2019年中國模擬芯片行業優勢、市場規模及下游應用分析：通信、汽車、服務器等將驅動模擬 IC 行業不斷成長[圖]

模擬芯片文爭 2020-04-13 06:37 來源：智研咨詢

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，發展電源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 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）。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。

模擬芯片可分為標準模擬芯片和專用模擬芯片

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一、模擬芯片行業優勢

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。

模擬芯片市場分布

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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化，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稱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。

模擬集成電路與數字集成電路的比較

芯片	模擬集成電路	數字集成電路
芯片功能	處理模擬信號	進行邏輯運算
芯片種類	種類繁雜，包括模數轉換芯片 ADC、放大器芯片、電源管理芯片、PLL 等	CPU、內存芯片、DSP 芯片
工藝制程	不要求先進工藝，主要采用0.18um/0.13um	遵循摩爾定律，現階段以 14nm/12nm
設計流程	電路設計——仿真——版圖設計——后仿真——流片	數字前端——驗證——綜合——DFT——數字后端——后仿/Signoff——流片
設計難點	非理想效應過多，需要扎實的基礎知識和豐富經驗。	芯片規模大，工具運行時間長，工藝要求復雜，需要多團隊共同協作。
工作內容	模擬設計：功能電路搭建和仿真。模擬版圖：根據電路定制滿足工藝要求的版圖。	數字前端：從功能要求到 RTL 的實現和驗證。數字后端：利用工具實現自動布局布線。
所需技能	模擬設計：熟悉模擬集成電路原理，擁有半導體物理及制造工藝知識；模擬版圖：熟悉 layout 基礎知識，了解不同工藝節點的設計規定和電路原理。	數字前端：了解通信協議或硬件架構，熟悉 verilog 語言和前端設計流程，了解FPGA 或 ASIC 平臺仿真和調試。數字后端：熟悉后端流程，時序分析，和工藝器件基礎。
設計工具	模擬設計：Cadence 仿真平臺；模擬版圖：Virtuoso	數字前端：VCS DC；數字后端：Innovus/ICC2

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二、模擬芯片行業市場規模

智研咨詢發布的《2020-2026年中國模擬芯片行業市場經營風險及投資前景分析報告》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%。

全球半導體市場規模

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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。

模擬 IC 市場占據全球 IC 市場 15%的份額

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模擬 IC 出貨量居市場前列

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模擬芯片市場的集中度相較于數字芯片較低，但整體仍呈現寡頭壟斷態勢。2018 年全球前 10 大模擬芯片廠商銷售額達到 361 億美元，同比增長 9.4%，占到模擬 IC 行業產值的 61%。德州儀器、亞德諾、英飛凌分別以 108、55、38 億美元位列前三，德州儀器占據模擬 IC 行業的行業龍頭地位，全球市占率達 18%。

2018 年全球前十大模擬 IC 公司

排名	公司	公司英文名	2018 收入（百萬美元）	2018 增（%）	市占率（%）
1	德州儀器	Texas Instruments	10801	9	18
2	亞德諾	Analog Devices	5505	7	9
3	英飛凌	Infineon	3810	14	6
4	思佳訊	Skyworks Solutions	3686	-1	6
5	意法半導體	ST	3208	26	5
6	恩智浦	NXP	2645	10	4
7	美信	Maxim	2125	5	4
8	安森美半導體	ON Semi	1990	11	3
9	微芯科技	Microchip	1389	22	2
10	瑞薩電子	Renesas	900	-2	1

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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，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%。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。2018 年我國半導體自給率僅為 15%。

中國占全球半導體消費市場的絕大部分

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我國半導體自給率仍較低

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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。

全球模擬芯片規模地域分布

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中國模擬芯片市場規模公司分布

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2013-2018 年中國模擬芯片市場規模與增長情況

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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模可超 800 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。

2018-2023芯片細分市場年復合增長率預測

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三、模擬IC下游應用

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。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%。

2014-2019 年模擬芯片下游變化

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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。

專用型模擬 IC 下游應用

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放大器占據標準模擬市場的 16%，市場約 36 億美元。TI 在放大器領域擁有最高的市場份額，其次是 ADI。下游應用來看通信、工業/醫療占比較高。

放大器下游應用

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通信、汽車、服務器等將驅動模擬 IC 行業不斷成長。（1）基站端，從 4G 到 5G，模擬 IC（除射頻）外，ASP 將從 4G 的 50 美金左右增長到 5G 的 100 美金左右。（2）手機快充以及如 TWS 等可穿戴和物聯網產品，都將帶來模擬 IC 用量的增長。（3）模擬 IC 目前每輛汽車的價值量高達 200 美金，隨著汽車電動化和電子化的趨勢，未來 ASP 將持續提升。（4）云計算，人工智能的爆發也是未來模擬芯片行業的重要增長點，以處理數據用的服務器為例，單個服務器模擬 IC 的價值量在 50 美金以上。

模擬芯片在不同下游產品的單機價值量