(shù)字，十年模擬

與數(shù)字芯片依賴(lài)工具、軍團(tuán)作戰(zhàn)不同，模擬芯片設(shè)計(jì)極度依賴(lài)工程師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。

從晶體管規(guī)模看，數(shù)字芯片遠(yuǎn)大于模擬芯片，但這并不意味著模擬芯片設(shè)計(jì)難度更低。恰恰相反，數(shù)字芯片能夠通過(guò)“軍團(tuán)式”作戰(zhàn)較快的堆疊出芯片，而模擬芯片則更依賴(lài)于工程師個(gè)人，通常一名工程師3-5年才能找到感覺(jué)，10年以上才能在某一領(lǐng)域擁有足夠的經(jīng)驗(yàn)，因此模擬工程師常被戲稱(chēng)為“老中醫(yī)”。

?

四、模擬芯片極度吃經(jīng)驗(yàn)的主要原因

?1、與數(shù)字追求運(yùn)算速度與成本的平衡不同，模擬芯片需要平衡的因素很多，比如信號(hào)鏈需要考慮信噪比/失真/濾波能力/漂移/能耗/可靠性/穩(wěn)定性，電源鏈需要考慮效率/精度和漂移/紋波/電磁干擾/動(dòng)態(tài)響應(yīng)/安全性/可靠性/穩(wěn)定性。

?2、數(shù)字芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程高度流程化，能夠使用到很多規(guī)范化的EDA設(shè)計(jì)工具、IP等。而模擬芯片實(shí)現(xiàn)同一功能能夠有多種路徑實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

?3、模擬芯片寄生效應(yīng)較多+同一功能的實(shí)現(xiàn)路徑較多A因此仿真無(wú)法覆蓋所有場(chǎng)景，只有通過(guò)流片后看到真是表現(xiàn)再做調(diào)整。

?因此模擬芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程，是一個(gè)反復(fù)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、迭代的過(guò)程，工程師在經(jīng)驗(yàn)積累過(guò)程中形成的“感性直覺(jué)”往往是不能用公式、甚至語(yǔ)言描述的。而這些經(jīng)驗(yàn)，需要實(shí)打?qū)嵶鲞^(guò)多個(gè)項(xiàng)目，經(jīng)歷流片、封測(cè)和量產(chǎn)，從眾多坑中爬出來(lái)才能積累。

模擬與數(shù)模混合芯片概況

數(shù)字芯片和模擬芯片的區(qū)別

數(shù)字芯片與模擬芯片對(duì)比

數(shù)字芯片是由多個(gè)相同的單元電路組成，模擬芯片是由各個(gè)不同的單元組成。

數(shù)字芯片基本上是CMOS結(jié)構(gòu)，模擬芯片由一個(gè)或多個(gè)PN結(jié)構(gòu)組成。

數(shù)字芯片只能處理數(shù)字信號(hào)，而模擬芯片只能處理模擬信號(hào)，兩者不能互換。

數(shù)字芯片利用的是晶體的開(kāi)關(guān)作用，模擬芯片利用的是晶體管的放大作用。

集成電路產(chǎn)品根據(jù)處理信號(hào)類(lèi)型的不同，分為模擬芯片和數(shù)字芯片。模擬芯片主要用于處理信息參數(shù)在給定時(shí)間范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號(hào)，即模擬信號(hào)，其特點(diǎn)為信號(hào)幅度隨時(shí)間連續(xù)變化，能真實(shí)、逼真地反映物理世界，模擬信號(hào)易衰減且不易存儲(chǔ)。

數(shù)字芯片主要用于處理模擬信號(hào)經(jīng)采樣量化后得到的離散信號(hào)，即數(shù)字信號(hào)，以二進(jìn)制（0/1）表示，其特點(diǎn)為信息參數(shù)在時(shí)間和幅度上均為離散，數(shù)字信號(hào)易存儲(chǔ)、不衰減，適合被高速處理。數(shù)模混合芯片中既有模擬電路又有數(shù)字電路，其中模擬電路通常是核心部分，數(shù)字電路用于控制模擬電路實(shí)現(xiàn)特定算法。因此，數(shù)模混合芯片通常被認(rèn)為屬于模擬芯片范疇。

