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信號鏈芯片是模擬芯片的重要分支，是數(shù)字世界處理現(xiàn)實(shí)世界中各種模擬信號的第一站，承擔(dān)了對模擬信號進(jìn)行收發(fā)、轉(zhuǎn)換、放大、過濾等工作，也被稱作現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的橋梁。
信號鏈作為半導(dǎo)體基礎(chǔ)芯片，相關(guān)公司業(yè)績周期波動顯著。
上一輪半導(dǎo)體上行周期中，疊加三大因素：①疫情期間帶來居家辦公的需求徒增，個人電腦銷量前置井噴；②本土芯片被制裁背景下的國產(chǎn)替代潮；③新能源汽車產(chǎn)業(yè)正處于處于從1到10的快速成長期，汽車芯片的需求爆發(fā)，汽車市場的缺芯，導(dǎo)致市面上的芯片產(chǎn)能不斷的向利潤率高的品類轉(zhuǎn)移，所有的芯片品類供不應(yīng)求，帶來相關(guān)公司的利潤率水平持續(xù)上升。行業(yè)一片繁榮景象。
2019年-2022年期間，信號鏈行業(yè)頭部企業(yè)思瑞浦營收從3.04億元增長至17.83億元，增幅486%；圣邦微電子營收從7.92億元增長至31.88億元，增幅302%。
然而，周期是半導(dǎo)體行業(yè)的行業(yè)特性，有潮起就有潮落。
自2022年一季度開始，消費(fèi)電子市場需求萎靡；自2022年四季度開始，工業(yè)電子市場需求下行；自2023年下半年開始，汽車芯片供給變多，競爭加劇。至此，半導(dǎo)體元器件各細(xì)分行業(yè)的毛利率快速回落，由于費(fèi)用相對剛性，相關(guān)公司利潤大幅下滑。
目前，本土信號鏈芯片市場中，中低端產(chǎn)品國產(chǎn)品牌已占主流，但是高性能產(chǎn)品上仍然以國際品牌為主，國產(chǎn)品牌有零星突破。在經(jīng)濟(jì)低迷情況下，客戶對降低成本、提高品質(zhì)的需求旺盛，所以使得信號鏈芯片行業(yè)公司競爭更加激烈，內(nèi)卷嚴(yán)重。
那么，行業(yè)公司如何破局呢？
1、產(chǎn)品超市，一站式解決客戶的全部訴求
信號鏈芯片的使用場景非常多，比如消費(fèi)電子、家電、汽車、通信等等各種領(lǐng)域，可以說只要涉及到電力電子，就一定會有信號鏈芯片的存在，這也就決定了其種類非常多。
據(jù)悉，海外模擬大廠ADI料號超過7.5萬款，德州儀器料號近14萬款，而截至2023年上半年，國內(nèi)頭部公司圣邦微電子僅有4600款可供銷售料號，2021年思瑞浦產(chǎn)品料號才超過1600款。中外信號鏈頭部公司料號數(shù)量差距甚大。
對這個行業(yè)來說，誰能把自己做成產(chǎn)品超市，一站式的解決客戶的全部訴求，邊際成本就越低，競爭力就會越強(qiáng)。
當(dāng)然，擴(kuò)品類不僅僅是停留在信號鏈芯片層面，也可以在微控制器（MCU）、傳感器領(lǐng)域橫向拓展，跨品類協(xié)同，提供整體的解決方案，也許會事倍功半。
值得指出的是，擴(kuò)品類需要結(jié)合公司自身的技術(shù)和客戶群。思瑞浦微電子模擬產(chǎn)品市場拓展經(jīng)理猶家元對與非網(wǎng)分享了他的觀點(diǎn)：“擴(kuò)充產(chǎn)品品類和數(shù)量，建立“產(chǎn)品超市”，這個策略不應(yīng)該是盲目的擴(kuò)張，而是需要芯片企業(yè)基于已有的技術(shù)平臺和客戶基礎(chǔ)來擴(kuò)大產(chǎn)品類別和數(shù)量。這首先需要聚焦在自己的拳頭產(chǎn)品上，增強(qiáng)公司核心競爭力，完善內(nèi)部流程體系，以此為基礎(chǔ)，才有可能提供有競爭力的一站式解決方案?！?/p>
另外，收并購也是海外信號鏈芯片大廠重要的壯大方式。
德州儀器在1996-2011年間頻繁并購, 其電源管理產(chǎn)品的發(fā)展主要是通過1999年收購了Unitrode、Power Trends。信號鏈領(lǐng)域也有兩個關(guān)鍵性收購，2000年收購專注于高性能模擬的Burr Brown，后者主要產(chǎn)品是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器。另一次是2011年收購國家半導(dǎo)體（NS），填補(bǔ)了德州儀器在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域的部分空白。德州儀器收購了NS之后市場份額擴(kuò)大到17％。
