模拟芯片行业设计环节与工艺环节的耦合度将持续提升分析

模拟芯片行业设计环节与工艺环节的耦合度将持续提升分析 一、 模拟芯片行业设计环节与工艺环节的耦合度将持续提升 模拟及数模混合芯片下游应用广泛且多样化，代工的标准化程度较数字芯片低，因此需要设计环节与工艺环节的深度结合。一方面，工艺平台中工艺器件的多样化与特色化将影响芯片产品的功耗、成本和良率等重要指标；另一方面，模拟芯片的设计受工艺制约，高标准的设计需要工艺匹配实现。 为强化设计环节与工艺环节的配合，全球模拟及数模混合芯片龙头厂商多采用IDM模式，如德州仪器、亚德诺等。IDM模式有利于从设计到制造到封测的全流程技术改进，实现设计与工艺协同优化；同时可快速响应设计需求、验证特色工艺，提高产品的研发效率。但IDM模式对前期资本投入要求较高，目前大部分模拟芯片厂商采用Fabless模式，将晶圆制造、封装测试等工艺环节委托给第三方晶圆厂和封测厂。为提升设计环节与工艺环节的耦合，部分优秀Fabless厂商在工艺技术、封测技术等方面具有较强积累，通过与晶圆厂及封测厂合作定制开发特定工艺平台、合作投资建设产线等方式，积极打造虚拟IDM模式，代表厂商为MPS和矽力杰。 二、 下游市场发展推动模拟芯片市场增长 目前，模拟芯片市场依然处于增量阶段，市场规模巨大，同时由于行业具有一定的抗周期属性，整体市场保持较为稳定的增长。目前，中国已成为全球最大的电子产品消费和生产市场，下游市场需求旺盛。模拟芯片作为产业智能化进程中必不可少的关键电子部件，受到便携式设备、通讯设备、汽车电子、智能家居等行业的快速增长的驱动，同时叠加物联网技术和5G技术的发展，模拟芯片市场将从中持续获益。 模拟芯片下游产品的应用领域，模拟IC产品有通用标准产品SLIC和专用标准产品ASSP。SLIC（StandardLinearIC）应用于不同场景中，设计性能参数不会特定适配于某类应用，按产品类型一般包括五大类，信号链路的放大器Amp、信号转换器ADC/DAC、通用接口芯片、比较器，电源链路中的稳压器都属于此类。产品细分品类最多，生命周期最长，市场十分稳定。 ASSP（ApplicationSpecificStandardProduct）则根据专用的应用场景进行标准化设计，一般集成了数字以及模拟IC，复杂度和集成程度更高，有的时候也叫混合信号IC。典型的ASSP产品包括手机中的射频器件，交换机中物理层的接口芯片，电池管理芯片以及工业功率控制芯片等等。ASSP一般按照下游应用场景划分为五大类，包括汽车电子、消费电子、计算机、通信以及工业市场，通常由于针对特定场景进行开发，附加价值及毛利率较高。 三、 国家政策支持加快行业进程 目前，国内模拟芯片市场仍由国际巨头公司所垄断，海外厂商占据了约八成的市场规模。随着国际贸易摩擦的升级，国内市场对国产芯片产生了更多的需求，加速了国内客户导入本土模拟芯片厂商的步伐。另外，为了解决国际贸易摩擦带来难题，国内政策继续加码，2020年颁布的《关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》等政策进一步促进了集成电路行业的繁荣，促进加速进行。 四、 国家政策及资金支持加大，助力模拟IC高质量发展 集成电路，又称为IC，是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。其中模拟IC（模拟集成电路/模拟芯片）是处理连续性的声、光、电、电磁波、速度和温度等自然模拟信号的集成电路，模拟IC属于集成电路的子分类。按功能角度，模拟IC可分为通用模拟芯片和专用模拟芯片，它们的区别主要为：通用模拟芯片也叫做标准型模拟芯片，实现的功能具有可迁移性，而非面向特定的功能需求，因此可适用于各种的电子信息系统中，该类芯片的通用性也意味着不同厂商的同一种产品具有相互替代性，主要应用于放大器、比较器、电源管理、数据转换、接口芯片等。而专用模拟芯片是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路，专门应用在特定领域的芯片，如通信应用、汽车应用、消费电子、工业应用等。 模拟IC产业链上游主要包括半导体材料、晶圆制造、半导体设备；中游为模拟IC的生产与制造；下游应用领域主要包括通信行业、汽车电子、工业、消费电子、安防监控、计算机、医疗器械等产业。 数字经济是继农业经济、工业经济之后的主要经济形态，是以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力，促进公平与效率更加统一的新经济形态。数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有，正推动生产方式、生活方式和治理方式深刻变革，成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。十四五时期，我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。而集成电路芯片作为数字经济的核心基石和关键要素，无论是数据的感知、存储、传输、处理、人工智能应用分析都离不开集成电路芯片。为推动集成电路芯片高质量发展，应对新形势新挑战，把握数字化发展新机遇，拓展经济发展新空间，近年来，国家陆续出台多部政策支持模拟IC行业的发展。其中，2021年3月《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出，要瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目；从国家急迫需要和长远需求出发，集中优势资源攻关关键元器件零部件和基础材料等领域关键核心技术。