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數智界（ID：gh_1eabea2d9bab）

，文 ：祝彰，編輯 ：嘉辛，頭圖來自：視覺中國

最近一段時間，半導體產業風波不斷。

國內市場，一場行業反腐風暴正在進行。全球範圍，7月以來，市場陸續傳出半導體供應鏈大幅砍單的訊息，涉及三星、LG、戴爾、臺積電等頭部企業。

Gartner的最新預測中，2022年全球半導體收入預計將增長7。4%，遠不及上一季度預測的13。6%的增幅，也遠低於2021年26。3%的增長速度。

這些訊息背後，當前半導體產業正在面臨著兩大矛盾：

第一，是全球範圍內，“砍單”和“缺芯”的現象同時存在，這是由消費級電子產品的市場疲軟、與新能源汽車賽道的高景氣所決定的，更多的是結構調整；

第二，是國內半導體產業在更宏大的“國產替代”背景下，碰到了一些短期內的成長陣痛。

對中國的半導體企業來說，在新能源汽車產業這波時代際遇下，成為晶片國產替代的參與者和推動者，這是不會改變的大方向，但問題在於，要實現晶片的國產替代並非易事，製程、摩爾定律、技術積澱等等，都是需要直面的挑戰。

不過，還有一類晶片，對先進製程的要求並沒那麼高，也不受制於摩爾定律，同時還不受半導體產業週期性調整的影響，這就是模擬晶片。

目前中國模擬晶片的自給率只有12%，實現國產替代的空間較為廣闊。

那麼模擬晶片會不會成為中國率先實現國產替代的細分領域之一？技術壁壘到底高不高？中國相關企業與巨頭相比差在了哪裡？本文重點討論這三個問題。

一、重要但不受限，模擬晶片為什麼是底層基礎？

提起晶片，大多數讀者最先想到的，無外乎CPU

（中央處理器）

、GPU

（圖形處理器）

、DRAM

（動態隨機存取儲存器）

、SoC

（系統級晶片）

等。

以上這些晶片，大多數對製程的要求較高、也往往決定著終端的效能優劣。比如安卓手機會去爭著搭載高通最新的驍龍處理器，比如至今大家還是會把iPhone的A處理器與高通的驍龍拿出來比較。

在以上每一個細分領域，都有相應的半導體巨頭存在。英特爾、英偉達、AMD長期佔據著CPU、GPU的絕對統治權；三星、SK海力士和美光則在儲存晶片領域佔據著絕對地位；智慧手機SoC晶片中，聯發科、高通、蘋果佔據著超八成以上的市場份額。

雖然功能有所不同，但這些晶片都可以劃分為同一類晶片：數字晶片。

模擬晶片是晶片的另一種，它與數字晶片同樣重要。

簡單來說，外界發出的訊號，比如聲音、光線、溫度等等，經過感測器轉化為電訊號後，最先是以模擬訊號的形式存在，模擬訊號再經過模擬晶片的採集、放大、濾波等處理後，才會轉換成數字訊號或者繼續以模擬訊號的形式，輸出到執行層。

也因此，對這兩種晶片的關係，業界有種說法：

模擬晶片是終端產品的下層基礎，數字晶片是上層建築。

與數字晶片相比，模擬晶片有以下兩個特點：

第一，模擬晶片相對半導體行業的整體週期性較弱。

廣發證券在一份研報中指出，全球半導體銷售額的增長呈現出明顯的週期波動性，其中可以拆解出三種最基礎的週期——庫存週期、產能/資本開支週期、產品週期。

從對週期波動性的影響大小來看，產品週期＞庫存週期＞產能/資本開支週期，但是具體到不同的品類有所區別：

儲存類的晶片，產品週期之外，資本開支週期處於主導地位；非儲存類的晶片，產品週期之外，則是庫存週期處於主導地位。

模擬晶片是另一種情況，由於其終端應用範圍廣，導致這類晶片不易受單一產業景氣度的變動影響，價格波動遠沒有儲存晶片和數字晶片變化大，市場波動幅度相對較小。因此外界對模擬晶片還有一種定位——電子產業的晴雨表。

第二，模擬晶片對先進製程的要求沒那麼高，也不受摩爾定律限制。

模擬晶片產品強調的是高信噪比、低失真、低耗電、高可靠性和穩定性，製程的縮小反而可能導致類比電路效能的降低。目前業界仍在大量使用的，是0。18um和0。13um的工藝節點。

