前言:
模擬芯片技術(shù)進(jìn)步依賴于經(jīng)驗(yàn)積累,模擬芯片技術(shù)發(fā)展不依賴于摩爾定律,技術(shù)發(fā)展主要以實(shí)驗(yàn)的次數(shù)、對材料等的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累為主。
一超多強(qiáng)的行業(yè)格局
在模擬芯片領(lǐng)域,德州儀器是當(dāng)之無愧的龍頭,市場份額 18%, 從 04 年以來便穩(wěn)居第一。而從行業(yè)第二名到第十名份額均只有個位數(shù),份額均較為接近。
第二名的亞德諾是通過在2017年收購產(chǎn)品線類似的凌特,超越英飛凌成為行業(yè)第二。
因此,模擬芯片行業(yè)的競爭較為分散,是“一超(德州儀器)”和“多強(qiáng)(英飛凌、意法半導(dǎo)體等)”的格局。
在模擬集成電路中,電源管理是最大的市場,規(guī)模約216億美元,占比42%;信號鏈?zhǔn)袌?43億美元(28%),射頻及其他產(chǎn)品市場約158億美元,占比 30%。
在放大器領(lǐng)域,德州儀器占據(jù)近三分之一的市場(29%),亞德諾第二(18%)。
在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域,亞德諾是絕對的龍頭,目前占據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器半壁江山(48%),長期領(lǐng)先于競爭對手。
在電源管理領(lǐng)域,龍頭德州儀器占據(jù)超四分之一的市場份額(21%),高通(15%)、亞德諾(13%)、美信(12%)、英飛凌(10%)份額相近。
工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是模擬器件性能改進(jìn)的兩大方法,標(biāo)準(zhǔn)型模擬芯片是通用化的,各個廠家的設(shè)計(jì)都相差不大,因而附加值低,廠商間競爭更多依靠制程和工藝,對自建廠房有很大的要求。
大廠并購是產(chǎn)業(yè)走向成熟化的標(biāo)志,而巨頭的數(shù)量減少表明半導(dǎo)體的原有形態(tài)在改變。
150mm晶圓廠退場,200/300mm接棒引并購
全球模擬芯片市場空間近600億美元。全球集成電路市場3402億美元,模擬電路占 15%。模擬電路中,信號鏈?zhǔn)袌?43億美元,電源管理市場216億美元。
模擬廠商對晶圓廠不斷調(diào)整優(yōu)化的過程中,150mm晶圓廠也逐漸退出了歷史舞臺。
德州儀器將在未來幾年內(nèi)關(guān)閉其最后兩個150mm晶圓廠;ADI計(jì)劃在2021年2月關(guān)閉位于加利福尼亞州米爾皮塔斯的150mm晶圓廠;安森美也在逐步摒棄150mm晶圓。
在150mm晶圓廠退出模擬市場的同時(shí),200mm、300mm晶圓廠接過了新時(shí)代的接力棒,成為了模擬芯片廠商的新寵兒。
·德州儀器:在2009年到2020年的時(shí)間里,一直在向300mm晶圓制造發(fā)展。2009年,德州儀器從奇夢達(dá)手中收購了擁有一座300mm晶圓廠的子公司Richmond,用于生產(chǎn)模擬器件。
2010年為了進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能,德州儀器收購了飛索半導(dǎo)體在日本會津若松的兩座晶圓廠,一座可用于200mm生產(chǎn),另外一座則可同時(shí)兼顧200mm和300mm的生產(chǎn)。同年,德州儀器又收購了位于成都的成芯半導(dǎo)體的200mm制造廠。
2014年,德州儀器宣布將在中國成都設(shè)立12英寸晶圓凸點(diǎn)加工廠,以擴(kuò)展公司的制造能力,在成都新增的制造工藝將進(jìn)一步提高德州儀器的300mm模擬晶圓制造產(chǎn)能。
·ADI:7月14日,全球第二大模擬芯片廠商ADI亞德諾正式宣布,將以全股票交易的方式收購全球第七大模擬芯片公司Maxim Integrated,涉及的交易金額居然高達(dá)209.1億美元。
ADI為了追趕TI,最近幾年曾進(jìn)行了兩次大型半導(dǎo)體收購案,分別為2014年以20億美元收購射頻芯片廠商訊泰科技;2016年斥資143億美元收購凌力爾特。
·安森美半導(dǎo)體:2006年,安森美完成了以1.05億美元購買美國俄勒岡州Gresham200mm晶圓廠的交易 。
