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关于模拟IC,这篇你一定要看!

作者丨Carol Li


集成电路(简称IC),可以分为数字IC和模拟IC两大类。数字IC是用来产生、放大和处理各种数字信号的电路;模拟IC是用来产生、放大和处理各种模拟信号的电路。


那么,什么是数字信号?什么是模拟信号呢?数字信号,是指在时间和幅度上离散变化的信号;模拟信号,是指幅度随时间连续变化的信号。


上图可以形象的表示模拟信号和数字信号


为什么信号需要处理?因为外界自然信号,比如风声、温度、湿度、光学、声电等,都是连续变化的信号,即模拟信号。而在人类发明的信息技术中,只能处理以数字信号承载的信息(在计算机中,数字信号的大小常用有限位的二进制数表示),即数字电路无法直接跟自然界打交道,所以需要将模拟信号转换为数字信号,信号经过数字系统处理之后,再以模拟信号输出。



模拟IC对信号进行处理,分为以下三个步骤:

1. 通过传感器或天线采集外界自然信号;

2. 经过模拟电路预处理,转化为以数字为载体的信号,输入到数字系统中;

3. 经过数字系统处理后的信号,再通过模拟电路进行后处理,转换为声音、图像、无线电波等模拟信号进行输出。



在电子系统中,模拟IC除了用于对模拟信号进行接收外,还有混频、放大、比较、乘除运算、对数运算、模拟-数字转换、采样-保持、调制-解调、升压、降压、稳压等功能。模拟IC有许多,如运算放大器、模拟乘法器、锁相环 、电源管理芯片等。


1

全球模拟IC市场规模


据芯师爷了解,目前全球模拟IC排名前十的企业主要为德州仪器(TI)、ADI、Skyworks、英飞凌、ST、NXP、Maxim、安森美半导体、Microchip和瑞萨电子。其2017年销售额约占全球模拟IC市场的60%,而这其中并没有一家中国企业。


来源IC Insights


另据IC Insights数据显示,2017年,全球模拟IC市场的规模为545亿美元,2017-2022年的复合年增率(CAGR)将达到6.6%,优于整体IC市场的5.1%。



全球模拟IC市场规模发展趋势

(芯师爷制表,数据来源IC Insights)


从以上统计中可以看出,近几年间全球模拟IC市场保持稳定增长态势,预计2022年将达到748亿美元规模,而这也要归功于电源管理、信号转换及汽车电子应用市场的快速成长,其中汽车电子表现尤为明显。


对于全球模拟IC市场而言,在经过2016年大调整之后,整体增长趋势开始提速。伴随着全球半导体产业并购浪潮的到来,2016年模拟IC领域也发生了两个重大并购事件,分别是ADI以148亿美元收购凌力尔特(Linear)和瑞萨电子以32.2亿美元收购Intersil,而这也导致了全球模拟IC市场格局的变化。而不管如何调整,TI的龙头地位并未受到威胁,从2017年最新数据中,我们也可以看出TI营收已经超过排名第二的ADI一倍多,优势非常明显。


近日,瑞萨电子宣布以超过60亿美元收购美国芯片商Integrated Device Technology(IDT),不仅刷新了日本半导体行业并购记录,同时也为全球模拟IC市场增添了新的变数。据芯师爷了解,IDT具有30多年集成电路设计、制造、销售和推广的丰富经验,其在模拟和数字领域拥有很多优势技术的集成电路和解决方案。


除此之外,近日恩智浦高管团队也进行了重组,现任执行副总裁兼汽车事业部总经理Kurt Sievers被擢升为恩智浦半导体公司总裁,以推动新的业务和战略规划。据了解,在Kurt Sievers领导下,恩智浦在汽车电子领域已经跃居行业首位,并在自动驾驶和安全驾驶生态体系中搭建了最深层次的战略伙伴关系。


2

汽车电子成推动力

通过企业的布局,我们也不难看出,汽车电子对于未来模拟IC市场的重要意义。随着技术的发展,信息化、电动化、节能化、集成化、安全性提升等成为汽车发展的重要方向,对于电子技术需求愈来愈强。