已經在業界奉行了近半個世紀的摩爾定律，到了模擬晶片這裡也不再適用。

相比儲存晶片和數字晶片，模擬晶片在終端應用時，對效能的提升要求沒那麼快，且模擬晶片的生命週期更長：

數字晶片的生命週期一般只有1-2年，模擬晶片則可以到5年甚至10年，

首創證券的一組資料顯示，模擬晶片的龍頭公司ADI，其約50%的收入是來自於10年及以上產品貢獻的。

但是這兩大特點之下，並不意味著模擬晶片就不存在“卡脖子”的問題了，也不是說這條賽道的“國產替代”就更容易實現了。

我國佔據著全球36%的模擬晶片市場，是最大的消費國，但目前的自給率仍然只有12%，處於較低水平。

二、千億美金大產業，沒有巨頭

我們在上文中曾提到，在數字晶片的眾多細分領域，都有龍頭型公司存在，頭部的兩家或三家企業，佔據了實質性的產業壟斷地位。

模擬晶片賽道是個例外。

全球範圍內，

只有兩家企業的市佔率超過了10%，德州儀器和ADI，市佔率分別為19%和12.7%。

市場格局高度分散最主要的原因，在於模擬晶片是一個大產業，不僅產品種類極度豐富，應用領域也極為廣泛。

模擬晶片一般分為兩種：

通用模擬晶片和專用模擬晶片

。

通用模擬晶片屬於通用型產品，適用於不同場景，設計、效能等引數不特定適配於某類應用，具體的產品主要是電源管理晶片和訊號鏈晶片

（放大器&比較器、介面晶片、轉換器等）

兩大類；

專用模擬晶片更多依據專用的應用場景來設計，複雜度和整合程度更高，應用領域包括但不限於汽車、通訊、計算機等終端產品。

市場研究機構IC Insights的預測中，

2022年，通用模擬晶片和專用模擬晶片的市場規模分別為329.17億美元和502.96億美元，佔比分別為39.56%和60.44%。

從應用場景來看，目前在專用模擬晶片領域，通訊市場依然佔據著最大的市場份額，達到52。16%，其次是汽車市場，佔據著27。35%的市場份額。

再來看產品種類的豐富度。這一點，我們可以從通用模擬晶片窺見一斑。

在通用型模擬晶片中，電源管理晶片是最大的市場，佔比超過50%。

但在具體的產品設計中，其中每一個品類，根據終端產品效能需求的差異又有不同系列。

比如德州儀器的產品料號

（商品編號）

就多達8萬種，ADI也擁有超過4.5萬種產品。

這就導致，全球範圍內的模擬晶片龍頭企業，實際上形成了錯位競爭，從不同的細分領域切入，再尋求產業擴充。

如上圖所示，德州儀器的專長在於電源管理及運算放大器晶片，而ADI則是精於模擬訊號和資料轉換器。

事實上，

一個行業下游場景過於分散、產品種類、料號十分豐富的情況下，巨頭可選的一條成長路徑，便是透過持續的大規模產業併購做大做強，吃掉更大的市場份額。

德州儀器和ADI是這一路徑的踐行者。

根據國盛證券統計，90年代以來，德州儀器完成了30餘次收併購，並透過剝離低毛利或需要更多資金獨立發展的業務，先後剝離了計算機微處理器、儲存、手機處理器等業務，才走上了專注模擬晶片的道路。

ADI同樣是經過三次重要的收購之後，鞏固了其現在的地位。這三次的收購標的分別是強於射頻和微波技術的Hittite

（2014年）

、全球模擬廠商排名第八的凌特半導體

（2016年）

、在混合訊號和電源管理晶片領域的巨頭美信

（2021年）

。

即便如此，他們也依然沒有強大到吃掉更多的市場份額，因為他們無法覆蓋到全部的模擬晶片細分種類。

三、國產模擬晶片廠商的機會與挑戰

這幾年，大家都在談“缺芯”，全行業都在加大布局，甚至車企為了緩解缺芯難題，還推出了“減配交付”的策略。

但事實上，

除了車規級MCU以外，模擬晶片也是缺芯重災區。

德勤在一份研報中指出，2021年二季度的時候，部分模擬晶片廠商的交貨週期最長是20周，接近MCU晶片的交貨週期，緊缺程度不容樂觀。

不過從應對難度來看，

模擬晶片要解決“晶片荒”，比MCU廠商要稍微“輕鬆”一些：

一方面，MCU晶片工藝複雜度最高且產能集中，生產高度依賴規模經濟，頭部IDM廠商逐步嘗試加工外包，但產能70%來自臺積電；而模擬晶片的相關工藝更成熟，各區域仍有中小型廠商有“長尾”量產能力。

