中国模拟IC厂商的春天就要到来

引言：中国已有为数众多的模拟IC公司如士兰微电子、艾为电子等，但本土模拟IC产业还没有形成一个较有力的群体竞争力。本土模拟IC公司分散地潜伏在各自所专注的领域，虽然在一些产品线上已给欧美等模拟IC巨头较大的冲击，但总体来讲力量对比还太悬殊，能够提供高端产品的不多，主要都集中在低端市场，年销售额超过1亿美元的公司寥寥，我们期待中国模拟IC公司能尽快在全球主流市场中占有一席之地。

 

一、模拟IC市场规模

 

随着移动产品领域持续两位数的成长，模拟IC经历了较过去几年平均更强劲的成长态势。模拟IC几乎是所有电子设备的关键，在每一款电子产品中都使用了好几个模拟IC，使这一市场的成长超过整体半导体市场。 

 

尽管目前热门的物联网(IoT) 应用中同样也大量需要模拟IC，但分析机构认为，虽然物联网为模拟IC带来相当大的成长潜力，但这些市场放量还需要几年后才会实现。

 

目前移动市场逐渐成熟、成长力道趋缓，模拟IC市场的成长力道也将在未来五年逐渐放缓。以销售额来看，分析机构预计其年平均复合成长率(CAGR)将放缓至4.4%。 

 

2014年全球模拟IC市场营收为445亿美元，到2020年市场规模将达560亿美元以上。

 

图1 2014-2020年全球模拟IC规模（亿美元） 

 

随着国内集成电路市场的飞速增长，其全球地位也在快速提升。2014年国内IC市场规模在亚太半导体市场所占比重已经达到87%，在全球半导体市场中所占比重也达到50.7%。中国已当之无愧成为全球半导体的“核心”市场。2014年中国模拟IC规模在国内集成电路市场占比为16.2%，为1682.2亿元（RMB），预计2015年到2020年，中国模拟IC年复合增长率为7%。

 

图2 2014-2020年中国模拟IC规模（亿元）

 

二、模拟IC市场格局

 

根据IC Insights的分析报告，2014德州仪器（TI）卫冕模拟器件老大地位，其2014年模拟IC销售额为81亿美元，占据全球模拟IC市场18%的份额。前十大模拟IC厂商份额占全球份额的57%，比2013年56%微升一个百分点。前十大中，有6家销售额超过20亿美元，另外三家超过10亿美元，只有瑞萨年销售额不足10亿美元（这已经是瑞萨模拟IC销售额连续两年低于十亿美元）。Skyworks Solutions（42%）、恩智浦（21%）和德州仪器（13%）是前十大模拟厂商中增长最强劲的，远超模拟IC市场平均9%的增长率。

 

2014年，德州仪器的模拟产品线营收占其年总营收的62%。从上世纪90年代开始，德州仪器就开始着力发展模拟IC。2009年，德州仪器从奇梦达手中购买了12英寸晶圆制造设备来生产模拟器件，2010年德州仪器收购飞索半导体在日本会津若松的两座晶圆厂，同一年收购中国成都的一座8寸晶圆厂，上述收购的资源全部被用来生产模拟IC。2011年4月，德州仪 器以65亿美元的价格收购了国家半导体（National Semicondutor），双方曾在多个模拟产品线上进行竞争。

 

德州仪器在模拟IC市场地位的不断提升得益于其将更多产能转向12寸产线，包括新建的RFAB（Richardson fabrication plant）和较早的DMOS 6晶圆厂。德州仪器声称12寸晶圆厂可以帮助自己降低40%的生产成本、增加产能并能更灵活地应对客户需求。

 

图3 2014年全球前十大模拟IC厂商

 

图4 2014年全球模拟IC市场份额（%）

 

 2014年德州仪器模拟产品线的营收大约是第二名意法半导体的3倍。意法半导体2014年模拟IC销售额增长2%，占全球约6%的市场份额。意法半导体的主要客户都是设备供应商（主要在电脑、消费电子、汽车电子和工业电子领域），意 法半导体认为这些设备厂商表现疲软是导致自己模拟IC增长缓慢的原因。如果加上排名第三的英飞凌和第七的恩智浦，前十大中的三家欧洲公司一共占全球模拟 IC市场份额的16%。

