淺談國(guó)產(chǎn)模擬芯片，實(shí)力幾何？

在模擬芯片這個(gè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)玩家不可謂不多，而且已經(jīng)有不少本土廠商上市。我們都知道，模擬芯片的特點(diǎn)是散、多、細(xì)，而且“便宜”，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，以出貨量多致勝。所以企業(yè)的產(chǎn)品不僅需要技術(shù)硬，要產(chǎn)品種類多，還要毛利高，才能在這個(gè)市場(chǎng)殺出一條血路。那么，國(guó)產(chǎn)上市的這些模擬芯片企業(yè)他們的實(shí)力到底怎樣呢？

模擬芯片分類和特點(diǎn)

首先，讓我們來(lái)看下什么是模擬芯片。數(shù)字芯片最擅長(zhǎng)處理數(shù)字0和1，而模擬芯片可以讀取和處理語(yǔ)音、音樂(lè)和視頻等波形。因此，模擬芯片為充滿存儲(chǔ)和操作能力的數(shù)字世界搭建了一座橋梁。根據(jù)功能劃分，模擬芯片可分為電源管理芯片、信號(hào)鏈芯片、射頻芯片和其他器件等。在整個(gè)模擬芯片市場(chǎng)中，電源管理和信號(hào)鏈芯片合計(jì)占近七成的市場(chǎng)份額。

受益于較長(zhǎng)的生命周期和較分散的應(yīng)用場(chǎng)景，信號(hào)鏈芯片的市場(chǎng)在近幾年發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，行業(yè)規(guī)模也在穩(wěn)步增長(zhǎng)。信號(hào)鏈芯片主要是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行收發(fā)、轉(zhuǎn)換、放大、過(guò)濾等處理。一個(gè)完整信號(hào)鏈的工作原理為：從傳感器探測(cè)到真實(shí)世界實(shí)際信號(hào)，如聲音、圖像、溫度、電磁波、光信號(hào)等并將這些自然信號(hào)轉(zhuǎn)化成模擬的電信號(hào)，再通過(guò)放大器進(jìn)行放大，然后通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò) MCU 或 CPU 或 DSP等處理后，一方面，經(jīng)由DAC還原為模擬信號(hào)，另一方面，通過(guò)各種連接芯片實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通?？梢哉f(shuō)，信號(hào)鏈?zhǔn)请娮釉O(shè)備實(shí)現(xiàn)感知和控制的基礎(chǔ)。在信號(hào)鏈芯片中，放大器和比較器（線性產(chǎn)品類）是市場(chǎng)規(guī)模占比最高的品類。隨著數(shù)字芯片的面積越來(lái)越小，與之配套的信號(hào)鏈芯片也會(huì)在更多新技術(shù)的推動(dòng)下朝著小型化、低功耗和高性能的方向發(fā)展。

而電源管理芯片作為一種在電子設(shè)備中承擔(dān)電能變換、分配和監(jiān)控的芯片，存在于幾乎所有的電子產(chǎn)品和設(shè)備中廣泛運(yùn)用，是模擬芯片最大的細(xì)分市場(chǎng)之一。其功能一般包括電壓轉(zhuǎn)換、電流控制、低壓差穩(wěn)壓、電源選擇、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)、電源開(kāi)關(guān)時(shí)序控制、LED 驅(qū)動(dòng)、LED 照明驅(qū)動(dòng)等。電源管理芯片已經(jīng)成為提升整機(jī)性能和差異化競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵，目前電源管理芯片技術(shù)正朝著高效、低能耗、集成化、內(nèi)核數(shù)字化、智能化方向不斷發(fā)展。

了解了模擬芯片的分類之后，我們來(lái)看下模擬芯片的特點(diǎn)。模擬集成電路行業(yè)的主要特點(diǎn)是生命周期長(zhǎng)、品類多且復(fù)雜、設(shè)計(jì)難度高/人才稀缺、下游應(yīng)用廣泛。

具體來(lái)看，模擬芯片的生命周期一般較長(zhǎng)，如德州儀器于1979年推出的音頻運(yùn)算放大器NE5532已銷售超40年；ADI 50%以上的營(yíng)收是來(lái)自于10年以上的產(chǎn)品。不同于數(shù)字芯片強(qiáng)調(diào)運(yùn)算性能，追求運(yùn)算速度，需通過(guò)追逐先進(jìn)制程來(lái)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。模擬芯片更重要的是在高信噪比、低失真、高可靠性和穩(wěn)定性等其他各種參數(shù)中取得平衡，產(chǎn)品一旦達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)后就具備較長(zhǎng)的生命力，大部分產(chǎn)品生命周期可長(zhǎng)達(dá)10年以上。長(zhǎng)壽創(chuàng)造了一種持續(xù)數(shù)十年的低流失率產(chǎn)品，也減少了對(duì)維護(hù)研發(fā)的需求，為再投資或分銷騰出資金。

