从全球半导体分类来看,半导体可分为集成电路、分立器件、光学光电子和传感器四个部分。根据世界半导体贸易统计协会(WSTS)数据,2023年全球半导体市场规模约为5,268.86亿美元,其中集成电路市场规模为4,284.42亿美元,占比超过80%,为半导体最主要的组成部分;光电子、分立器件和传感器占比分别为8.2%、6.7%和3.7%。
按照功能的不同,集成电路又可进一步细分为逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片和微处理器,市场规模分别为1,785.89亿美元、922.88亿美元、812.25亿美元和763.40亿美元,占比分别为33.9%、17.5%、15.4%和14.5%。
模拟芯片是用于处理模拟信号的芯片。按是否连续进行划分,电子电路中的信号可分为模拟信号和数字信号。其中,数字信号是离散的,只能取特定的离散值,通常用二进制(0和1)进行表示;模拟信号在时间/数值上具有连续性,可以在一个范围内取任何值,常用正弦波表示。应用方面,模拟信号可用于描述连续变化的物理量,如声音、光线和温度等,其频率、幅度和相位都可以随时间的连续变化而变化。一般来说,数字信号和模拟信号之间可以实现相互转换。
按处理信号类型的不同,集成电路可分为数字集成电路和模拟集成电路两大类,其中数字集成电路用来对离散的数字信号进行逻辑运算,包括逻辑芯片、存储芯片和微处理器,是一种将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统;模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路,以模拟信号的形式传递信息。常见的模拟芯片包括运算放大器、电源管理芯片、信号链芯片等,在工业、汽车、通信、消费电子等多个领域有广泛应用。电子产品通常需要模拟集成电路和数字集成电路共同协作,来完成各项功能。
与模拟芯片相比,数字芯片更注重指令周期与功耗效率,制程迭代速度快,目前最先进量产制程已发展至3nm,台积电计划于2025年底推出2nm制程;模拟芯片更注重精度和线性度,追求高信噪比、高稳定性、高精度和低功耗等特性,而非极致的运算速度,其性能并不随着线宽的缩小而线性提升,因此并不追逐先进制程,相比数字芯片更注重稳定和成本。从经济角度出发,模拟芯片使用成熟制程可有效地控制成本,也适应模拟芯片种类多、市场分散的特点。目前,全球模拟芯片产能主要在8寸晶圆,且大多集中在28nm及以上成熟制程。
模拟芯片设计行业的根基在于工艺,BCD工艺为目前主流。工艺平台是模拟芯片设计与制造的基础,一颗优质的模拟集成电路产品的产出,离不开工艺平台和器件的最优配合。据杰华特招股说明书,目前国内模拟IC设计公司多依赖于晶圆厂标准工艺,而全球前十大模拟芯片公司均拥有自有工艺平台,以此来保证自身产品的先进性和独特性,保障产品的持续竞争力。
从工艺类型看,应用于模拟集成电路的工艺包括BCD工艺以及CMOS、DMOS等其他工艺,其中BCD工艺为模拟芯片的主流工艺,主要应用领域包括电源和电池控制、显示驱动、汽车电子、工业驱动等模拟芯片应用领域,具有广阔的市场前景,并朝着高压、高功率、高密度三个方向分化发展。
①高压BCD:高压BCD通常可集成耐压100至700伏范围的器件,其发展重点在于在制程不断缩小的情况下兼容低压控制电路和耐高压功率器件DMOS,目前广泛应用于电子照明及工业控制场景中。
②高功率BCD:高功率BCD通常应用于中等电压、大电流驱动等场景下,其发展重点在于降低成本及优化功率器件结构等,广泛应用于汽车电子场景中。
③高密度BCD:高密度是指在同一芯片上集成更多样化的复杂功能,并保证其运行的稳定性,通常适用于电压范围为5至70V的器件,目前广泛应用于手机背光驱动、快充等消费电子类低电压场景中。
除BCD工艺,常用的模拟芯片生产工艺还有CMOS、BiCMOS、RF/Mixed-signalCMOS和RF-SOI等。其中标准模拟CMOS技术主要应用于LDO、DC-DC转换器、音频放大器等。BiCMOS、RF/Mixed-signalCMOS和RF-SOI主要应用于手机无线通信、IoT设备、毫米波雷达等领域。
模拟芯片下游应用领域广泛,下游应用发展驱动行业成长。作为处理模拟芯片的主要元器件,模拟芯片在电子设备管理领域具备电能变换、分配、检测等管控功能,其下游应用领域广泛,涵盖通讯电子、计算和存储、工业应用、消费电子等下游市场,以及汽车电子等新兴应用市场,随着电子设备规模的增长以及通信、物联网、智能家居、新能源与人工智能等新兴产业的逐渐兴起,下游终端设备与应用市场对模拟芯片的需求和性能的要求正在不断提升。
①通讯电子市场:通讯电子市场对模拟芯片的应用主要为通信基站、交换机、路由器等。随着我国通信行业的蓬勃发展以及通讯设备的逐渐普及,通信电子产品用电量不断增加。模拟芯片对通讯设备提供多种电压的供电支持,通过实时监控与精细化的成本控制,保障通信产品的安全、稳定、可靠以及高性价比。
②计算和存储市场:计算和存储领域对模拟芯片的主要应用在于电压调节、延长电池寿命以及电路保护等。以计算机为例,一台笔记本电脑中,存在着多个输出负载,不同负载需要不同类型的电源,但其共用一个输入电源。因此,需要电源管理芯片精确地调整其输出电压,实现整个电源系统的稳定,同时保障高运行效率与低运行能耗。此外,相关模拟芯片还需提供诸如输入欠压关断、输出过压、输出欠压、电流限制、ESD保护、热关断等电路保护功能。
③工业应用市场:工业应用相关设备往往具有精度要求高、电量消耗大等特点,需要模拟芯片进行节电管理、电路保护与电压电流控制。随着工业4.0的发展与产业智能化的要求,工业应用设备在功能逐步强大的同时,对电源管理提出了更高的要求,这就需要工业应用类模拟芯片不断提高转换效率,为工业设备升级提供支撑。
④消费电子市场:消费电子市场产品种类广泛,各类电子产品均需要模拟芯片进行电压电流调节、电路保护与电池管理。随着国家产业结构升级与国内消费层次提升,消费电子设备呈现出多样化与集成化的发展趋势,对模拟芯片的性能要求提出了更高要求,同时为消费类模拟芯片带来了更多市场机会。
图表:中国模拟芯片下游应用领域分布

数据来源:ICInsights
从下游应用占比看,根据ICInsights数据,我国模拟芯片在通信领域应用最广,其次在汽车电子、工业领域中占比分别为24.3%、20.5%,而在消费电子、计算机领域占比分别为10.5%、7.2%。






















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