本文来自半导体产业纵横，作者：刘冰洋，四川大学微电子学院。
尽管与国际大厂相比，我国模拟芯片企业起步较晚，但目前我国半导体行业进入天时地利人和的黄金发展期。
持续了两年之久的“缺芯潮”正逐渐褪去，但结构性缺芯仍在持续。根据Susquehanna Financial Group相关数据显示，2022年2月份全球芯片平均交货期超过半年以上，创出历史新高。电源芯片、信号链芯片等模拟芯片可能成为2023年缺芯重点。
什么是模拟芯片？
模拟芯片指由电阻、电容、晶体管组成，用于处理连续形式信号（如声音、光、温度等）的集成电路，是连接物理世界与数字世界的桥梁，作为处理外界信号的第一关，从全球模拟芯片终端应用领域看，其广泛应用于无线通信、汽车、工业、消费电子、电脑等领域，下游应用市场分布复杂。其中，通信和汽车应用占比不断提升，到2019年，市场占比已经达到62.5%，成为模拟芯片市场主要增长动力。
模拟芯片下游应用占比情况（数据来源：IC insights）
根据WSTS（世界半导体贸易统计组织）的数据，全球模拟芯片市场规模由2003年的268亿美元增长到2020年的557亿美元，占半导体领域整体市场的12.6%、集成电路市场的15.4%，预计21、22年将分别增长31%、9%达到728亿美元、792亿美元。
模拟芯片根据功能划分，可分为电源管理芯片、信号链芯片和射频芯片，其中电源管理芯片和信号链芯片合计约占市场七成。
电源管理芯片是模拟芯片最大的细分市场，是所有电子产品和设备的电能供应中枢和纽带。2020年全球电源管理芯片市场规模约为330亿美元，电源管理芯片具有应用范围广、细分品类众多的特点，包括AC/DC转换器、LDO（低压差线性稳压器）、LED驱动器、马达驱动器、电源监控器、过流保护、过压保护等。信号链芯片是连接物理世界和数字世界的桥梁，负责对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等，产品主要包括线性产品、转换器产品、接口产品三大类。根据IC Insights的报告，全球信号链模拟芯片的市场规模将从2016年的84亿美元增长至2023年的118亿美元，年均复合增速约5%。
模拟芯片VS数字芯片
与数字芯片相比，模拟芯片更注重满足现实世界的物理需求和实现特殊功能，追求高信噪比、高稳定性、高精度和低功耗等特性，其性能并不随着线宽的缩小而线性提升，因此模拟芯片不追逐先进制程，更注重稳定和成本。此外，模拟芯片具有应用领域繁杂、生命周期长、人才培养时间长、价低但稳定、与制程配合更加紧密等特点。基于这些特点，产品、客户、人才需要模拟芯片企业长期积累，也是其长期竞争优势的主要来源。
模拟芯片发展现状及市场格局
相较于数字芯片，模拟芯片产品生命周期长且类型多样，下游应用领域广泛，客户数量多且分散。模拟芯片市场集中度较低，2020年第一大厂商德州仪器的市占率不超过20%，其余厂商市占率均不超过10%，前十大厂商合计市占率63%。根据相关统计可以知道，2014年到2020年全球前十大模拟厂商的变动并不大，竞争格局相对稳定，排名及市占率的变化主要通过兼并收购实现，例如，ADI于2016年收购知名电源管理芯片厂商Linear，后又于2020年以全股票交易的方式收购竞争对手，全球第七大模拟芯片公司Maxim Integrated。
全球模拟芯片厂商市占率
由于模拟芯片类型繁杂，目前尚未出现能统领全球的领先企业，全球前十大模拟芯片公司在不同的领域各自处于领先地位。
其中，德州仪器（TI）是电源管理和运算放大器这两个领域的龙头企业；德州仪器在经历了90年的发展后积累了12.5万种模拟芯片产品，并且每年将新增3000-4000种。亚德诺（ADI）在数据转换器领域领先多年；英飞凌（Infineon）是著名的汽车电子厂商；思佳讯（Skyworks）在射频领域突出；恩智浦（NXP）、安森美（ON Semi）、瑞萨（Renesas）均是实力较强的汽车电子厂商，美信（Maxim）则更专注于工业领域，微芯科技（Microchip）在模拟产品外，较为偏重于数字领域的MCU。