種類多且復(fù)雜是模擬芯片的又一大特點(diǎn)，模擬細(xì)分市場(chǎng)在客戶和產(chǎn)品兩個(gè)方面是多樣化的。模擬公司有成千上萬(wàn)的客戶，但沒(méi)有一個(gè)客戶能很大一部分的收入，也沒(méi)有一個(gè)產(chǎn)品占收入的很大一部分。德州儀器擁有近14萬(wàn)種器件，大約有17個(gè)大類，每個(gè)大類又有十幾到幾十個(gè)場(chǎng)景應(yīng)用不同的子產(chǎn)品線；ADI也有超過(guò)7萬(wàn)多種的模擬器件，其中大約80%的營(yíng)收來(lái)自于占比不到 0.1%的產(chǎn)品品類。

再者，模擬芯片對(duì)人才的要求也很高，具有高度的經(jīng)驗(yàn)依賴度。設(shè)計(jì)者不僅需要熟悉電路設(shè)計(jì)和晶圓制造工藝流程，還要熟知大部分元器件的電特性和物理特性，再加上EDA工具對(duì)模擬芯片的設(shè)計(jì)和仿真作用有限，所以不能像數(shù)字芯片那樣可以很好借助于EDA工具來(lái)設(shè)計(jì)，模擬芯片更加依賴人工設(shè)計(jì)。一個(gè)優(yōu)秀的模擬設(shè)計(jì)工程師至少需要10年以上的經(jīng)驗(yàn)。

高度的經(jīng)驗(yàn)依賴性和產(chǎn)品的長(zhǎng)生命周期造就了模擬芯片的高壁壘特征，產(chǎn)品的多樣性也使得競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手很難進(jìn)入擁有20年跑道的市場(chǎng)以跟上步伐。所以外圍者會(huì)因?yàn)闆](méi)有長(zhǎng)期的技術(shù)、人才和市場(chǎng)積累難以進(jìn)入這個(gè)賽道；而在護(hù)城河之內(nèi)的企業(yè)，也會(huì)因?yàn)閺?fù)雜的產(chǎn)品種類而使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局分散，市占率提升難度很大。

國(guó)內(nèi)模擬芯片廠商的情況分析

下圖是國(guó)內(nèi)主要的模擬芯片廠商2021年的營(yíng)收、毛利率、主營(yíng)產(chǎn)品種類和部分產(chǎn)品數(shù)量等信息。從這些數(shù)據(jù)中我們或許可以對(duì)國(guó)產(chǎn)模擬芯片的實(shí)力窺得一二。

                                                                            信息來(lái)源：各廠商財(cái)報(bào)

                                                                          （制表：半導(dǎo)體行業(yè)觀察）

我們可以看到，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)模擬芯片廠商都以電源管理芯片為主，如力芯微、芯朋微、必易微、晶豐明源、明微電子、矽力杰等，而專注于信號(hào)鏈器件的公司還不多。這主要是由于微弱信號(hào)、高頻信號(hào)處理技術(shù)門(mén)檻高，國(guó)內(nèi)在信號(hào)鏈產(chǎn)品進(jìn)口替代尚處于起步階段。而電源管理國(guó)內(nèi)模擬 IC 廠商可以從某個(gè)細(xì)分領(lǐng)域切入市場(chǎng)，對(duì)標(biāo)德州儀器、ADI等公司產(chǎn)品，以更低價(jià)格、更好服務(wù)替代進(jìn)口，應(yīng)用逐漸拓展，預(yù)期國(guó)產(chǎn)電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)繼續(xù)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)，同時(shí)國(guó)內(nèi)廠商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)愈發(fā)激烈。

近年來(lái)，5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車(chē)等新興行業(yè)發(fā)展迅速，驅(qū)動(dòng)電源管理芯片市場(chǎng)需求持續(xù)上升。根據(jù) Frost & Sullivan 統(tǒng)計(jì)，中國(guó)電源管理芯片市場(chǎng)至2025年將達(dá)到234.5億美元的市場(chǎng)規(guī)模，行業(yè)規(guī)模的快速增長(zhǎng)為公司收入增長(zhǎng)提供了良好的市場(chǎng)機(jī)遇。

從毛利率來(lái)看，德州儀器2021年的毛利率是67.5％，今年第一季度毛利率更是提升到了70.2％。國(guó)內(nèi)模擬芯片企業(yè)的毛利率大都在50%左右。高毛利是模擬芯片廠商保持競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要因素。而電源管理芯片產(chǎn)品的毛利率通常低于信號(hào)鏈產(chǎn)品，從單項(xiàng)來(lái)看，2021年思瑞浦的信號(hào)鏈芯片產(chǎn)品毛利率為63.48%，電源管理芯片產(chǎn)品毛利率為50.37%；2021年圣邦股份的信號(hào)鏈毛利率為60.77%，電源管理產(chǎn)品53.03%。所以國(guó)內(nèi)的模擬芯片廠商也在逐漸向信號(hào)鏈芯片邁進(jìn)。如圣邦股份、思瑞浦、希荻微等既做電源管理也做信號(hào)鏈產(chǎn)品。

