模擬芯片市場分析

作為連接真實(shí)物理世界和數(shù)字世界橋梁，模擬芯片是幾乎所有電子產(chǎn)品之中都會(huì)用到的元器件。它是集成電路領(lǐng)域中的一個(gè)重要組成部分，其生命周期通常較長，品類繁多且復(fù)雜。與數(shù)字芯片注重運(yùn)算性能和追求運(yùn)算速度不同，模擬芯片更注重在高信噪比、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。模擬芯片的設(shè)計(jì)目標(biāo)一旦達(dá)成，通常具備較長的生命力，大部分產(chǎn)品的生命周期可長達(dá)10 年以上。由于自然界中的模擬信號(hào)種類多樣，同時(shí)模擬產(chǎn)品需要與對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)種類相匹配，因此模擬芯片通常需要進(jìn)行定制開發(fā)，具有產(chǎn)品種類多、客戶多樣化的特點(diǎn)。這要求模擬芯片企業(yè)具備多樣化的產(chǎn)品線和較強(qiáng)的定制化能力，以滿足不同客戶的需求。

模擬芯片需要經(jīng)過多個(gè)制造步驟和復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，對(duì)制造工藝的要求較高。先進(jìn)的制造工藝能夠提高模擬芯片的性能和穩(wěn)定性，因此模擬芯片企業(yè)需要不斷投入研發(fā)和制造工藝的升級(jí)，以保持競爭優(yōu)勢(shì)。

1 模擬芯片市場概述

對(duì)于模擬芯片來說，可以按定制化程度進(jìn)行分類，其可分為：通用模擬芯片和專用模擬芯片。對(duì)于通用模擬芯片來說，顧名思義， 其屬于標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，它們的設(shè)計(jì)性能參數(shù)不會(huì)特定適配于某類應(yīng)用，而是可用于不同產(chǎn)品中；而專用模擬芯片通常針對(duì)特定的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，復(fù)雜度和集成程度更高。2022年全球模擬芯片市場空間為895.5 億美元，市場空間廣闊。而今年（2023 年）全球模擬芯片的市場規(guī)模將達(dá)909.5 億美元，7 年復(fù)合增長率為8.0%。根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，2022 年全球通用模擬芯片和專用模擬芯片的占比分別為40% 和60%。

圖1 2022年全球?qū)Ｓ媚M芯片和通用模擬芯片市場占比

在供貨商方面，根據(jù)IC Insights 數(shù)據(jù)，全球模擬芯片前十名的供應(yīng)商，提供了全球超過60% 的模擬芯片產(chǎn)品，其中，德州儀器憑借141 億美元的模擬銷售額和19% 的市場份額保持模擬芯片供應(yīng)龍頭地位，排名第二的是ADI，第三Skyworks，英飛凌、意法半導(dǎo)體、恩智浦等躋身前十。

圖2 全球模擬芯片頭部企業(yè)

國內(nèi)方面，雖然我國是模擬芯片需求的大國，約占全球模擬芯片市場規(guī)模四成，但是目前我國的模擬芯片市場的國產(chǎn)率還不夠高，從上文也能看出，世界主要的模擬芯片供貨商都是以國外廠商為主，我國在模擬芯片領(lǐng)域的國產(chǎn)替代之路還大有上升空間。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，我國模擬芯片自給率近年來不斷提升, 2017 年至2021 年從6% 提升至12%，持續(xù)加大的研發(fā)投入和輕資產(chǎn)的Fabless 模式為本土廠商提供了提升空間，有助于縮小與國際水平的差距。目前，我國在模擬芯片領(lǐng)域也出現(xiàn)了許多未來可期的新興企業(yè)，如：匯頂科技、晶豐明源、芯朋微、杰華特等等。它們?cè)诙嘞嗫刂破骱虳rMOS 領(lǐng)域的布局積極，有望快速成長。