根據(jù)功能的不同，模擬芯片大致分為電源鏈和信號(hào)鏈兩大類(lèi)。電源鏈主要用于管理電池與電能，信號(hào)鏈主要用于處理信號(hào)。電源鏈主要包括DC-DC、線(xiàn)性穩(wěn)壓器、PMIC、LED驅(qū)動(dòng)芯片等；信號(hào)鏈主要包括比較器、運(yùn)算放大器、ADC、DAC、接口芯片等。

根據(jù)下游產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域的不同，模擬芯片可以分為通用芯片和專(zhuān)用芯片（ASIC芯片）。通用芯片的設(shè)計(jì)性能參數(shù)不會(huì)特定適配于某類(lèi)應(yīng)用，可以適用于各種各樣的電子系統(tǒng)，一般包括信號(hào)鏈路的放大器Amp、信號(hào)轉(zhuǎn)換器ADC/DAC、通用接口芯片、比較器和電源鏈路中的穩(wěn)壓器等。

通用芯片產(chǎn)品細(xì)分品類(lèi)多，生命周期長(zhǎng)，市場(chǎng)穩(wěn)定。ASIC芯片是指應(yīng)特定用戶(hù)要求或特定電子系統(tǒng)的需要而設(shè)計(jì)、制造的集成電路，通常應(yīng)用于專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域的電子產(chǎn)品，如通信、汽車(chē)、消費(fèi)電子、工業(yè)等。ASIC芯片作為集成電路技術(shù)與特定用戶(hù)的整機(jī)或系統(tǒng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，與通用集成電路相比具有體積更小、重量更輕、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強(qiáng)、成本降低等優(yōu)點(diǎn)。

由于專(zhuān)用性導(dǎo)致不同廠(chǎng)商的產(chǎn)品難以直接互相替代，ASIC芯片產(chǎn)品擁有更強(qiáng)的客戶(hù)黏度。

1什么是模擬芯片

模擬電路的構(gòu)成包括電阻、電容、晶體管等，而模擬集成電路是集成模擬電路來(lái)來(lái)處理連續(xù)函數(shù)形式模擬信號(hào)(如聲音、光線(xiàn)、溫度等)。任何數(shù)據(jù)的源頭都是模擬信號(hào)，通過(guò)模擬信號(hào)向外界傳遞信息，用來(lái)處理模擬信號(hào)的集成電路就是模擬芯片，模擬芯片是處理外界數(shù)據(jù)的第一關(guān)。

2模擬芯片的種類(lèi)

模擬芯片種類(lèi)眾多，應(yīng)用范圍極廣，除常見(jiàn)的信號(hào)鏈與電源管理類(lèi)模擬芯片之外，通信領(lǐng)域的射頻器件、服務(wù)器領(lǐng)域的內(nèi)存接口芯片等專(zhuān)用產(chǎn)品也屬于模擬芯片

(1)按照傳輸弱電信號(hào)和強(qiáng)電能量的角度分，分為信號(hào)鏈模擬芯片與電源管理模擬芯片。

信號(hào)鏈類(lèi)可以劃分為線(xiàn)性產(chǎn)品、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口、其它模擬芯片等

電源管理根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能可分為交直流轉(zhuǎn)換器、LED驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、LDO線(xiàn)性穩(wěn)壓器等，將眾多功能集成在一起電源管理模塊則為PMIC。

(2)按功能角度，模擬芯片可分為通用模擬和專(zhuān)用模擬

通用模擬芯片又被稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)型模擬芯片，它實(shí)現(xiàn)的功能具有可遷移性，而非面向特定的功能需求，所以適用于各種各樣的電子信息系統(tǒng)中。其通用性也意味著不同廠(chǎng)商的同一種產(chǎn)品具有相互替代性，包括線(xiàn)性產(chǎn)品、電源管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、接口芯片等產(chǎn)品。

專(zhuān)用模擬芯片是指應(yīng)特定用戶(hù)要求和特定電子系統(tǒng)的需要而設(shè)計(jì)、制造的集成電路，專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于特定領(lǐng)域的芯片，如通信應(yīng)用、汽車(chē)應(yīng)用、消費(fèi)電子、工業(yè)應(yīng)用。

