模擬晶圓生產(chǎn)線產(chǎn)能需求旺盛，國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)能嚴(yán)重不足

近幾年，國內(nèi)各地陸續(xù)上馬的重大半導(dǎo)體代工項(xiàng)目大多在瞄著數(shù)字工藝。不僅僅臺積電和中芯國際等業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)企業(yè)，甚至傳說中的“武漢弘芯”、以及某在山東簽約的12吋項(xiàng)目，動輒12吋，起步14nm。似乎數(shù)字工藝更“高大上”，更是中國需要。但對國內(nèi)項(xiàng)目深入調(diào)研和思考后，芯謀研究認(rèn)為，相比“市長”需要先進(jìn)數(shù)字工藝，“市場”更需要模擬和功率的技術(shù)與產(chǎn)能。

一、模擬晶圓生產(chǎn)線產(chǎn)能需求旺盛，國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)能嚴(yán)重不足

首先，中國的模擬芯片市場規(guī)模占全球40%以上，晶圓代工需求巨大。

根據(jù)WSTS(全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織)統(tǒng)計(jì)，2017年全球模擬電路銷售額為530.7億美元，而中國模擬芯片市場規(guī)模在全球市場中的占比超過40%，即約為220億美元。220億美元的市場采購規(guī)模，假設(shè)國內(nèi)實(shí)現(xiàn)自主供應(yīng)50%，國內(nèi)模擬芯片的需求可達(dá)到110億美元。一般來講，模擬晶圓與芯片的產(chǎn)值比一般為1:2~1:2.5，若按照最高1:2.5來分析，也就是模擬芯片售價(jià)中的40%是晶圓代工成本（根據(jù)中國企業(yè)的平均規(guī)律，模擬芯片售價(jià)中40%是晶圓代工，30%是封裝測試，30%是毛利率），則中國市場模擬晶圓的代工需求為44億美元。再按照8吋晶圓waferASP（單價(jià)）550美元推算，一年需要800萬片（折合8吋晶圓，下同）。假設(shè)年度產(chǎn)能利用率平均按照90%，那么，一年的產(chǎn)能需求是888萬片，平均到每月74萬片。

未來幾年從產(chǎn)品來看，電源管理IC、信號轉(zhuǎn)換器和專用模擬芯片將成為模擬市場發(fā)展接下來幾年發(fā)展的主要動力，尤其是汽車電子推動的模擬芯片需求，更是不可忽視的一個重要市場驅(qū)動力來源。除了汽車電子外，物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)電子等方向也會給予助力?；跉v史數(shù)據(jù)和產(chǎn)業(yè)規(guī)律，可以預(yù)測國內(nèi)模擬芯片需求將持續(xù)旺盛，預(yù)計(jì)到2023年國內(nèi)模擬芯片市場規(guī)模將超過350億美元。

其次，從國內(nèi)供給角度分析，現(xiàn)有產(chǎn)能嚴(yán)重不足，未來缺口70萬片/月。

模擬芯片看似不高大上，但市場空間卻極為廣闊。目前國內(nèi)的供給現(xiàn)實(shí)是，國內(nèi)可用于模擬集成電路制造的晶圓月產(chǎn)能約為42.8萬片，扣除用于其它工藝的產(chǎn)能，實(shí)際可用產(chǎn)能不到20萬片——模擬集成電路制造當(dāng)前的產(chǎn)能缺口高達(dá)54萬片/月！

純大陸本土工廠可用于模擬芯片制造的晶圓線產(chǎn)能

未來5年，國內(nèi)模擬芯片市場規(guī)模將超過350億美元，假設(shè)按照未來模擬芯片國內(nèi)自主供應(yīng)能達(dá)到50%，那么晶圓產(chǎn)能需求為118萬片/月，未來五年國內(nèi)還將新增27萬片/月的產(chǎn)能，國內(nèi)既有產(chǎn)能加上確定增加的產(chǎn)能約為50萬片/月，仍有70萬片/月缺口，供需不平衡的絕對值反而越拉越大。

截至2023年國內(nèi)新增模擬芯片制造的晶圓線產(chǎn)能

事實(shí)也印證了我們的推斷值——如果說整個中國的集成電路是對海外供給有較強(qiáng)依賴的話，模擬芯片的依賴度也非常高。目前超過90%的模擬芯片需求依賴于進(jìn)口，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中國芯片的整體對外依存度。不僅數(shù)量需求極大，在供應(yīng)安全意義上，高端模擬芯片也是相當(dāng)重要的一部分。