2 模擬芯片主要細(xì)分市場分析

在模擬芯片眾多的細(xì)分市場之中，有兩部分至關(guān)重要，它們是：電源管理和信號(hào)鏈芯片。它們合計(jì)占據(jù)了近70% 的市場份額。

電源管理芯片是目前模擬芯片最大的細(xì)分市場。電源管理芯片作為電子設(shè)備之中不可替代的關(guān)鍵部分，自2016 年以來，全球電源管理芯片行業(yè)市場規(guī)模逐年上升，由2016 年的200 億美元增長至2021 年的380 億美元左右，期間年平均增長率約為18%。到2022 年全球電源管理芯片市場總規(guī)模達(dá)到接近400 億美元，較上年同期相比增長5.3%。根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2025 年全球電源管理芯片市場規(guī)模將超過500 億美元，2022-2025 年年平均增速約為8.3%。

從全球不同地區(qū)的需求來看，我國為電源管理芯片的第一大消費(fèi)國，根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)北京研精畢智信息咨詢整理統(tǒng)計(jì)，截至2021 年末，中國占全球電源管理芯片消費(fèi)市場的比重達(dá)到45% 左右；歐洲和北美地區(qū)緊隨其后，分別占比15% 和12%，而世界其他地區(qū)則消費(fèi)了剩下的28% 的電源管理芯片市場。

從參與企業(yè)來看，目前全球電源管理芯片市場與上文中模擬芯片整體的市場構(gòu)成區(qū)別不大，也是主要被歐美企業(yè)所壟斷，據(jù)發(fā)布的行業(yè)分析數(shù)據(jù)，截至2022 年末，德州儀器、亞德諾和英飛凌占全球電源管理芯片市場份額的前三，分別占比18%、10% 和8%，全球其他企業(yè)共同占比約64% 的市場份額。

圖3 2022年全球電源管理芯片市場份額

信號(hào)鏈芯片方面，得益于近年來的自動(dòng)駕駛、XR、物聯(lián)網(wǎng)和5G 的大力發(fā)展，市場對(duì)于高性能、高穩(wěn)定性、低功耗的信號(hào)鏈模擬芯片需求增加，信號(hào)鏈芯片市場總體發(fā)展事態(tài)良好。作為模擬芯片的重要組成部分，信號(hào)鏈芯片約占模擬芯片市場的46%。信號(hào)鏈模擬芯片可以進(jìn)一步分為線性產(chǎn)品（如放大器和比較器）、信號(hào)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品（如ADC 和DAC）以及各類接口產(chǎn)品。在這之中，放大器和比較器、轉(zhuǎn)換器以及接口芯片分別占信號(hào)鏈?zhǔn)袌龅?6.17%、39.36%、24.47%。

根據(jù)IC Insights 的報(bào)告顯示，全球信號(hào)鏈模擬芯片的市場規(guī)模將從 2016 年的84 億美金增長至2023 年的118 億美金，2016-2023 年復(fù)合增長率約5%。

3 模擬芯片下游市場趨勢(shì)

3.1 通信領(lǐng)域

在下游市場中，通信領(lǐng)域是模擬芯片市場持續(xù)增長的強(qiáng)勁動(dòng)力源。通信行業(yè)對(duì)于模擬芯片的需求占整個(gè)模擬芯片需求的38.5%。行業(yè)對(duì)于模擬芯片的應(yīng)用主要為通訊基站、交換機(jī)、路由器等等。其中，ADC 和DAC芯片對(duì)于5G 通信建設(shè)來說至關(guān)重要，據(jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國已累計(jì)建成5G 基站超過293 萬個(gè)，2024 年我國 5G 基站建設(shè)量預(yù)計(jì)將達(dá)到309 萬個(gè)，將為 ADC帶來至少 8.8 億美元的增量市場。

3.2 汽車電子領(lǐng)域

而汽車電子領(lǐng)域有望成為模擬芯片下一個(gè)增速最快的市場。目前，隨著新能源汽車的快速滲透，整個(gè)汽車市場都向著智能化、電氣化方向發(fā)展。汽車領(lǐng)域自然就成了除通信領(lǐng)域外，模擬芯片最主要的市場。全球新能源汽車市場滲透率從2018 年2% 上升至2021 年8%，銷量從199 萬輛上升至644 萬輛，年復(fù)合增長率48%。