特别是近几年,自动驾驶概念在全球范围内迅速升温,在ADAS、通信模块、安全控制、车载信息等细分方面,未来将迎来大幅度增长,这也是厂商们大规模调整及并购的原因。


2012-2020 全球汽车电子各细分市场规模(亿美元)


据IMS Research数据显示,2020年全球汽车电子市场规模将达2400亿美元,2011-2020年复合增长率约为5.76%。2000年,一辆汽车采用的芯片颗数低于10颗,现在大概需要几十颗甚至上百颗芯片,未来可能达到几百颗就是很好的说明。


3

国外模拟IC企业


德州仪器(TI)


公司简介:成立于1930年,总部位于美国克萨斯州达拉斯市。世界第一大数字信号处理器(DSPs)和模拟半导体组件的制造商。2018年9月12日消息,德州仪器(TI)计划在美国德州Richardson地区投资32亿美元新建工厂,主要用于生产模拟IC。


主要产品:公司的核心产品是模拟半导体和数字信号处理器,目前约拥有100,000多个模拟IC和嵌入式处理器。其产品还包括计算器、微控制器以及多核处理器。


亚德诺半导体(ADI)


公司简介:成立于1965年,总部位于总部位于美国马萨诸塞州Norwood,全职雇员15,300人,是全球音频放大器销售量第一的公司。2015年斥资148亿美元收购凌力尔特(Linear Technology)。


主要产品:数据转换器、放大器、线性产品、无线射频IC、电源管理产品、MEMS感测器、其他感测器及处理器产品,包括数位讯号处理器(DSP)与其他处理器。


思佳讯(Skyworks


公司简介:成立于1962年,总部位于美国马萨诸塞州Woburn,是一家无线集成电路产业的无线通信公司,设计、开发、制造和销售包括全球知识产权在内的专有半导体产品。


主要产品:放大器、衰减器、循环器、解调器、检波器、二极体、定向耦合器、前端模组、合成、 隔离体、照明与显示解决方案、混和器、调节器、光耦合器、光隔离器、移相器、合成器、功率分配器与合成器、电力管理装置、接收器、交换器及高科技陶瓷。


应用领域:包括汽车、航空航天与国防、计算、互联家庭、消费电子产品(是苹果公司模拟芯片供应商)、媒体、医疗、移动设备、联网、智能能源和可佩戴设备。


英飞凌(Infineon )


公司简介:成立于1999年,总部位于德国慕尼黑,全职雇员35,565人,是一家半导体和系统解决方案供应商,是全球10大半导体公司之一。2015年1月,英飞凌收购美国国际整流器公司,该公司是电源管理技术行业的领先供应商。


主要产品:专注于为汽车和工业功率器件、芯片卡和安全应用提供半导体和系统解决方案,并已在模拟和混合信号、射频、功率以及嵌入式控制装置领域掌握尖端技术。


意法半导体(ST


公司简介:成立于1987年,总部位于瑞士Geneva,全职雇员43,183人,是一家全球知名的半导体解决方案供应商,连同其子公司,为各种应用领域的电子设备制造商提供解决方案。


主要产品:CMOS视频感测器(CMOS Image Sensor)、数字消费者专用标准产品(ASSP)、无线专用集成电路、电脑周边专用集成电路(如硬盘与打印机)、汽车专用标准产品、非易失性内存包括NOR与NAND闪存、智能卡、单片机、分离式半导体产品、电子护照、微机电系统。


主要客户:汽车设备供应商博世、戴姆勒-克莱斯勒、伟世通与西门子,手提电话供应商诺基亚与摩托罗拉,打印机供应商惠普,电信基础设施供应商阿尔卡特与北电网络,硬盘供应商希捷公司与西部数据,消费电子产品供应商任天堂、飞利浦、索尼与汤姆逊,工业设备供应商西门子,电子组件经销商艾睿电子,鼠标及摄像镜头机供应商罗技。


