淺談國產模擬芯片，實力幾何？

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2022-06-02 12:58:55 2

在模擬芯片這個領域，國內玩家不可謂不多，而且已經有不少本土廠商上市。我們都知道，模擬芯片的特點是散、多、細，而且“*”，下游應用領域廣泛，以出貨量多致勝。所以企業的產品不僅需要技術硬，要產品種類多，還要毛利高，才能在這個市場殺出一條血路。那么，國產上市的這些模擬芯片企業他們的實力到底怎樣呢？

模擬芯片分類和特點

首先，讓我們來看下什么是模擬芯片。數字芯片最擅長處理數字0和1，而模擬芯片可以讀取和處理語音、音樂和視頻等波形。因此，模擬芯片為充滿存儲和操作能力的數字*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。在整個模擬芯片市場中，電源管理和信號鏈芯片合計占近七成的市場份額。

受益于較長的生命周期和較分散的應用場景，信號鏈芯片的市場在近幾年發展態勢*，行業規模也在穩步增長。信號鏈芯片主要是對模擬信號進行收發、轉換、放大、過濾等處理。一個完整信號鏈的工作原理為：從傳感器探測到真實*實際信號，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，再通過放大器進行放大，然后通過ADC轉換器把模擬信號轉化為數字信號，經過 MCU 或 CPU 或 DSP等處理后，一方面，經由DAC還原為模擬信號，另一方面，通過各種連接芯片實現互聯互通。可以說，信號鏈是電子設備實現感知和控制的基礎。在信號鏈芯片中，放大器和比較器（線性產品類）是市場規模占比最高的品類。隨著數字芯片的面積越來越小，與之配套的信號鏈芯片也會在更多新技術的推動下朝著小型化、低功耗和高性能的方向發展。

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品和設備中廣泛運用，是模擬芯片最大的細分市場之一。其功能一般包括電壓轉換、電流控制、低壓差穩壓、電源選擇、動態電壓調節、電源開關時序控制、LED 驅動、LED 照明驅動等。電源管理芯片已經成為提升整機性能和差異化競爭的關鍵，目前電源管理芯片技術正朝著高效、低能耗、集成化、內核數字化、智能化方向不斷發展。

了解了模擬芯片的分類之后，我們來看下模擬芯片的特點。模擬集成電路行業的主要特點是生命周期長、品類多且復雜、設計難度高/人才稀缺、下游應用廣泛。

具體來看，模擬芯片的生命周期一般較長，如德州儀器于1979年推出的音頻運算放大器NE5532已銷售超40年；ADI 50%以上的營收是來自于10年以上的產品。不同于數字芯片強調運算性能，追求運算速度，需通過追逐先進制程來保持競爭優勢。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，產品一旦達到設計目標后就具備較長的生命力，大部分產品生命周期可長達10年以上。長壽創造了一種持續數十年的低流失率產品，也減少了對維護研發的需求，為再投資或分銷騰出資金。

種類多且復雜是模擬芯片的又一大特點，模擬細分市場在客戶和產品兩個方面是多樣化的。模擬公司有成千上萬的客戶，但沒有一個客戶能很大一部分的收入，也沒有一個產品占收入的很大一部分。德州儀器擁有近14萬種器件，大約有17個大類，每個大類又有十幾到幾十個場景應用不同的子產品線；ADI也有超過7萬多種的模擬器件，其中大約80%的營收來自于占比不到 0.1%的產品品類。

再者，模擬芯片對人才的要求也很高，具有高度的經驗依賴度。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工具來設計，模擬芯片更加依賴人工設計。一個優秀的模擬設計工程師至少需要10年以上的經驗。

高度的經驗依賴性和產品的長生命周期造就了模擬芯片的高壁壘特征，產品的多樣性也使得競爭對手很難進入擁有20年跑道的市場以跟上步伐。所以外圍者會因為沒有長期的技術、人才和市場積累難以進入這個賽道；而在護城河之內的企業，也會因為復雜的產品種類而使得市場競爭格局分散，市占率提升難度很大。

