模擬芯片行業(yè)技術(shù)發(fā)展情況及市場(chǎng)前景分析預(yù)測(cè)

（文章來源：騰訊新聞）

集成電路產(chǎn)品依其功能，主要可分為模擬芯片（Analog IC）、存儲(chǔ)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(hào)。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(shí)需要制造工藝、電路設(shè)計(jì)和半導(dǎo)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。

常見的模擬芯片通常包括信號(hào)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(jìn)而廣泛應(yīng)用于電腦手機(jī)、LED照明、家用電器、智能家居、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域。我國(guó)的模擬芯片的現(xiàn)狀是小、散、低。所謂小，“小”即企業(yè)規(guī)模很小；“散”即企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)際巨頭的差距正在逐漸縮小。

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(guó)防科技、交通運(yùn)輸、安防監(jiān)控、LED、醫(yī)療設(shè)備、高清電視等廣闊市場(chǎng)?；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(jìn)行定制化設(shè)計(jì)。同時(shí)，模擬芯片定制化設(shè)計(jì)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(huì)根據(jù)應(yīng)用需求定義開發(fā)新的產(chǎn)品，構(gòu)建設(shè)計(jì)、工藝、應(yīng)用穩(wěn)定的產(chǎn)品定義叁角。高端模擬芯片由于應(yīng)用的需求多樣性、復(fù)雜性，需要有更復(fù)雜、更先進(jìn)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(xué)、固體物理學(xué)、量子力學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)、圖論等全方位、復(fù)雜學(xué)科領(lǐng)域，集成電路制造工藝的研發(fā)需要耗費(fèi)巨大的人力、物力以及持續(xù)的研發(fā)。因此，大部分國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)均根據(jù)晶圓制造廠標(biāo)準(zhǔn)工藝來進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)產(chǎn)權(quán)的集成電路制造工藝，僅少數(shù)國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)具有成熟自主的模擬芯片制造工藝。

主要采用CMOS工藝的存儲(chǔ)芯片追逐高端制程，產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)的運(yùn)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(tái)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(qiáng)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(dǎo)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(chǔ)芯片強(qiáng)調(diào)納米級(jí)別的制程工藝存在一定的差異。

此外，與存儲(chǔ)芯片需要升級(jí)工藝產(chǎn)線強(qiáng)調(diào)制造工藝不同，優(yōu)秀的模擬芯片產(chǎn)品需要設(shè)計(jì)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)外廠商一般會(huì)根據(jù)應(yīng)用需求定義開發(fā)新的產(chǎn)品—設(shè)計(jì)、工藝、應(yīng)用構(gòu)成了一個(gè)產(chǎn)品定義的穩(wěn)定叁角。因此，國(guó)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(shí)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(fù)雜、更先進(jìn)和比較特殊的模擬（或混合信號(hào)）工藝來支撐，目前僅少數(shù)國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)具有成熟自主的模擬工藝。

在設(shè)計(jì)方面，模擬芯片和存儲(chǔ)芯片等數(shù)字芯片差異巨大。數(shù)字芯片的設(shè)計(jì)核心在于邏輯設(shè)計(jì)，可通過軟件進(jìn)行模擬調(diào)試。模擬電路的設(shè)計(jì)核心在于電路設(shè)計(jì)，需要根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與妥協(xié)。數(shù)字電路的設(shè)計(jì)輔助工具（EDA）較豐富，而模擬芯片設(shè)計(jì)的輔助工具遠(yuǎn)不如數(shù)字器件多。因此，模擬電路的設(shè)計(jì)更依賴于人工設(shè)計(jì)，對(duì)工程師的經(jīng)驗(yàn)要求也更高，半導(dǎo)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(jì)師一般需要至少3年到5年的經(jīng)驗(yàn)，而優(yōu)秀的模擬設(shè)計(jì)師則需要10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)。此外，數(shù)字電路設(shè)計(jì)一般是大團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)，研發(fā)周期較短；而模擬電路設(shè)計(jì)一般是小團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)，研發(fā)周期較長(zhǎng)。

基于終端應(yīng)用范圍寬廣的特性，模擬芯片市場(chǎng)不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動(dòng)影響，市場(chǎng)波動(dòng)幅度相對(duì)較小。2018年，全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模為588億美元，較2017年同比增長(zhǎng)10.80%，增速明顯高于微處理器、邏輯芯片等其他芯片種類。

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(dǎo)體）、NXP（恩智浦）、Maxim（美信）等國(guó)際芯片供應(yīng)商。以上國(guó)際模擬芯片供應(yīng)商銷售額占全球模擬芯片市場(chǎng)高達(dá)60%，我國(guó)對(duì)國(guó)外模擬芯片的依賴較為嚴(yán)重，進(jìn)口替代需求急劇提升，國(guó)內(nèi)模擬芯片企業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。

隨著全球下游行業(yè)對(duì)集成電路需求的回暖，2015-2018年我國(guó)模擬芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2018年我國(guó)模擬芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為2627億元，年增長(zhǎng)率為13.85%，高于全球年增長(zhǎng)率。未來能驅(qū)動(dòng)模擬芯片產(chǎn)業(yè)大幅度增長(zhǎng)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(duì)電源、運(yùn)放和電壓管理等需求大漲，未來五年將是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)爆發(fā)期。

國(guó)家提出了“新基建”項(xiàng)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(shí)運(yùn)行，市場(chǎng)對(duì)模擬芯片的需求必將急劇增加。龐大的市場(chǎng)將會(huì)為國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)提供更廣闊的舞臺(tái)。

（責(zé)任編輯：fqj）