 

得益于全球智能手机的畅销，2014年Skyworks模拟IC销售额暴涨42%，成为最耀眼的明星。Skyworks为苹果、三星等手机厂商提供模拟和混合信号产品。苹果的iPhone 6里面发现有多颗Skyworks的功率放大器，据估计每一部iPhone 6使用到4美元Skyworks的产品。

 

ADI在2014年收购了一家专门做射频和信号转换产品的小公司：Hittite Microwave， ADI的模拟IC，2014年销售额同比增长9%，ADI的最新3D/压力触摸（3D/Force Touch feature)技术产品已经应用于苹果手表（Apple Watch），压力触摸技术使用微电极（tiny electrodes）来区分触摸的轻重。

 

中国庞大模拟IC市场主要被这些国外知名前十大模拟IC中的欧美厂商如德州仪器、意法半导体、英飞凌、恩智浦、ADI所垄断，在这之后，几家日本厂商，如瑞萨、 罗姆等也在不断扩大在中国的运营体系；此外，有越来越多的我国***模拟厂商如立锜(被联发科收购)、致新等介入该市场。

 

中国本土的模拟IC厂商只是靠着狭窄的渠道艰难的维持着，可以说是夹缝求生。中国模拟IC厂商起步晚，追赶要花时间。模拟IC和数字IC有一个本质差异，模拟是靠经验，数字很多靠的反应快，我们经常看到在数字领域里面，十年不到就是领军人物，或者五年就是顶梁柱；但是在模拟领域，十年很可能刚刚出头。中国模拟IC厂商需要花些时间追赶，整个体系需要很长时间去构建。

 

三、本土模拟IC厂商的机遇与挑战

 

模拟IC市场具有高度分散的特点，一两家公司无法全部垄断，即便是TI收购国家半导体之后，2014年也仅仅占有18%的模拟IC市场份额，留给中国本土创业公司的机会还是很多的。从利润率来看，模拟器件的毛利率通常更是在60%以上，经济效益十分可观。

 

模拟IC技术上的挑战是什么? 模拟技术的挑战不仅在于设计，还要有测试和生产的支持，比如测试就很复杂。

 

做模拟IC之所以需要长期的积累，原因在于模拟芯片的成品率受制于三方面的因素：

 

一是工艺因素，工艺参数、工艺稳定性、模型准确度、库文件完备性等因素均会影响模拟芯片的实际特性。国外的一些公司有自己的Fab(芯片制造厂)，可以根据设计的需求有针对性的调整工艺参数以实现特性的最优化，而我们主要靠代工厂(foundry)制造，在工艺参数方面会受制于代工厂的工艺水平，加大了设计的难度。

 

二是设计能力和经验，芯片特性取决于诸多因素，系统架构、系统稳定性、设计裕量等参数均会影响芯片的成品率，这些参数与设计能力和设计者的经验都是密切相关的。

 

三是封装因素，封装材质、封装工艺水平会影响到芯片的特性，目前国内封装能力已达到了比较先进的水平，在一些复杂封装工艺上也取得了技术性突破。

 

模拟IC主要是靠技术和工艺的结合，特别需要工艺的支撑，这是国内模拟IC厂商的主要瓶颈。模拟IC不像数字IC产品，因为有标准Foundry的出现，大大降低了设计的门槛，而专业的模拟Foundry非常少，而模拟的工艺和技术大多数集中在IDM公司中，所以国内模拟设计公司缺少代工厂的支持，缺少工艺等方面的支持。

 

模拟IC不是标准工艺，设计门槛相对较高，对设计人员的要求尤其是经验方面的要求很高，而国内人才欠缺，还需要积累。

 

四、本土模拟IC厂商存在问题

 

首先，低端聚集。虽然中国有为数众多的模拟IC公司，但能够提供高端产品的不多，总是想着产品快上市，从而对设计过程中的细节往往考虑不足，主要都集中在低端市场，只能拼价格。

