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【制造/封测】欧美企业称霸模拟芯片领域的背后,“老中医”精神功不可没

来源:全球半导体观察    原作者:青隐    

1947年,美国贝尔实验室诞生了人类第一个晶体管,从此半导体的星星之火被点燃,历经70多年的发展,如今的半导体已经成为人类工业生产的支柱,成为大国之间博弈的必争之地。

当前的芯片种类繁多,MCU、电源IC、射频前端、存储器……,但按照集成电路的类型划分,逃不出模拟芯片和数字芯片两个圈,它们在各自的阵营跑马圈地,纵情驰骋。不同的是,数字芯片属于短跑冠军,而模拟芯片则是长跑健将。

模拟芯片出老店

与数字芯片相比,模拟芯片企业一般都比较“高寿”,如今全球知名的模拟芯片企业中,几乎都有着50年以上的历史。

例如模拟芯片市场的龙头TI,成立于1930年,是半导体产业从诞生到辉煌的见证者,岁月的沉淀让TI的产品无论在广度还是深度都无人能及。作为模拟芯片的二把手,ADI成立于1965年,其AD芯片无人能出其右。

博通的前身安华高,历史可以追溯至硅谷传奇惠普公司;Skyworks成立于1962年,今年已经59年;Qorvo虽然名义上成立于2015年,但其是由RFMD和TriQuint合并而来,前者成立于1991年,后者成立于1985年。

△西门子英国分公司(Source:西门子)

欧洲三巨头中,虽然名义上意法半导体成立于1988年,英飞凌成立于1999年,恩智浦成立于2006年,但意法半导体的历史可以追溯到1972年的SGS,英飞凌和恩智浦则分别是西门子和飞利浦的半导体部门,其中西门子成立于1847年,当时是中国的清道光二十七年,飞利浦成立于清光绪十七年(1891年),六年后,意大利人马可尼让无线电信号穿过了英吉利海峡。

模拟芯片需要“老中医”

对数字芯片来说,岁月是把“杀猪刀”,快速的迭代模式,让整个行业竞争激烈,但对于模拟芯片来说,岁月是把“雕刻刀”,好的芯片产品,强大的公司都是经过岁月的精雕细琢而来的。

与数字芯片的一到两年迭代一次不同,模拟芯片的生命周期可达十年,甚至更久。如音频运算放大器NE5532,自上世纪70年代末推出直到现在还是最常用的音频放大IC之一,生命周期超过40年。

如此的长生命周期,其背后是模拟芯片不用追求摩尔定律。

相比于数字芯片对处理速度的要求,模拟芯片更在乎的是对准确度的要求,一款模拟芯片除了要考虑尺寸、功耗、成本的要素外,还需要在高信噪比、低失真、高可靠性和稳定性等其他各种参数中取得平衡。更加先进的工艺带来制程的缩小反而可能导致模拟芯片性能的降低。


△Source:飞利浦

由于模拟芯片的技术内核更偏向于底层,所以更依赖于工程师的经验。

好的模拟芯片工程师类似于“老中医”,会望闻问切,还得会阴阳五行这种玄学问题,需要时间的积累。

大多数最好的模拟设计工程师在模拟领域拥有20到30年的经验,平均的学习曲线需要10-15年。

模拟芯片的另一大特色是产品种类繁多,应用领域广,产品寿命和客户结构都有长尾性。

作为数字芯片龙头的英特尔,其产品仅有几千种,但在模拟芯片市场就是另一番天地了。以全球模拟芯片龙头TI为例,TI拥有3万名员工,产品将近100000种,其中大概40%是活跃的产品,这些产品的用户粘性强,生命周期长,一旦打入客户可获得持续供货的机会。

强者恒强

由于技术壁垒,规模壁垒等因素,模拟芯片市场的发展遵循强者恒强的马太效应。

再次以TI为例,TI的成长史就是一部并购史,从1996年到2012年,TI公司并购了超过30家公司,其中不乏斥巨资收购了BB和NS这种行业巨头,充实了自己在不同细分领域的产品线和研发团队,也使它一路成长为行业的龙头。

ADI在最近十年也是频繁并购,总共发起了11起并购,其中2014年并购讯泰微波(Hittite Microwave),2016年并购凌力尔特(Linear)和2020年并购美信(Maxim),而这三次并购成为ADI的重要转折点。


△ADI产品被用在火星探测器上(Source:ADI)

并购讯泰微波,进一步扩大了ADI的射频产品组合,使其成为了一家拥有全射频(RF)频谱开发能力的公司。并购瞄准的是高性能电源技术并扩展了在汽车领域的布局。并购美信则是强化自身电源管理IC业务,与TI进行比肩量力。

在过去十年,美国国家半导体(NS)、飞思卡尔、赛普拉斯、国际整流器公司(IR)、MICREL、安华高(为数不多收购别人自己改名的企业)、仙童半导体、Intersil、安世半导体等众多耳熟能详的名字,要么消失在历史的尘埃中,要么改换了门楣。

模拟芯片领域最后只剩下少数几个玩家。

国产模拟芯片厂商

目前国产模拟IC的主要芯片厂商有圣邦股份、思瑞浦、聚辰股份、华润微电子、士兰微、芯海科技、韦尔股份,以及收购安世半导体的闻泰科技等。

其中,士兰微成立于1997年,华润微成立于2003年,芯海科技成立于2003年,圣邦股份成立于2007年,聚辰股份成立于2009年。

2020年士兰微营收42.81亿,净利润6760万,圣邦股份营收11.97亿元,净利润2.89亿元,华润微营收67.77亿,净利润10.68亿。

番外

当今世界中,要论百年老店的数量,日本第一是当仁不让。美国的“化石级”科技企业IBM始于清朝宣统三年,距今正好110年。但日本的日立创立于宣统二年,比IBM还早一年;现代电子游戏的鼻祖任天堂创立于光绪十五年,比IBM早22年;“不务正业”的雅马哈,创立于光绪十三年;如今还活跃于车用半导体领域的三菱,则创立于同治十二年……

△1928年IBM用于人口普查的打孔卡(Source:IBM)

而如今日本几家著名的半导体公司,也都有着悠久的历史,东芝成立于1875年(光绪十三年),索尼成立于1945年,瑞萨的前身是日立和三菱两家的半导体部门合并而来,日立成立于1910年,当年6月,霍元甲在上海创办了“中国精武体操会”。

而在被动元器件领域中,TDK成立于1935年,比索尼早十年;村田成立于1944年,比索尼早一年;太阳诱电成立于1950年。这些半导体企业距离百年老店只有一步之遥。

封面图片来源:拍信网