模擬芯片行業(yè)辟土開疆，為工業(yè)領(lǐng)域提供高效動能

所謂模擬芯片，是處理外界信號的第一關(guān)，所有數(shù)據(jù)的源頭是模擬信號，模擬芯片是集成的模擬電路，用于處理模擬信號，處理后的模擬信號既可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸出到數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行處理，也可以直接輸出到執(zhí)行器。 

       通俗一點來講，我認(rèn)為模擬芯片是連接真實世界與數(shù)字世界之間的橋梁，真實世界的聲光電等信號在時間和幅值上是連續(xù)的，這種信號稱為模擬信號，數(shù)字計算機(jī)是沒辦法直接處理這種信號的，需要通過模擬芯片將其處理成離散的“0”、“1”信號再和數(shù)字計算機(jī)進(jìn)行信息交互。

剛才說過，模擬芯片是處理信號的第一關(guān)，因此模擬芯片屬于半導(dǎo)體市場十分重要的領(lǐng)域，其行業(yè)具有產(chǎn)品種類多、應(yīng)用領(lǐng)域廣、產(chǎn)品壽命長、客戶分散、技術(shù)門檻高、行業(yè)周期弱等典型的特征。我們提到的半導(dǎo)體通?？梢苑譃榧呻娐?、分立器件、光電子器件和傳感器等，其中集成電路可以分為數(shù)字芯片和模擬芯片，數(shù)字芯片又可以分為邏輯芯片、微元器件、存儲器等，其中模擬芯片屬于半導(dǎo)體的重要細(xì)分賽道。

在模擬芯片的應(yīng)用領(lǐng)域中，我重點關(guān)注了一下工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)應(yīng)用相關(guān)設(shè)備往往具有精度要求高、電量消耗大等特點，需要模擬芯片進(jìn)行節(jié)電管理、電路保護(hù)與電壓電流控制，不僅如此，模擬芯片可以提供高精度的傳感器信號處理。在工業(yè)自動化中，傳感器是獲取工藝過程參數(shù)的重要手段。而模擬芯片可以對傳感器信號進(jìn)行放大、濾波、線性化等處理，從而提高傳感器的靈敏度和精度。并且隨著工業(yè) 4.0 的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)智能化的要求，工業(yè)應(yīng)用設(shè)備在功能逐步強(qiáng)大的同時，對電源管理提出了更高的要求，這就需要工業(yè)應(yīng)用類模擬芯片不斷提高轉(zhuǎn)換效率，為工業(yè)設(shè)備升級提供支撐。

在工業(yè)自動化中，一個系統(tǒng)可能涉及多個模塊和設(shè)備的協(xié)同工作。而模擬芯片可以提供多種接口和通信協(xié)議，方便不同設(shè)備的集成和通信。同時，模擬芯片還具有良好的可擴(kuò)展性，可以根據(jù)系統(tǒng)的需求進(jìn)行靈活的擴(kuò)展和升級。這為工業(yè)自動化系統(tǒng)的設(shè)計和維護(hù)帶來了很大的便利。

近幾年隨著工業(yè)智能化、智能建筑、物聯(lián)網(wǎng)邊緣等的發(fā)展，模擬芯片市場越來越廣闊，形成了較大的產(chǎn)業(yè)鏈，這里值得一提就是監(jiān)控領(lǐng)域，視頻監(jiān)控行業(yè)自 2010 年起，持續(xù)處于較快速度增長的階段。智能安防概念的興起及視覺識別技術(shù)的成熟，使機(jī)場、火車站、地鐵站、酒店等眾多場景下的 視頻監(jiān)控需求迅速上升。未來隨著市場對于高清攝像頭需求的進(jìn)一步擴(kuò)大，以及國家政府基建的推動，國內(nèi)視頻監(jiān)控市場容量將進(jìn)一步擴(kuò)大，該領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用類模擬芯片新需求不斷涌現(xiàn)?？偨Y(jié)了一下，模擬芯片在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括：儀器儀表、國防航空、能源管理、醫(yī)療、建筑自動化、照明、馬達(dá)驅(qū)動器、電力傳輸?shù)取?/p>

2016-2023 年全球信號鏈模擬芯片市場規(guī)模(億美元)

在這里我認(rèn)為，比起消費(fèi)電子領(lǐng)域，模擬芯片在工業(yè)類產(chǎn)品中的應(yīng)用場景會更加豐富，再加上工業(yè)級模擬芯片技術(shù)門檻高，我相信這條賽道在未來是極具發(fā)展?jié)摿Φ?。因為難賺的錢才會更有價值。