另一方面，MCU晶片領域國產替代程序緩慢，目前僅少量中國廠商可以量產低端車軌級MCU，並僅能應用在非車身控制場景

（座椅、空調等）

，而模擬晶片領域，中國廠商的技術水平與海外領先企業的差距在逐步縮窄，國產替代的比例在逐步上升。

當然，從更長遠的視角來看，國產替代的目標不僅僅是緩解缺芯難題，更重要的，是實現在關鍵技術領域的實質性突破，實現自主可控。

目前，中國的模擬晶片企業的優勢主要集中在以下幾個層面：

第一，有最好的產業背景和新能源汽車賽道這一最大、最有前景的市場空間。

回溯全球半導體產業發展史，不難發現，半導體的產業中心是一個逐漸“東移”的過程。

70年代，日本承接了美國的半導體裝配產業，並在家電產業的助力下實現了半導體產業的迅速擴張，在裝置和材料領域達到了全球領先；

90年代日本遭遇經濟泡沫後，韓國和中國臺灣，又成了新的產業中心。韓國把握住了在儲存器製造領域的機會，中國臺灣則把握住了晶圓代工的製造機遇。

現在，

中國是全球最大的半導體消費市場，龐大的市場驅動投資向中國轉移，本土政策與資本驅動大陸向全球半導體制造中心轉移，中國正在承接半導體產業第三次中心轉移。

再者，中國有著全球最大的新能源汽車市場，這也為模擬晶片賽道提供了絕佳的歷史視窗。

第二，模擬晶片賽道相對較低的技術門檻、分散的市場格局、龐大的產品種類，都是國產企業在這一領域實現彎道超車的機會。

這一點我們在上文中已有詳細論述，此處不再過多提及。

但與此同時，我們也要理性地看到，中國模擬晶片企業要想更快、更有效地實現國產替代，還面臨著以下幾個難題：

第一，技術門檻較低是相對而言的，模擬晶片賽道依然有著較高的研發壁壘。

模擬晶片的高研發壁壘集中體現在，類比電路的設計更多依賴工程師經驗，因為需要在速度、功耗、增益、精度、電源電壓等多種因素間進行折中，工程師需要根據自身經驗和實際需求做出最佳化選擇。

也就是說，設計人員的經驗積累程度，對所設計產品的技術水平和整體效能起著至關重要的作用，而成熟的模擬晶片工程師的成長時間，通常需要5-10年。

第二，規模落後。

2021年全球前十大模擬公司收入體量均在10億美元以上，同期我國模擬公司中，收入規模排名第一的艾為電子，營收僅為23。27億元，在收入體量上，還存在著較大的差距。

這種差距，是過去多年我國起步晚、佈局不深入等多重原因導致的，在不確定的未來，只會出現兩種結果：差距被進一步拉大，或者國產企業實現追趕、趕超，而要實現後者，就不得不解決第三個問題。

第三，發展模式選擇IDM還是Fabless？IDM化的推進會不會更加順利？

IDM是集晶片設計、晶片製造、晶片封裝和測試等多個產業鏈環節於一身，目前這是全球主流模擬晶片巨頭採用的主流模式，德州儀器、ADI用的都是這種模式。

國內的相關企業目前大多數採用的是Fabless的輕資產模式在運營，只做設計，不負責製造。

當前，在某些細分品類比如射頻器件，已經有國內的相關公司在推進IDM化。比如射頻廠商卓勝微和生產電源產品AC-DC計程車蘭微。

但從長遠來看，中國模擬晶片產業如何做到不僅停留在設計層面而是更深入到產業，是更難也更重要的一個挑戰，這不僅是模擬晶片賽道的挑戰，也是中國半導體產業面臨的挑戰。

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