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            • 1、產品超市,一站式解決客戶的全部訴求
            • 2、垂直細分品類、細分領域尋求高端突破
            • 3、選擇IDM模式?
            • 4、高效的人才培養機制
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          內卷的信號鏈行業,如何破局?

          2023/11/20
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          信號鏈芯片模擬芯片的重要分支,是數字世界處理現實世界中各種模擬信號的第一站,承擔了對模擬信號進行收發、轉換、放大、過濾等工作,也被稱作現實世界和數字世界的橋梁。

          信號鏈作為半導體基礎芯片,相關公司業績周期波動顯著。

          上一輪半導體上行周期中,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替代潮;③新能源汽車產業正處于處于從1到10的快速成長期,汽車芯片的需求爆發,汽車市場的缺芯,導致市面上的芯片產能不斷的向利潤率高的品類轉移,所有的芯片品類供不應求,帶來相關公司的利潤率水平持續上升。行業一片繁榮景象。

          2019年-2022年期間,信號鏈行業頭部企業思瑞浦營收從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,周期是半導體行業的行業特性,有潮起就有潮落。

          自2022年一季度開始,消費電子市場需求萎靡;自2022年四季度開始,工業電子市場需求下行;自2023年下半年開始,汽車芯片供給變多,競爭加劇。至此,半導體元器件各細分行業的毛利率快速回落,由于費用相對剛性,相關公司利潤大幅下滑。

          目前,本土信號鏈芯片市場中,中低端產品國產品牌已占主流,但是高性能產品上仍然以國際品牌為主,國產品牌有零星突破。在經濟低迷情況下,客戶對降低成本、提高品質的需求旺盛,所以使得信號鏈芯片行業公司競爭更加激烈,內卷嚴重。

          那么,行業公司如何破局呢?

          1、產品超市,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,比如消費電子、家電、汽車、通信等等各種領域,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年思瑞浦產品料號才超過1600款。中外信號鏈頭部公司料號數量差距甚大。

          對這個行業來說,誰能把自己做成產品超市,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。

          當然,擴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)、傳感器領域橫向拓展,跨品類協同,提供整體的解決方案,也許會事倍功半。

          值得指出的是,擴品類需要結合公司自身的技術和客戶群。思瑞浦微電子模擬產品市場拓展經理猶家元對與非網分享了他的觀點:“擴充產品品類和數量,建立“產品超市”,這個策略不應該是盲目的擴張,而是需要芯片企業基于已有的技術平臺和客戶基礎來擴大產品類別和數量。這首先需要聚焦在自己的拳頭產品上,增強公司核心競爭力,完善內部流程體系,以此為基礎,才有可能提供有競爭力的一站式解決方案。”

          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, 其電源管理產品的發展主要是通過1999年收購了Unitrode、Power Trends。信號鏈領域也有兩個關鍵性收購,2000年收購專注于高性能模擬的Burr Brown,后者主要產品是數據轉換器放大器。另一次是2011年收購國家半導體(NS),填補了德州儀器在數據轉換器領域的部分空白。德州儀器收購了NS之后市場份額擴大到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,增強在汽車和數據中心市場的優勢。三次大規模的收并購規模越來越大,ADI快速成長為模擬巨頭。

          也正是因為信號鏈等模擬芯片產品種類巨多,應用領域廣,相應的產品和技術很難在短時間內被復制與替代,單一公司起初不可能在多領域、多品類同時保持優勢地位的,所以收并購自然是行業公司成長為巨頭的必要方式。

          2、垂直細分品類、細分領域尋求高端突破

          市場雖然整體下滑,但需求依然存在,供需結構性的不對等情況嚴重。一方面,大量通用芯片過剩;另一方面,許多特定領域芯片依然暢銷,甚至部分高階芯片仍然供應不足。

          由于模擬芯片產品種類和下游應用市場較多,排名第一的德州儀器市占率也不超過20%,沒有形成壟斷,本土企業可以在某些細分品類、細分領域尋求突破,以合力加速本土化供應進程。

          中低端產品門檻較低,競爭激烈、利潤率低、廠商沒有議價能力。本土廠商可以結合自身特點,深度研發優勢品類,深耕下游某些應用領域,構建差異化解決方案,長期以往企業護城河將越來越寬,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、數模轉換、接口等品類,其中模數轉換器屬于其中技術壁壘最高的細分品類。據悉,ADI目前最快的商用模數轉換器的轉換速率為26Gsps,分辨率為3bit;而具有24bit的高精度模數轉換器的轉換速率仍高達26Msps。作為對比,本土信號鏈芯片頭部企業思瑞浦的高速模數轉換器采樣速率可達50MSPS,分辨率為8/10bit;高精度模數轉換器具有18bit的精度,采樣速率可達500kSPS。

