網站導航

新聞中心

當前位置:主頁 > 新聞中心 >
國產模擬IC芯片要走的路有多長?
時間:2021-08-12 17:13 點擊次數:
模擬 IC 分為通用型模擬 IC(39%)和專用型模擬 IC 或 ASSP(61%)。
 
 
 
模擬 IC 可以分為通用性模擬 IC(或標準型模擬 IC)和專用型模擬 IC(包括模數混合芯片)。顧名思義,通用性模擬 IC 是通用產品,專用性模擬 IC 是為特定應用場景設計。2018 年,通用型模擬 IC 占比 39%,專用型模擬 IC 占比 61%。
 
 
 
通用型模擬 IC 占模擬 IC市場的 39%,市場約 211億美元??梢苑譃閮纱箢悾弘娫垂芾眍惡托盘栴?,信號類又可分為數據轉換芯(AD/DA)、數據接口芯片、放大器。
 
 
 
電源管理類芯片:是在電子設備系統中負責電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責的芯片,使得電壓應保持在設備可以承受的規定范圍內。
 
 
 
數據轉換芯片(AD/DA):模數轉換器(A / D 轉換器)。它們以連續的時間間隔測量高度(信號電壓),以獲取連續的模擬信號并將其轉換為數字流。數模轉換器(D / A 轉換器)與之相反。
 
 
 
接口芯片(Interface):提供到標準通信信號線的接口,負責沿線驅動電壓或電流的芯片。例如,在計算機中,將有一些 PCMCIA 芯片用于沿 PCMCIA 總線驅動信號。
 
 
 
放大器(Amplifiers):可以使電信號變大,同時保持原始信號形狀不變。
 
 
 
專用型模擬 IC(ASSP)占模擬 IC 市場的 61%,市場約 327 億美元。ASSP 市場可以按最終應用進一步細分為以下細分部分:消費者、計算、通信(基站和手機)、汽車和工業/其他。其中通信應用占比最高,接近一半。
 
 
 
通用模擬 IC 和專用型模擬 IC,前者生命周期更長,后者 ASP 更高。通 用模擬 IC 具有較長的產品生命周期,與專用型模擬 IC 相比,它們可以帶來更穩定的 ASP 和更高的利潤率,而專用型模擬 IC 擁有更高的平均單價。


模擬芯片主要包括電源管理芯片和信號鏈芯片。其中,電源管理芯片是在電子設備系統中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責的芯片, 主要分為AC-DC交直流轉換、DC-DC直流和直流電壓轉換(適用于大壓差)、 電壓調節器(適用于小壓差)、交流與直流穩壓電源。電源管理芯片在不同產品應用中發揮不同的電壓、電流管理功能,需要針對不同下游應用采用不同的電路設計。當前,電源管理正往高速、高增益、高可靠性方向發展,發展電管理芯片是提高整機技能的重要方式。信號鏈芯片則是一個系統中信號從輸入到輸出的路徑中使用的芯片,包括信號的采集、放大、傳輸、處理等功能。
 
 
 
模擬芯片中因電子系統基本均需供電,因此電源管理芯片為主體,占模擬芯片市場比例約為53%,電源管理用途廣泛成熟,技術迭代較慢,壁壘相對較低, 因此國內布局廣泛,布局企業包括圣邦股份、矽力杰、韋爾股份、富滿電子、中穎電子、全志科技、瑞芯微等;信號鏈芯片市場占比約為47%,國內布局企業主要包括圣邦股份、華為海思等。

高護城河:區別數字芯片,模擬芯片依賴工藝經驗
 
常見的數字IC通常包括CPU、微處理器、微控制器、數字信號處理單元、存儲器等,其設計大部分是通過使用硬件描述語言以基本邏輯門電路為單位在EDA軟件的協助下自動綜合產生,布圖布線也是借助EDA軟件自動生成。模擬IC則通常包括各種放大器、模擬開關、接口電路、無線及射頻IC、數據轉換芯片、各類電源管理及驅動芯片等,其設計主要是通過有經驗的設計師進行晶體管級的電路設計和相應的版圖設計與仿真。
 
 
1、模擬芯片具備產品種類復雜、依賴經驗等特點
 
 
將模擬芯片與數字芯片對比,可以發現模擬芯片擁有產品種類復雜、產品生命周期長、工藝制程要求低、設計工藝依賴經驗等特點。
 
模擬芯片種類繁雜,需要高知識產權制造工藝支撐。模擬芯片使用的下游領域廣泛、需求分散,可以應用于消費電子、汽車電子、工控醫療等;而數字芯片下游需求主要集中在服務器與消費電子上。模擬芯片由于下游需求范圍廣,需要根據下游不同領域進行定制設計,且定制芯片功效發揮與芯片制造工藝相結合。國內大部分芯片廠商需要根據晶圓制造工廠標準工藝進行芯片生產,目前僅有少數國內廠商擁有成熟自主模擬IC制造工藝。
 