工信部等部门发布《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》指出要加大基础零部件、基础电子元器件、基础软件、基础材料、基础工艺、高端仪器设备、集成电路、网络安全等领域关键核心技术、产品、装备攻关和示范应用。《关于印发十四五数字经济发展规划的通知》要求瞄准集成电路、关键软件、大数据等战略性前瞻性领域，提高数字技术基础研发能力，完善5G、集成电路、新能源汽车、人工智能、工业互联网等重点产业供应链体系。2022年3月国家发改委在《关于做好2022年享受税收优惠政策的集成电路企业或项目、软件企业清单制定工作有关要求的通知》中制定了有关程序、享受税收优惠政策的企业条件和项目标准，其中重点集成电路设计领域包括：高性能处理器和FPGA芯片；存储芯片；智能传感器；工业、通信、汽车和安全芯片；EDA、IP和设计服务。 全国各省市加大集成电路行业政策和资金支持力度，为新时期促进模拟IC产业高质量发展创造了良好的政策环境。其中，2021年12月上海发布的《新时期促进上海市集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》中提出要扩大集成电路产业基金规模，增加对上海集成电路产业投资基金、集成电路装备材料基金募资支持；通过市场化方式，引导本市设计企业共同发起或参与设立上海集成电路产线投资基金，参与投资本市集成电路新建产线。2022年1月发布的《河北省制造业高质量发展十四五规划》中指出，要推动专用集成电路研发及产业化，建设太赫兹产业基地，引进发展集成电路封装测试知名企业，培育壮大产业规模和竞争实力。 五、 外国厂商占据主导地位，国内企业市场份额较低 我国模拟芯片市场规模庞大，2021年国内模拟芯片销售额位居全球首位，占比全球比重达到43%，是世界各大模拟芯片企业重要的收入来源地。由于我国模拟芯片行业模拟芯片行业发展较晚，国内模拟芯片尤其是高端芯片供给明显不满足需求，导致模拟芯片自给率处于较低水平。目前我国模拟芯片市场主要被外国企业占据，国内模拟芯片行业市场占有率较低，部分重点企业如卓胜微、艾为电子、晶丰明源、圣邦股份、富满电子，占我国模拟芯片行业市场份额分别为1．667%、0．852%、0．843%、0．819%、0．502%。下列9家重点企业市场份额合计为5．9%，可以看出国内模拟芯片企业的市场格局较为分散，竞争形势激烈。 从国内模拟IC行业重点企业经营情况来看，圣邦股份的主营业务为模拟芯片的研发与销售，属于半导体集成电路产业中的集成电路设计行业。公司的高性能、高品质模拟集成电路产品均为自主正向研发，综合性能指标达到国际同类产品的先进水平，部分关键技术指标达到国际领先，可实现进口替代，在消费类电子、工业控制、物联网、人工智能、云计算、新能源、汽车电子、医疗电子、可穿戴设备、5G通讯等领域有着十分广泛的应用。 六、 模拟芯片行业现状分析 （一）市场规模总体增长稳定 随着社会发展与工业体系的完善提升，我国市场对模拟芯片的需求量逐步扩大，模拟芯片作为消费终端、汽车和工业的重要元器件，其产业地位将稳步提升，并迎来高速发展。数据显示，中国模拟芯片市场规模由2016年的1994．9亿元增长至2020年的2503．5亿元，年均复合增长率为5．8%。2022年我国模拟芯片市场规模将达2956．1亿元。 （二）市场区域分布 中国作为目前全球最大的电子产品生产及消费市场，消费电子领域的巨大需求带动了国内模拟芯片产业的飞速发展。目前，中国已经成为全球最大的模拟芯片市场，占比达36%，其次是亚洲其他国家，占比为32%，第三是欧洲、美国，占比分别为18%、12%。 （三）竞争格局分析 模拟芯片行业起步于欧美等发达国家，多年的发展使得境外厂商在技术积累、客户资源、品牌效应等方面形成巨大优势。目前，模拟集芯片市场依然由境外企业主导。从销售额来看，德州仪器、亚德诺、思佳讯、英飞凌市场份额较高，全球市场占有率分别达19%、9%、7%、7%。其次是意法半导体、恩智浦、美信，市场占有率分别为6%、4%、4%。 （四）下游应用领域分析 模拟芯片产品系列丰富、功能齐全，广泛应用于通信、工业、汽车、消费以及政企系统等领域中。近年来，终端通讯市场庞大的产品需求促进了基站、交换器等通讯电子设备规模的进一步增长，进而带动了通讯类模拟芯片市场规模的增长，通信领域市场规模占比多年稳居第一。同时，随着新能源汽车市场的不断壮大，汽车领域占比逐年提升，2020年达24%。工业、消费、计算机占比分别为20．6%、10．5%、7．2%。 七、 模拟IC市场需求规模将持续扩张 当今的电子产品中，模拟芯片几乎无处不在，物联网、可穿戴设备、人工智能、5G通讯、新能源等新兴应用领域的出现和发展则进一步促进了各类电子产品的升级换代并催生了一批新型的电子产品，这些都为模拟IC带来巨大的市场需求。随着客户和市场逐步从对器件功能的基础要求上升到对整体系统性能的深层需求，越来越多的电子产品需要具备更高的精度、更快的速度、稳定清晰的声音、生动绚丽的图像、更低的功耗、更小的体积等，在这样的背景下，以各类放大器、转换器、电源管理芯片等为代表的模拟芯片技术成为电子产业创新的一个新引擎。另外，随着国家对集成电路产业扶持政策的逐步落地以及中国集成电路企业的奋起追赶，我国集成电路产业取得了长足的进步，国际竞争力和影响力逐年提升。未来5G建设及相关应用、通讯、工业、消费类电子产品等产业的发展将是带动模拟芯片市场成长的巨大动力，同时在国家产业政策扶持的驱动下，未来我国模拟IC行业市场需求规模将持续扩张。