文 | 半导体产业纵横
1958 年，美国德州仪器 （TI） 的工程师杰克・基尔比成功发明世界上第一块集成电路，这一伟大创举为 TI 日后成为模拟芯片行业巨头奠定了坚实基础。2011 年，TI 更是斥资 65 亿美元并购国家半导体，此次收购不仅吸纳了 5000 名员工，还收获了“ 一个极好的开发团队”。同年，TI 在模拟市场的份额便超越排名第二的意法半导体 （ST），占据全球模拟市场份额的 15.4％。
与数字电路相比，模拟电路设计对工程师的经验要求极高，工程师需要深入熟悉大部分元器件的电特性和物理特性。顶尖的模拟设计工程师往往在模拟领域拥有 20 到 30 年的丰富经验，这使得模拟芯片行业形成了极高的人才和技术壁垒。
随着中国经济转型的核心驱动力从“ 人口红利” 向“ 工程师红利” 转变，中国制造业也由此从传统的“ 制造” 模式迈向创新“ 创造” 阶段。而模拟芯片行业，正是最能体现“ 工程师红利” 的领域之一。
在此时代背景下，近年来国产模拟芯片迎来了快速发展，逐渐在市场上崭露头角。
什么是模拟芯片？
集成电路主要可分为数字 IC 和模拟 IC 两大类。模拟集成电路是由电阻、电容、晶体管等元器件组成，专门用于处理以连续函数形式呈现的模拟信号。在现实世界中，声音、光线、温度、压力等信息经过传感器处理后，会转化为模拟信号，其幅度会随时间连续变化。模拟芯片种类丰富多样，几乎在所有电子产品中都不可或缺，广泛应用于消费电子、汽车、工业、5G 等众多领域。与之相对的数字集成电路，则主要负责对离散的数字信号 （0 和 1） 进行存储和逻辑运算。
按照定制化程度划分，模拟芯片可以分为专用型芯片 （ASSP） 和通用型芯片。据 IDC 数据，专用型芯片占据模拟芯片市场 5 成左右。根据 IDC 数据显示，专用型芯片占据模拟芯片市场约 50% 的份额。专用型芯片具有高度定制化特点，需要依据客户需求以及特定电子系统对产品的参数、性能、尺寸进行特殊设计。相较于通用型模拟 IC，专用型芯片不仅设计壁垒高，而且毛利率也更为可观。专用型模拟芯片通常按照下游应用领域进行划分，涵盖通信、消费电子、汽车、工业等多个领域，每个领域又可进一步细分出线性产品、电源管理产品、接口产品等。以射频前端模块为代表的射频器件，就是典型的专用型模拟 IC，在专用芯片中占比较高。通用型芯片属于标准化产品，适用于各类电子系统，产品生命周期较长。其设计壁垒相对较低，但细分品类繁多，不同厂家产品的可替代性强，客户群体也较为分散。
从应用层面划分，模拟芯片可分为信号链路和电源管理两大类。其中，电源管理芯片的市场规模大于通用信号链路芯片。信号链路是指系统中信号从输入到输出的完整路径，主要功能是对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等处理。信号链模拟芯片主要包括线性产品、转换器、接口、隔离器、RF 与微波等。一条完整的信号链，是将自然界中的声、光、电等连续信息，通过传感器采集、放大缩小滤波等处理、模拟 / 数字转换 （ADC） 变为数字信号，经微处理器系统处理后，再通过数字 / 模拟转换 （DAC） 输出模拟信号的全过程。在这其中，ADC（模数转换器） 因其重要性和技术难度，被誉为 “ 皇冠上的明珠”。
电源管理芯片市场规模更为庞大，主要包括 AC/DC、DC/DC、电池管理、驱动芯片等。由于电子产品各部分正常工作所需电压各不相同，电源管理芯片能够对电池输出的固定电压进行升降压、稳压处理，使其达到各个模块所需的期望电压值，从而满足供电需求。根据不同的应用场景，电源芯片既可以单独使用，也能与外部电子元器件组合成模块，实现电源转换功能。