 
模擬芯片產品使用周期較長,價格相對較低。模擬芯片使用時間通常在10年以上,尋求高可靠性與低失真低功耗,而由于使用周期長,因此產品價格也較低,而數字芯片需滿足下游不斷變化的需求,生命周期僅有1-2年,平均成本高,因此價格處于高位。
 
 
模擬芯片的制程要求低,可采用工具有限。模擬芯片使用的制程相對數字芯片較落后,主要采用0.18um/0.13um。在工藝方面,模擬芯片采用BCD工藝,主要用于高電壓或大電流下驅動元器件,在高壓下易實現低失真和高信噪比的效果;數字芯片采用CMOS工藝追逐高端制程,產品強調運算速度與成本優 ,用于5V以下的低壓環境,并在持續朝低壓方向發展。工具使用上,數字芯片設計核心在于邏輯設計,可以通過軟件模擬調試,EDA工具豐富;而模擬芯片設計核心在于電路設計,需要根據實際參數調整,可以借助的EDA工具有限,遠不及數字芯片。
 
 
模擬芯片設計工藝依賴人工經驗積累、研發周期長。由于模擬芯片使用周期長, 客戶對產品性能要求十分嚴格,產品技術需要長年累月的經驗積累;且模擬芯片相較數字芯片與元器件結合更加緊密,需要考慮元器件布局的對禰結構和元器件參數匹配形式,需要設計人員充分熟悉了解元器件特性、擁有成熟的拓撲結構設計與布線能力,模擬芯片的設計十分依賴工作人員日積月累的經驗。此外,數字芯片設計通常為大型團隊作戰,研發周期較短;而模擬芯片一般為小團隊作戰,研發周期較長。
 
2、模擬芯片市場呈寡頭競爭態勢
 
 
模擬芯片的產品與行業特點導致模擬芯片廠商存在寡頭競爭特點。高護城河外, 其他廠商受技術工藝、人才培養等限制難以進入模擬芯片行業;高護城河內,模擬芯片產品種類眾多,不同廠商間產品重疊度低,存在弱競爭形態。全球模擬芯片的龍頭廠商地位固定,2011年到2018年德州儀器、亞德諾、意法半導體、英飛凌均穩定在TOP5中,且CR5集中度由41.1%增長至46.1%。
 
寬競賽道:下游需求拉升+上游供給替代,模擬芯片市場廣闊
 
1、模擬芯片市場穩健擴張,與數字芯片周期不一致
 
全球半導體市場的整體規模平穩增長,據全球半導體貿易協會(WSTS)數據顯 示,2018年全球半導體市場規模達到4688億美元,同比增長13.7%。其中, 模擬芯片、微處理器、邏輯芯片和存儲器市場規模分別為588億美元(+10.7%)、 672 億美元(+5.2%)、1093 億美元(+6.9%)和 1580 億美元(+27.4%)。2019年因行業景氣度下行,市場規模為4121億美元,下滑約12%。模擬芯片占據全球半導體市場的份額為13%,占據集成電路市場的份額為15%。
 
模擬芯片因其長使用周期的特性,市場增速表現與數字芯片不一致。市場規模呈現穩步擴張的態勢,2016-2019年同比增速分別為5%、10%、10%、8%, 相比數字芯片增速波動較小。而從出貨量上看,模擬芯片出貨穩居市場前列, 2018年出貨1774億個,同比去年增長15%。單個均價為0.34美元/個,相較邏輯芯片的2.01美元/個與存儲芯片的3.87美元/個,價格較為低廉。
 
中國IC整體供不應求,模擬芯片供應商仍以國外企業為主。中國目前是全球最大的電子產品生產及消費市場,根據IC Insights統計,從2013年到2018 年僅中國半導體集成電路市場規模就從820億美元擴大至1550億美元,年均復合增長率約為13.58%。但根據海關總署的數據,僅半導體集成電路產品的進口額從2015年起已連續四年位列所有進口商品中的第一位,不斷擴大的中國半導體市場依賴進口,中國半導體產業自給率較低。據ic Insights數據顯示,2018年我國半導體自給率僅為15%。
 
模擬芯片領域,隨著整機出口市場回暖,我國模擬IC市場呈現增長態勢,在全球占有較高市場份額。全球模擬芯片市場規模地域分布上,中國大陸占據36% 的比例,亞洲其他國家占據32%的比例。2018年我國模擬芯片市場規模2273億元,同比去年增長6.2%。國內模擬芯片同樣主要采自德州儀器、恩智浦、英飛凌、思佳訊、意法半導體等模擬芯片大廠。
 
