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四位大佬畅谈国内模拟IC发展:未来前景大有可为

2020-05-21 19:26:50 字号:

9月20日,由<电子发烧友>主办的2019中国模拟半导体大会在深圳南山益田威斯汀酒店成功举办。上海晶丰明源CEO胡黎强、韦尔半导体总经理、微源半导体总经理戴兴科、中科君芯教授&博士生导师李泽宏就中国模拟IC企业的发展前景分享了各自观点。

挑战:模拟IC需求多样化、品类多及竞争激烈

微源半导体总经理戴兴科在2019模拟半导体大会上分享了《模拟芯片设计之路》的演讲。他主要阐述了模拟IC的市场规模和市场挑战。

图1:微源半导体总经理戴兴科

戴兴科认为,模拟芯片设计并不是一朝一夕的事情。由于周期长,产品研发进度往往赶不上市场进度,产品出来,市场已经饱和了!技术再厉害,也需要市场来买单。

虽说,近几年围绕着通信,消费类,oT及汽车四大主要市场的动能牵引,模拟IC的需求规模在每年递增,成长速度高于芯片增长的平均速度。

机构数据也显示,预计2019年全球IC总出货量达到3017亿颗,模拟IC出货1500亿颗。其中,国内模拟IC 2019年预计销售额超800亿元。似乎看起来,未来模拟IC前景大有可为。

但戴兴科强调说,国内模拟IC行业的发展并不是一帆风顺,现阶段仍然存在一些挑战:一是研发投入要求很高;二是集中在初级产品阶断的公司大量聚集,基本上没有利润空间;三是优秀人才少;四是市场离散大,竞争性强,难成规模。

从模拟IC市场来看,国内模拟IC企业大量集中在中低端产品市场,同质化竞争激烈。他指出,“目前国内模拟芯片设计公司主要还停留在初级阶断,中大型公司都在做国产替代的事情。”

电源芯片如何实现价值创新?看晶丰明源四大对策

上海晶丰明源CEO胡黎强阐述了国内电源芯片行业价值创新的重要性,并对此提出了四大对策以应对对手竞争,保住市场份额。

图2:上海晶丰明源CEO胡黎强

他指出,由于模拟IC市场分散,产品类别多,工艺平台较复杂等因素,国内这方面寡头企业甚是少有。相较于中低端市场竞争激烈的同业对手,该公司的创新核心,即“价值提升,成本下降。”

“晶丰明源连续十年实现销售增长是有道理的。”据胡黎强分享,该公司有四大应对策略:一是在新兴市场,加快产品上市;二是生产满足客户需求的差异化的产品;三是同样的价格产品具有更低的BOM成本;四是同样的产品价格具有更好的优势。

以MR16为例,早期灯珠1美金1瓦,ZXLD1360 1美金,同类24V DCDC CV 不到0.2美金。但胡黎强强调,虽然快速的无竞争的新品可以很容易突破市场和建立品牌,特别适合创业企业。但它同样存在较大的技术和市场风险。

在降本方面,以SOT-33封装形式为例。该公司能将SOT33-4,2.6*4.0,一模800颗,减低成本40%左右。SOT33-5,3.9*4.0,一模572颗,减低成本25%左右。其次,在性能方面,与市面上同等价格的产品相比,该公司的产品性能要更好。

胡黎强认为,实现价值创新需要从三方面入手:洞察需求、要素拆解、重新组合。并且,只有不断满足客户的需求,特别是满足未来客户的需求。才能真正创造新的价值。

国内的技术瓶颈如何突破?

江苏中科君芯科技有限公司是一家专注于IGBT、FRD等新型功率器件芯片研发的高科技企业。目前中科君芯已经完成CAS-IGBT1 ~ CAS- IGBT3 三代产品的开发. 配套的反并联FRD也同步开发。 中科君芯教授&博士生导师李泽宏认为目前国内模拟IC存在诸多技术瓶颈,在会议上,他从芯片设计、芯片制造、芯片封装和应用各个环节进行的深度分析。

图3:中科君芯教授&博士生导师李泽宏

芯片设计方面,纵观全球市场,IGBT主要供应厂商基本是欧美及日本几家公司,它们代表着目前IGBT技术的最高水平,包括德国、瑞士ABB、美国Onsemi以及日本三菱、富士等公司。其IGBT技术基本发展到第七代技术产品,IGBT产品覆盖了600-6500V/2-3600A全线产品。在高电压等级领域(3300V以上)更是完全由英飞凌、ABB、三菱三大公司所控制,在大功率沟槽技术方面,英飞凌与三菱公司处于国际领先水平。

谈到国内的现状,李泽宏认为,国内厂商对IGBT研究起步较晚,芯片设计经验不足,对应用层面关注度不足,芯片设计与应用不能完全匹配;纵观目前国内IGBT产品,产品技术尚处于英飞凌第三代和第四代水平,精细化沟槽技术尚处于研发阶段,终端技术仍采用传统场限环+场板结构,技术较为落后,高压、大功率芯片设计能力比较薄弱薄弱。