(3)模擬芯片產(chǎn)品分為通用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品SLIC和專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品ASSP。

3模擬芯片全球前十大廠(chǎng)商

(1)TI德州儀器：(美國(guó))成立于1930年，是世界第一大數(shù)字信號(hào)處理器和模擬半導(dǎo)體組件制造商。主營(yíng)運(yùn)算放大器，電源管理芯片等

(2)ADI亞德諾：亞德諾(美國(guó))擁有業(yè)界領(lǐng)先的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC產(chǎn)品組合，能夠覆蓋所有主要應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)，是全球數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器龍頭。主營(yíng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、放大器和線(xiàn)性產(chǎn)品、射頻(RF)IC、電源管理產(chǎn)品等

(3)Infineon英飛凌：英飛凌(德國(guó))是全球十大半導(dǎo)體制造商之一，是電源管理行業(yè)的領(lǐng)先供應(yīng)商，提供各種半導(dǎo)體解決方案。主營(yíng)汽車(chē)系統(tǒng)芯片、靜電放電(ESD)與浪涌保護(hù)等

(4)ST意法半導(dǎo)體：意法半導(dǎo)體集團(tuán)于1987年由意大利的SGS微電子公司和法國(guó)Thomson半導(dǎo)體公司合并而成，大部分模擬IC銷(xiāo)售目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)控制、自動(dòng)化和能源管理應(yīng)用。主營(yíng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、高壓驅(qū)動(dòng)芯片、智能電源開(kāi)關(guān)、電力線(xiàn)通信IC等

(5)Skyworks思佳訊：思佳訊解決方案(美國(guó))是一家無(wú)線(xiàn)半導(dǎo)體公司，是手機(jī)射頻領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)，設(shè)計(jì)并生產(chǎn)應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域的射頻及完整半導(dǎo)體系統(tǒng)解決方案。主營(yíng)射頻及無(wú)線(xiàn)半導(dǎo)體解決方案、放大器、衰減器等

(6)NXP恩智浦：恩智浦(荷蘭)創(chuàng)立于2006年，其前身為飛利浦公司于1953年成立的半導(dǎo)體事業(yè)部。公司是全球功率放大器的主要供應(yīng)商之一。主營(yíng)音頻放大器、能源管理、射頻等

(7)Maxim美信：美信(美國(guó))致力于為客戶(hù)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售一系列的線(xiàn)性和混合信號(hào)集成電路，面向四大終端市場(chǎng)：工業(yè)，通信，消費(fèi)者和處理器。主營(yíng)電源管理、模擬信號(hào)、接口等

(8)ONSemi安森美：安森美半導(dǎo)體(美國(guó))是一家寬頻和電力管理集成電路和標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體的供應(yīng)商，是全球高性能電源解決方案供應(yīng)商。主營(yíng)高能效電源管理、模擬、傳感器等

(9)Microchip微芯科技：微芯科技(美國(guó))是全球領(lǐng)先的單片機(jī)和模擬半導(dǎo)體供應(yīng)商，為全球數(shù)以千計(jì)的消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品提供低風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、更低的系統(tǒng)總成本和更快的產(chǎn)品上市時(shí)間。主營(yíng)單片機(jī)、存儲(chǔ)器、電源管理芯片等

(10)Renesas瑞薩：瑞薩(日本)是全球領(lǐng)先的微控制器供應(yīng)商、模擬功率器件和SoC產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)者，為汽車(chē)、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施及物聯(lián)網(wǎng)等各種應(yīng)用提供綜合解決方案。主營(yíng)微控制器、功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、混合信號(hào)集成電路(IC)等

模擬芯片產(chǎn)業(yè)概況

模擬芯片行業(yè)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要分支。根據(jù)WSTS的統(tǒng)計(jì)，全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模從2003年的268億美元增長(zhǎng)到2021年的741.05億美元，2021年全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模占全球半導(dǎo)體整體市場(chǎng)的13.33%，占全球集成電路市場(chǎng)的16.01%。

根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)模擬集成電路市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到3,056.3億元。近年來(lái)，雖然本土模擬芯片廠(chǎng)商陸續(xù)崛起，部分高端產(chǎn)品領(lǐng)域甚至超過(guò)世界先進(jìn)水平，但目前中國(guó)模擬芯片自給率僅為12%，未來(lái)仍存在較大國(guó)產(chǎn)替代空間。

