淺談國產(chǎn)模擬芯片，實力幾何？

在模擬芯片這個領(lǐng)域，國內(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，才能在這個市場殺出一條血路。那么，國產(chǎn)上市的這些模擬芯片企業(yè)他們的實力到底怎樣呢？

首先，讓我們來看下什么是模擬芯片。數(shù)字芯片最擅長處理數(shù)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(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(yīng)用場景，信號鏈芯片的市場在近幾年發(fā)展態(tài)勢良好，行業(yè)規(guī)模也在穩(wěn)步增長。信號鏈芯片主要是對模擬信號進(jìn)行收發(fā)、轉(zhuǎn)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世界實際信號，如聲音、圖像、溫度、電磁波、光信號等并將這些自然信號轉(zhuǎn)化成模擬的電信號，再通過放大器進(jìn)行放大，然后通過ADC轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)過 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，通過各種連接芯片實現(xiàn)互聯(lián)互通?？梢哉f，信號鏈?zhǔn)请娮釉O(shè)備實現(xiàn)感知和控制的基礎(chǔ)。在信號鏈芯片中，放大器和比較器（線性產(chǎn)品類）是市場規(guī)模占比最高的品類。隨著數(shù)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(shù)的推動下朝著小型化、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)備中廣泛運用，是模擬芯片最大的細(xì)分市場之一。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、動態(tài)電壓調(diào)節(jié)、電源開關(guān)時序控制、LED 驅(qū)動、LED 照明驅(qū)動等。電源管理芯片已經(jīng)成為提升整機(jī)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，我們來看下模擬芯片的特點。模擬集成電路行業(yè)的主要特點是生命周期長、品類多且復(fù)雜、設(shè)計難度高/人才稀缺、下游應(yīng)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(chǎn)品。不同于數(shù)字芯片強(qiáng)調(diào)運算性能，追求運算速度，需通過追逐先進(jìn)制程來保持競爭優(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(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)計目標(biāo)后就具備較長的生命力，大部分產(chǎn)品生命周期可長達(dá)10年以上。長壽創(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，模擬細(xì)分市場在客戶和產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用不同的子產(chǎn)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(chǎn)品品類。

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

高度的經(jīng)驗依賴性和產(chǎn)品的長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年跑道的市場以跟上步伐。所以外圍者會因為沒有長期的技術(shù)、人才和市場積累難以進(jìn)入這個賽道；而在護(hù)城河之內(nèi)的企業(yè)，也會因為復(fù)雜的產(chǎn)品種類而使得市場競爭格局分散，市占率提升難度很大。

下圖是國內(nèi)主要的模擬芯片廠商2021年的營收、毛利率、主營產(chǎn)品種類和部分產(chǎn)品數(shù)量等信息。從這些數(shù)據(jù)中我們或許可以對國產(chǎn)模擬芯片的實力窺得一二。

信息來源：各廠商財報

我們可以看到，目前國內(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)門檻高，國內(nèi)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(nèi)模擬 IC 廠商可以從某個細(xì)分領(lǐng)域切入市場，對標(biāo)德州儀器、ADI等公司產(chǎn)品，以更低價格、更好服務(wù)替代進(jìn)口，應(yīng)用逐漸拓展，預(yù)期國產(chǎn)電源管理芯片市場規(guī)模將會繼續(xù)實現(xiàn)增長，同時國內(nèi)廠商的市場競爭也會愈發(fā)激烈。

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

從毛利率來看，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(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爭力的一個重要因素。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(nèi)的模擬芯片廠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)品種類數(shù)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(chǎn)品型號，國內(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。市占率方面國內(nèi)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(yè)雖被外國廠商所占據(jù)，排名前十的模擬芯片公司市場占有率約 60%，余下單一企業(yè)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(shè)計企業(yè)的發(fā)展提供了較為有利的市場條件。

因為國內(nèi)的模擬芯片企業(yè)本身營收數(shù)額不大，所以在研發(fā)投入金額方面自然也是無法與大廠匹及的。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)投入占營收的32%，這在諸多廠商中可以說是研發(fā)投入較大的一家廠商。芯?？萍嫉难邪l(fā)投入占總營收的25.66%，芯朋微的研發(fā)占公司營業(yè)收入的17.49%，晶豐明源的研發(fā)占公司營業(yè)收入12.98%等等。

在模擬芯片的發(fā)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(chǎn)品來鞏固護(hù)城河。譬如現(xiàn)在隨著智能化需求的增加，起信號調(diào)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(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，這也是國內(nèi)模擬芯片企業(yè)學(xué)習(xí)的地方。

另外，國際模擬大廠大都采用IDM模式，國內(nèi)方面絕大部分采用Fabless模式，對上游供應(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模式對于當(dāng)下國內(nèi)的模擬芯片企業(yè)來說，可能負(fù)擔(dān)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(chǎn)的Fab-lite模式。

總體來看，國內(nèi)模擬芯片企業(yè)在市場地位、整體技術(shù)實力、銷售規(guī)模、產(chǎn)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(jìn)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(dāng)下中國大陸紛紛開始建晶圓廠，這對于大多數(shù)的模擬芯片F(xiàn)abless企業(yè)來說，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，對其發(fā)展起到了拉動作用。同時，大陸市場的旺盛需求和投資熱潮也促進(jìn)了我國模擬集成電路設(shè)計產(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)展為我國模擬集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張和升級提供了機(jī)遇。