美國發布芯片法案后,再次宣布十年禁令,要求擁有“先進技術”的公司不得在中國設廠。美國的步步緊逼是對中國半導體發展速度的忌憚。但有一類芯片,不需要先進制程,更多依賴成熟制程,并且應用在多種場景中,這就是模擬芯片。
自去年開始,模擬芯片就經歷了大漲大跌。最近,模擬芯片有了很多新動向。
模擬芯片的大起大落
作為半導體的重要分支,相較于大起大落的數字芯片,模擬芯片市場一直非常平穩。
一方面是市場增長的平穩,模擬芯片的市場增長率在2018年為11.2%,2019 年下降 8% 后,2020小幅增長了 3%;另一方面是價格的平穩,模擬芯片的平均零售價格低且穩定。并且,模擬芯片擁有更長久的生命周期,有的模擬芯片生命周期甚至長達10年以上。
從2021年開始,模擬芯片的價格經歷了猶如“過山車”一般的體驗。疫情導致的缺芯,將模擬芯片推上了高峰。2021年的模擬芯片成為半導體市場增長的領頭羊,增速達到了30%,是全部半導體品類之首。
火熱的市場帶來的是價格的上漲。IC Insights統計,2021年模擬芯片平均銷售價格上漲 6%增至 0.34 美元,這是模擬 IC平均價格自2004年后的再度翻漲。
ADI、美信、TI等物料報價曾在現貨市場出現20%-30%的增長;某些曾經20多元就可以買到TI料,在今年3月份市場價格達到100元左右,而即使價格飆升但部分模擬芯片依然一貨難求。業內人士表示,在非常規渠道,模擬芯片去年上半年的價格可以喊到五倍以上。
隨著時間的推移,模擬芯片的的泡沫逐漸戳破。在7月份,模擬芯片的價格又開始“跳水”。曾經炒的有多高,現在降的就有多狠。以型號為TPS51200DRCR的電源管理芯片為例,該芯片價格已從去年60多元的最高點跌至目前的2元左右。
經歷了大漲大跌后,去掉的只是模擬芯片行業被疫情吹起來的泡沫。
到現在,TI的常規型號缺貨已經基本得到緩解,市場處于供過于求的狀態,價格逐漸趨于正常。業內人士告訴ICVIEWS記者:“目前國內的價格基本持平,但國外的模擬芯片價格還處于高位,仍比之前高10-20個點。”
價格平穩后,國際各大模擬龍頭又再次宣布漲價。
據了解,美國模擬芯片巨頭ADI向其經銷商發布一份調價函,提高全線產品價格,包括新訂單及現有預訂需求,漲價將從自2022年9月25日起開始執行。德州儀器也已通知客戶,服務器等特定IC的價格將在2022年第三季度上漲約10%。
市場價格的漲漲落落,使得一向平穩的模擬芯片市場攏上了一層薄紗。
模擬芯片,散落一地
與數字產品龍頭的寡頭壟斷格局不同,模擬IC產品類型多樣。從模擬IC的下游市場來看,應用場景多元復雜,各個板塊細分需求也較為分散,如汽車中ADAS、音頻、娛樂、電控系統均需要模擬IC,分布廣泛但功能差異大。正是因為模擬芯片擁有眾多的細分品類,單一產業景氣度對模擬芯片沖擊相對不大,總體較為穩定。就算是其行業龍頭TI也僅僅占據19%的份額。要知道,TI擁有十萬種以上模擬和嵌入式處理器產品,品類覆蓋極為廣泛。
實際上,由于模擬芯片更注重穩定和成本,因此模擬芯片不如數字芯片對工藝制成要求非常高,在工藝上以成熟制程為主,但這并不意味著模擬芯片的設計難度更低。
模擬芯片的行業壁壘在于累積。模擬芯片的產品研發周期長,模擬芯片設計人員既要熟悉設計和工藝流程,又要熟悉大部分元器件,經驗積累十分重要。同時模擬芯片生命周期長,其產品和技術很難在短時間內被復制與替代,一旦切入產品,就可以獲得穩定的出貨量,與客戶有極高的粘性。看重長期競爭優勢的積累,再加上頻繁的并購,形成了強者愈強的局面。
全球的模擬芯片格局來看,德州儀器擅長電源管理,是該領域的龍頭;ADI以運算放大器起家,是數據轉換器龍頭,在運放、電源管理的市場份額靠前。德州儀器的產品料號就多達8萬種,ADI也擁有超過4.5萬種產品。
正因為模擬芯片擁有巨量的細分市場,給予國內模擬芯片廠商更多的機會。
在今年,又有兩家模擬企業上市。帝奧微電在8月23日,上交所科創板上市,發行價格為41.68元/股。帝奧微目前,模擬芯片產品型號已達1200余款,其中報告期內產生收入的產品型號共計400余款,2021年度銷量超過10億顆。
同樣是數模混合信號芯片、模擬芯片研發的中微半導,在8月5日創業板上市,開盤后中微半導體大漲超50%。模擬芯片廠商深圳市微源半導體在今年向上交所遞交了科創板IPO申報材料,微源股份細分產品線中,PMU在2021年銷售1.9億顆,電池管理芯片銷售4億顆。