模拟芯片难在哪里？
世界半导体贸易统计组织 （WSTS） 在 2024 年秋季更新的数据显示，预计 2024 年全球模拟 IC 销售额约为 794.33 亿美元，折合人民币接近 6000 亿元。有机构预测，中国模拟市场规模大约在 3000 亿元左右，几乎占据全球模拟芯片市场的半壁江山。然而长期以来，全球模拟芯片市场一直被德州仪器 （TI）、亚德诺 （ADI） 等国际行业巨头牢牢把控。国内厂商大多只能在中低端市场艰难发展。那么，模拟芯片究竟难在哪里？
首先，模拟芯片品类极为丰富，应用场景高度碎片化。以国际巨头 TI 为例，其拥有数万种产品型号，几乎能够覆盖所有应用场景。龙头企业凭借 “ 平台型” 产品战略，能够满足客户多样化、一站式的采购需求，从而极大地增强客户粘性。作为后进入市场的参与者，想要满足客户的多样化需求并非易事，唯有不断推出新产品，快速响应下游市场的迭代更新需求。特别是在新能源汽车、AI 等快速发展变化的领域，谁能率先推出符合性能要求且通过验证的新产品，谁就能抢占市场先机。
其次，模拟芯片研发周期漫长，人才壁垒显著。数字芯片基于简单的逻辑 0 和 1，大部分人员相对容易入门。而模拟芯片以硬件为基础，涉及电路物理和化学材料特性，理解难度大，且存在可靠性问题，因此需要大量的经验积累。这意味着培养优秀的模拟芯片工程师和研发人员需要耗费较长时间，对于后发企业来说挑战巨大。虽然模拟芯片不依赖先进制程技术，但严重依赖研发经验的长期积累，这导致模拟芯片开发速度缓慢，一般新产品的开发周期约为 2 年，技术难度高的产品开发时间则更久。
有业内人士指出，“ 国产模拟芯片企业若想走向‘ 引领’，必须具备技术突破与高端产品研发能力、产业链协同与生态构建能力、差异化竞争与国际化布局能力，以及人才与管理能力这四大核心能力。”
国产模拟芯片频频实现技术突破
近年来，我国在模拟芯片领域不断取得技术突破，尤其是在 ADC（模数转换器） 领域成绩斐然。长期以来，高速 ADC 市场几乎被 TI、ADI、Maxim 三家公司垄断，占据国内市场超过 95% 的份额。同时，美国的出口管制清单中也包含了部分高分辨率、高速 ADC 产品，例如采样速率 400MSPS 以上的 12 - 14bits ADC。随着国产化需求的日益迫切，国内众多企业积极攻克 ADC 领域的技术难题，推出了一系列可对标海外巨头的产品。
迅芯微电子的高速 ADC 产品表现出色，采样率涵盖 2GSPS、10GSPS，最高可达 30GSPS，精度在 6bits - 8bits 之间。今年，海思推出的 SAR ADC——AC9610，直接对标 ADI 的高端产品 AD4630 - 24，在采样率达到 2MSPS 的情况下，采样精度高达 24bit。成都华微推出的 HWD12B16GA4 更是突破技术极限，实现了 12 位 16GSPS 的超高指标，几乎代表了商业 ADC 技术的最高性能水平。
在超高速 ADC 领域，速度和分辨率往往相互制约。采样率越高，维持高位分辨率就越困难，这主要受制于模拟带宽、噪声、线性度等因素。12 位在 16GSPS 下是一个兼顾性能与实用性的绝佳平衡点，通常更高分辨率 （如 14 位、16 位） 的 ADC，其采样率会远低于 16GSPS。因此，12 位 / 16GSPS 的组合成为高速系统追求高动态范围的关键指标。
华为海思的 AC9610 芯片性能超越欧美同类产品，精度达到 24 位，采样率高达 2M，有望在雷达、医疗器械等高端设备领域广泛应用。随着国内半导体产业的蓬勃发展以及国产替代需求的强劲推动，在 ADC 领域，国内企业正不断缩小与国际领先水平的差距。近年来，芯海、思瑞浦、圣邦微、纳芯微、联影微电子等众多国内厂商纷纷推出技术指标对标海外领先水平的产品，并已实现大规模出货应用。