芯片方面,国内除IDM制造商(中车、比亚迪、士兰微等)外,芯片制造都在代工厂完成,国内 IGBT芯片代工厂以其中一家芯片代工厂为代表,采用Trench+FS技术,元胞宽度最小约2.5um,而英飞凌第五代元胞宽度低至1.6um。国内芯片代工厂,不管是在IGBT芯片制造还是FRD芯片制造,都极大地制约了国产IGBT 器件发展。

芯片封装方面,目前国内封装产品存在几个问题:一,产品长期可靠性、一致性不足;二,热设计能力欠缺;三,低寄生参数设计有待提高。

测试应用方面,测试上,目前国厂大功率IGBT芯片,一致性相对不足,需要强有力的测试筛选机制。国内代工线CP测试能力依然欠缺,不能完成芯片的筛选分类等复杂工作,阻碍了大功率IGBT芯片的并联使用以及大功率六单元IGBT模块的封装。另外封装厂测试设备紧缺,如模块的动态测试能力,其中尤其是大功率模块的动态测试,国内仅有几家可进行测试,测试评估周期非常长。应用上,目前国产芯片都是采用替代式,所设计芯片参数需要对标国外产品,整机厂不愿意修改现有方案。导致芯片的设计、制造自由度小。此外,目前国产芯片都集中在感应加热、逆变焊机、变频等中低端应用领域,国内厂家大打价格战,导致芯片利润大幅下滑。

面对国内芯片领域的诸多技术瓶颈,李泽宏认为,关键是要建立生态链。目前国内IGBT厂商都是以替代式为主,芯片设计厂商与代工厂、封装线交流较多,但对应用掌握信息较少,缺乏深度认知。李泽宏建议,构建以下游驱动中游、上游的生态链。即以应用端提出芯片性能需求,代工厂资源共建,封装厂关注热设计、寄生参数优化。最后,设计端结合应用端、代工厂、封装厂情况进行产品设计。

中国模拟IC企业如何做大做强?

目前,中国IC设计公司存在三大问题,数量多、规模小、盈利能力差。韦尔半导体总经理马剑秋指出,中国IC设计总销售规模约360亿美元,占全世界的销售约9%,增速约25%,截止2018年底,全国共约1700家设计公司,比2017年增加约320家,销售额超过1亿元的仅208家,销售额5000万-1亿元的241家,约总数的1/4,从业人员共16万人,91%的设计公司人数少于100人。

图4:韦尔半导体总经理马剑秋

中国模拟IC面临多方面的机遇和挑战,马剑秋认为机遇主要体现在三个方面,一是国内龙头客户对国产IC的态度由高冷转热情,二是国家政策大力支持,地方投资热情高涨,三是发展速度快,吸引国际人才;挑战方面有两点,一是产品同质化严重,缺乏高端产品,毛利率偏低导致研发投入不足,二是人才匮乏,人力不足,每年新进入人才市场的毕业生估计有40%左右的。

什么原因形成了如此现状,一是客户众多,市场广大,给同质的低端产品提供了空间;二是发展时间短,对知识产权保护的力度不够,人力的不足,尤其是高端人才的匮乏,导致缺乏高端产品的缺失;三是毛利率偏低导致研发投入不足,研发投入不足意味着无法投入更多的资源进行产品和技术,甚至人员团队的升级。

针对上述问题,马剑秋表示,可以从客户、研发、合作和产品四个方面来解决。从客户方面来看,应该找到核心客户,因为市场洗牌,最后的生存者只能是少数,龙头客户才应该是真正的服务对象;从研发方面来看,应该要懂得取舍,企业应该集中力量办大事,以市场导向和产品导向的进行取舍;从合作方面来看,找到合适的方向切入,特别拥挤的通道,就不应该在挤进去,懂得合作与竞争的关系,与友商共赢;从产品方面来看,企业需要坚持投入研发,提高产品性能是最重要的目标。

此外,对于模拟半导体行业企业如何做大,马剑秋认为并购是发展的必由之路,行业内有典型的例子,比如和Semetch。 TI是全球模拟龙头企业,营业额达157。84亿,毛利率63%,净利润55.37亿,员工人数约30000人,从1997年开始,TI进行了不断的并购之路,1997年收购Anati Communications,1998年收购Go ,2011年收购National Semiconductor等等;Semetch营业额6.27亿,毛利率55.8%,利润6305万美元,员工人数约1350人,Semetch1990年收购Lambda,1995年收购ECI Semiconductor,2005年收购Xemics等等。

并购也是中国模拟IC公司做大做强的唯一途径,通过合并,韦尔半导体成为了国内第二大芯片设计公司,2018年合并业绩,营业额96亿(包括分销的部分),营业净利8.7亿。马剑秋表示,合并之后两家公司业务协同效应促进公司迅速成长。因为韦尔和豪威的客户群高度重合,豪威的产品地位可以帮助韦尔产品在手机以及安防龙头呵护的快速推进,豪威在车载,医疗领域的产品经验对韦尔在以上领域有重大的指导意义,韦尔产品众多,可以在客户端加强巩固客户依赖度,韦尔分销渠道可以完成豪威产品新市场开拓,并收集市场产品信息以为豪威产品开发定义的参考和指导。