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模擬芯片行業(yè)技術(shù)發(fā)展情況及市場前景分析預(yù)測(附報告目錄)
1、模擬芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
集成電路產(chǎn)品依其功能,主要可分為模擬芯片(Analog IC)、存儲器芯片(Memory IC)、微處理器芯片(Micro IC)、邏輯芯片(Logic IC)。模擬集成電路又稱模擬芯片,模擬芯片是處理連續(xù)性的光、聲音、速度、溫度等自然模擬信號。模擬芯片作為連接上述各類物理信息與數(shù)字電子系統(tǒng)的媒介,同時需要制造工藝、電路設(shè)計和半導體組件物理的相互配合,在芯片效能及成本上尋求最優(yōu)化,由于其決定了產(chǎn)品最終呈現(xiàn)質(zhì)量,因此更為注重組件的特性如可靠度、穩(wěn)定度、能源轉(zhuǎn)換效率、電壓電流控制能力等。
相關(guān)報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年模擬芯片行業(yè)專項調(diào)研就投資戰(zhàn)略規(guī)劃報告》
常見的模擬芯片通常包括信號鏈芯片、智能終端芯片、電源管理芯片、數(shù)控/工控裝置芯片、信息安全和視頻監(jiān)控芯片等,進而廣泛應(yīng)用于電腦手機、LED照明、家用電器、智能家居、消費類電子等領(lǐng)域。
我國的模擬芯片的現(xiàn)狀是小、散、低。所謂小,“小”即企業(yè)規(guī)模很?。弧吧ⅰ奔雌髽I(yè)競爭分散;“低”即本土模擬芯片廠商技術(shù)水平比較低。但經(jīng)過數(shù)年來的奮起直追,本土廠商與國際巨頭的差距正在逐漸縮小。
2、模擬芯片行業(yè)技術(shù)發(fā)展情況
(1)國內(nèi)僅少數(shù)芯片企業(yè)具有成熟自主的模擬芯片制造工藝
模擬芯片在現(xiàn)今電子產(chǎn)品的應(yīng)用幾乎無處不在,下游應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋國防科技、交通運輸、安防監(jiān)控、LED、醫(yī)療設(shè)備、高清電視等廣闊市場?;诮K端應(yīng)用范圍寬廣的特性,模擬芯片需要根據(jù)下游不同的應(yīng)用領(lǐng)域進行定制化設(shè)計。同時,模擬芯片定制化設(shè)計芯片的功效發(fā)揮需要與芯片制造工藝相結(jié)合。優(yōu)秀的模擬芯片廠商一般會根據(jù)應(yīng)用需求定義開發(fā)新的產(chǎn)品,構(gòu)建設(shè)計、工藝、應(yīng)用穩(wěn)定的產(chǎn)品定義三角。高端模擬芯片由于應(yīng)用的需求多樣性、復雜性,需要有更復雜、更先進和比較特殊的模擬芯片工藝來支撐。
由于集成電路制造工藝涵蓋微電子學、固體物理學、量子力學、材料科學、化學、圖論等全方位、復雜學科領(lǐng)域,集成電路制造工藝的研發(fā)需要耗費巨大的人力、物力以及持續(xù)的研發(fā)。因此,大部分國內(nèi)芯片企業(yè)均根據(jù)晶圓制造廠標準工藝來進行芯片產(chǎn)品生產(chǎn),模擬芯片的功效發(fā)揮一定程度上收到晶圓廠商標準工藝的限制。唯有行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的模擬芯片企業(yè)能夠掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的集成電路制造工藝,僅少數(shù)國內(nèi)芯片企業(yè)具有成熟自主的模擬芯片制造工藝。
(2)國內(nèi)模擬芯片企業(yè)在向高性能模擬芯片領(lǐng)域發(fā)展
主要采用CMOS工藝的存儲芯片追逐高端制程,產(chǎn)品強調(diào)的運算速度與成本比優(yōu)化,例如蘋果A12芯片和麒麟980都采用了臺積電的7nm-CMOS工藝。采用BCD工藝等特色工藝的模擬芯片產(chǎn)品更強調(diào)高信噪比、低失真、低耗電、高可靠性和穩(wěn)定性,工藝制程的縮小反而可能導致模擬芯片性能的降低。因此,模擬芯片行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品多采用0.50-0.13μm制程工藝,與存儲芯片強調(diào)納米級別的制程工藝存在一定的差異。