恩智浦(NXP


公司简介:成立于2006年,总部位于荷兰埃因霍温,全职雇员40,400人,是全球领先的半导体芯片公司。2015年3月3日,恩智浦半导体以167亿美金现金加股票,收购飞思卡尔(Freescale)。


主要产品:提供半导体、系统解决方案和软件。


应用领域:使用在电视、机顶盒、智能识别应用、手机、汽车以及其他电子设备上。


美信(Maxim


公司简介:成立于1983年,总部位于美国加州圣何塞,全职雇员7213人,是一家设计、制造、销售模拟和模数混合半导体产品美国公司,主要从事用于工业、通信以及普通消费、计算机市场的集成电路(IC)的研发。


主要产品:高度集成的模拟、混合信号、高频和数字电路。


应用领域:广泛用于工业、通信、消费类及计算市场


安森美半导体(ON Semiconductor)


公司简介:创立于1999年,总部位于美国亚利桑那州凤凰城,全职雇员34,000人(2018年),是全球高性能电源解决方案供应商。2016年收购仙童半导体。


主要产品:高能效电源管理、模拟、传感器、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件阵容。


应用领域:汽车、通信、计算机、消费电子、工业、医疗、 航空及国防应用等领域。


微芯科技(Microchip


公司简介:成立于1989年,总部位于美国亚利桑那州钱德勒,全职雇员9,766人,是一家微控制器、存储器与模拟半导体制造商。2016年1月20日,微芯科技(Microchip)以35.6亿美元收购Atmel。


主要产品:微控制器(PIC微控制器、dsPIC / PIC24、PIC32)、序列式EEPROM、序列式SRAM、KEELOQ组件、无线电频率(RF)组件、热组件、功率与电池管理模拟组件,也有线性、接口与混合信号组件。还有一些接口组件包含USB、ZigBee/MiWi,CANbus与Ethernet。


瑞萨电子(Renesas)


公司简介:成立于2003年,总部位于日本,是一家智能芯片方案供应商。2017年以约3,200亿日圆收购美国Intersil,2018年9月11日预期斥资60亿美元收购美商IDT。


主要产品:微控制器、模拟、电源和SoC产品。


应用领域:可为众多汽车,工业,家用电子产品(HE),办公自动化(OA)和信息通信技术(ICT)提供解决方案。


4

国内模拟IC市场规模


我们都知道,模拟IC产品生命周期可长达10年,下游客户对产品性能要求严格,产品技术通常依靠设计企业的长期摸索和实践积累,需要设计人员具备对器件物理特性理解、拓扑结构的设计技巧以及布图布线的设计能力等综合设计能力,而这也是我国一直以来所欠缺的。



从市场规模上来看,全球模拟IC市场总体上仍被欧美企业把控,中国本土模拟IC 厂商只能在夹缝中生存,寻求一定的替代市场,且产品多定位于中低端。近些年,很多海归人才选择模拟IC作为创业方向,电源管理IC成为突破口。而随着不断积累,国内厂商也开始进军放大器、数据转换器等标准模拟IC,以及射频IC等领域,国内整体实力正在提升。


与此同时,在下游应用方面,随着智能手机市场的增长放缓,物联网还不能快速带来新的增长需求,国内厂商还需要积极寻找新的成长动力。



5

国内模拟IC企业


从上文可以看出,全球十大模拟IC企业中,并没有国内的企业。大家都知道,国内在整体半导体领域落后于国外,其一是因为我们确实起步较晚,其二之前在各方面的投入还不够。


近年来,政府加大力度支持半导体产业发展,在资金、人才、技术上都提高了重视度。随着整体产业环境的向良性发展,国内在模拟IC领域的发展也将会逐渐改善。下面是目前国内在模拟IC领域表现优良的企业。


士兰微


公司简介:成立于1997年,从一家纯芯片设计公司发展成为目前国内为数不多的以 IDM 模式为主要发展模式的综合型半导体产品公司。


主要产品:集成电路、半导体分立器件、LED(发光二极管)产品等三大类。


圣邦微电子


公司简介:成立于20017年,是一家专注于高性能、高品质模拟集成电路研发和销售的半导体公司。


主要产品:其通用模拟IC产品,可应用于智能手机、PAD、数字电视、DVD、数码相机、笔记本电脑、可穿戴式设备、各种消费类电子产品以及车载电子、工业控制、医疗设备、测试仪表等众多领域。