而另一信號鏈巨頭亞德諾（ADI）分別在2014年收購射頻廠商Hittite Microwave；2016年收購電源巨頭Linear；2021年收購Maxim，增強(qiáng)在汽車和數(shù)據(jù)中心市場的優(yōu)勢。三次大規(guī)模的收并購規(guī)模越來越大，ADI快速成長為模擬巨頭。
也正是因?yàn)樾盘栨湹饶M芯片產(chǎn)品種類巨多，應(yīng)用領(lǐng)域廣，相應(yīng)的產(chǎn)品和技術(shù)很難在短時間內(nèi)被復(fù)制與替代，單一公司起初不可能在多領(lǐng)域、多品類同時保持優(yōu)勢地位的，所以收并購自然是行業(yè)公司成長為巨頭的必要方式。
2、垂直細(xì)分品類、細(xì)分領(lǐng)域?qū)で蟾叨送黄?/strong>
市場雖然整體下滑，但需求依然存在，供需結(jié)構(gòu)性的不對等情況嚴(yán)重。一方面，大量通用芯片過剩；另一方面，許多特定領(lǐng)域芯片依然暢銷，甚至部分高階芯片仍然供應(yīng)不足。
由于模擬芯片產(chǎn)品種類和下游應(yīng)用市場較多，排名第一的德州儀器市占率也不超過20%，沒有形成壟斷，本土企業(yè)可以在某些細(xì)分品類、細(xì)分領(lǐng)域?qū)で笸黄疲院狭铀俦就粱?yīng)進(jìn)程。
中低端產(chǎn)品門檻較低，競爭激烈、利潤率低、廠商沒有議價能力。本土廠商可以結(jié)合自身特點(diǎn)，深度研發(fā)優(yōu)勢品類，深耕下游某些應(yīng)用領(lǐng)域，構(gòu)建差異化解決方案，長期以往企業(yè)護(hù)城河將越來越寬，才能避免陷入中低端市場的白熱化競爭。
眾所周知，信號鏈芯片主要包括放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換、接口等品類，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器屬于其中技術(shù)壁壘最高的細(xì)分品類。據(jù)悉，ADI目前最快的商用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率為26Gsps，分辨率為3bit；而具有24bit的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率仍高達(dá)26Msps。作為對比，本土信號鏈芯片頭部企業(yè)思瑞浦的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣速率可達(dá)50MSPS，分辨率為8/10bit；高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有18bit的精度，采樣速率可達(dá)500kSPS。
可見在相同品類上，本土產(chǎn)品的性能還是有較大的提升空間的。唯有專注下游應(yīng)用領(lǐng)域，死磕產(chǎn)品多維度性能，才是長期主義。
值得一提的是，思瑞浦作為本土信號鏈芯片頭部企業(yè)，是垂直細(xì)分品類、細(xì)分領(lǐng)域?qū)で蟾叨送黄频牡湫痛?。公司產(chǎn)品類別豐富，在此基礎(chǔ)上，整體技術(shù)上圍繞精度、速度、功耗來拓展產(chǎn)品多樣性，如公司已量產(chǎn)上市的8G帶寬運(yùn)算放大器TPA286x系列，2.5ppm/℃溫度系數(shù)、0.05%精度的電壓基準(zhǔn)TPR50系列，填補(bǔ)國內(nèi)空白；同時開拓高端車規(guī)領(lǐng)域，車規(guī)級產(chǎn)品的驗(yàn)證和導(dǎo)入周期通常較長，門檻相對較高，思瑞浦在運(yùn)算放大器、比較器、低壓開關(guān)、高精度ADC等品類上均有車規(guī)級產(chǎn)品。
3、選擇IDM模式？
全球模擬芯片龍頭廠商多以IDM的形式生產(chǎn)經(jīng)營，雖然IDM模式資產(chǎn)較重，芯片生產(chǎn)線的建設(shè)、運(yùn)行、工藝技術(shù)的研發(fā)都需要投入較多的資金，但與之帶來的益處也非常多。
更好的調(diào)節(jié)器件工藝。數(shù)字芯片追求先進(jìn)工藝，線寬的縮小需要高精度的裝備、高強(qiáng)度和高難度的工藝研發(fā)，讓越來越多的綜合型芯片公司開始停止追逐先進(jìn)工藝，轉(zhuǎn)向?qū)で蟠?；而模擬芯片更追求特色工藝，在不同應(yīng)用場景下如何承受高電壓、如何輸出大電流，如何提高電路線性特征，如何降低噪音等。
特色工藝產(chǎn)品是利用半導(dǎo)體材料的物理特性制造出的各種半導(dǎo)體器件，比拼的不是工藝線寬，而是各種器件的構(gòu)造。特色工藝器件的研發(fā)是一項(xiàng)綜合性的活動，涉及到工藝研發(fā)與產(chǎn)品研發(fā)的多個環(huán)節(jié)，IDM模式更有利于該類技術(shù)的深度研發(fā)和優(yōu)勢產(chǎn)品群的形成,IDM模擬廠商能夠通過自身的晶圓制造優(yōu)勢更好的調(diào)節(jié)器件工藝。