此外,與存儲芯片需要升級工藝產(chǎn)線強調(diào)制造工藝不同,優(yōu)秀的模擬芯片產(chǎn)品需要設(shè)計和工藝緊密結(jié)合,雙方充分的交流才能開發(fā)出有特色、有競爭力的產(chǎn)品。具體到其產(chǎn)品特性來看,模擬產(chǎn)品定制化程度很高,國外廠商一般會根據(jù)應(yīng)用需求定義開發(fā)新的產(chǎn)品—設(shè)計、工藝、應(yīng)用構(gòu)成了一個產(chǎn)品定義的穩(wěn)定三角。因此,國內(nèi)模擬芯片企業(yè)在向高性能模擬芯片領(lǐng)域發(fā)展時往往遇到生產(chǎn)工藝的難題,高端模擬芯片由于應(yīng)用的需求,需要有更復雜、更先進和比較特殊的模擬(或混合信號)工藝來支撐,目前僅少數(shù)國內(nèi)芯片企業(yè)具有成熟自主的模擬工藝。
(3)模擬芯片研發(fā)周期較長
在設(shè)計方面,模擬芯片和存儲芯片等數(shù)字芯片差異巨大。數(shù)字芯片的設(shè)計核心在于邏輯設(shè)計,可通過軟件進行模擬調(diào)試。模擬電路的設(shè)計核心在于電路設(shè)計,需要根據(jù)實際產(chǎn)品參數(shù)進行調(diào)整與妥協(xié)。數(shù)字電路的設(shè)計輔助工具(EDA)較豐富,而模擬芯片設(shè)計的輔助工具遠不如數(shù)字器件多。因此,模擬電路的設(shè)計更依賴于人工設(shè)計,對工程師的經(jīng)驗要求也更高,半導體行業(yè)更是有“一年數(shù)字、十年模擬”的說法。模擬芯片研發(fā)設(shè)計師一般需要至少3年到5年的經(jīng)驗,而優(yōu)秀的模擬設(shè)計師則需要10年甚至更長時間的經(jīng)驗。此外,數(shù)字電路設(shè)計一般是大團隊作戰(zhàn),研發(fā)周期較短;而模擬電路設(shè)計一般是小團隊作戰(zhàn),研發(fā)周期較長。
3、模擬芯片市場規(guī)模分析
(1)全球模擬芯片市場規(guī)模分析
基于終端應(yīng)用范圍寬廣的特性,模擬芯片市場不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動影響,市場波動幅度相對較小。2018年,全球模擬芯片市場規(guī)模為588億美元,較2017年同比增長10.80%,增速明顯高于微處理器、邏輯芯片等其他芯片種類。
2015-2018年全球模擬芯片市場規(guī)模增長分析
資料來源:普華有策市場研究中心
2018年全球模擬芯片排名前十的企業(yè)主要為TI(德州儀器)、ADI(亞諾德)、Skyworks(思佳訊)、Infineon(英飛凌)、ST(意法半導體)、NXP(恩智浦)、Maxim(美信)等國際芯片供應(yīng)商。以上國際模擬芯片供應(yīng)商銷售額占全球模擬芯片市場高達60%,我國對國外模擬芯片的依賴較為嚴重,進口替代需求急劇提升,國內(nèi)模擬芯片企業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。
(2)中國模擬芯片市場規(guī)模穩(wěn)定增長
隨著全球下游行業(yè)對集成電路需求的回暖,2015-2018年我國模擬芯片行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的態(tài)勢,2018年我國模擬芯片行業(yè)市場規(guī)模為2627億元,年增長率為13.85%,高于全球年增長率。
2015-2018年我國模擬芯片行業(yè)市場規(guī)模增長分析
資料來源:普華有策市場研究中心
未來能驅(qū)動模擬芯片產(chǎn)業(yè)大幅度增長的是汽車、5G通信和智能制造的需求,伴隨著5G商用的加速,很大相關(guān)企業(yè)對電源、運放和電壓管理等需求大漲,未來五年將是整個產(chǎn)業(yè)的一個爆發(fā)期。
國家提出了“新基建”項目包括特高壓、新能源汽車充電樁、5G基站建設(shè)、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和城際高速鐵路和城市軌道交通等七大領(lǐng)域。這些新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的本質(zhì)就是信息數(shù)字化的建設(shè),其中必定少不了數(shù)字與模擬芯片做基礎(chǔ)。
隨著“新基建”的落實運行,市場對模擬芯片的需求必將急劇增加。龐大的市場將會為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)提供更廣闊的舞臺。