競相奔赴上市的模擬芯片廠商,也體現出了國內投資者的對于模擬芯片的青睞。
國內模擬芯片廠應用分析
模擬芯片可以分為兩大類,一類是信號鏈類,另一類是電源管理類。近年來部分本土廠商從某細分領域切入市場,取得了較好市場效果,并形成了各自優勢。
電源管理芯片
電源管理芯片主要為電子設備提供各類電源管理解決方案,下游應用領域眾多。據IC Insights預計,2022年電源管理芯片有望成為第二大模擬芯片細分市場。手機是電源管理芯片重要的應用領域之一。由于手機各模塊元器件正常工作適用的電壓、電流不同,需要電源管理芯片提供電源轉換、調節、開關、防護等各類解決方案。
電源管理芯片的分類及對應功能情況
目前來看,電源管理類芯片企業包括圣邦微、上海貝嶺、韋爾半導體、芯朋微、希荻微、力芯微、昂寶電子、矽力杰、晶豐明源、富滿微、艾為電子、英集芯等。
圣邦股份目前擁有16大類1200余款在銷售產品,產品廣泛應用于消費類電子、通訊設備、工業控制、醫療儀器、汽車電子等領域,以及物聯網、新能源、可穿戴設備、人工智能、智能家居、無人機、機器人、5G通訊等新興電子產品領域。
晶豐明源的智能照明產品BP8519C可以在使用藍牙和ZigBee的無線芯片負載情況下,做到0.2W以下的待機功耗,應用于GE、飛利浦、宜家、小米、得邦、陽光等國內外品牌客戶。
力芯微主營電源管理芯片,積極擴充延時單元等產品線。目前,公司已經通過了多家全球知名消費電子客戶嚴苛的認證流程,形成了包括三星、客戶 A、小米、LG、聞泰在內的優質終端客戶群并獲得客戶的高度認可。
電源管理芯片進入技術門檻較低, 但高電壓大電流產品門檻很高。電源管理眾多廠商布局,矽力杰收入體量最大,圣邦股份品類齊全。對比國內電源管理芯片廠商2021年相關業務收入,矽力杰收入為49.54億元,晶豐明源LED照明驅動芯片收入21.22億,圣邦股份電源管理產品 15.29億,富滿微LED及電源管理類收入 11.78億,艾為電子電源管理和馬達驅動收入10.88億,英集芯 7.71億。
信號鏈模擬芯片
信號鏈模擬芯片指的是擁有對模擬信號進行收發、轉換、放大、過濾等處理能力的集成電路。根據功能的不同,信號鏈模擬芯片可以分為線性產品、轉換器產品、接口產品等,其中線性產品主要有包含放大器和比較器;轉換器有ADC和DAC等。
信號鏈各品類布局來看,思瑞浦和圣邦股份均布局全面,包括了各大類信號鏈產品。思瑞浦產品已導入車用市場,首顆汽車級高壓精密放大器(TPA1882Q)已實現批量供貨;力芯微信號鏈芯片深入研發及產業化項目在研,主要面向車載高頻或微弱信號等領域。
轉換器屬于信號鏈重要品種,昆騰微和芯海科技主攻轉換器,其中昆騰微提供 ADC 和DAC,芯海科技提供ADC;其他廠商包括韋爾股份(模擬開關等)、 匯頂科技(音頻放大器),布局相對分散,品類相對單一,此外還有卓勝微(射頻前端)和博通集成(射頻),主攻領域屬于專用類模擬 IC。
如何修成模擬芯片巨頭?
自90年代以來,德州儀器完成了30余次收并購,先后剝離了計算機微處理器、存儲、手機處理器等業務,通過剝離低毛利和需要更多資金獨立發展的業務,才走上了專注模擬芯片的道路。
ADI同樣是經過三次重要的收購之后,鞏固了其現在的地位。這三次的收購標的分別是強于射頻和微波技術的Hittite(2014年)、全球模擬廠商排名第八的凌特半導體(2016年)、在混合信號和電源管理芯片領域的巨頭美信(2021年)。即便如此,他們也依然沒有強大到吃掉更多的市場份額,因為他們無法覆蓋到全部的模擬芯片細分種類。
縱觀歷史,模擬芯片龍頭都是從巨大的市場中成長的。像德州儀器,亞德諾等模擬巨頭,早期都直接受益于60-80年代美國工業和國防的巨大需求。比如,ADI在90年代以前,近21%的營收來自于政府,依靠美國政府龐大的國防開支帶來的需求,迅速成長為名列前茅的模擬芯片廠商。
目前中國半導體市場規模最大、增速最高,有望復刻當年亞德諾迅速成長的條件。成為模擬芯片巨頭需要的不止是人才,更多的時間與耐心。這個需要積累的行業中,只有擅長“長跑”的玩家,才能從中獲勝。在眾多的細分模擬芯片賽道中,國產企業找準自己的特點遠比簡單的跟隨更加重要。
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