無獨(dú)有偶，國內(nèi)的分立器件晶圓產(chǎn)能也面臨著模擬芯片相似的問題和困局，我們也從產(chǎn)能需求和供給兩個方面來看。

二、國內(nèi)功率器件面臨同等產(chǎn)能不足窘境，未來5年缺口260萬片/月

與模擬芯片的處境相似，功率器件也同樣擁有龐大的市場規(guī)模，但也存在超過90%進(jìn)口依存度的情形。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，2017年中國分立器件市場規(guī)模達(dá)到2458.1億元，約合360億美元，其中本土芯片供應(yīng)商如士蘭微、華微、揚(yáng)杰、捷捷等功率器件總營收不超過20億美元，剩下超過90%的需求依賴進(jìn)口。根據(jù)海關(guān)進(jìn)出口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年中國分立器件進(jìn)口金額281.8億美元，按照前述模擬芯片的計(jì)算方法，要滿足110億美元的芯片所需的最低產(chǎn)能接近200萬片。(不同單位的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或許有出入，但大方向很鮮明，都指向同一個結(jié)果)

在很多國內(nèi)Foundry內(nèi)，產(chǎn)線同步承接功率器件制造和模擬類集成電路如功率集成電路的制造，因此國內(nèi)可用于功率器件制造的晶圓月產(chǎn)能缺口情況和模擬芯片亦是類似的。當(dāng)前國內(nèi)可用于功率器件制造的晶圓月產(chǎn)能約為48萬片/月，扣除運(yùn)營不好或者還未實(shí)際投入運(yùn)營的產(chǎn)能，僅剩不足40萬片/月。供給與需求兩相對比，缺口超過150萬片。從近些年的歷史情況看，國內(nèi)功率器件需求持續(xù)旺盛，景氣度不斷攀升。預(yù)計(jì)到2023年，國內(nèi)功率器件市場規(guī)模將超過200億美元，晶圓產(chǎn)能需求300萬片。到那時(shí)，國內(nèi)既有產(chǎn)能加上確定增加的產(chǎn)能約為40萬片，屆時(shí)將仍有260萬片缺口，年缺口平均增加15%。

除了整體產(chǎn)能不足以外，國內(nèi)模擬芯片廠商處于“三低“的局面：產(chǎn)品（中）低端單一、企業(yè)產(chǎn)值低、企業(yè)集中度低。一個典型的明證就是在全球排名前10位的模擬芯片廠商中，中國廠商集體缺席。

三、中國具備增加模擬、功率半導(dǎo)體產(chǎn)能的條件，虛擬IDM運(yùn)營或成為解決之道

中國有著如此龐大的模擬市場，供需差距將越來越大，隨著中國系統(tǒng)廠商在全球產(chǎn)業(yè)版圖中的話語權(quán)逐漸升高，一大批整機(jī)系統(tǒng)廠商的崛起，中國將繼續(xù)牢牢站住市場，在中國建立模擬、功率生產(chǎn)線是最貼近市場的做法。

其次，從商業(yè)模式來看，優(yōu)秀的模擬產(chǎn)品是需要設(shè)計(jì)和工藝緊密結(jié)合，雙方充分的交流才能開發(fā)出有特色、有競爭力的產(chǎn)品。具體到其產(chǎn)品特性來看，模擬產(chǎn)品定制化程度很高，國外廠商一般會根據(jù)應(yīng)用需求定義開發(fā)新的產(chǎn)品——設(shè)計(jì)、工藝、應(yīng)用構(gòu)成了一個產(chǎn)品定義的穩(wěn)定三角，這是為什么模擬芯片的廠商幾乎都是IDM的模式；同時(shí)，這也是模擬芯片的技術(shù)也大都集中于國外廠商手里的原因——國內(nèi)缺少代工廠的支持，很難形成設(shè)計(jì)和工藝結(jié)合的機(jī)會。

第三，相較于12吋生產(chǎn)線動輒幾百億上千億的投資，模擬功率半導(dǎo)體生產(chǎn)線的產(chǎn)線投資較小，利潤高，回報(bào)率更優(yōu)。而國人有著定義產(chǎn)品的能力，有著本土市場的優(yōu)勢，掌握了產(chǎn)品定義，逐漸突破工藝和設(shè)計(jì)，在細(xì)分領(lǐng)域做深做精的，成為“小而美“公司的可能性更大，也不會在將來再次被”卡脖子“。

更重要的是，模擬電路和數(shù)字電路相比，更加看重經(jīng)驗(yàn)，對于人才而言，需要更長周期的培養(yǎng)。做好模擬電路需要踏踏實(shí)實(shí)認(rèn)真鉆研，但盡管華人在國外的企業(yè)一直以踏實(shí)勤懇著稱，但能做到高級職位的畢竟鳳毛麟角，尖端的人才培養(yǎng)也實(shí)屬不易?！胺N一棵樹，最好的時(shí)間是十年前，其次是現(xiàn)在。“培育產(chǎn)業(yè)人才，時(shí)不我待。

所以，中國已經(jīng)初步具備了發(fā)展模擬、功率半導(dǎo)體生產(chǎn)線的諸多條件，當(dāng)下加快布局已十分急迫和關(guān)鍵，接下來就是發(fā)展路徑的問題了。