模拟芯片行业发展趋势及本土机遇
集成化趋势下分立产品也将长期存在
电源管理芯片的技术势必朝着面积更小、效率更高、更易使用、集成度更高、开发周期更短的趋势发展。而信号链芯片则更注重性能参数，模数转换器朝着高精度、高转换效率、低功耗、低电压等方向发展；数模转换器朝着高精度、高动态、低功耗、多信道、多功能集成方向发展；比较器朝着更快的响应速度、更高的灵敏度和适应高数模干扰环境的方向发展；放大器朝着低噪声、高压摆率等方向发展。
同时，由于下游差异化设计需求长期存在，分立的模拟芯片产品将长期存在。集成和分立并存是模拟行业的长期趋势。
物联网，“电子+”推动需求增长
物联网的兴起、手机快充以及如TWS等可穿戴和物联网产品都将带来模拟芯片需求的增长。根据GSMA的预测，全球物联网连接数将由2019年的120亿增加到2025年的246亿，中国物联网连接数将由2019年的36亿增加到2025年的80亿，约占全球连接数的32.5%。其中企业级连接数从2020年开始超过消费级，且之后每年新增数量也更多，“电子+”的实现过程必然会推动模拟芯片需求增加。
同时，随着5G浪潮的推进，带动了基站端及手机4G到5G的更换，单机价值量（ASP）将从4G的50美金左右实现翻倍增长。新能源的发展促进了汽车电动化和电子化的趋势，这也将使得ASP在未来持续提升，推动行业发展。
此外，人工智能的爆发也是未来模拟芯片行业的重要增长点，以处理数据用的服务器为例，单个服务器模拟芯片的价值量在50美金以上，云计算的发展势必会带动模拟芯片的需求增加。
模拟芯片产品逐渐转向12英寸产线
根据TI的测算，12英寸晶圆厂生产的模拟芯片将比8英寸晶圆厂节约40%的成本，2019年德州仪器47%的模拟产品收入来自12英寸产线，到2020年更是约一半的模拟器件是在12英寸晶圆上制造的。
在TI的引领下，各大代工厂逐步跟进，华虹于2021年成功在华虹无锡厂规模量产12英寸90nm BCD工艺；中芯国际作为中国最大的晶圆厂，与深圳政府以建议出资的方式，出资约153亿元人民币，在深圳建设12英寸晶圆厂，产品定位也是28nm及以上线宽的显示驱动芯片及电源管理芯片等。
转向12英寸产线以实现成本节约，是保障模拟芯片厂商高盈利及保持市场竞争力的有效方式之一。
中国自给率偏低，众多本土企业入局
我国是模拟芯片最大的市场，2020年占全球市场的36%，也是国际模拟芯片大厂收入的重要来源地，并且近年来收入占比逐年提升，例如，中国作为德州仪器的第一大收入来源地，收入占比由2010年的41%提高到了2020年的55%。但作为全球模拟芯片第一大市场，我国2020年自给率仅约12%，我国企业竞争力不足。以电源管理芯片为例，我国国内前十的企业合计市场份额占比不到10%。
随着国产化需求的增加，在政策、资本、客户的共同支持下，我国的模拟企业进入黄金发展期，得到了难得的验证和导入机会，如产品和下游都广覆盖的圣邦股份，聚焦泛通讯和泛工业领域的思瑞浦，以家电为立足点向其他领域进行拓展的芯朋微，以手机为立足点向其他领域进行拓展艾为电子、力芯微，以LED驱动为立足点向其他领域拓展的晶丰明源。
随着中美贸易摩擦加剧，美国对中国禁售部分芯片，比如高端ADC和DAC等，在此背景下，我国模拟芯片企业进入黄金发展期，国产化的强烈需求为其提供了难得的验证机会。同时，国际模拟芯片大厂的战略重心在向工业、汽车领域倾斜，逐步退出中低端消费电子市场，这为我国聚焦消费电子领域的模拟芯片企业提供了生存空间，有利于他们为以后的场景拓展积累经验和资本。同时，政策资本大力支持，许多国内企业借助资本市场的帮助，可以在人员招聘、技术研发等方面加大投入，从而加速产品开拓和客户导入。
尽管与国际大厂相比，我国模拟芯片企业由于起步较晚，在产品数量和人员等方面与国际大厂仍存在较大差距，经营业绩方面则表现为收入、利润体量偏小，毛利率偏低。但目前我国半导体行业进入天时地利人和的黄金发展期，随着我国企业持续高增长，芯片国产化加速，模拟芯片企业通过持续的人才培养、产品积累和客户开拓，与国际大厂的这些差距将逐渐缩小。
