模擬IC 供需共振迎來量價齊升好光景

1 模擬IC：500億美金市場，超長生命周期

半導體行業市場規模不斷增長，並成為全球經濟的重要支柱。

2017年全球半導體產業整體銷售額達到4086億美元。

根據功能的不同，集成電路可以分為模擬IC和數字IC。

模擬IC：處理連續性的光、聲音、速度、溫度等自然模擬信號的IC被稱為模擬IC，這些連續性的信號可以轉換為正弦波研究。

模擬IC包括放大器、數據轉換、比較器、電源管理晶片等產品，產品生命周期可長達10年，主要應用在通信、汽車、電腦周邊和消費電子。

根據WSTS統計，2017年全球模擬IC銷售額為527億美金。

數字IC：處理的是非連續性信號，都是脈衝方波。

數字IC強調的是運算速度與成本比，生命周期約為1-2年，是近年來應用最廣、發展最快的IC品種。

產品種類繁多，主要有存儲器、微處理器及微控制器等。

高壁壘鑄就高盈利，歐美老牌半導體企業占據模擬IC市場半壁江山

根據賽迪顧問統計，2016年全球排名前五的模擬晶片廠商占據了約45%的市場份額，國內市場排名前四的模擬晶片供應商占據了35%的市場份額。

無論全球市場還是中國市場，模擬晶片供應商以歐美企業為主。

另外模擬IC不同於數字的快速疊代、設計標準：

1）模擬IC產品生命周期可長達10年，因此下遊客戶對產品性能要求嚴格，產品技術通常依靠設計企業的長期摸索和實踐積累，know how時間長。

2）模擬晶片在整個線性工作區內需要具備良好的電流放大特性、小電流特性、頻率特性等，因此常常需要考慮元器件布局的對稱結構和元器件參數的彼此匹配形式。

這些都需要設計人員具備對器件物理特性理解、拓撲結構的設計技巧以及布圖布線的設計能力等綜合設計能力，往往需要5年以上的時間積累，因此模擬工程師稀缺。

2 需求端：汽車電子+物聯網拉動模擬IC需求

汽車半導體中模擬IC占比高

當今汽車已成為新型電子技術的應用載體，半導體在汽車中得到了越來越多的應用。

汽車半導體所涉及到的技術包括功率IC、IGBT、CMOS等，用以應用於車載娛樂系統、輔助駕駛系統、視頻顯示系統、電視系統、電動馬達控制、燈光控制、電動車和混合動力汽車的電源管理系統等多處車載功能模塊或器件，在汽車中得到了越來越多的應用，其搭載量已經成為衡量汽車電子化和智能化的一種衡量標準，對汽車的技術進化具有重要意義。

根據市場調研機構Gartner測算，2013年全球汽車半導體市場已達262億美元，並呈現出加快上升的趨勢。

其中需求大幅增長的Power IC就是歸屬於模擬IC，而汽車半導體主要廠商TI、NXP、意法半導體、英飛凌等均為全球主流模擬IC廠商。

2017年全球模擬IC龍頭TI實現營收149. 61億美金，同比增長11.9%。

其中工業+汽車類產品占比超過54%，較2013年提升12個百分點。

5G漸行漸近，物聯網時代模擬IC需求旺

物聯網可以應用於生活的方方面面，「萬物互聯」也一直以來是科技界追求的終極夢想。

近年來，物聯網技術在行業應用中的比例逐年提高。

以沃達豐為例，儘管業務比例在總收入中仍然很小，不足1%，但成長迅速，沃達豐的物聯網業務收入從2011年的1.25億英鎊快速增長至2015年的3.72億英鎊，增速驚人。