 

其次，产品线过窄，套片系统不足。中国模拟IC创业公司往往都是靠一两款成功的产品打天下，产品开发缺乏系统性与连续性，更不要说完整套片解决方案。这种成功不是可复制的长久成功。

 

第三，缺乏经验。模拟IC设计是一门实践的艺术，需要长期的经验积累，因此模拟设计人才的培养周期相对较长，这也客观上造成了中国模拟IC设计人才的短缺。

 

中国模拟IC厂商目前没有自己的Fab，为克服这个弱势，最重要的是创新，比如能利用现在的标准CMOS工艺设计出和专用Fab同样性能的产品。中国模拟IC设计目前还处于发展初期，还在Fabless阶段，目前的发展需要时间来累积经验和产品的核心技术，这不是短时间内就能完成的。”

 

五、本土模拟IC厂商需突破瓶颈

 

中国已有为数众多的模拟IC公司如士兰微电子、艾为电子等，但本土模拟IC产业还没有形成一个较有力的群体竞争力。本土模拟IC公司分散地潜伏在各自所专注的领域，尽管在一些产品线上已给欧美模拟IC巨头较大的冲击，但总体来讲力量对比还太悬殊，能够提供高端产品的不多，主要都集中在低端市场。

 

那么中国模拟IC厂商如何能更快地突破欧美厂商的严密防线，实现整体力量的质的提升？

 

模拟IC的设计涉及的面比较广。从设计角度，好的设计师需要深厚的理论基础和长期的实际经验，把控高层系统的同时要能深入到底层的器件，要有扎实的数学、系统、物理、器件等理论知识，同时要能培养出敏锐的感觉和直觉，因此模拟设计有“black magic”之称。从模拟IC厂商的角度，需要时间培养团队、搭建设计平台、完善流程和质量体系、积累IP和know-how、掌握和熟悉工艺，同时培养设计师之间的默契也很重要。所以，做模拟IC的确需要长期的积累，尤其是做高端产品。

 

国内模拟IC厂商在开始选择路线时，一般是选择避开与国外厂商正面竞争、针对国内本土需求的产品，但这种产品面向相对较窄的市场，只能当作权宜之计解决一时的生存问题，要想长期发展，还需要直接在全球市场中参与竞争，因国外半导体厂商也在不断本地化，依靠封闭原因造成的局部优势不能长久。

 

国内模拟IC厂商除注重研发和生产外，也要注重销售。对于国外半导体厂商，它的分销体系很成熟。而国内IC厂商渠道建设非常薄弱，没有完善的代理制度，给代理商、分销商的价格都是乱的，主要依靠自己跑大客户，而大客户一般都会有自己固有的渠道，如果想打入其供应链，体系不健全会产生很大的制约，光靠自己来抢占的市场份额肯定是很少的。

 

国内模拟IC行业的整合并购也是有必要的。虽然模拟IC产品有很大的差异性，但整合并购后可以使公司的产品成本以及可靠性在大规模生产中得到提高，从而逐步缩小和欧美等模拟IC巨头的差距。中国模拟IC厂商需要抱团合作，形成一个整体，而不是各自占山为王。

 

过去十多年，本土模拟IC行业不够给力是不争的事实，我们不需要怨天尤人，也不要妄自菲薄，因为我们并不是没有优势。从政策、资金、市场、客户关系来讲，本土模拟IC厂商还是有一定优势，我们需要的是踏踏实实地做事情。

 

挑选适合自家公司规模的产品、市场及技术，并用时间及经验来完善模拟IC解决方案，将是本土模拟IC厂商奋起的关键；要靠创新取胜，形成自己有特色的技术积累。

 

随着中国产业配套环境日益成熟，人才资源不断丰富，政府也已开始营造扶大扶强的产业发展环境，只要肯深耕，苦练内功，中国完全有希望出现几家在全球占有一席之地的模拟IC公司，相信中国模拟IC行业的春天终将会来到。