杏彩体育app下载:大有可为的模拟芯片

　　半导体市场主要包括集成电路（即芯片）、分立器件、光电子器件、传感器等四大类产品，其中集成电路市场占比最大。集成电路按其功能通常可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路主要是指在现实世界与物理世界之间，由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起，用来产生、放大和处理连续函数形式的模拟信号（如声音、光线、温度等）；数字集成电路是对离散的数字信号（如用0和1两个逻辑电平来表示的二进制码）进行算术和逻辑运算的集成电路。

　　模拟芯片是电子系统中不可或缺的部分。与数字集成电路相比，模拟集成电路应用领域繁杂、生命周期长、人才培养时间长、价低但稳定。模拟芯片可广泛应用于消费类电子、通讯设备、工业控制、医疗仪器、汽车电子等领域，以及物联网、新能源、智能穿戴、人工智能、智能家居、智能制造、5G通讯等各类新兴电子产品领域。

　　模拟芯片人才培养周期长，经验依赖提升技术壁垒。模拟集成电路设计主要是通过有经验的设计人员进行晶体管级的电路设计和相应的版图设计与仿真，需要额外考虑噪声、匹配、干扰等诸多因素，要求其设计者既要熟悉集成电路设计和晶圆制造的工艺流程，又需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性。而数字集成电路设计大部分是通过使用硬件描述语言以基本逻辑门电路为单位在EDA软件的协助下自动综合产生，布图布线也是借助EDA软件自动生成。与数字集成电路相比，模拟芯片设计自动化程度低，加上辅助设计工具少、测试周期长等原因，模拟电路设计更依赖于人工设计，对工程师的经验要求也更高，培养一名优秀的模拟集成电路设计师往往需要10年甚至更长的时间。

　　按定制化程度，模拟芯片可分为通用模拟芯片和专用模拟芯片。通用型模拟芯片，也叫标准型模拟芯片，属于标准化产品，适用于多类电子系统，其设计性能参数不会特定适配于某类应用，可用于不同产品中。专用型模拟芯片根据专用的应用场景进行设计，一般集成了数字和模拟IC，复杂度和集成程度更高，有的时候也叫混合信号IC。根据ICInsights，2022年全球通用模拟芯片和专用模拟芯片占比分别为40%和60%。

　　电源管理和信号链芯片是模拟芯片的重要组成部分。广义模拟芯片市场包含信号链、电源管理和射频三大类。其中，电源管理芯片主要是指管理电池与电能的电路，包括充电管理芯片、转换器产品、充电保护芯片、无线充电芯片、驱动芯片等；信号链芯片主要是指用于处理信号的电路，包括线性产品、转换器产品、接口产品等。

　　下游市场发展迅速，全球及国产电源管理芯片市场空间广阔。电源管理芯片产业下游应用场景丰富，覆盖通信、消费电子、汽车及物联网等各个电子相关领域。随着新能源汽车、5G 通信、物联网等下游市场的发展，电子设备数量及种类持续增长，设备电能应用效能管理愈发重要，带动电源管理芯片需求增长。根据 Frost&Sullivan 统计，2021 年全球电源管理芯片市场规模约 368 亿美元，2016-2021 年复合增长率为 13%。2021 年中国电源管理芯片市场规模突破 132 亿美元，占据全球约36%的市场份额。随着国产电源管理芯片在家用电器、3C新兴产品等领域的应用拓展，未来几年国产电源管理芯片市场规模仍将快速增长。预计至2025年中国电源管理芯片市场规模将达到 235 亿美元，20-25 年复合增长率为 15%。

　　信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁。完整信号链的工作过程为：从传感器探测到真实世界实际信号，如电磁波、声音、图像、温度、光信号等，并将这些自然信号转化成模拟的电信号，通过放大器进行放大，然后通过 ADC 把模拟信号转化为数字信号，经过 MCU 或 CPU 或 DSP 等处理后，再经由 DAC 还原为模拟信号。信号链是电子设备实现感知和控制的基础，是电子产品智能化、智慧化的基础。