根據(jù)IC Insights 統(tǒng)計(jì)，2022 年全球汽車專用模擬芯片市場規(guī)模將增長17% 至138 億美元，是增速最快的模擬芯片下游市場。

在汽車領(lǐng)域，不僅占比在整個(gè)模擬芯片市場中居高不下，其平均單價(jià)也數(shù)一數(shù)二的存在。包括ADAS 方向的車載攝像頭、雷達(dá)；車身座艙中使用的網(wǎng)關(guān)、娛樂系統(tǒng)；動(dòng)力系統(tǒng)中使用的引擎管理、動(dòng)力總成等等方面，使用了大量高價(jià)值的模擬芯片產(chǎn)品。以車載攝像頭為例，根據(jù)電子工程專輯顯示，高清視頻傳輸芯片的市場規(guī)模將以 35%-40% 以上的年增長率快速擴(kuò)容。車載攝像頭預(yù)計(jì)2025 年在全球的市場需求量會(huì)超過3 億臺(tái)以上，視頻傳輸芯片的市場規(guī)模也將達(dá)到人民幣90 億元，這將進(jìn)一步擴(kuò)大車載模擬接口芯片的使用量。此外，視頻數(shù)據(jù)傳輸HDMI 接口不斷迭代升級(jí)，分辨率不斷提高，最新的2.1 接口可以支持到8K-60 幀分辨率，這進(jìn)一步拉動(dòng)了相關(guān)模擬接口芯片的價(jià)值量。

在新能源汽車爆發(fā)之前的時(shí)代，傳統(tǒng)汽車使用模擬芯片主要集中在動(dòng)力總成、底盤、儀表盤、娛樂系統(tǒng)等領(lǐng)域。隨著汽車開始逐漸進(jìn)入新能源時(shí)代，大小三電系統(tǒng)、智能座艙、自動(dòng)駕駛等系統(tǒng)成為了模擬芯片進(jìn)一步快速增長的應(yīng)用領(lǐng)域。一輛A 級(jí)的燃油車大約需要100顆模擬芯片，而一輛A 級(jí)的新能源純電車則至少需要350 顆以上的模擬芯片，增長超過350%。

圖4 全球?qū)Ｓ媚M芯片應(yīng)用市場情況

3.3 物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域

在如今萬物互聯(lián)的發(fā)展趨勢(shì)之下，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）領(lǐng)域也將為模擬芯片注入新的增長動(dòng)力。根據(jù) GSMA數(shù)據(jù)，2021 年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)量為148 億個(gè)，同比增長16%，其中工業(yè)級(jí)設(shè)備占比為47%，預(yù)計(jì)2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)量上升至252 億個(gè)，工業(yè)級(jí)設(shè)備占比55%。眾多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的大規(guī)模使用也必將推升模擬芯片用量。如今，人工智能、無人機(jī)、智慧城市的快速發(fā)展，也將成為模擬芯片在未來新的增長點(diǎn)，變?yōu)橥苿?dòng)模擬芯片持續(xù)發(fā)展的新助力。

圖5 全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)量

4 結(jié)束語

目前， 模擬芯片競爭格局相對(duì)穩(wěn)定， 據(jù)據(jù)IC Insights 統(tǒng)計(jì)，2017 到2020 年全球前十大模擬廠商變動(dòng)不大，僅Qorvo 在2021 年躋身前十。對(duì)于我國的模擬芯片產(chǎn)業(yè)來說，自2021 年以來，國際模擬芯片巨頭的產(chǎn)品布局向汽車、工業(yè)等下游領(lǐng)域傾斜，加之中美貿(mào)易戰(zhàn)的印象，國產(chǎn)替代的呼聲一浪高過一浪，國內(nèi)廠商有望以中低端消費(fèi)電子產(chǎn)品為切入口，占領(lǐng)中低端市場并向高端市場延伸，逐步實(shí)現(xiàn)差異化替代。

（本文來源于EEPW 2023年12月期）