國內模擬芯片廠商的情況分析

下圖是國內主要的模擬芯片廠商2021年的營收、毛利率、主營產品種類和部分產品數量等信息。從這些數據中我們或許可以對國產模擬芯片的實力窺得一二。

信息來源：各廠商財報

（制表：半導體行業觀察）

我們可以看到，目前國內大多數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、高頻信號處理技術門檻高，國內在信號鏈產品進口替代尚處于起步階段。而電源管理國內模擬 IC 廠商可以從某個細分領域切入市場，對標德州儀器、ADI等公司產品，以更低價格、更好服務替代進口，應用逐漸拓展，預期國產電源管理芯片市場規模將會繼續實現增長，同時國內廠商的市場競爭也會愈發激烈。

近年來，5G、物聯網、新能源汽車等新興行業發展迅速，驅動電源管理芯片市場需求持續上升。根據 Frost & Sullivan 統計，中國電源管理芯片市場至2025年將達到234.5億美元的市場規模，行業規模的快速增長為公司收入增長提供了*的市場機遇。

從毛利率來看，德州儀器2021年的毛利率是67.5％，今年*季度毛利率更是提升到了70.2％。國內模擬芯片企業的毛利率大都在50%左右。高毛利是模擬芯片廠商保持競爭力的一個重要因素。而電源管理芯片產品的毛利率通常低于信號鏈產品，從單項來看，2021年思瑞浦的信號鏈芯片產品毛利率為63.48%，電源管理芯片產品毛利率為50.37%；2021年圣邦股份的信號鏈毛利率為60.77%，電源管理產品53.03%。所以國內的模擬芯片廠商也在逐漸向信號鏈芯片邁進。如圣邦股份、思瑞浦、希荻微等既做電源管理也做信號鏈產品。

在產品種類數量上，相比德州儀器和ADI，擁有上萬甚至十幾萬種模擬芯片產品型號，國內企業多的是幾千種，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。市占率方面國內大概是在零點幾的市占，這也是情理之中。誠如TI和ADI，也是零點幾的市占堆起來的。模擬集成電路行業雖被外國廠商所占據，排名前十的模擬芯片公司市場占有率約 60%，余下單一企業的市場占有率大都不超過1%，但這也變相給了本土模擬集成電路設計企業的發展提供了較為有利的市場條件。

因為國內的模擬芯片企業本身營收數額不大，所以在研發投入金額方面自然也是無法與大廠匹及的。從上圖數據可以看出，大多數廠商的研發投入在1億元左右。但是在研發比例上還是較可觀的，例如希荻微的研發投入占營收的32%，這在諸多廠商中可以說是研發投入較大的一家廠商。芯海科技的研發投入占總營收的25.66%，芯朋微的研發占公司營業收入的17.49%，晶豐明源的研發占公司營業收入12.98%等等。

在模擬芯片的發展趨勢中我們還觀察到，模擬芯片龍頭也在不斷整合其他類產品來鞏固護城河。譬如現在隨著智能化需求的增加，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領域也獲得了一定的市場地位。類似MCU和模擬芯片的融合將是行業的發展必由趨勢，這也是國內模擬芯片企業學習的地方。

另外，國際模擬大廠大都采用IDM模式，國內方面絕大部分采用Fabless模式，對上游供應鏈依賴性較大，譬如2021年晶圓產能缺貨，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來說，可能負擔較重，所以未來不乏有模擬芯片廠商開始探索和走向相對輕資產的Fab-lite模式。

結語

總體來看，國內模擬芯片企業在市場地位、整體技術實力、銷售規模、產品種類齊全性等方面與國際模擬芯片大廠均存在一定差距。但有差距就有動力，這些差距既給了本土廠商巨大的改進和成長空間，也清晰的說明了本土廠商需要長時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始建晶圓廠，這對于大多數的模擬芯片Fabless企業來說，為其在降低成本、擴大產能、地域便利性等方面提供了新的支持，對其發展起到了拉動作用。同時，大陸市場的*盛需求和投資熱潮也促進了我國模擬集成電路設計產業專業人才的培養及配套產業的發展，集成電路產業環境的良性發展為我國模擬集成電路設計產業的擴張和升級提供了機遇。

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