　　受益于较长的生命周期和较分散的应用场景，信号链模拟芯片市场发展态势良好，行业规模稳步增长。信号链模拟芯片随下游发展一同演进，朝小型化、低功耗和高性能方向发展。IC Insights的报告显示，全球信号链模拟芯片的市场规模将从 2016 年的 84 亿美金增长至 2023 年的 118 亿美金，16-23 年复合增长率约 5%。其中，放大器和比较器、转换器产品是市场规模占比最高的两类，合计约占信号链模拟芯片市场规模的 75%。

　　全球集成电路市场规模持续扩大，中国市场发展快速。根据 Frost&Sullivan 统计，2020 年全球集成电路市场规模为 3,546 亿美元，伴随着以新能源汽车、 5G、AIoT 和云计算为代表的新技术的推广，集成电路产业将会迎来进一步发展，预计 2025 年将达到 4,750 亿美元，复合增长率约为6%。2020 年中国集成电路行业市场规模为 8,928 亿元，同比增长 18%。随着消费电子、汽车电子、工业控制、医疗电子等市场需求的不断提升，中国集成电路行业发展快速，未来五年将以 16%的年复合增长率增长，至 2025 年市场规模将达到 18,932 亿元。

　　模拟芯片全球市场规模稳步扩张，中国为其最主要的消费市场。因其使用周期长的特性，模拟芯片市场增速表现与数字芯片略有不同。根据 Frost&Sullivan 统计，2021 年全球模拟芯片行业市场规模约586亿美元，中国市场规模约2731亿元，占比七成左右，中国为全球最主要的消费市场，且增速高于全球模拟芯片市场整体增速。预计 2025 年中国模拟芯片市场规模将增长至 3340 亿元，20-25 年复合增长率为 6%。

　　模拟芯片下游各细分市场快速扩大，通信市场规模最大，通信、汽车占比进一步提升。根据 ICInsights 统计，专用模拟芯片的下游市场主要包含通信、汽车、工业、计算机、消费电子等领域。通信是专用模拟芯片最重要的下游市场，包含手机、网络及通讯设备等，2022 年全球市场规模为262 亿美元，占整个模拟芯片市场的 32%。汽车是专用模拟芯片增速最快的下游市场，22 年增速为 17%， 2022 年市场规模为 137 亿美元，位居第二。

　　汽车电动化、网联化和智能化提速，车用 IC 需求快速增加。随着汽车电动化进程加快、汽车互联性增加、自动驾驶逐步落地，汽车半导体从 MCU、功率半导体器件（IGBT、MOSFET）、各种传感器等，拓展到包括 ADAS 先进驾驶辅助系统、COMS 图像传感器、激光雷达、MEMS 等更多方面。汽车对芯片可靠性、安全性、一致性要求高，需要通过 AEC－Q100、 ISO26262 和IATF16949 等认证。

　　汽车电动化、网联化和智能化催生模拟芯片新需求。模拟芯片应用于几乎所有汽车电子部件，除了涉及传统汽车电子如车载娱乐、仪表盘、车身电子及 LED 电源管理等领域，还广泛应用于新能源汽车的动力系统、智能汽车的智能座舱系统和自动驾驶系统。动力总成部分主要包括了电机、OBC、DC/DC、BMS 等。

　　根据 iHS 和 Melexis，在 A 到 E 的各个级别汽车中，电动化都大幅增加单车模拟芯片需求量，比如：A 级燃油车模拟芯片用量约 100 颗，而 A 级纯电动车需求量高达 350 颗以上；在 B 级车中，模拟芯片单车用量从燃油车的 160 颗提升至纯电动车的近 400 颗，而纯电动 E 级车用量超过 650颗。

　　新能源汽车高增长助推车用模拟芯片高价值产品。全球新能源汽车市场渗透率从 2018 年 2%上升至 2021 年 8%，销量从 199 万辆上升至 644 万辆，年复合增长率 48%。根据 IC Insights 统计，2022 年全球汽车专用模拟芯片市场规模将增长 17%至 138 亿美元，是增速最快的模拟芯片下游市场。

　　汽车“三化”赋能模拟 IC 电源管理市场。得益于汽车电动化、智能化、网联化，越来越多的传感器、功率半导体、电机等电子零部件装载在汽车内部，需要更多的电源管理 IC 进行电流电压的转换，从而推动电源管理芯片增长。