此外，成都芯片中试平台与国产 EDA 龙头企业华大九天携手，共同建立了国内首个模拟电路后仿真云服务联合实验室，进一步推动国内模拟芯片技术的发展。
模拟芯片也开始并购整合，打造平台化战略
国内模拟芯片企业除了在新品研发上持续发力，还积极打造平台化战略，通过并购整合来完善产品线。
2024 年 6 月 23 日晚间，国内电源管理芯片设计企业上海雅创电子集团股份有限公司发布公告，宣布拟以自有及自筹资金 2.98 亿元收购上海类比半导体技术有限公司 37.0337% 股权。此次交易价格较三个月前公布的“ 不超过 2 亿元” 预案大幅提升，标的公司评估增值率高达 467.34%。
2024 年 6 月 5 日，思瑞浦发布公告，拟通过发行可转换公司债券及支付现金的方式购买创芯微 100% 股权，并募集配套资金，此次交易对价为 10.6 亿元。交易完成后，创芯微将成为思瑞浦的全资子公司。同时，思瑞浦拟向不超过 35 名特定对象发行股份募集配套资金。思瑞浦收购创芯微并非简单的产品线补充，而是将电池管理芯片明确纳入其“ 信号链+电源管理+MCU” 三大业务布局中，成功实现了从工业/通信领域向消费电子和可穿戴设备市场的拓展。
2024 年 6 月 23 日晚间，纳芯微发布公告，公司拟以现金方式收购上海矽睿科技股份有限公司直接持有的上海麦歌恩微电子股份有限公司 62.68% 的股份，以及矽睿科技通过上海莱睿企业管理合伙企业 （有限合伙） 间接持有的麦歌恩 5.60% 的股份，合计收购麦歌恩 68.28% 的股份，收购对价合计为 6.83 亿元。
2023 年 3 月 15 日，晶丰明源公告称，公司拟与凌鸥创芯股东广发信德投资管理有限公司、舟山和众信企业管理咨询合伙企业 （有限合伙） 签署 《购买资产协议》，约定以现金方式收购上述股东持有的凌鸥创芯 38.87％股权，股权转让价款合计 2.50 亿元。截至 2022 年 12 月 31 日，晶丰明源已持有凌鸥创芯 22.74% 股份，为参股股东。收购完成后，公司将持有凌鸥创芯 61.61% 股权，凌鸥创芯将纳入公司合并报表范围。通过此次收购，晶丰明源可获取电机控制芯片和方案解决的产业基础、技术储备及销售渠道等资源优势，进一步拓展产品线及应用领域。
国内模拟芯片公司具有规模小、数量多的特点。前几年，随着资本大量涌入半导体行业，众多模拟芯片公司纷纷成立，都希望在芯片热潮中发展壮大。然而，随着资本逐渐降温、监管日益严格，以及第一梯队模拟芯片公司陆续上市，众多未上市模拟芯片企业想要做大做强甚至实现上市目标，面临着巨大挑战。即便国内头部模拟芯片公司，在营收规模、产品种类、产能建设等方面与国际大厂相比，仍存在显著差距。
整合并购无疑是模拟芯片公司实现快速发展壮大的有效途径之一。当前模拟芯片公司的并购活动，大多能够产生多重协同效应，有助于提升公司业务规模，增强持续经营能力和市场竞争力。未来，模拟芯片大企业对小企业的并购、小企业之间的联合，以及大企业之间的并购，都将推动模拟芯片行业巨头的诞生。此外，若大型 IDM 厂商积极参与并购，还能进一步增强国内模拟芯片厂商的 IDM 属性。
聚焦模拟和混合信号芯片的上市公司纳芯微董事长王升杨表示，中国芯片市场已经结束周期性震荡波动，企业需要更多参与到产品定义中，引领行业发展。在模拟芯片领域，并购整合已成为行业做大做强的必然趋势。
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