淺談國產(chǎn)模擬芯片，實(shí)力幾何？

在模擬芯片這個(gè)領(lǐng)域，國內玩家不可謂不多，而且已經(jīng)有不少本土廠(chǎng)商上市。我們都知道，模擬芯片的特點(diǎn)是散、多、細，而且“便宜”，下游應用領(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(lèi)多，還要毛利高，才能在這個(gè)市場(chǎng)殺出一條血路。那么，國產(chǎn)上市的這些模擬芯片企業(yè)他們的實(shí)力到底怎樣呢？

首先，讓我們來(lái)看下什么是模擬芯片。數字芯片最擅長(cháng)處理數字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(mǎn)存儲和操作能力的數字世界搭建了一座橋梁。根據功能劃分，模擬芯片可分為電源管理芯片、信號鏈芯片、射頻芯片和其他器件等。在整個(gè)模擬芯片市場(chǎng)中，電源管理和信號鏈芯片合計占近七成的市場(chǎng)份額。

受益于較長(cháng)的生命周期和較分散的應用場(chǎng)景，信號鏈芯片的市場(chǎng)在近幾年發(fā)展態(tài)勢良好，行業(yè)規模也在穩步增長(cháng)。信號鏈芯片主要是對模擬信號進(jìn)行收發(fā)、轉換、放大、過(guò)濾等處理。一個(gè)完整信號鏈的工作原理為：從傳感器探測到真實(shí)世界實(shí)際信號，如聲音、圖像、溫度、電磁波、光信號等并將這些自然信號轉化成模擬的電信號，再通過(guò)放大器進(jìn)行放大，然后通過(guò)ADC轉換器把模擬信號轉化為數字信號，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，另一方面，通過(guò)各種連接芯片實(shí)現互聯(lián)互通?？梢哉f(shuō)，信號鏈是電子設備實(shí)現感知和控制的基礎。在信號鏈芯片中，放大器和比較器（線(xiàn)性產(chǎn)品類(lèi)）是市場(chǎng)規模占比最高的品類(lèi)。隨著(zhù)數字芯片的面積越來(lái)越小，與之配套的信號鏈芯片也會(huì )在更多新技術(shù)的推動(dòng)下朝著(zhù)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備中承擔電能變換、分配和監控的芯片，存在于幾乎所有的電子產(chǎn)品和設備中廣泛運用，是模擬芯片最大的細分市場(chǎng)之一。其功能一般包括電壓轉換、電流控制、低壓差穩壓、電源選擇、動(dòng)態(tài)電壓調節、電源開(kāi)關(guān)時(shí)序控制、LED 驅動(dòng)、LED 照明驅動(dòng)等。電源管理芯片已經(jīng)成為提升整機性能和差異化競爭的關(guān)鍵，目前電源管理芯片技術(shù)正朝著(zhù)高效、低能耗、集成化、內核數字化、智能化方向不斷發(fā)展。

了解了模擬芯片的分類(lèi)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(cháng)、品類(lèi)多且復雜、設計難度高/人才稀缺、下游應用廣泛。

具體來(lái)看，模擬芯片的生命周期一般較長(cháng)，如德州儀器于1979年推出的音頻運算放大器NE5532已銷(xiāo)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。不同于數字芯片強調運算性能，追求運算速度，需通過(guò)追逐先進(jìn)制程來(lái)保持競爭優(yōu)勢。模擬芯片更重要的是在高信噪比、低失真、高可靠性和穩定性等其他各種參數中取得平衡，產(chǎn)品一旦達到設計目標后就具備較長(cháng)的生命力，大部分產(chǎn)品生命周期可長(cháng)達10年以上。長(cháng)壽創(chuàng )造了一種持續數十年的低流失率產(chǎn)品，也減少了對維護研發(fā)的需求，為再投資或分銷(xiāo)騰出資金。

種類(lèi)多且復雜是模擬芯片的又一大特點(diǎn)，模擬細分市場(chǎng)在客戶(hù)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(hù)，但沒(méi)有一個(gè)客戶(hù)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(lèi)，每個(gè)大類(lèi)又有十幾到幾十個(gè)場(chǎng)景應用不同的子產(chǎn)品線(xiàn)；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(lèi)。

再者，模擬芯片對人才的要求也很高，具有高度的經(jīng)驗依賴(lài)度。設計者不僅需要熟悉電路設計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工具對模擬芯片的設計和仿真作用有限，所以不能像數字芯片那樣可以很好借助于EDA工具來(lái)設計，模擬芯片更加依賴(lài)人工設計。一個(gè)優(yōu)秀的模擬設計工程師至少需要10年以上的經(jīng)驗。

高度的經(jīng)驗依賴(lài)性和產(chǎn)品的長(cháng)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爭對手很難進(jìn)入擁有20年跑道的市場(chǎng)以跟上步伐。所以外圍者會(huì )因為沒(méi)有長(cháng)期的技術(shù)、人才和市場(chǎng)積累難以進(jìn)入這個(gè)賽道；而在護城河之內的企業(yè)，也會(huì )因為復雜的產(chǎn)品種類(lèi)而使得市場(chǎng)競爭格局分散，市占率提升難度很大。