模擬芯片行業(yè)的特點(diǎn)

（1）產(chǎn)品生命周期長(zhǎng)，豐富的產(chǎn)品線(xiàn)是重要競(jìng)爭(zhēng)要素之一

與數(shù)字芯片追求運(yùn)算效率與成本不同，模擬芯片評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)在于電路速度、分辨率、功耗、信噪比、穩(wěn)定性等指標(biāo)，終端客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品認(rèn)證的過(guò)程更復(fù)雜、周期更長(zhǎng)，最終達(dá)標(biāo)產(chǎn)品的生命周期也更長(zhǎng)。數(shù)字芯片通常在1-2年后即會(huì)被更高工藝產(chǎn)品替代，而模擬芯片一般生命周期在5年以上，部分模擬芯片的生命周期可以超過(guò)10年。

同時(shí)，模擬芯片種類(lèi)繁雜，根據(jù)功能可以劃分為信號(hào)鏈和電源鏈兩大類(lèi)，根據(jù)下游用途又可以分為通用模擬芯片與專(zhuān)用模擬芯片，不同產(chǎn)品有不同的性能指標(biāo)，適用于不同的應(yīng)用需求。因此，對(duì)于模擬芯片廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，豐富的產(chǎn)品線(xiàn)種類(lèi)能夠滿(mǎn)足下游客戶(hù)不同需求場(chǎng)景，為關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)要素。以全球模擬芯片龍頭德州儀器為例，其目前擁有超過(guò)8萬(wàn)種產(chǎn)品。

國(guó)內(nèi)模擬芯片廠(chǎng)商的產(chǎn)品目錄近年來(lái)增速相對(duì)可觀(guān)，但總量與全球龍頭相比仍處于劣勢(shì)。

（2）下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛且分散，聚焦細(xì)分領(lǐng)域是普遍策略

模擬芯片產(chǎn)品種類(lèi)繁多，功能齊全，廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)、汽車(chē)電子、消費(fèi)電子以及政企系統(tǒng)等領(lǐng)域中，在不同的領(lǐng)域中又有許多細(xì)分的下游賽道。

例如，通信領(lǐng)域中的無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施及有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，汽車(chē)領(lǐng)域中的駕駛輔助和動(dòng)力系統(tǒng)，工業(yè)領(lǐng)域中的航空航天、醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)自動(dòng)化，消費(fèi)領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)、手機(jī)和平板電腦，政企系統(tǒng)中的各類(lèi)服務(wù)器等。另外，不同終端客戶(hù)對(duì)于芯片的精度、速度、功率、線(xiàn)性度和信號(hào)幅度能力方面的需求千差萬(wàn)別，許多產(chǎn)品往往僅針對(duì)特定客戶(hù)和應(yīng)用進(jìn)行高度定制，因此下游客戶(hù)非常分散。

由于下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛且分散，單一廠(chǎng)商難以覆蓋所有細(xì)分市場(chǎng)，模擬芯片行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散。因此，聚焦細(xì)分領(lǐng)域是模擬芯片企業(yè)普遍采用的商業(yè)策略，即便是全球龍頭廠(chǎng)商也呈現(xiàn)出顯著的專(zhuān)業(yè)特色：德州儀器是電源管理和運(yùn)算放大器領(lǐng)域的龍頭企業(yè)；亞德諾在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域領(lǐng)先多年；英飛凌、恩智浦是著名的汽車(chē)電子廠(chǎng)商；思佳訊則專(zhuān)注于射頻領(lǐng)域。中國(guó)模擬芯片行業(yè)起步較晚，大部分上市公司成立于2000年-2010年。與全球頭部廠(chǎng)商相比，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商尚處于發(fā)展初期，產(chǎn)品布局更加聚焦于細(xì)分賽道。在細(xì)分賽道取得優(yōu)勢(shì)后通過(guò)內(nèi)生或外延方式逐步擴(kuò)充產(chǎn)品線(xiàn)是我國(guó)模擬芯片企業(yè)發(fā)展的典型方式。發(fā)行人在成立初期聚焦于以電子霧化終端為代表的個(gè)人消費(fèi)電子領(lǐng)域，并逐漸擴(kuò)展至以電視、機(jī)頂盒、智能掃地機(jī)器人等為代表的智能家居領(lǐng)域，以路由器為代表的網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，以安防監(jiān)控?cái)z像頭為代表的工業(yè)控制領(lǐng)域等。