全志科技


公司简介:成立于2007年,是领先的智能应用处理器SoC、高性能模拟器件和无线互联芯片设计厂商。


主要产品:智能应用处理器SoC、高性能模拟器件和无线互联芯片。


应用领域:广泛适用于智能硬件、平板电脑、智能家电、车联网、机器人、虚拟现实、网络机顶盒以及电源模拟器件、无线通信模组、智能物联网等多个产品领域。


瑞芯微


公司简介:成立于2001年,是一家专业的集成电路设计公司。


主要产品:数字音视频、移动多媒体芯片


应用领域:为智能手机、平板电脑、通讯平板,电视机顶盒、车载导航、IoT物联网和多媒体音视频产品提供专业芯片解决方案。


华大半导体


公司简介:成立于2014年,是中国电子信息产业集团有限公司(CEC)整合旗下集成电路企业而组建的专业子集团。


主要产品:工控MCU、功率及驱动芯片、智能卡及安全芯片、电源管理芯片、新型显示芯片。


应用领域:安全物联网、工业控制、显示及多媒体。


立锜科技


公司简介:成立于1998年,总公司设立于新竹,并且于亚洲、美国和欧洲各地有服务据点,2015年9月被联发科收购。


主要产品:电池管理、功率开关、运算放大器、MOSFET驱动器、多通道电源管理IC、电源监控与电路保护、交流-直流转换等


应用领域:电脑、消费性终端产品、网络通讯装置、大尺寸面板显示器等。


艾为电子


公司简介:成立于2008年6月,是一家专注于卓越性能与品质的混合信号、模拟、射频等IC设计,聚焦在手机、可穿戴、智能音箱、车载电子、IoT等消费电子领域的高科技公司。


主要产品:电源类、触摸按键类、射频小器件、音频类等。


昂宝电子


公司简介:成立于2004年,一家从事高性能模拟及数模混合集成电路设计的企业。


主要产品:专注于设计、开发、测试和销售基于先进的亚微米CMOS、BIPOLAR、BICMOS、BCD等工艺技术的模拟及数字模拟混合集成电路产品。


应用领域:通信、消费类电子、计算机及计算机接口设备。


星辰半导体


公司简介:成立于2002年,总部位于新竹,具备高整合、高性能系统单芯片(SOC)设计能力,核心技术团队来自美国TI公司。


主要产品:LCD控制芯片、机顶盒、数字电视控制芯片等。


应用领域:消费类电子及影像处理等。


炬力集成


公司简介:一家致力于集成电路设计与制造的大型半导体技术集团,美国的纳斯达克上市公司,总部设在环境优美的海滨城市珠海,旗下拥有三家子公司——炬力集成电路设计有限公司、炬才微电子(深圳)有限公司、北京炬力北方微电子有限公司。


主要产品:QUAD-CORE系列、ATS系列、ATJ系列、ATB系列处理器。


应用领域:无线音频及智能耳穿戴、智能多媒体、智慧计算及物联网、智能家居、人工智能等。


以上是芯师爷根据已知资料,查找到的部位表现较为突出的模拟IC企业,如有遗漏欢迎在评论区留言告知,非常感谢。


总结:


从文中不难看出,国内在模拟IC领域与国外的差距非常大。近年来,随着国家对集成电路产业的重视,国内在包括模拟IC在内的诸多领域,都有明显的成长。


但从整体来看,国内模拟IC还是存在人才短缺的问题,这也是整个集成电路产业发展中存在的问题,所以引进人才和培养人才是一直需要坚持做的事。


模拟IC产业, 不同很多快消行业,它需要花费长时间的去慢慢积累,才能最终有所成效。全球模拟IC市场需求还处于增长期,国内企业能否在未来获取更多市场认可,很值得期待。


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