2.下游B+C端口需求拉升,模擬芯片市場2023年可超800億美元
 
據IC Insights預測,模擬IC有望在未來五年內,在主要集成電路細分市場中增長最為強勁,年復合增長率達到7.4%,超過IC整體市場復合增長率6.8%。預計到2023年,全球模擬芯片市場規??沙?00億美元。其增長的主要推動力來自電源管理IC、專用模擬芯片和信號轉換器組件的強勁銷售,受下游不斷增長的通信、工控、汽車電子等需求驅動。
 
模擬IC的下游應用涵蓋B端與C端,主要應用在網絡通信、消費電子、汽車電子、工業控制、計算機等領域。據IC Insights數據統計,網絡通信是模擬IC應用需求最廣的領域,2019年預計需求占比為38.5%;應用需求在其后的依次為汽車電子、工業控制、消費電子、計算機、政府軍事,比例分別為24.0%、19.0%、10.2%、7.0%、1.3%。
 
 
2020年5G開啟商用,基站建設與消費電子終端持續發力。通信和消費類應用是信號鏈模擬IC的最大用途應用,據IC Insights預測,在模擬芯片領域中, 2019年通訊類模擬芯片占比約為38.5%,市場規模約為232.3億美元;消費電子模擬芯片占比約為10.2%,市場規模預計61.5億美元。
 
基站建設方面,5G基站建設數量遠超4G。5G的高頻信號在傳播過程中損耗較大,5G基站間距離相較4G需要更為緊密。因此,5G的毫米波頻段和sub- 6頻段,將搭建大量的5G宏基站、毫米波微基站、sub-6微基站。據Yole的數據,總基站數將由2017年的375萬站,增加到2025年的1442萬站,年復合增速達到18.33%;據Tbr數據,2021年全球5G基站出貨量達到頂峰為200萬站,國內5G基站出貨量達到100萬站。在此背景下,射頻前端首先受益,且MIMO技術下2T2R轉至4T4R、6T6R,基站內模擬芯片用量大幅上升。
 
消費電子方面,5G手機技術難度升級,射頻前端芯片價量雙升。5G核心技術變化圍繞香農定理展開
 
其中,C為最大信息傳送速率,BW為信道寬度,S為信道內所傳信號的平均功率,N為信道內部的高斯噪聲功率,S/(N+1)為信噪比,m為傳輸和接收天線的數量,1/n為基站網絡密度。
 
 
為了改善數據傳輸效果,可分別在以下技術改進:
 
1)降低n值:提高網絡密度,增加小型基站數量,減少每個基站的用戶數量;
 
2)增加M值:利用MIMO技術,提高MIMO階數,增加天線發射與接收數量;
 
3)增加BW值:拓寬信道寬度,可以采取增加頻段與載波聚合的方式;
 
4)提高信噪比:采用高階調制提高頻譜效率。5G技術的變化促使射頻前端價值量的提升,疊加5G時代手機換機帶來的數量提升,量價齊升為手機產業鏈帶來戴維斯雙擊。
 
 
根據Yole Development報告顯示,移動設備以WiFi連接部分整體射頻前端市場規模將從2017年150億美元增長到2023年350億美元,年復合增長率達到14%。
 
5G+AI+IoT萬物互聯時代到來,帶動智能家居、工業IoT等需求。據《2017- 2018年中國物聯網發展年度報告》數據顯示,2017年,全球物聯網市場規模為0.9萬億美元,智能家居等終端交互應用的快速興起促進了全球消費性物聯網產業的發展。以智能家居為例,2019年12月,亞馬遜、蘋果、Google和 Zigbee聯盟,曾定義統一的智能家居標準,幾大巨頭協力開發Project Connected Home over IP (基于IP協議的互聯標準),未來各類產品、應用程 序和云端設備將基于這一協議互聯,加速智能家居物聯網的發展互通。預計 2023年,全球物聯網整體市場規??蛇_2.8萬億美元,年復合增長率可達20%。
 
 
汽車行業發展趨向電動化、智能化、網聯化,驅動電源管理模塊市場。國際層 面,以荷蘭、德國、法國等為代表的世界各國紛紛發布或提出禁售傳統燃油車時間表,我國工信部也發布了對《關于研究制定禁售燃油車時間表加快建設汽車強國的建議》的答復,指出會支持有條件的地方設立燃油汽車禁行區試點, 在取得成功的基礎上,統籌研究制定燃油汽車退出時間表。2020年1月3日,特斯拉宣布下調國產Model 3售價,享受中國新能源汽車補貼與購置稅減免后,價格將降至30萬元以下。國內新能源汽車和自動駕駛起步早,企業布局逐漸增加,有望帶動國內上游汽車半導體企業快速發展。
 