在產(chǎn)品種類數(shù)量上，相比德州儀器和ADI，擁有上萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)種模擬芯片產(chǎn)品型號(hào)，國(guó)內(nèi)企業(yè)多的是幾千種，如圣邦股份有3800多種，少的是幾百種。所以數(shù)量上的差距顯而易見(jiàn)。市占率方面國(guó)內(nèi)大概是在零點(diǎn)幾的市占，這也是情理之中。誠(chéng)如TI和ADI，也是零點(diǎn)幾的市占堆起來(lái)的。模擬集成電路行業(yè)雖被外國(guó)廠商所占據(jù)，排名前十的模擬芯片公司市場(chǎng)占有率約 60%，余下單一企業(yè)的市場(chǎng)占有率大都不超過(guò)1%，但這也變相給了本土模擬集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的發(fā)展提供了較為有利的市場(chǎng)條件。

因?yàn)閲?guó)內(nèi)的模擬芯片企業(yè)本身營(yíng)收數(shù)額不大，所以在研發(fā)投入金額方面自然也是無(wú)法與大廠匹及的。從上圖數(shù)據(jù)可以看出，大多數(shù)廠商的研發(fā)投入在1億元左右。但是在研發(fā)比例上還是較可觀的，例如希荻微的研發(fā)投入占營(yíng)收的32%，這在諸多廠商中可以說(shuō)是研發(fā)投入較大的一家廠商。芯?？萍嫉难邪l(fā)投入占總營(yíng)收的25.66%，芯朋微的研發(fā)占公司營(yíng)業(yè)收入的17.49%，晶豐明源的研發(fā)占公司營(yíng)業(yè)收入12.98%等等。

在模擬芯片的發(fā)展趨勢(shì)中我們還觀察到，模擬芯片龍頭也在不斷整合其他類產(chǎn)品來(lái)鞏固護(hù)城河。譬如現(xiàn)在隨著智能化需求的增加，起信號(hào)調(diào)理功能的模擬芯片和信號(hào)處理功能的 MCU 芯片的融合趨勢(shì)日趨明顯。模擬巨頭TI和ADI在MCU和DSP等領(lǐng)域也很強(qiáng)，而傳統(tǒng)意義上的MCU龍頭ST、恩智浦以及MicroChip等在模擬IC領(lǐng)域也獲得了一定的市場(chǎng)地位。類似MCU和模擬芯片的融合將是行業(yè)的發(fā)展必由趨勢(shì)，這也是國(guó)內(nèi)模擬芯片企業(yè)學(xué)習(xí)的地方。

另外，國(guó)際模擬大廠大都采用IDM模式，國(guó)內(nèi)方面絕大部分采用Fabless模式，對(duì)上游供應(yīng)鏈依賴性較大，譬如2021年晶圓產(chǎn)能缺貨，分配不均，一定程度上影響了一些芯片公司。但I(xiàn)DM模式對(duì)于當(dāng)下國(guó)內(nèi)的模擬芯片企業(yè)來(lái)說(shuō)，可能負(fù)擔(dān)較重，所以未來(lái)不乏有模擬芯片廠商開(kāi)始探索和走向相對(duì)輕資產(chǎn)的Fab-lite模式。

總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)模擬芯片企業(yè)在市場(chǎng)地位、整體技術(shù)實(shí)力、銷售規(guī)模、產(chǎn)品種類齊全性等方面與國(guó)際模擬芯片大廠均存在一定差距。但有差距就有動(dòng)力，這些差距既給了本土廠商巨大的改進(jìn)和成長(zhǎng)空間，也清晰的說(shuō)明了本土廠商需要長(zhǎng)時(shí)間的不斷努力才有可能逐步縮小與國(guó)際龍頭的差距。在當(dāng)下中國(guó)大陸紛紛開(kāi)始建晶圓廠，這對(duì)于大多數(shù)的模擬芯片F(xiàn)abless企業(yè)來(lái)說(shuō)，為其在降低成本、擴(kuò)大產(chǎn)能、地域便利性等方面提供了新的支持，對(duì)其發(fā)展起到了拉動(dòng)作用。同時(shí)，大陸市場(chǎng)的旺盛需求和投資熱潮也促進(jìn)了我國(guó)模擬集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)專業(yè)人才的培養(yǎng)及配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，集成電路產(chǎn)業(yè)環(huán)境的良性發(fā)展為我國(guó)模擬集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張和升級(jí)提供了機(jī)遇。

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