持续两年的“缺芯潮”正在逐渐消退，但结构性缺芯仍在继续。根据Susquehanna金融集团的相关数据，2022年2月，全球芯片平均交付时间超过半年，创历史新高。电源芯片、信号链芯片等模拟芯片可能成为2023年核心短缺的焦点。
什么是模拟芯片？
模拟芯片是指由电阻、电容和晶体管组成的集成电路，用于处理连续信号。它是物理世界和数字世界之间的桥梁。作为处理外部信号的第一步，从全球模拟芯片终端应用来看，广泛应用于无线通信、汽车、工业、消费电子、计算机等领域，其下游应用市场分布复杂。其中，通信和汽车应用的比重在不断增加。到2019年，市场份额已经达到62.5%，成为模拟芯片市场的主要增长动力。
模拟芯片下游应用的比例。
根据WSTS的数据，全球模拟芯片市场已经从2003年的268亿美元增长到2020年的557亿美元，占整个半导体市场的12.6%，占集成电路市场的15.4%。预计21年和22年将分别增长31%和9%，分别达到728亿美元和792亿美元。
模拟芯片按功能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约占70%的市场份额。
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供电中心和纽带。2020年，电源管理芯片的全球市场规模约为330亿美元。电源管理芯片具有应用范围广、分类众多的特点，包括AC/DC转换器、LDO、LED驱动器、电机驱动器、电源监控器、过流保护和过压保护等。信号链芯片是物理世界和数字世界之间的桥梁，负责发送和接收模拟信号、转换、放大、滤波等。产品主要包括线性产品、转换器产品和接口产品。根据IC Insights的报告，信号链模拟芯片的全球市场规模将从2016年的84亿美元增长到2023年的118亿美元，年复合增长率约为5%。
模拟芯片与数字芯片
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、高精度、低功耗的特性。它们的性能并不是随着线宽的变窄而线性提升，所以模拟芯片并不追求先进的制造工艺，而是更注重稳定性和成本。此外，模拟芯片具有应用领域复杂、生命周期长、人才培养时间长、价格低但稳定、与制造工艺配合更紧密等特点。基于这些特点，产品、客户、人才是模拟芯片公司需要长期积累的，这也是其长期竞争优势的主要来源。
模拟芯片的发展现状和市场结构
与数字芯片相比，模拟芯片的生命周期长，类型多样，下游应用广泛，客户数量分散。模拟芯片市场集中度低。2020年，最大厂商德州仪器的市场份额不会超过20%，其他厂商不会超过10%。十大厂商的总市场份额将为63%。据相关统计，2014-2020年，全球十大模拟厂商变化不大，竞争格局相对稳定。排名和市场份额的变化主要是通过并购实现的。例如，ADI公司在2016年收购了知名电源管理芯片制造商Linear，然后在2020年通过全股票交易收购了其竞争对手全球第七大模拟芯片公司Maxim Integrated。
全球模拟芯片制造商的市场份额
由于模拟芯片的种类五花八门，目前还没有一家龙头企业可以领先全球，全球排名前十的模拟芯片公司在不同领域都处于领先地位。
其中，德州仪器是电源管理和运算放大器领域的领先企业。经过90年的发展，德州仪器已经积累了12.5万种模拟芯片产品，每年还会增加3000-4000种。雅得诺在数据转换器领域领先多年；凌影是著名的汽车电子制造商；佳讯在射频领域表现突出；恩智浦、安三美、瑞萨都是很有实力的汽车电子厂商，而马克西姆更专注于工业领域。除了模拟产品，微芯科技更专注于数字领域的MCU。
模拟芯片产业的发展趋势和本土机遇
在一体化的趋势下，离散产品也将长期存在