響應(yīng)速度快，供應(yīng)穩(wěn)定。每個市場對模擬芯片的需求不一樣，如果自有晶圓廠，那么供應(yīng)鏈的響應(yīng)速度更快，供應(yīng)也相對有保障。尤其在市場產(chǎn)能緊張，IDM廠商穩(wěn)定的產(chǎn)能，穩(wěn)定的供給，產(chǎn)品快速出貨，對于客戶具有較強(qiáng)吸引力。
成本優(yōu)勢。以德州儀器為例，其產(chǎn)品線完整，體量規(guī)模大，追求降低生產(chǎn)成本、工藝領(lǐng)先。德州儀器擁有12寸產(chǎn)線，據(jù)稱可以使其相對競爭對手獲得40%左右的成本優(yōu)勢。
值得指出的是，現(xiàn)階段本土Fabless廠商更關(guān)注客戶需求、產(chǎn)品使用性，IDM廠商更關(guān)注于規(guī)模化。晶圓廠資產(chǎn)比較重，需要有足夠的資金、成熟的工藝以及足夠的產(chǎn)量，否則遇到虧損將成為模擬企業(yè)沉重的負(fù)擔(dān)。目前本土模擬IDM廠商有華潤微電子、士蘭微電子等，相對較少。但可以展望，未來本土信號鏈等模擬芯片廠商的需求規(guī)模達(dá)到一定量級后，選擇IDM模式或許是水到渠成的事。
4、高效的人才培養(yǎng)機(jī)制
模擬電路的設(shè)計門檻高，學(xué)習(xí)曲線在10-15年，而數(shù)字IC是用電腦輔助設(shè)計，學(xué)習(xí)曲線在3-5年的時間。相對于數(shù)字芯片對輔助軟件的依賴，模擬芯片的設(shè)計，要求工程師具備扎實(shí)且豐富的多學(xué)科基礎(chǔ)，數(shù)字芯片在設(shè)計的時候只需要考慮速度和功耗，而信號鏈為代表的模擬芯片需要在速度、精度、功耗、適配電壓和噪聲等多個影響因素之間進(jìn)行折中和取舍，來保證產(chǎn)品更適配應(yīng)用場景，業(yè)界普遍認(rèn)為這些都是和設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的積累強(qiáng)相關(guān)的。
更高的復(fù)雜性，使得模擬芯片工程師，培訓(xùn)周期更長，通常培養(yǎng)一個資深的模擬芯片工程師需要10-15年的時間。模擬芯片的種類相對更加寬泛，要求更加多樣化。設(shè)計上需要對細(xì)分應(yīng)用有深刻理解，而這都需要經(jīng)驗(yàn)的積累。
高度重視優(yōu)秀人才的引進(jìn)和儲備，推進(jìn)落實(shí)企業(yè)人才梯隊(duì)的建設(shè)，建立并持續(xù)完善內(nèi)外部培訓(xùn)體系，搭建企業(yè)培訓(xùn)平臺，培養(yǎng)企業(yè)內(nèi)部講師，加強(qiáng)全體員工的通用能力和專業(yè)能力提升，保持公司與員工在行業(yè)內(nèi)較強(qiáng)的競爭力。信號鏈等模擬芯片公司在為員工提供具有競爭力的薪酬待遇基礎(chǔ)上，可以推行股權(quán)激勵計劃，讓公司利益與員工利益得到共同發(fā)展。
寫在最后
據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2021年全球模擬電路市場規(guī)模740億美金，信號鏈芯片市場規(guī)模為模擬芯片的47%，即348億美元。具體到中國市場，中國模擬IC需求占全球比重60%，但模擬芯片產(chǎn)量僅占世界份額的10%左右。巨大的市場空間和本土化率低為中國信號鏈企業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。
信號鏈產(chǎn)品作為模擬芯片的重要組成部分，在國內(nèi)起步同樣較晚，與海外企業(yè)相比，國內(nèi)在技術(shù)和人才的積累上并不占優(yōu)勢。近年來，受益于國內(nèi)5G、新能源、人工智能等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動需求提升的同時，也使得國產(chǎn)信號鏈產(chǎn)品獲得更多的驗(yàn)證和引入機(jī)會。
但當(dāng)前以信號鏈為代表的國產(chǎn)芯片只是實(shí)現(xiàn)了中低端產(chǎn)品、部分應(yīng)用的國產(chǎn)替代，筆者相信未來本土廠商們多管齊下，一定能夠?qū)崿F(xiàn)在高端產(chǎn)品的持續(xù)突破，進(jìn)一步提升國產(chǎn)芯片的滲透率。
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