回顧近50年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展模式在不斷地調(diào)整。產(chǎn)業(yè)最初IDM是主流模式，上世紀(jì)90年代初開始興起Fabless、設(shè)計(jì)業(yè)，緊接著Foundry代工業(yè)跟隨而行。進(jìn)入新世紀(jì)后開始Fab-Lite(輕晶圓廠)模式?！胺志帽睾?，合久必分“的半導(dǎo)體商業(yè)模式也在不斷優(yōu)化和迭代。未來會采用什么模式，因時(shí)、因產(chǎn)品而異，業(yè)內(nèi)也不斷有探索和嘗試。但即使五十多年過去，細(xì)數(shù)在模擬、功率方向的領(lǐng)先企業(yè)，依然看得到是IDM模式的居多為主。

半導(dǎo)體業(yè)目前己逐漸逼近定律的極限，工藝研發(fā)費(fèi)用迅速上升以及未來建廠費(fèi)用太高，而從Fabless角度，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與掩模費(fèi)用也成倍增長，導(dǎo)致每年新開發(fā)的產(chǎn)品數(shù)量減少。再加上建廠費(fèi)用大幅增加，新進(jìn)入企業(yè)的費(fèi)用也攀高。這些因素迭加在一起，使市場將會變得更加殘酷。中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)直接從零打造一個強(qiáng)大的IDM，從平地起樓閣的時(shí)機(jī)可能并不合適了。如何定策略、如何落戰(zhàn)術(shù)，如何面對競爭，如何搶奪制高點(diǎn)，考驗(yàn)著我們產(chǎn)業(yè)人的智慧。

具體到模擬芯片的發(fā)展上，一方面要學(xué)習(xí)國外已有的成熟經(jīng)驗(yàn)，用IDM的模式，一方面也要探索符合我們國情和半導(dǎo)體發(fā)展趨勢的路徑。芯謀研究認(rèn)為，虛擬IDM或者高端定制代工將是下一步模擬產(chǎn)品發(fā)展主要趨勢。以制造為基點(diǎn)，與前后IC設(shè)計(jì)及封測廠商進(jìn)行深度合作，形成虛擬IDM模式，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)快速回應(yīng)，提升產(chǎn)業(yè)推進(jìn)效率。

國內(nèi)既有“集中力量辦大事”的領(lǐng)導(dǎo)力和向心力，也有各地發(fā)展不均衡，整體上面臨復(fù)雜變化的具體情況。隨著各地在集中區(qū)域優(yōu)勢上發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)起到強(qiáng)有力的作用，原本一直用IDM模式發(fā)展的模擬產(chǎn)品，可能成為在中國下一波Foundry+ Fabless模式的主要方向。在近期類似“特色小鎮(zhèn)”的發(fā)展模式逐漸興起，地方政府對于建設(shè)或者引進(jìn)一條生產(chǎn)線、支持一個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，進(jìn)而形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)有了普遍的共識，在此基礎(chǔ)上更快速地聚攏一個產(chǎn)業(yè)鏈條，尤其是在應(yīng)用聚集的區(qū)域市場，有希望孕育出高端模擬、功率芯片的優(yōu)質(zhì)企業(yè)。

結(jié)語：

全球半導(dǎo)體業(yè)近些年呈現(xiàn)出各種新格局、新形勢、新趨勢，是由新的市場環(huán)境下各家公司的生存環(huán)境決定的，都有它們的合理性。模擬產(chǎn)品具有獨(dú)特的地位，為國內(nèi)之必須，且為國內(nèi)之急需，值得我們花大力氣投入。模擬產(chǎn)品又具有產(chǎn)業(yè)的獨(dú)特屬性，既有技術(shù)，又有工藝的門檻，值得我們花精力去摸索。

關(guān)于芯謀研究：

芯謀研究（ICwise)，中國領(lǐng)先的高科技研究公司。芯謀以“芯動中國，謀略天下”為己任，以“為芯謀天下”為使命，致力于成為一家植根于中國的世界級的半導(dǎo)體及電子行業(yè)權(quán)威的研究機(jī)構(gòu)。公司擁有產(chǎn)業(yè)研究、投資咨詢、戰(zhàn)略規(guī)劃等三大塊業(yè)務(wù)，緊密跟蹤國際國內(nèi)半導(dǎo)體以及電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為廣大客戶提供客觀獨(dú)立精確的行業(yè)數(shù)據(jù)以及專業(yè)權(quán)威的分析報(bào)告。同時(shí)憑借對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)律的深刻理解和洞察，依托客觀準(zhǔn)確的行業(yè)數(shù)據(jù)積累，以及廣泛的人脈和資源，為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投融資、并購整合提供全面客觀的咨詢服務(wù)，為企業(yè)和政府提供科學(xué)的、前瞻的和可操作性的戰(zhàn)略規(guī)劃。

芯謀研究自2015年初成立以來，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)深耕細(xì)作，蓬勃發(fā)展。目前芯謀咨詢已有一名首席分析師，三名研究總監(jiān)，三名高級分析師，兩名分析師，一名助理分析師總共十名分析師的研究團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)總計(jì)曾在國際知名半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分析機(jī)構(gòu)有著累積超過100年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，是全球領(lǐng)先的專注在中國的半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)！