（3）產(chǎn)品設(shè)計(jì)門(mén)檻高，人才是重要競(jìng)爭(zhēng)要素

模擬芯片性能指標(biāo)復(fù)雜，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)具有輔助工具少、經(jīng)驗(yàn)要求高、操作非標(biāo)準(zhǔn)、多學(xué)科復(fù)合、測(cè)試周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。模擬芯片在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)之間的匹配及相互影響，以保證實(shí)現(xiàn)低噪聲、低失真和良好的電流放大及頻率功率特性等；同時(shí)，由于模擬芯片生產(chǎn)工藝的多樣化，設(shè)計(jì)人員需要熟悉大部分元器件的特性和不同的生產(chǎn)制造封裝工藝，且在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)關(guān)注功耗、增益及電阻等參數(shù)變化，通過(guò)持續(xù)試錯(cuò)在電路設(shè)計(jì)和制造工藝之間進(jìn)行精心匹配。此外，模擬芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程中可以借助的EDA工具遠(yuǎn)少于數(shù)字芯片設(shè)計(jì)，因此對(duì)設(shè)計(jì)人員自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)要求較高。

優(yōu)秀的模擬設(shè)計(jì)工程師一般需要10年以上的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。目前全球的模擬設(shè)計(jì)工程師相對(duì)短缺，因此擁有一定數(shù)量?jī)?yōu)秀模擬設(shè)計(jì)工程師的企業(yè)將構(gòu)建強(qiáng)大的技術(shù)壁壘。

（4）外延并購(gòu)是模擬芯片廠(chǎng)商發(fā)展的重要途徑

由于模擬芯片產(chǎn)品相對(duì)較高的設(shè)計(jì)難度及相對(duì)較長(zhǎng)的研發(fā)與驗(yàn)證周期，外延并購(gòu)為模擬芯片廠(chǎng)商快速積累核心技術(shù)、拓展客戶(hù)的重要途徑。

全球龍頭廠(chǎng)商德州儀器、亞德諾等均通過(guò)持續(xù)的并購(gòu)與整合快速提升競(jìng)爭(zhēng)力并擴(kuò)大市場(chǎng)份額。以2020年亞德諾209億美元收購(gòu)美信為例，亞德諾原先的下游客戶(hù)主要分布在通信、工業(yè)和數(shù)字醫(yī)療領(lǐng)域，而美信的客戶(hù)主要分布在汽車(chē)和企業(yè)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，亞德諾通過(guò)本次并購(gòu)，迅速獲得了美信在相關(guān)領(lǐng)域的核心技術(shù)與市場(chǎng)。近年來(lái)模擬芯片行業(yè)并購(gòu)事件頻發(fā)，模擬芯片企業(yè)紛紛通過(guò)并購(gòu)實(shí)現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)張或產(chǎn)品線(xiàn)擴(kuò)充。

模擬芯片行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）行業(yè)整體規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)

模擬芯片產(chǎn)品品類(lèi)繁多，生命周期較長(zhǎng)，下游應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛。因此，與數(shù)字芯片相比模擬芯片行業(yè)周期性較弱。近年來(lái)受益于PC、通信、可穿戴產(chǎn)品、AIoT設(shè)備等電子設(shè)備的品類(lèi)和市場(chǎng)容量的擴(kuò)張，模擬芯片的市場(chǎng)規(guī)模總體呈擴(kuò)張趨勢(shì)。根據(jù)WSTS統(tǒng)計(jì)，全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模從2003年的268億美元增長(zhǎng)到2021年的741.05億美元。根據(jù)WSTS預(yù)測(cè)，2022年全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)845.39億美元，同比增長(zhǎng)14.08%。

