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模拟晶片與時俱進

作者:中國電子報
模拟晶片與時俱進
模拟晶片與時俱進

模拟晶片行業一向以穩定著稱。當一衆數字晶片企業因為消費市場需求不振,業績大幅下滑之際,模拟晶片廠商依然能夠保持相對穩健。不過穩定并不意味着“墨守成規”,随着人工智能、汽車電子、寬禁帶半導體等新興技術與應用大潮來臨,模拟晶片廠商也需“與時俱進”,積極擁抱産業新方向。

業績依舊穩健

受全球經濟大環境的影響,特别是消費終端市場需求不振,使得半導體産業急劇降溫,居高不下的庫存水位、持續疲軟的消費需求讓剛剛經曆了“缺芯潮”的晶片産業快速轉入下行周期。在這一片蕭條當中,模拟晶片大廠是少數保有的“亮色”。

德州儀器長期穩居模拟晶片龍頭,根據2022年第三财季财報,收入增長13%至52.4億美元,連續六個季度實作兩位數的增長,預計第四季度收入為44億美元至48億美元。亞德諾半導體(ADI)2022會計年度第四季度實作營收32.48 億美元,同比增長39%,2023财年第一财季營收為31.5億美元,高于分析師的預期。Skyworks 2022年第三季度營收14.07億美元,同比增漲7.33%,環比增漲14.15%。

模拟大廠的“穩”主要得益于其廣泛的産品線,如德州儀器旗下擁有運算放大器、比較器、模拟開關、模數轉換器等豐富的産品線,8萬多種産品,應用于廣泛的市場當中。2022年,在消費電子市場遭遇“寒潮”的情況下,新能源汽車成為市場支點,保證了模拟大廠們的業績穩定。不過專家也指出,這就使模拟晶片大廠需要不斷關注新興市場的需求特點,推出相應的産品可在不同業務間轉換,“西方不亮,東方亮”,是保障模拟晶片廠商業績穩定的關鍵。

邊緣AI市場新方向

近年來,人工智能持續向深層發展,越來越多細分市場與相應的産品被開發出來。邊緣人工智能作為雲計算與物聯網相結合的細分領域開始受到重視。根據ADI進階應用工程師辛毅的介紹,邊緣人工智能是指在邊緣裝置上實作的AI運算。以往大多數尖端的人工智能流程都是在雲中執行的,因為它們需要大量的計算能力。但随着資料的增長速度對本地資料計算和本地資料存儲的需求變得更加迫切,大量資料操作逐漸轉向本地,這為在邊緣廣泛采用人工智能提供了理由。

相對于數字晶片公司聚焦雲端AI處理,模拟晶片廠商多将關注的重點放到邊緣側。邊緣AI也就成為模拟晶片廠商布局的重點。ADI中國區總裁Jerry Fan此前在接受記者采訪時指出,人工智能的一個很重要的前提是資料。算力、算法軟體和大資料是人工智能發展的三要素,大資料是基礎,所有的算法和算力都是以資料為基礎的。需要指出的是,資料的采集與實時處理與模拟技術息息相關。

從産品布局來看,ADI在新一代微控制器MAX78000設計特殊架構,采用兩個微控制器核心(ARM Cortex M4F和RISC-V)加一個卷積神經網絡(CNN)加速器構成。這一架構針對邊緣進行了高度優化,資料的加載和啟動由微控制器核心負責,而AI推理由卷積神經網絡加速器專門負責。這樣借助在晶片内部內建的卷積神經網絡加速器就可以完成AI推理,不需要再通過網際網路上傳,降低功耗,非常适合邊緣AI的應用。

德州儀器對邊緣人工智能也十分重視。2022年,德州儀器與英國初創公司Plumerai在嵌入式AI領域展開合作,雙方共同對人員檢測神經網絡算法移植到微控制器和傳感器中進行開發。

恩智浦則在汽車智能化的“雲-網-邊-端”融合計算方面進行努力,其新推出的由AI驅動的電動汽車雲連接配接電池管理系統可連接配接雲端,形成電池管理的數字孿生模型。恩智浦半導體電池管理系統總監兼部門經理Andreas Schlapka表示,“雲-網-邊-端”融合計算将是汽車智能化與自動駕駛技術發展時的主要方向。

積極布局汽車晶片

新能源汽車的火熱使汽車電子成為模拟晶片廠商重點布局的應用市場之一。Oppenheimer統計顯示,模拟晶片在汽車晶片中占比29%。IDC資料也指出,2021—2025年汽車模拟晶片市場年複合增長率有望達到13.2%。

幾家模拟晶片大廠2002年的财報也顯示了這一點。ADI财報中,車用晶片雖然不是營收占比最高,但是銷售額同比增長近50%,達到6.72億美元,營收占比直接提高了2%;恩智浦汽車業務相比工業及物聯網、移動裝置、通信基礎設施及其他業務,營收增長也是最高的,同比增長達到24%;

值得關注的是,一向專注于通信市場射頻前端的Skyworks近年來也在積極布局汽車晶片業務。2021年,Skyworks宣布以27.5億美元收購Silicon Labs的基礎設施和汽車業務。Skyworks的收購同樣以“穩”著稱,對Silicon Labs的汽車業務是該公司史上最大的一次收購,極大促進了Skyworks涉足汽車電子領域,包括電動和混合動力汽車。

近年來,Skyworks等射頻前端廠商雖然5G的建設業績良好,但5G所帶來的邊際效應正在遞減,智能手機從4G到5G換代潮正在越過高峰期。Skyworks正在努力提高非移動業務收入,汽車則成為分散風險的重點。Skyworks表示,到2024年,全球73%新發售的汽車都帶有蜂窩連網及通信功能,其中射頻模組的一半左右的産品都有汽車應用。

寬禁帶半導體漸成趨勢

寬禁帶半導體在新型電力系統、高鐵、新能源汽車、5G通信、半導體照明、工業電機以及消費電子等市場的應用正在逐漸擴大,也吸引了越來越多廠商的投入。在模拟晶片廠商中,意法半導體、英飛淩、安森美都對寬禁帶半導體進入了深度介入,其中尤以安森美最為激進。

2022年8月安森美位于美國新罕布什爾州哈德遜的碳化矽工廠建成投産;9月在捷克Roznov擴建的碳化矽工廠落成,未來兩年将逐漸提升産能;安森美還計劃在南韓京畿道富川市投資10億美元,建立一座新的研究中心和晶圓制造廠,預計2025年投産。安森美總裁兼首席執行官HassaneEl-Khoury表示,2023年安森美最大的增長将來自于碳化矽在電動車市場的增長。

值得關注的是,目前恩智浦也在積極開發寬禁帶半導體市場,最新推出用于電動汽車電機控制的S32K39系列MCU便對碳化矽和氮化镓進行了支援。恩智浦半導體車輛控制和網絡解決方案全球營銷總監Brain Carlson表示:“恩智浦在亞利桑那工廠中做很多與氮化镓應用相關的嘗試,在氮化镓産品上有着大量投入。至于碳化矽方面雖然沒有自己的産品,但恩智浦與Wolfspeed、日立有着廣泛的合作,可以為他們提供支援。”

模拟晶片需要制造技術、器件技術和設計技術的高度結合,寬禁帶半導體同樣需要整合材料與後端的封裝技術,模拟晶片廠商進軍寬禁帶半導體領域有着自身獨特的優勢。

模拟晶片價格或單邊下行

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作者丨陳炳欣

編輯丨諸玲珍

美編丨馬利亞

監制丨連曉東