2018年,安森美半導(dǎo)體已完成對富士通200mm晶圓廠的遞增20%股權(quán)之收購,使安森美半導(dǎo)體持有該合資公司的60%大多數(shù)股權(quán)。
2019年4月,格芯宣布與安森美半導(dǎo)體達(dá)成最終協(xié)議,將位于美國紐約州EastFishkill的Fab 10 300mm晶圓廠賣給后者,價(jià)格為4.3億美元。
此次收購使得安森美獲得300mm晶圓制造能力(此前只能制造200mm晶圓),同時(shí)獲得格芯相關(guān)的工藝技術(shù)和授權(quán)協(xié)議,尤其是65nm、45nm CMOS,成為其未來發(fā)展的基石。
·英飛凌:2011年收購奇夢達(dá)的300毫米存儲晶圓制造廠進(jìn)行改造,2013年改造成業(yè)界首個功率半導(dǎo)體的量產(chǎn)廠。
2018年5月,英飛凌宣布計(jì)劃在奧地利菲拉赫新建一座300毫米薄晶圓的全自動芯片工廠,總投資約為16億歐元,計(jì)劃在六年內(nèi)完成。建設(shè)工程計(jì)劃于2019年上半年啟動,預(yù)計(jì)將于2021年初開始投產(chǎn)。
·意法半導(dǎo)體:2018年,意法半導(dǎo)體在其發(fā)說會中表示其正在Agrate準(zhǔn)備12寸試驗(yàn)線。
2019年12月,意法半導(dǎo)體宣布完成對瑞典碳化硅(SiC)晶圓制造商N(yùn)orstel AB的整體收購,繼續(xù)發(fā)展150mm碳化硅裸片和外延片生產(chǎn)業(yè)務(wù)研發(fā)200mm晶圓以及更廣泛的寬禁帶材料。
本土模擬芯片廠商逐漸崛起
美國政府制裁的大棒,逐漸揮向中國國產(chǎn)替代難度較高的行業(yè)上游,把中國封鎖在技術(shù)含量低、產(chǎn)品附加值低的產(chǎn)業(yè)。一旦晶圓斷供,國內(nèi)芯片中下游廠商將面臨困境。
國內(nèi)巨大市場給本土企業(yè)廣闊的發(fā)展空間,同時(shí)受中美貿(mào)易摩擦影響,以華為、海康威視為首的國內(nèi)終端廠商“去美化”進(jìn)程加速,國內(nèi)模擬芯片廠商將直接受益。
目前,我國12寸晶圓幾乎全部依賴進(jìn)口,8英寸晶圓的國產(chǎn)率約為10%,即便廠商只實(shí)現(xiàn)8英寸晶圓的國產(chǎn)替代,市場空間也非常可觀。
隨著5G技術(shù)日趨成熟,5G設(shè)施建設(shè)成為中國乃至全球的發(fā)展重心之一,配套的模擬芯片產(chǎn)品也有望迎來風(fēng)口。
雖然我國12英寸生產(chǎn)線的建設(shè)在不斷擴(kuò)大,但8英寸生產(chǎn)線已經(jīng)成熟,為模擬芯片鑄造提供了良好的國內(nèi)替代環(huán)境。
中國晶圓生產(chǎn)線相關(guān)項(xiàng)目46個,總投資金額高達(dá)1400億元。核心集成(寧波)、燕東微電子、士蘭微、上海已經(jīng)投產(chǎn),許多其他生產(chǎn)線正在建設(shè)中。
國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期注冊成立,注冊資本2041.5億元,大基金二期后,由20家機(jī)構(gòu)發(fā)起設(shè)立的國家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級基金有限公司正式成立,注冊資本1472億元。
國內(nèi)圣邦股份、晶豐明源、聚辰股份、博通集成、匯頂科技和卓勝微等均是國內(nèi)規(guī)模化集成電路企業(yè)的典型代表,在特定模擬芯片市場內(nèi)占據(jù)領(lǐng)先地位。
在模擬芯片中,電源管理芯片是主體,約占模擬芯片市場的53%,因此國內(nèi)布局企業(yè)包括圣邦股份、silijie、韋爾股份、富滿電子中穎電子、全志科技、瑞芯微等;
信號鏈芯片的市場份額約為47%,國內(nèi)布局企業(yè)主要包括圣邦股份、華為Hisilicon等。
結(jié)尾:
資本支出對于晶圓廠來說是展示其對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來的看法,每一代新工藝需要的投資金額越來越多,因此市場上逐漸只有前幾位才有足夠的市場份額和利潤支持下一代技術(shù)的投資。
而技術(shù)又需代的開發(fā),很多公司的技術(shù)如果不能支持其盡快推出新工藝,要么只能停留在老工藝不升級,要么就退出市場。