          可見在相同品類上,本土產品的性能還是有較大的提升空間的。唯有專注下游應用領域,死磕產品多維度性能,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,是垂直細分品類、細分領域尋求高端突破的典型代表。公司產品類別豐富,在此基礎上,整體技術上圍繞精度、速度、功耗來拓展產品多樣性,如公司已量產上市的8G帶寬運算放大器TPA286x系列,2.5ppm/℃溫度系數、0.05%精度的電壓基準TPR50系列,填補國內空白;同時開拓高端車規領域,車規級產品的驗證和導入周期通常較長,門檻相對較高,思瑞浦在運算放大器、比較器、低壓開關、高精度ADC等品類上均有車規級產品。

          3、選擇IDM模式?

          全球模擬芯片龍頭廠商多以IDM的形式生產經營,雖然IDM模式資產較重,芯片生產線的建設、運行、工藝技術的研發都需要投入較多的資金,但與之帶來的益處也非常多。

          更好的調節器件工藝。數字芯片追求先進工藝,線寬的縮小需要高精度的裝備、高強度和高難度的工藝研發,讓越來越多的綜合型芯片公司開始停止追逐先進工藝,轉向尋求代工;而模擬芯片更追求特色工藝,在不同應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。

          特色工藝產品是利用半導體材料的物理特性制造出的各種半導體器件,比拼的不是工藝線寬,而是各種器件的構造。特色工藝器件的研發是一項綜合性的活動,涉及到工藝研發與產品研發的多個環節,IDM模式更有利于該類技術的深度研發和優勢產品群的形成,IDM模擬廠商能夠通過自身的晶圓制造優勢更好的調節器件工藝。

          響應速度快,供應穩定。每個市場對模擬芯片的需求不一樣,如果自有晶圓廠,那么供應鏈的響應速度更快,供應也相對有保障。尤其在市場產能緊張,IDM廠商穩定的產能,穩定的供給,產品快速出貨,對于客戶具有較強吸引力。

          成本優勢。以德州儀器為例,其產品線完整,體量規模大,追求降低生產成本、工藝領先。德州儀器擁有12寸產線,據稱可以使其相對競爭對手獲得40%左右的成本優勢。

          值得指出的是,現階段本土Fabless廠商更關注客戶需求、產品使用性,IDM廠商更關注于規模化。晶圓廠資產比較重,需要有足夠的資金、成熟的工藝以及足夠的產量,否則遇到虧損將成為模擬企業沉重的負擔。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模達到一定量級后,選擇IDM模式或許是水到渠成的事。

          4、高效的人才培養機制

          模擬電路的設計門檻高,學習曲線在10-15年,而數字IC是用電腦輔助設計,學習曲線在3-5年的時間。相對于數字芯片對輔助軟件的依賴,模擬芯片的設計,要求工程師具備扎實且豐富的多學科基礎,數字芯片在設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行折中和取舍,來保證產品更適配應用場景,業界普遍認為這些都是和設計經驗的積累強相關的。

          更高的復雜性,使得模擬芯片工程師,培訓周期更長,通常培養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。設計上需要對細分應用有深刻理解,而這都需要經驗的積累。

          高度重視優秀人才的引進和儲備,推進落實企業人才梯隊的建設,建立并持續完善內外部培訓體系,搭建企業培訓平臺,培養企業內部講師,加強全體員工的通用能力和專業能力提升,保持公司與員工在行業內較強的競爭力。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上,可以推行股權激勵計劃,讓公司利益與員工利益得到共同發展。

          寫在最后

          據SIA數據,2021年全球模擬電路市場規模740億美金,信號鏈芯片市場規模為模擬芯片的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提供了良好的發展機遇。

          信號鏈產品作為模擬芯片的重要組成部分,在國內起步同樣較晚,與海外企業相比,國內在技術和人才的積累上并不占優勢。近年來,受益于國內5G、新能源、人工智能等產業的發展,帶動需求提升的同時,也使得國產信號鏈產品獲得更多的驗證和引入機會。

          但當前以信號鏈為代表的國產芯片只是實現了中低端產品、部分應用的國產替代,筆者相信未來本土廠商們多管齊下,一定能夠實現在高端產品的持續突破,進一步提升國產芯片的滲透率。

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