第十五屆“中國芯”集成電路產業促進大會上,矽力杰股份有限公司董事長陳偉用這樣一組數據開啟了他的《IDM 模式,中國模擬芯片發展的必然選擇》主題演講。
國模擬產業現狀:產業分散,缺乏國際級龍頭企業
陳偉介紹到,芯片相當于是聯結數字世界和現實世界的橋梁,整個泛模擬芯片市場的規模大概將近一千億美金,占全球的半導體市場的 22%。中國也是全球最大的模擬芯片市場,德州儀器公司有 40%以上的營收來自中國,中國的年需求量超過兩千億人民幣,占全球模擬市場的 60%,但目前的國產率低于 15%。應用在 5G 通信、服務器(云計算)、汽車中的高端模擬芯片,基本全部依賴進口。
陳偉指出,德州儀器超過 40%的營收來自我國,在 5G 通信、服務器、汽車等高端模擬芯片基本全部依賴進口,國產的模擬芯片主要是消費類產品領域。他表示,模擬芯片行業有三大特點:1、產品數量眾多,應用廣泛。2、需要專有的制造工藝。3、人才方面,要重視經驗積累。
陳偉在會上談到,IDM 是全球模擬芯片的主流模式。這點從全球前十名的公司中就可以看出,全球模擬市場整體格局是“一超多強”的局面,ADI 收購 Maxim 之后,從“一超多強”走向“兩超多強”。
“而中國模擬芯片的現狀是產業分散,缺乏國際級的龍頭企業。”陳偉指出,
(1)國內大部分企業產品技術以中低端為主,特別是面向消費市場,缺乏自主的高端產品。目前基本在國內打內戰,很少進入國外市場,產業規模比較小。
(2)而且產業規模偏小,因為我們主要以 fabless 為主,產業較為分散。
(3)再者也缺乏專業晶圓廠的支持,中國專業模擬代工廠非常少,模擬設計公司缺乏主導開發和運營專有模擬工藝技術的經驗。目前國內建了很多代工廠,基本都是以邏輯代工為主,基本不能做出很高端的產品。
(4)最后就是專業人才非常缺乏,頭部企業的模擬芯片公司一直長期服務于國際一流的系統廠商,所以在人才跟 IP 上的積累都比較豐富,而我們國內的廠商規模都很小,像上市企業幾十個人的人才已經算很不錯了,而且人才的經驗積累都很不足。
陳偉還提到,與數字芯片正好相反,模擬不追求摩爾定律,采用特色工藝,強調高性價比、低失真、低耗電,可靠性跟穩定性反而更重要,制程的縮小不見得一定把模擬電路的性能進一步提高,目前的主流節點在 180 納米走向 130 納米的過程中。
而現在貿易戰正加速中國模擬產業供應鏈的國產化。隨著模擬芯片需求不斷增長,中高端模擬芯片的應用領域廣泛,市場規模巨大。再者,模擬芯片具有生命周期長的特點,一旦打入客戶,可持續供貨長達 10 年以上。模擬產業供應鏈國產化給中國公司帶來巨大市場機會。
中國模擬芯片行業如何做大做強?
關于中國模擬 IC 產業面臨的主要問題,陳偉表示,國內目前還是中低端為主,尤其是面向消費市場,缺乏自主的高端產品。目前本土廠商基本都在國內打內戰,很少進入國外市場,整體產業規模比較小,因為廠商還是以 Fabless 為主,至今仍舊沒有出現國際巨頭級別的企業。國內雖然建立很多代工廠,但基本都是以邏輯代工為主,邏輯代工的設備上做一些差異化的設計代工,并不能做出很高端的產品。
陳偉表示,國內的模擬 IC 廠商,不僅人才稀少,僅有的人才也面臨著經驗匱乏的問題,而國外頭部企業的模擬芯片公司一直長期服務于國際一流的系統廠商,所以在人才和 IP 上的積累都比較豐富。貿易戰的加速促使中國在高端應用場景上推進國產化,模擬芯片的需求在國內的中高端市場預計能達到 70-80 億美元。
陳偉指出,采用特色工藝的模擬 IC,更強調高性價比、低失真、低耗電以及高可靠性和穩定性,摩爾定律已經非常不經濟,工藝下探的同時面臨著天文數字的成本上升,越往前走可能回報越少。模擬芯片產業的供應鏈也正在逐漸國產化,一旦打入客戶,即可持續供貨長達 10 年以上,這為模擬 IC 廠商的發展提供了基礎保障。
據電子元件采購了解,關于中國模擬芯片行業如何做大做強,陳偉認為自主研發、投資并購以及 IDM 模式是三大必要條件。
陳偉說:自主研發過程中,速度可能會比較慢,以矽力杰為例,每年研發費用一直在增長,同時團隊建設、產品研發、知識產權保護等都需要非常長時間的經營;并購也是這個行業中成長為巨頭的必經之路,國際頭部企業德州儀器和 ADI 等,歷史上都經歷過非常多大規模并購;最重要是,中國國內最有可能突破的還是從 IDM 模式開始做起,因為主流工藝節點無論是 180 納米還是 130 納米,完全可以實現自主制造,包括設備和材料。
模擬芯片需要設計跟工藝深度結合,開發出好的工藝平臺,能夠覆蓋一些能力和設計上的不足,這樣能讓產品盡快的趕上國際一流的公司的產品水平,定制化的工藝還可以降低生產成本。
高端模擬芯片更需要自主的生產工藝支持,一些高性能的產品必須要定制化的工藝來生產,現有代工廠無法提供;其次,許多高端工藝的產品,其配置與現在邏輯代工廠的設備配置要求不一樣,這會造成了一些產能或成本上的不匹配。要知道,德州儀器 80%的產品都是自家工廠生產的。
我們再對比一下代工廠跟 IDM 模式的區別:
第一個,IDM 模式在研發上面具有內部整合的優勢,我們從芯片設計到晶體管設計,在一家企業的話,能非常快的縮短研發上的周期,特別是流片的周期縮短,可以加速我們對終端產品的研發;
第二個 IDM 企業追求的是整體利潤,現在的代工廠模式,其實是代工廠也要有利潤,產品公司有利潤,那在高端的模擬芯片這塊是多樣少量的情況下面,對代工廠來說的經濟效益是不好的,如果一個工藝平臺,一個月只生產幾十片晶圓,那肯定規模效益是出不來的;
第三個 IDM 企業可以用而且必須用定制化的生產工藝,這樣的話就會產生競爭的優勢;
第四個就是即使在同樣的設備配置情況下,工廠的管控是跟著產品走,不是跟著工藝平臺走。
結語
最后,陳偉表示:“我們國內現在有很多模擬芯片的初創企業或者已經上市的企業,未來中國市場足夠大,希望同行一起抓住這個大環境中的發展機會,通過 IDM 模式來在中國打造芯片級的模擬芯片巨頭。”
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