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(duì)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(wú)愧的龍頭,市場(chǎng)份額 18%, 從 04 年以來(lái)便穩(wěn)居第一。而從行業(yè)第二名到第十名份額均只有個(gè)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(gòu)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng),規(guī)模約216億美元,占比42%;信號(hào)鏈?zhǔn)袌?chǎng)143億美元(28%),射頻及其他產(chǎn)品市場(chǎng)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(chǎng)(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(duì)的龍頭,目前占據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器半壁江山(48%),長(zhǎng)期領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(chǎng)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(gè)廠家的設(shè)計(jì)都相差不大,因而附加值低,廠商間競(jìng)爭(zhēng)更多依靠制程和工藝,對(duì)自建廠房有很大的要求。
大廠并購(gòu)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(chǎng),200/300mm接棒引并購(gòu)
全球模擬芯片市場(chǎng)空間近600億美元。全球集成電路市場(chǎng)3402億美元,模擬電路占 15%。模擬電路中,信號(hào)鏈?zhǔn)袌?chǎng)143億美元,電源管理市場(chǎng)216億美元。
模擬廠商對(duì)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(tái)。
德州儀器將在未來(lái)幾年內(nèi)關(guān)閉其最后兩個(gè)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(chǎng)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(mèng)達(dá)手中收購(gòu)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(gòu)了飛索半導(dǎo)體在日本會(huì)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(gòu)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(guó)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(gòu)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(gòu)案,分別為2014年以20億美元收購(gòu)射頻芯片廠商訊泰科技;2016年斥資143億美元收購(gòu)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(gòu)買美國(guó)俄勒岡州Gresham200mm晶圓廠的交易 。
2018年,安森美半導(dǎo)體已完成對(duì)富士通200mm晶圓廠的遞增20%股權(quán)之收購(gòu),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(guó)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(gòu)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(lái)發(fā)展的基石。
·英飛凌:2011年收購(gòu)奇夢(mèng)達(dá)的300毫米存儲(chǔ)晶圓制造廠進(jìn)行改造,2013年改造成業(yè)界首個(gè)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(dòng)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(dòng),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(huì)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(duì)瑞典碳化硅(SiC)晶圓制造商N(yùn)orstel AB的整體收購(gòu),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(guó)政府制裁的大棒,逐漸揮向中國(guó)國(guó)產(chǎn)替代難度較高的行業(yè)上游,把中國(guó)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(guó)內(nèi)芯片中下游廠商將面臨困境。
國(guó)內(nèi)巨大市場(chǎng)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、??低暈槭椎膰?guó)內(nèi)終端廠商“去美化”進(jìn)程加速,國(guó)內(nèi)模擬芯片廠商將直接受益。
目前,我國(guó)12寸晶圓幾乎全部依賴進(jìn)口,8英寸晶圓的國(guó)產(chǎn)率約為10%,即便廠商只實(shí)現(xiàn)8英寸晶圓的國(guó)產(chǎn)替代,市場(chǎng)空間也非??捎^。
隨著5G技術(shù)日趨成熟,5G設(shè)施建設(shè)成為中國(guó)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(lái)風(fēng)口。
雖然我國(guó)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(guó)內(nèi)替代環(huán)境。
中國(guó)晶圓生產(chǎn)線相關(guān)項(xiàng)目46個(gè),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(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期注冊(cè)成立,注冊(cè)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(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)基金有限公司正式成立,注冊(cè)資本1472億元。
國(guó)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(guó)內(nèi)規(guī)?;呻娐菲髽I(yè)的典型代表,在特定模擬芯片市場(chǎng)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(chǎng)的53%,因此國(guó)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(hào)鏈芯片的市場(chǎng)份額約為47%,國(guó)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(duì)于晶圓廠來(lái)說是展示其對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來(lái)的看法,每一代新工藝需要的投資金額越來(lái)越多,因此市場(chǎng)上逐漸只有前幾位才有足夠的市場(chǎng)份額和利潤(rùn)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(jí),要么就退出市場(chǎng)。