未來(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源汽車(chē)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、無(wú)人駕駛、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、5G通訊、智能安防等新興應(yīng)用領(lǐng)域需求的爆發(fā)，全球集成電路產(chǎn)業(yè)有望在中長(zhǎng)期持續(xù)維持高景氣度。特別是汽車(chē)電動(dòng)化、智能化的趨勢(shì)，以及工業(yè)能源類(lèi)節(jié)能降耗需求將引發(fā)模擬芯片的升級(jí)迭代。根據(jù)ICInsights預(yù)測(cè)，2021年至2026年模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模將保持11.8%的復(fù)合增長(zhǎng)率。

（2）自給率將持續(xù)提升

作為全球模擬芯片第一大市場(chǎng)，我國(guó)模擬芯片自給率雖在近年有所提升但仍然偏低。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)模擬芯片自給率僅為12%，相比2017年提高6個(gè)百分點(diǎn)。從競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，國(guó)內(nèi)模擬芯片市場(chǎng)第一梯隊(duì)仍然是以德州儀器、亞德諾等為代表的歐美企業(yè)，部分國(guó)內(nèi)企業(yè)近年來(lái)通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)力提升進(jìn)入第二梯隊(duì)，但整體競(jìng)爭(zhēng)力相比第一梯隊(duì)仍有差距。

在政策支持、高額投資、工程師紅利、國(guó)內(nèi)需求快速增長(zhǎng)等一系列有利因素的促進(jìn)下，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有望保持快速發(fā)展勢(shì)頭，自給率持續(xù)提升。需求方面，由于2018年以來(lái)中美貿(mào)易摩擦加劇，終端廠(chǎng)商考慮供應(yīng)鏈安全問(wèn)題，紛紛尋求國(guó)產(chǎn)替代芯片產(chǎn)品。中國(guó)模擬芯片企業(yè)背靠最大的電子設(shè)備生產(chǎn)及需求市場(chǎng)，有望持續(xù)受益于產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)。

供給方面，國(guó)內(nèi)模擬芯片廠(chǎng)商研發(fā)與創(chuàng)新更多側(cè)重于針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化，符合模擬芯片場(chǎng)景專(zhuān)用化的發(fā)展趨勢(shì)。隨著近年來(lái)具有綜合能力的海外優(yōu)秀工程師不斷回流，國(guó)內(nèi)模擬工程師整體技術(shù)能力迅速提升，具備了集成化、定制化設(shè)計(jì)的先決條件，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商逐漸從國(guó)外系統(tǒng)產(chǎn)品的簡(jiǎn)單模仿轉(zhuǎn)為自主研發(fā)創(chuàng)新的階段，未來(lái)出貨量有望持續(xù)放大。

（3）技術(shù)將向高集成、低功耗、高可靠、行業(yè)定制等方向發(fā)展

個(gè)人消費(fèi)電子和智能家居等領(lǐng)域產(chǎn)品功能的不斷豐富、工業(yè)控制及汽車(chē)領(lǐng)域?qū)?jié)能環(huán)保需求的不斷提升，對(duì)應(yīng)用終端的外形、體積、續(xù)航時(shí)間、功能性、復(fù)雜程度、能耗等方面提出了更高的要求，從而要求模擬及數(shù)模混合芯片具有更高的集成度、更小的面積、更高的可靠性、更高的效率。

同時(shí)，隨著通用型芯片競(jìng)爭(zhēng)的加劇，面向特定的行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行定制研發(fā)，提升芯片與電子系統(tǒng)的適配度成為模擬及數(shù)模混合芯片企業(yè)實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)的重要途徑。本土具備較強(qiáng)實(shí)力的公司在面向行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行定制化研發(fā)的道路上已取得一定的成果。

（4）設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與工藝環(huán)節(jié)的耦合度將持續(xù)提升

模擬及數(shù)模混合芯片下游應(yīng)用廣泛且多樣化，代工的標(biāo)準(zhǔn)化程度較數(shù)字芯片低，因此需要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與工藝環(huán)節(jié)的深度結(jié)合。一方面，工藝平臺(tái)中工藝器件的多樣化與特色化將影響芯片產(chǎn)品的功耗、成本和良率等重要指標(biāo)；另一方面，模擬芯片的設(shè)計(jì)受工藝制約，高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)需要工藝匹配實(shí)現(xiàn)。