 
汽車電子由半導體器件組成,用以感知、計算、執行汽車的各個狀態和功能。隨著汽車電子技術發展,電動汽車的電源管理模塊變得更加復雜;汽車智能化逐步得到應用,提高單體車輛運行效率;此外,網聯技術的不斷深入,汽車搭載無線通信模塊,實現與外部互聯互通。根據蓋世汽車研究統計,2018年純電動汽車中汽車電子成本已占到總成本的65%,遠高于傳統緊湊車型的15%和中高端車型的28%。電源管理IC方面,據Gartner統計,純電動汽車中半導體價值為719美元,功率半導體占比55%,而電源管理IC是功率半導體的重要構成部分,全球市場約為功率半導體市場的50%。
 
 
全球汽車電子市場快速增長,中國增速高于全球。自動駕駛和電動汽車以及所有新汽車上更多電子系統的增長有望使汽車模擬設備的需求保持強勁。根據麥肯錫預測,2020年模擬IC產品約占汽車半導體的29%,市場規模約為114.3億美元。據WSTS統計,到2018年,汽車專用模擬市場預計將增長15%, 成為增長最快的模擬IC類別,在WSTS分類的33種IC產品類別中增長第三快。受智能駕駛升級和新能源車普及推動,至2022年,全球汽車電子市場規模有望達到2.14萬億元,較2017年增長近50%,而中國汽車電子市場規模將達到9783億元,較2017年增長80%以上,復合增長率高于全球增速。
 
 
3.上游8英寸晶圓擴產有限,供給迎接國產替代
 
 
下游應用強勁驅動下,全球8英寸晶圓需求增長。模擬芯片由于對制程要求較低,供給以8英寸晶圓為主。據國際半導體產業協會(SEMI)預期,通信、物聯網、車用與工業應用需求強勁推動全球8英寸晶圓廠產能增加,2019年 -2022年,將會有16座新8英寸晶圓廠或生產線開始運轉;其中,14處為量產晶圓廠。未來4年,8英寸晶圓廠產能將增加70萬片/月,增幅約14%,年復合增長率約為3%,產能近650萬片/月。
 
但伴隨著數字芯片領域制程推進,12英寸產線擴張速度快于8英寸。據IC Insights報告顯示,全球晶圓廠年產能(8英寸等值)2019年預計增長速度為 8%,2017-2022年年復合增長率為6%,而8英寸產線產能年增長速度預計為3%,產能擴張速度有限。
 
 
目前12英寸產線主要用于半導體存儲,模擬芯片代工仍需依賴8英寸產線。根據IC Insights統計,2018年底,共有112家集成電路制造工廠使用的是12英寸晶圓(用于制造非IC產品的不計入統計)。2018年新開7家12英寸晶圓廠,2019年將新增9家12英寸廠,2020年將新開6家12英寸晶圓廠,且2019-2020年新開的工廠都將用于DRAM和NAND Flash或晶圓代工。
 
我國12英寸產線建設雖在擴張中,但8英寸產線已經較為成熟,為模擬芯片代工提供良好的國產替代環境。2018年內有關中國晶圓生產線的項目共46個, 總投資金額高達14000億元。中芯集成(寧波)、燕東微電子、士蘭微、上海新進均已投產,其余多條產線也處在建當中。
 
 
國外8英寸產能供給有限情況下,國內有望迎來國產替代機會。目前國內集成電路自給率約為15%,距離2020年實現40%的目標依然具備較大差距,IC Insights預測中國大陸2020年集成電路自給率有望達到20.9%。國內模擬集成電路2017年自給率相對更低,低于10%,若按IHS預測,國內模擬芯片2020年市場規模有望達到33億美元,若完全實現自給,替代空間大約為273億美元。
 
 
另外,中美貿易摩擦下,集成電路產業政策支持力度進一步加大,構建國產替代良好政策環境。中央政府與各地方省市都出臺了各種支持集成電路產業政策。中美貿易摩擦以來,國家進一步重視集成電路產業,產業基金成立加快行業資本運作。2019年10月22日,國家集成電路產業投資基金二期注冊成立,注冊資本2041.5億元;繼大基金二期之后,20家機構發起設立的國家制造業轉型升級基金股份有限公司正式成立,注冊資本1472億元。

上一篇:IC芯片到底需要做哪些測試?

下一篇:沒有了

Copyright © 2002-2020 深圳市音芯派科技有限公司 版權所有 備案號:粵ICP備17022816號-1

地址:深圳市寶安區西鄉街道銀田路寶安智谷創新科技園D座503-505

在線客服 聯系方式 二維碼

服務熱線

0755-23126881

聯系手機

18002533094

掃一掃,關注我們

欧美屁股大的xxxxx_男人j桶进女人p无遮挡_97超频国产在线公开视频_亚洲依依成人综合网址