　　特别地，随着新能源汽车的高增长，车用 BMIC 需求迎来高增长。根据 Frost&Sullivan 统计，全球新能源汽车 BMS 市场规模从 2016 年的 5 亿美元增长到 2020 年的 14 亿美元，复合年均增长率为 33%。根据半导体产业纵横预测，全球锂电池 BMIC 市场规模将从 2021 年的 43 亿美元增加至 2026 年的 80 亿美元，CAGR 为 14%，其中汽车类 CAGR 超过 40%。汽车电池由数百、甚至多达数千节电芯串联和并联构成，电芯、模块间会出现电量不平衡，大量的电芯串联要求电芯之间的电量一致，因此需要采用电池监测芯片对每个电芯进行电压、电流检测。同时，电动汽车的充放电过程也需要保护芯片来防止部分电芯的过充或过放。

　　车规级 BMIC 完整解决方案的供应商主要有 ADI（AFE 主要来自于收购的 Maxim 和 Linear 产品线）、TI、英飞凌、NXP、瑞萨（AFE 主要来自于收购的 Intersil 产品线）、ST 和安森美等。其中汽车 BMS 的 AFE 芯片的技术难度在于采样通道数、内部 ADC 数量等。此外，由于 AFE 芯片的需求与电芯数量成正比，电芯数量与电压成正比，800V 电压平台对 AFE 的需求相比 400V 平台翻倍增长。400V 系统电动汽车大约需要 8 个 AFE 芯片和 1 个隔离通讯芯片，而 800V 系统约需要 16 个 AFE 芯片和 1 个隔离通讯芯片。

　　车用信号链芯片为车联万物、信息交互提供支持。车用信号链芯片发挥多种用途。一类是射频 IC，为汽车提供无线通信。汽车四大无线通讯方案：蜂窝网络系统、WLAN、全球导航卫星系统GNSS 和 V2X 车联网，都需要多个射频 IC 和射频模块实现，大多数此类元件都包含在 TCU 中。另一类是为传感器和处理器之架起桥梁的特定模拟 ASSP/ASIC。外界真实信号被传感器感知，得到的模拟信号经过放大器、模数转换器最终传递给 MCU 处理。

　　汽车的电动化、智能化拉动了视频传输等接术的升级、芯片数量和芯片价值量的提升。随着汽车新车型配置，智能座舱、高级辅助驾驶的需求越来越强烈，单车对高清屏以及高清摄像头的使用越来越多。根据电子工程专辑显示，高清视频传输芯片的市场规模将以 35%-40%以上的年增长率快速扩容。车载摄像头预计 2025 年在全球的市场需求量会超过 3 亿台以上，视频传输芯片的市场规模也将达到人民币 90 亿元，这将进一步扩大车载模拟接口芯片的使用量。此外，视频数据传输 HDMI 接口不断迭代升级，分辨率不断提高，最新的 2.1 接口可以支持到 8K-60 帧分辨率，这进一步拉动了相关模拟接口芯片的价值量。

　　5G 广泛应用推动通信领域模拟芯片迭代升级。无论是智能手机还是基站等基础设施，一套完整的 5G 通信系统包含了从信号链到电源链的多种模拟芯片的迭代升级。模拟芯片在通讯领域应用于宽带固定线路接入、数据通讯模块、有线网络和无线基础设施等，其中无线年通信模拟芯片领域销售额的 91%。无线通信模块通常包括天线、射频前端、射频收发、基带。其中，射频前端模块是移动终端通信的核心组件。

　　智能手机由模拟 IC、数字 IC、OSD 器件、非半导体器件组成。其中模拟 IC 主要可分为射频器件和电源管理装置。射频器件是处理无线电信号的核心装置，包括射频前端、射频收发、射频开关、射频 PA 等。电源管理装置包括快充芯片、无线充电芯片等。

　　手机功能升级主要从多个层面驱动手机模拟 IC 市场需求。智能手机中按照功能划分,模拟芯片主要用于 DC/DC 电源、输入电源保护、音频/震动、I/O 连接等功能区域。首。