從波動到復(fù)蘇，全球模擬芯片市場受宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境和下游應(yīng)用市場影響明顯。從 2012 年到 2018 年，工業(yè)自動化等傳統(tǒng)應(yīng)用市場穩(wěn)步增長驅(qū)動模擬芯片市場規(guī)模保持穩(wěn)定增長，年均復(fù)合增長率為 7.0%。但在2019年，受美國單方面的對華貿(mào)易政策變化等影響，模擬芯片市場出現(xiàn)較大負(fù)增長，年增長率達(dá)到-8.3%。2021年開始，隨著新冠疫情逐漸得到控制，各國經(jīng)濟(jì)開始恢復(fù)，模擬芯片市場重新進(jìn)入快速增長通道。2020年到2022年，模擬芯片市場增速分別為 3.3%、33.0%和 14.0%，增速較 2019 年有明顯反彈， 這主要是汽車電子化升級、工業(yè)自動化持續(xù)推進(jìn)，以及 5G 商用和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來的新增市場需求的結(jié)果。在2023年，模擬芯片在工業(yè)領(lǐng)域市場份額占比為 21%。這一領(lǐng)域包括工業(yè)自動化、工業(yè)儀器等領(lǐng)域。

萬物互聯(lián)趨勢下，消費(fèi)級和工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)終端的廣泛應(yīng)用推升模擬芯片需求。大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù) mMTC 是 5G 三大應(yīng)用場景之一，同時物聯(lián)網(wǎng)終端還涉及到車聯(lián)網(wǎng)各類傳感器和智能家居微控制器、傳感器等模擬芯片應(yīng)用。根據(jù) GSMA 數(shù)據(jù)，預(yù)計 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，工業(yè)級設(shè)備占比 55%。

而針對于模擬芯片的相關(guān)廠商，我也進(jìn)行了一些盤點。在該領(lǐng)域，歐美廠商占據(jù)絕大多數(shù)市場份額，整體呈現(xiàn)出較為分散的發(fā)展布局，目前，全球模擬芯片市場行業(yè)格局呈現(xiàn)一個龍頭，一群龍身的形勢，龍頭以外競爭分散。

在模擬芯片市場中，德州儀器TI、亞德諾（ADI）意法半導(dǎo)體是由意大利SocietàGenerale Semiconduttori（SGS）三家可謂是龍頭廠商，其產(chǎn)品常年在市場中占有較高份額。

查閱相關(guān)資料我發(fā)現(xiàn)，國外廠商長時間占據(jù)主要市場的，中國企業(yè)尚未進(jìn)入前十，但中國工業(yè)自動化市場的規(guī)模也在持續(xù)增長，2022 年進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期，助推模擬芯片行業(yè)不斷擴(kuò)張。工業(yè)自動化系統(tǒng)通過應(yīng)用自動化技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能執(zhí)行和精確控制，包含傳感器、執(zhí)行器、控制器、計算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)等組件。工業(yè)傳感器實時監(jiān)測工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)，并以模擬信號形式采集各種過程數(shù)據(jù)。控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器反饋，通過模擬芯片精確控制各類電機(jī)、閥門、化工流程，實時調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。此外，模擬芯片還廣泛應(yīng)用于電源管理、音視頻處理、人機(jī)交互等功能的實現(xiàn)。2018年-2022年，中國工業(yè)自動化市場規(guī)模持續(xù)增長，增量超過 800 億元人民幣，但年增長率存在波動。2021 年增速達(dá) 22.0%的高點后，2022 年降至3.7%，市場步入平穩(wěn)發(fā)展期，增速放緩可能受宏觀環(huán)境影響，但從總體來看，工業(yè)自動化市場保持?jǐn)U張態(tài)勢。未來隨著新能源汽車滲透率繼續(xù)提高，其對模擬芯片的剛性需求還會持續(xù)釋放，兩者發(fā)展存在良性互動。

在工業(yè)和汽車領(lǐng)域，確實大部分國外廠商已經(jīng)技術(shù)成熟，中國企業(yè)在這些領(lǐng)域想分一杯羹還是比較難的，但是目前國際市場新能源汽車猶如一支突發(fā)的猛箭，國際大廠紛紛開始加大投入，因此，在國際大廠將戰(zhàn)略重心轉(zhuǎn)移至工業(yè)和汽車領(lǐng)域之際，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，逐步實現(xiàn)差異化替代。