下圖是國內主要的模擬芯片廠(chǎng)商2021年的營(yíng)收、毛利率、主營(yíng)產(chǎn)品種類(lèi)和部分產(chǎn)品數量等信息。從這些數據中我們或許可以對國產(chǎn)模擬芯片的實(shí)力窺得一二。

信息來(lái)源：各廠(chǎng)商財報

我們可以看到，目前國內大多數模擬芯片廠(chǎng)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(zhuān)注于信號鏈器件的公司還不多。這主要是由于微弱信號、高頻信號處理技術(shù)門(mén)檻高，國內在信號鏈產(chǎn)品進(jìn)口替代尚處于起步階段。而電源管理國內模擬 IC 廠(chǎng)商可以從某個(gè)細分領(lǐng)域切入市場(chǎng)，對標德州儀器、ADI等公司產(chǎn)品，以更低價(jià)格、更好服務(wù)替代進(jìn)口，應用逐漸拓展，預期國產(chǎn)電源管理芯片市場(chǎng)規模將會(huì )繼續實(shí)現增長(cháng)，同時(shí)國內廠(chǎng)商的市場(chǎng)競爭也會(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，驅動(dòng)電源管理芯片市場(chǎng)需求持續上升。根據 Frost & Sullivan 統計，中國電源管理芯片市場(chǎng)至2025年將達到234.5億美元的市場(chǎng)規模，行業(yè)規模的快速增長(cháng)為公司收入增長(cháng)提供了良好的市場(chǎng)機遇。

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％。國內模擬芯片企業(yè)的毛利率大都在50%左右。高毛利是模擬芯片廠(chǎng)商保持競爭力的一個(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鏈產(chǎn)品，從單項來(lái)看，2021年思瑞浦的信號鏈芯片產(chǎn)品毛利率為63.48%，電源管理芯片產(chǎn)品毛利率為50.37%；2021年圣邦股份的信號鏈毛利率為60.77%，電源管理產(chǎn)品53.03%。所以國內的模擬芯片廠(chǎng)商也在逐漸向信號鏈芯片邁進(jìn)。如圣邦股份、思瑞浦、希荻微等既做電源管理也做信號鏈產(chǎn)品。

在產(chǎn)品種類(lèi)數量上，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，國內企業(yè)多的是幾千種，如圣邦股份有3800多種，少的是幾百種。所以數量上的差距顯而易見(jiàn)。市占率方面國內大概是在零點(diǎn)幾的市占，這也是情理之中。誠如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)雖被外國廠(chǎng)商所占據，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計企業(yè)的發(fā)展提供了較為有利的市場(chǎng)條件。

因為國內的模擬芯片企業(yè)本身營(yíng)收數額不大，所以在研發(fā)投入金額方面自然也是無(wú)法與大廠(chǎng)匹及的。從上圖數據可以看出，大多數廠(chǎng)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(guān)的，例如希荻微的研發(fā)投入占營(yíng)收的32%，這在諸多廠(chǎng)商中可以說(shuō)是研發(fā)投入較大的一家廠(chǎng)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)展趨勢中我們還觀(guān)察到，模擬芯片龍頭也在不斷整合其他類(lèi)產(chǎn)品來(lái)鞏固護城河。譬如現在隨著(zhù)智能化需求的增加，起信號調理功能的模擬芯片和信號處理功能的 MCU 芯片的融合趨勢日趨明顯。模擬巨頭TI和ADI在MCU和DSP等領(lǐng)域也很強，而傳統意義上的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(lèi)似MCU和模擬芯片的融合將是行業(yè)的發(fā)展必由趨勢，這也是國內模擬芯片企業(yè)學(xué)習的地方。

另外，國際模擬大廠(chǎng)大都采用IDM模式，國內方面絕大部分采用Fabless模式，對上游供應鏈依賴(lài)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IDM模式對于當下國內的模擬芯片企業(yè)來(lái)說(shuō)，可能負擔較重，所以未來(lái)不乏有模擬芯片廠(chǎng)商開(kāi)始探索和走向相對輕資產(chǎn)的Fab-lite模式。

總體來(lái)看，國內模擬芯片企業(yè)在市場(chǎng)地位、整體技術(shù)實(shí)力、銷(xiāo)售規模、產(chǎn)品種類(lèi)齊全性等方面與國際模擬芯片大廠(chǎng)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(chǎng)商巨大的改進(jìn)和成長(cháng)空間，也清晰的說(shuō)明了本土廠(chǎng)商需要長(cháng)時(shí)間的不斷努力才有可能逐步縮小與國際龍頭的差距。在當下中國大陸紛紛開(kāi)始建晶圓廠(chǎng)，這對于大多數的模擬芯片Fabless企業(yè)來(lái)說(shuō)，為其在降低成本、擴大產(chǎn)能、地域便利性等方面提供了新的支持，對其發(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)了我國模擬集成電路設計產(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)人才的培養及配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，集成電路產(chǎn)業(yè)環(huán)境的良性發(fā)展為我國模擬集成電路設計產(chǎn)業(yè)的擴張和升級提供了機遇。