近日,有消息稱,全球模擬芯片龍頭德州儀器(TI)受到原材料價格持續上漲的影響將調整整體價格,新價格將于9月15日起生效,并且9月訂單的發貨時間將推遲到10月,從10月1日開始,模擬IC價格將上漲15%。安森美也表示,因為上游原材料、制造及物流成本持續上漲,所以不得不同步提高產品價格。新的價格將在10月1日生效,并適用于新訂單和現有的積壓的未執行的訂單,其部分產品交期已經達52周。
全球模擬芯片市場的供不應求,使得國內模擬芯片企業,在看國際大廠大顯身手時,也開始加大布局。
模擬芯片就像一件藝術品
數據顯示,模擬芯片占據全球半導體市場的份額約為13%,2020年規模為530多億美元,增速8.6%,領先半導體整體的8.4%,其中40%左右為通用模擬IC。全球模擬芯片市場規模地域分布上,中國大陸占據約36%的比例,本地支持的優勢,更進一步推升了本土模擬芯片公司的快速發展,不僅填補了國內高端模擬芯片的部分空白,在某些產品領域已經達到了世界先進水平,市場前景也較為樂觀。
數字時代的來臨,讓大家更加關注CPU、GPU、FPGA等數字芯片和技術,但模擬芯片在通信、消費電子、工業、汽車、醫療等行業支撐著社會的運轉。
賽迪顧問集成電路中心高級咨詢顧問池憲念表示,模擬芯片的種類很多,有專用和通用芯片。其中專用模擬芯片具有設計門檻高、依賴資深工程師、非標準化設計和制造的特點。模擬芯片設計需要電路設計和制造過程之間精心匹配、調優,還需要考慮元器件布局及各種特性,布局布線往往需要人工操作而不能進行計算機輔助設計。在工藝方面,目前應用最廣泛的模擬工藝是BCD工藝。BCD工藝主要朝著高壓、高功率和高密度三個方向發展,同時與CMOS工藝的兼容性不斷提升。
芯謀高級分析師張彬磊指出,一塊芯片花費幾十年時間打造這種事在模擬領域很常見,換成數字電路早不知道迭代多少次了。有人把數字芯片和模擬芯片分別比喻成工廠的產品和藝術家的作品。數字電路的門檻體現在大規模數字電路的設計,功能多了以后,架構和算法等變得非常復雜。而模擬電路就像一件藝術品,很難平衡功能、功耗、工藝、面積等參數的均衡表現,其難度也體現在動態與靜態、高速與低速、高頻與低頻的一致性和精度控制。
國際龍頭企業積累了大量成熟產品
TI和ADI是模擬芯片的前兩大制造商,都是深耕這個領域幾十年的企業,研發團隊龐大,設備材料精良,產品門類非常齊全,技術成熟且領先。從市場規模上看,TI占領全球市場近20%,ADI近10%,大幅領先其他模擬芯片廠商。
資料顯示,前幾大廠商模擬芯片的毛利率平均都在65%左右,ADI最新財報顯示其毛利率達到了69.43%。張彬磊表示,模擬芯片的特點是一個經典模擬芯片一經設計完成,少則可以使用一兩代產品,多則可沿用幾十年。在這種情況下,TI、ADI這類資深模擬芯片大廠,積累了幾十萬甚至上百萬的成熟產品也就不足為怪了。這些產品可以持續銷售,僅需最低的產銷成本,加之模擬芯片領域無需像大規模數字芯片一樣追求極致的先進工藝,因此毛利長期維持在高位。
池憲念解釋說,模擬芯片廠商之所以會有較高的利潤,首先,高性能模擬芯片IDM廠商大都采用成熟制程,不需要像臺積電那樣每年都要在先進制程的晶圓廠和相關設備上投入巨資,這對于保持較高的毛利率很有幫助。其次,利用12英寸晶圓生產,可以削減成本和提高生產效率,有消息稱,TI一直在穩步提升其12英寸晶圓模擬芯片的產量,以獲取高利潤率。
發展國內模擬芯片需要從實際需求出發
產品型號的繁多復雜、技術壁壘高等行業特點,導致模擬芯片廠商存在寡頭競爭的情況,華潤微電子代工事業群研發副總經理張森告訴記者,受技術工藝、人才等限制條件,國內模擬芯片廠商很難在短時間內追上國際巨頭。華潤微電子經過多年的經驗積累,在特色工藝技術研發、工藝和芯片協同設計、快速技術迭代等方面具有獨特優勢。
張彬磊表示,其實,我國發展模擬芯片有很多優勢,首先我國的企業和產品貼近消費市場。其次,國內企業在低端市場已經站穩腳跟,很多企業已經進入良性運營階段,為產業持續發展提供了有利條件。最后,國內企業多,且專注細分領域,有望經過幾年的發展在很多細分領域取得突破性進展?!敖涍^數年來的發展,本土廠商與國際巨頭的差距正在逐漸縮小?!睆埍蚶谡f。 對于我國模擬芯片領域所存在的短板,池憲念表示,一是產品性能,例如國內電源管理芯片的寬壓、精度、噪聲、毛刺、功耗等方面與國際廠商的產品還有差距。二是產品可靠性,判斷芯片可靠性的方式是長時間、多客戶、大批量的現場驗證,但國內大多數創業公司的產品通過中高端應用市場批量驗證的機會較少,因此在可靠性驗證方面存在一定的差距。
對于我國在模擬芯片方面的布局思路,張森建議,我國發展模擬芯片需要從實際市場應用需求出發,需要從底層基礎技術研發做起,夯實工藝技術與系統集成,做到工藝與產品的深度適配。不能再像過去一樣“一窩蜂”扎堆于用量相對較少的消費電子領域,在國家戰略引導與產業基金推動下,解決板卡廠商及整機廠商遇到的實際問題。比如通信領域的信號鏈相關芯片,醫療電子領域的模擬前端、數模轉換芯片,數據中心、服務器的電源管理芯片等,都需要更加努力研究。“希望積極推動模擬芯片相關的專業人才培養,加大研發投入,通過自主研發的方式豐富產品品類;同時可以依靠外延式收購公司或團隊,擴大產品方向及品類,以此覆蓋更多的行業客戶。”張森補充說。
張彬磊建議,尊重產業發展規律、把握產業發展熱潮、夯實企業根基、提高低端市場占有率、著力進軍高端領域。他強調,在模擬芯片發展過程中,思路要靈活,可以通過兼并重組收購快速增加產品類型,擴大市場規模和影響力。在規模發展到一定階段,適時考慮IDM模式。