模拟芯片——真实世界与数字世界的承接者

    2020-10-20 16:31
    头豹研报

    2020年中国模拟芯片行业概览

    2022-03-02

    全文字数:2695字,精读时间:5分钟

    本文援引于报告《2020年中国模拟芯片行业概览》,首发于头豹科技创新网(www.leadleo.com)。

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    模拟芯片龙头合并,行业双巨头格局初显

    2020年7月14日,全球第二大模拟芯片厂商美国ADI亚德诺半导体正式宣布,将以每股0.63美元全股票交易方式收购竞争对手,全球第七大模拟芯片公司美国Maxim美信集成公司,涉及交易金额达209.1亿美元。本次收购案涉及企业,亚德诺及美信集成,在2019年分别实现55.1亿、21.2亿美元的模拟芯片业务收入,其合计收入直逼长久以来占据模拟芯片行业头名的德州仪器。两大模拟芯片巨头企业的合并,将双方技术及市场资源高效整合,进一步确定亚德诺在全球模拟芯片行业中的市场领先地位。

    模拟芯片是承接模拟电路与数字电路的重要器件

    模拟芯片是指将晶体管、阻容感器件等电子元器件进行集成,实现模拟信号处理功能的集成电路。基于功能的不同,模拟芯片可分为对模拟信号进行处理的信号链芯片,及对电路内部的电能进行管理及分配的电源管理芯片。信号链芯片指对连续函数形式的模拟信号进行放大、过滤及转换等处理的集成电路,实现对外界物理信号(如声音、图像、压力、温度、湿度等)及电磁波信号进行收发的非数字系统,与数字系统之间的全链路信息交互电源管理芯片(PMIC)是一种为电路内部器件提供所需电源的集成电路,用以实现内部电能流量及流向的控制以配合系统需要

    中国本土模拟芯片行业发展进入快车道

    中国模拟芯片行业由上游基础资源提供商,中游模拟芯片厂商及下游应用市场需求方构成。上游市场主体为晶圆制造厂商和封装测试厂商等基础资源提供商,为中游模拟芯片厂商提供晶圆制造服务和芯片封测服务。中游市场主体为模拟芯片厂商,负责为下游客户提供硬件支持。产业链下游模拟芯片需求方主体由通信设备领域、汽车电子领域、工业设备领域、消费电子领域及计算机领域等设备厂商构成。


    中国民族厂商大力推动中国晶圆制造生产线建设,改善中国晶圆制造产能不足问题

    晶圆制造是模拟芯片制造的第一道工序,其主要任务是基于芯片设计厂商提供的芯片设计版图,通过一系列复杂的工艺在晶圆上完成半导体集成电路制造。2019年,全球前十大晶圆制造厂商(台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、高塔半导体、华虹半导体、世界先进、力积电、东部高科)在全球晶圆制造市场总占比超90%。中芯国际、华虹半导体等中国大陆头部晶圆制造厂商加快建设特色工艺晶圆产线,有效改善中国大陆晶圆制造产能不足的现状,缓解对海外及中国台湾地区晶圆制造厂商的产能依赖。


    中国本土封装测试厂商采用兼并购方式,快速获取先进封装技术,推进国产封测先进进程

    封装测试是模拟芯片制造的第二道工序,其主要任务是对以完成流片的集成电路按照产品型号及功能需求进行后续加工。2019年,中国封装测试市场规模增长至2,314.6亿元,较2018年同比增长5.5%。长电科技、通富微电及华天科技等中国大陆头部封测企业通过自主研发及并购海外厂商获得先进封装技术及经验,推进中国集成电路微小化、复杂化、集成化封装进程,缩小与海外头部企业技术差距,实现大陆厂商技术实力及市场竞争力的有效提升。


    无线通信技术标准相继迭代,推动通信设备更新进程,释放模拟芯片市场需求

    2018至2019年,移动蜂窝网络、Wi-Fi及蓝牙等多种无线通信技术相继迭代,分别推出新一代具备高速率、低时延、多接入等多项先进指标的技术标准,推动行业进行技术升级及设备更新,促使各大网络设备厂商及通信电子设备厂商不断推出支持新一代技术标准的智能手机、路由器等产品以满足市场需求。模拟芯片中,射频芯片是无线通信设备的核心组成部件。随着产业链下游各细分领域应用设备市场需求量及产量上升,中国射频芯片市场需求将被进一步释放,为中国模拟芯片行业未来发展提供有力支持。

    终端设备市场发展,推动中国模拟芯片市场需求进一步扩容

    通信领域设备是模拟芯片最主要的应用市场。受智能手机市场影响,模拟芯片市场需求周期性明显。2019年,中国模拟芯片市场规模为2,158.0亿元,同比下降5.9%。随着5G技术逐渐成熟,5G智能手机价格及5G网络服务费用将呈现下降趋势,推动5G智能手机市场普及速度,释放上游模拟芯片市场需求。此外,5G基站的深度、广度建设将大幅推动基站网络设备市场需求上升,为模拟芯片市场需求扩容提供有力支持。2020至2024年,中国模拟芯片市场预计将迎来上升周期,2024年其市场规模将达到2,618.2亿元,同比增长5.4%。

    中国本土模拟芯片产能缺口较大,短期内国产替代实现难度较高

    全球模拟芯片市场集中度较高,头部效应明显。2019年,德州仪器、亚德诺半导体、英飞凌科技及意法半导体四家全球头部模拟芯片厂商占全球模拟芯片市场份额的40.6%,同比增长1.4%。矽力杰、圣邦股份、富满电子及韦尔股份四家中国头部模拟芯片厂商在2019年仅占全球模拟芯片市场份额的1.1%,同比增长27.4%。相较于海外头部厂商的模拟芯片产品全覆盖式布局,中国模拟芯片厂商多集中于电源管理芯片研发。中国模拟芯片产品,尤其是信号链芯片产品缺口较大,对海外进口依赖程度极高,短期内难以实现国产替代。

    深度见解:复合制造工艺推进模拟芯片低耗能进程

    若采用传统模拟芯片制造工艺,当模拟芯片设计过程同时涉及模拟信号处理、高压电源处理及逻辑运算时,模拟芯片设计厂商需分别开发三种以上满足对应功能的芯片并进行二次集成。由于电路集成度较低,成品面积过大,难以满足市场对芯片小型化、轻量化需求。BCD工艺是一种单片集成工艺技术,可在同一芯片上同时集成Bipolar双极器件、CMOS器件及LDMOS器件。相较于传统模拟芯片制造工艺,BCD工艺综合三种器件特性优点,有效降低电路内部电磁干扰,大幅降低芯片功率耗损,有效降低成品体积,为模拟芯片设计厂商节省流片及封装费用的同时,也为下游应用市场提供具有高可靠性、高集成度、高性能的模拟芯片产品。

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