国产模拟芯片产业链为何难破自给率低且研发慢的“僵局”？

根据WSTS统计，2018年全球半导体市场全年总销售值约4688亿美元。在如此庞大的IC市场中，模拟IC市场一直是一个神奇的存在，头部厂商不仅队形稳定，而且一直处于高增长态势。从IC Insights数据来看，2018年全球模拟IC市场整体营收达到600亿美元，占整体IC市场约13％。而全球前十大模拟芯片厂商总营收361亿美元，占据整体市场的60％。

再看中国的模拟市场，赛迪顾问统计数据显示，2018年中国模拟芯片市场规模2273．4亿元（约320亿美元），同比增长6．23％，近五年复合增速为9．16％。中国的模拟芯片市场占全球比例超过50％，且市场增速高于全球平均水平，但是自给率仅有20％，技术水平和国际领先公司相差巨大。

2018年全球模拟芯片厂商营收排名

这个僵局之所以难破，就是因为模拟技术的研发很难，需要长时间的经验积累，但是近几年在国家政策的大力支持下，越来越多的本土公司开始加入自行研发的行列。

模拟芯片设计为什么难？

众所周知，集成电路可分为数字电路和模拟电路。我们的一切感知，例如图像、声音、触感、温度、湿度等都可以归结到模拟世界。因此，参与这些信息处理的芯片就是模拟芯片；另外，那些我们无法感知，但客观存在的模拟信号处理芯片，比如微波，电信号处理芯片等，也属于模拟范畴。和模拟芯片相对的就是数字芯片，包括微元件（CPU、GPU、MCU、DSP等），存储器（DRAM、NANDFlash、NORFlash）和逻辑IC（手机基带、以太网芯片等）。

从应用来看，信号链路和电源管理是模拟IC的两大主要应用，市场占比高达60％，其中信号链路主要包括比较器放大器、AD／DA、接口芯片等元器件；电源管理主要包括PMIC、AC／DC、DC／DC、PWM、LDO和驱动器IC等元器件。

从技术层面来看，数字芯片主要采用CMOS工艺，沿着摩尔定律一直向前演进，强调的是算力提升和成本下降，现在已经7nm产线已经量产，5nm、3nm已经排上日程；模拟芯片不受制于摩尔定律和高端制程，部分采用CMOS工艺，还有很多采用BCD、CDMOS工艺，产品强调的是高信噪比、低失真、低耗电、高可靠性和稳定性，制程的缩小反而可能导致模拟电路性能的降低，主要在 4、6、8英寸晶圆产线上生产，目前仅有德州仪器、英飞凌等极少数模拟企业拥有 12 寸晶圆产线。

在设计方面，模拟电路和数字电路差异巨大。数字电路的设计核心在于逻辑设计，辅助设计工具（EDA）丰富，可通过软件进行调试；而模拟电路的设计核心在于电路设计，需要根据实际产品参数进行调整与妥协，辅助工具较少。因此，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，优秀的模拟设计师需要 10 年甚至更长时间的经验。此外，数字电路设计一般是大团队作战，追逐摩尔定律，研发周期较短，生命周期较短；而模拟电路设计一般是小团队作战，研发周期较长，生命周期也长，有不少模拟器件生命周期长达10年以上。

相对数字芯片，模拟芯片产业主流模式仍然是IDM，且研发更重视经验积累、研发周期长、产品种类多，因此模拟产品和技术很难被复制与替代，市场竞争格局较为集中，强者愈强、大者恒大的规律较为突出，从而造成TI、ADI、英飞凌、ST、NXP、美信、安森美等公司长期占据全球Top 10榜单。