电源芯片的技术发展趋势必将是更小的面积、更高的效率、更易用、更高的集成度和更短的开发周期。信号链芯片更加注重性能参数，模数转换器向高精度、高转换效率、低功耗、低电压方向发展。数模转换器正朝着高精度、高动态、低功耗、多通道、多功能集成的方向发展。比较器正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。放大器正朝着低噪声和高压摆率的方向发展。
同时，由于下游差异化设计需求的长期存在，分立模拟芯片产品将长期存在。集成与分离并存是模拟行业的长期趋势。
物联网，“电子+”驱动需求增长
物联网的兴起、手机快充以及TWS等可穿戴和物联网产品都将带来模拟芯片需求的增加。根据GSMA的预测，全球物联网连接数量将从2019年的120亿增加到2025年的246亿，中国物联网连接数量将从2019年的36亿增加到2025年的80亿，约占全球连接数量的32.5%。其中，企业级连接的数量从2020年开始超过消费者级连接，此后每年新增连接数量都在增加。“电子+”的实施过程必然带动模拟芯片的需求增加。
同时，随着5G浪潮的推进，带动了基站和手机的4G到5G的替换，单机价值将从4G的50美元左右翻倍。新能源的发展推动了汽车电动化、电子化的趋势，这也将使ASP在未来不断完善，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。以用于数据处理的服务器为例，单个服务器模拟芯片的价值在50美元以上，云计算的发展势必增加对模拟芯片的需求。
模拟芯片产品逐渐转向12英寸生产线。
根据TI的计算，12英寸晶圆厂生产的模拟芯片将比8英寸晶圆厂节省40%的成本。2019年，德州仪器47%的模拟产品收入来自12英寸生产线，到2020年，大约一半的模拟设备将在12英寸晶圆上制造。
在TI的引导下，各大代工厂逐渐跟进。2021年，华虹在华虹无锡成功量产12英寸90nm BCD工艺。SMIC作为中国最大的法布里，以建议投资的形式与深圳政府投资约153亿元在深圳建设12英寸法布里。产品定位也是28nm及以上线宽的显示驱动芯片和电源管理芯片。
改用12英寸生产线实现成本节约，是保证模拟芯片厂商高利润，保持市场竞争力的有效途径之一。
中国自给率低，很多本土企业进入市场。
中国是模拟芯片的最大市场，2020年占全球市场的36%。也是国际模拟芯片厂商的重要收入来源，近年来收入份额逐年上升。例如，作为德州仪器最大的收入来源，中国的收入份额从2010年的41%增加到2020年的55%。然而，作为全球最大的模拟芯片市场，中国2020年自给率仅为12%左右，中国企业竞争力不足。以电源管理芯片为例，国内前十家企业的市场份额总和不到10%。
随着国内替代需求的增加，在政策、资本和客户的共同支持下，我国模拟企业进入了黄金发展期，得到了难得的验证和引进机会，如覆盖产品及下游广泛的盛邦股份、专注泛通信和泛产业的思瑞普、以家电为基础向其他领域拓展的新鹏威、以手机为基础向其他领域拓展的京丰明等。
随着中美贸易摩擦的加剧，美国已经禁止从中国进口一些芯片，如高端ADC和DAC。在此背景下，我国模拟芯片企业进入黄金发展期，国内替代需求旺盛为其提供了难得的验证机会。同时，国际模拟芯片厂商的战略重点是向工业和汽车领域倾斜，逐步退出低端消费电子市场。这为国内以消费电子为主的模拟芯片企业提供了生存空间，有利于其为未来的场景拓展积累经验和资本。同时，在政策资本的大力支持下，国内很多企业可以借助资本市场加大人员招聘和技术研发的投入，从而加快产品开发和客户引进。
虽然与国际厂商相比，我国模拟芯片企业由于起步较晚，在产品数量、人员等方面仍与国际厂商有较大差距，经营业绩表现为收入和利润少，毛利率低。然而，目前中国半导体产业已经进入黄金发展期。随着中国企业的持续高增长和国内芯片替代的加速，模拟芯片企业与国际厂商的这些差距将通过不断的人才培养、产品积累和客户开发逐步缩小。