未來隨著5G時代漸行漸近，物聯網領域電子硬體將會越來越多，對包括數據轉換、信號傳輸等模擬IC需求也將大幅增加。

3 供給端：8寸晶圓代工產能緊俏，漲價剛剛開始

模擬IC多採用8寸晶圓

在製造工藝上，模擬IC與數字IC不同：

成熟製程：模擬IC本身的微縮能力較弱，所以無法藉由先進位程來取得單顆晶片面積的縮減，來提高每顆IC的成本競爭力，因此出於成本的考量，多採用成熟工藝製程。

特殊工藝：數字IC多採用CMOS工藝，而模擬IC很少採用CMOS工藝。

因為模擬IC通常要輸出高電壓或者大電流來驅動其他元件，而CMOS工藝的驅動能力很差。

另外，模擬IC最關鍵的是低失真和高信噪比，這兩者都是在高電壓下比較容易做到的。

因此，模擬IC早期使用Bipolar工藝，但是Bipolar工藝功耗大，因此又出現BiCMOS工藝，結合了Bipolar工藝和CMOS工藝兩者的優點。

另外還有CD工藝，將CMOS工藝和DMOS工藝結合在一起。

而BCD工藝則是結合了Bipolar、CMOS、DMOS三種工藝的優點。

在高頻領域還有SiGe和GaAS工藝。

隨著技術工藝的不斷提高，晶圓的尺寸也在不斷變大，較大的晶圓尺寸通常情況下能夠獲得更好的生產效益，原因有二:首先若單純就晶圓尺寸變化來看，12寸晶圓面積足足為8寸的2.25倍，更是6寸的4倍，可見12寸晶圓的確相對而言具有一定的規模效益；其次，若以110nm製程生產256Mb DRAM為比較基準，儘管12寸晶圓成本比8寸晶圓昂貴52.4%，但計算平均每顆晶粒時，由於12寸晶圓產出顆粒較8寸晶圓多出139.7%，因此每顆平均成本較8寸減少了36.4%，若加計封裝、測試成本後，12寸晶圓生產成本仍比8寸減少28%。

所以近些年來越來越多的廠商選擇提高12寸晶圓產能來獲取更好的規模效益。

然而8寸晶圓的生產也有其內在的優勢：1. 完全或大部分折舊的固定資產的固定成本較低；2. 光罩及設計服務的相關成本和技術含量較低；3. 達到成本效益的生產量要求較低。

同時8寸晶圓亦具有一些技術優勢，一些特種應用如直流轉直流轉換器、馬達驅動器和電池充電器等均僅使用8寸晶圓生產。

目前模擬IC採用成熟製程+特種工藝的特性導致模擬IC大都採用8寸及6寸晶圓，全球僅有TI有一條12寸模擬IC生產線。

8寸設備稀缺+矽片漲價，製造成本上升

設備：由於主流半導體設備廠商多將資源放在12英寸設備，造成8英寸設備供給短缺。

新的8英寸設備必須藉由現有的12英寸設備進行修改，使得8英寸設備成本不低於12英寸設備，造成8英寸晶圓產能擴產困難。

材料：根據環球晶圓披露，2017年12英寸矽晶圓供不應求且價格逐季調漲，8英寸矽晶圓價格也在2017年下半年跟漲，累計漲幅約10%，2018年第一季的8英寸矽晶圓價格將再漲。

目前全球主要半導體供應商產能規劃，未來三年供給端年複合增速約為4.5%，不能滿足下游快速增長的需求，上游矽片供不應求成為常態，價格不斷攀升。

目前8寸矽片緊缺也限制8寸晶圓廠新增產能的釋放，另外矽片價格上漲也導致為緩解成本壓力，8寸晶圓製造價格上漲。

晶圓代工廠產能緊缺，價格逐季上調。

物聯網、車用電子等需求興起，電源管理與MCU、MOSFET用量逐步攀升，根據WitsView最近調查，晶圓代工廠提高8寸廠IC代工費用，8英寸晶圓代工價格今年第一季預計調漲5～10%。

模擬IC一方面受益於汽車+物聯網等需求拉動，另一方面8寸晶圓代工產能吃緊、價格上漲，供需共振下有望迎來量價齊升好光景。

同時大陸IC產業進入加速發展時期，由市場到核「芯」突破這一準則不斷延續，從智慧型手機領域起步，未來有望在人工智慧、汽車電子、5G、物聯網等新興市場實現加速追趕。