為強(qiáng)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與工藝環(huán)節(jié)的配合，全球模擬及數(shù)模混合芯片龍頭廠(chǎng)商多采用IDM模式，如德州儀器、亞德諾等。IDM模式有利于從設(shè)計(jì)到制造到封測(cè)的全流程技術(shù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝協(xié)同優(yōu)化；同時(shí)可快速響應(yīng)設(shè)計(jì)需求、驗(yàn)證特色工藝，提高產(chǎn)品的研發(fā)效率。

但I(xiàn)DM模式對(duì)前期資本投入要求較高，目前大部分模擬芯片廠(chǎng)商采用Fabless模式，將晶圓制造、封裝測(cè)試等工藝環(huán)節(jié)委托給第三方晶圓廠(chǎng)和封測(cè)廠(chǎng)。為提升設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與工藝環(huán)節(jié)的耦合，部分優(yōu)秀Fabless廠(chǎng)商在工藝技術(shù)、封測(cè)技術(shù)等方面具有較強(qiáng)積累，通過(guò)與晶圓廠(chǎng)及封測(cè)廠(chǎng)合作定制開(kāi)發(fā)特定工藝平臺(tái)、合作投資建設(shè)產(chǎn)線(xiàn)等方式，積極打造虛擬IDM模式，代表廠(chǎng)商為MPS和矽力杰。

行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)

行業(yè)發(fā)展機(jī)遇下游市場(chǎng)需求旺盛

模擬及數(shù)模混合芯片面向的下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括智能手機(jī)、平板電腦、TWS耳機(jī)、智能音箱、數(shù)碼相機(jī)等個(gè)人消費(fèi)電子產(chǎn)品；電視、機(jī)頂盒、智能掃地機(jī)器人、智能門(mén)鎖、智能家電等智能家居產(chǎn)品；路由器、交換機(jī)、基站等網(wǎng)絡(luò)通信類(lèi)產(chǎn)品；汽車(chē)、軌道交通、智能電網(wǎng)、數(shù)控機(jī)床、無(wú)人機(jī)、攝像頭、儀器儀表、電動(dòng)工具、儲(chǔ)能等工業(yè)控制產(chǎn)品，涵蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各主要領(lǐng)域，市場(chǎng)空間巨大，且受單一產(chǎn)業(yè)波動(dòng)的影響較小。

隨著消費(fèi)領(lǐng)域產(chǎn)品的持續(xù)普及與技術(shù)迭代、工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化與智能化程度的不斷提升、以及5G通訊、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)的不斷成熟，下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)㈤L(zhǎng)期維持高景氣度，從而保持對(duì)模擬及數(shù)模混合芯片的強(qiáng)勁需求，模擬及數(shù)模混合芯片廠(chǎng)商面臨廣闊的市場(chǎng)空間與長(zhǎng)期向好的市場(chǎng)前景。

國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)明顯

中國(guó)為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó)家，但自給率仍然處于較低水平，依賴(lài)進(jìn)口的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。根據(jù)海關(guān)總署的數(shù)據(jù)，集成電路產(chǎn)品的進(jìn)口額從2015年起已連續(xù)八年位列所有進(jìn)口商品中的第一位，2022年集成電路產(chǎn)品的進(jìn)出口逆差達(dá)到2,616.6億美元，進(jìn)口替代空間巨大且需求急迫。

同時(shí)，在全球集成電路行業(yè)第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中，中國(guó)大陸在全球產(chǎn)業(yè)格局中所占比重逐步提高，國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善。制造端，中國(guó)已建和在建的6至12英寸晶圓產(chǎn)線(xiàn)投資上百億美元，全球巨頭臺(tái)積電、聯(lián)電、海力士等紛紛在中國(guó)大陸投資建廠(chǎng)，中芯國(guó)際、華虹NEC、華潤(rùn)上華等本土晶圓制造廠(chǎng)商也在積極擴(kuò)大產(chǎn)能；封測(cè)端，國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技等廠(chǎng)商技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。產(chǎn)業(yè)鏈的逐步成熟為中國(guó)集成電路行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新打造了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

巨大的國(guó)產(chǎn)替代空間和良性的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)明顯加速，擁有自主創(chuàng)新技術(shù)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的本土集成電路廠(chǎng)商將面臨良好的發(fā)展前景。

審核編輯：劉清