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半导体

模拟芯片大厂与时俱进

模拟芯片行业一向以稳定著称。当一众数字芯片企业因为消费市场需求不振,业绩大幅下滑之际,模拟芯片厂商依然能够保持相对稳健。不过稳定并不意味着“墨守成规”,随着人工智能、汽车电子、宽禁带半导体等新兴技术与应用大潮来临,模拟芯片厂商也需“与时俱进”,积极拥抱产业新方向。
业绩依旧稳健
受全球经济大环境的影响,特别是消费终端市场需求不振,使得半导体产业急剧降温,居高不下的库存水位、持续疲软的消费需求让刚刚经历了“缺芯潮”的芯片产业快速转入下行周期。在这一片萧条当中,模拟芯片大厂是少数保有的“亮色”。
德州仪器长期稳居模拟芯片龙头,2022年第三财季财报,收入增长13%至52.4亿美元,连续六个季度实现两位数的增长,预计第四季度收入为44亿美元至48亿美元。亚德诺半导体(ADI)2022会计年度第四季度实现营收32.48 亿美元,同比增长39%,2023财年第一财季营收为31.5亿美元,高于分析师的预期。Skyworks 2022年第三季度营收14.07亿美元,同比增涨7.33%,环比增涨14.15%。
模拟大厂的“稳”主要得益于其广泛的产品线,如德州仪器旗下拥有运算放大器、比较器、模拟开关、模数转换器等丰富的产品线,8万多种产品,应用于广泛的市场当中。2022年,在消费电子市场遭遇“寒潮”的情况下,新能源汽车成为市场支点,保证了模拟大厂们的业绩稳定。不过专家也指出,这就使模拟芯片大厂需要不断关注新兴市场的需求特点,推出相应的产品可在不同业务间转换,“西方不亮,东方亮”,是保障模拟芯片厂商业绩稳定的关键。
边缘AI市场新方向
近年来,人工智能持续向深层发展,越来越多细分市场与相应的产品被开发出来。边缘人工智能作为云计算与物联网相结合的细分领域开始受到重视。根据ADI高级应用工程师辛毅的介绍,边缘人工智能是指在边缘设备上实现的AI运算。以往大多数尖端的人工智能流程都是在云中执行的,因为它们需要大量的计算能力。但随着数据的增长速度对本地数据计算和本地数据存储的需求变得更加迫切,大量数据操作逐渐转向本地,这为在边缘广泛采用人工智能提供了理由。
相对于数字芯片公司聚焦云端AI处理,模拟芯片厂商多将关注的重点放到边缘侧。边缘AI也就成为模拟芯片厂商布局的重点。ADI中国区总裁Jerry Fan此前在接受记者采访时指出,人工智能的一个很重要的前提是数据。算力、算法软件和大数据是人工智能发展的三要素,大数据是基础,所有的算法和算力都是以数据为基础的。需要指出的是,数据的采集与实时处理与模拟技术息息相关。
从产品布局来看,ADI在新一代微控制器MAX78000设计特殊架构,采用两个微控制器内核(ARM Cortex M4F和RISC-V)加一个卷积神经网络(CNN)加速器构成。这一架构针对边缘进行了高度优化,数据的加载和启动由微控制器内核负责,而AI推理由卷积神经网络加速器专门负责。这样借助在芯片内部集成的卷积神经网络加速器就可以完成AI推理,不需要再通过互联网上传,降低功耗,非常适合边缘AI的应用。
德州仪器对边缘人工智能也十分重视。2022年,德州仪器与英国初创公司Plumerai在嵌入式AI领域展开合作,双方共同对人员检测神经网络算法移植到微控制器和传感器中进行开发。
恩智浦则在汽车智能化的“云-网-边-端”融合计算方面进行努力,其新推出的由AI驱动的电动汽车云连接电池管理系统可连接云端,形成电池管理的数字孪生模型。恩智浦半导体电池管理系统总监兼部门经理Andreas Schlapka表示,“云-网-边-端”融合计算将是汽车智能化与自动驾驶技术发展时的主要方向。
积极布局汽车芯片
新能源汽车的火热使汽车电子成为模拟芯片厂商重点布局的应用市场之一。Oppenheimer统计显示,模拟芯片在汽车芯片中占比29%。IDC数据也指出,2021—2025年汽车模拟芯片市场年复合增长率有望达到13.2%。
几家模拟芯片大厂2002年的财报也显示了这一点。ADI财报中,车用芯片虽然不是营收占比最高,但是销售额同比增长近50%,达到6.72亿美元,营收占比直接提高了2%;恩智浦汽车业务相比工业及物联网、移动设备、通信基础设施及其他业务,营收增长也是最高的,同比增长达到24%;
值得关注的是,一向专注于通信市场射频前端Skyworks近年来也在积极布局汽车芯片业务。2021年,Skyworks宣布以27.5亿美元收购Siicon Labs的基础设施和汽车业务。Skyworks的收购同样以“稳”著称,对Silicon Labs的汽车业务是该公司史上最大的一次收购,极大促进了Skyworks涉足汽车电子领域,包括电动和混合动力汽车。
近年来,Skyworks等射频前端厂商虽然5G的建设业绩良好,但5G所带来的边际效应正在递减,智能手机从4G到5G换代潮正在越过高峰期。Skyworks正在努力提高非移动业务收入,汽车则成为分散风险的重点。Skyworks表示,到2024年,全球73%新发售的汽车都带有蜂窝连网及通信功能,其中射频模组的一半左右的产品都有汽车应用。
宽禁带半导体渐成趋势
宽禁带半导体在新型电力系统、高铁、新能源汽车、5G通信、半导体照明、工业电机以及消费电子等市场的应用正在逐渐扩大,也吸引了越来越多厂商的投入。在模拟芯片厂商中,意法半导体、英飞凌、安森美都对宽禁带半导体进入了深度介入,其中尤以安森美最为激进。
2022年8月安森美位于美国新罕布什尔州哈德逊的碳化硅工厂建成投产;9月在捷克Roznov扩建的碳化硅工厂落成,未来两年将逐步提升产能;安森美还计划在韩国京畿道富川市投资10亿美元,建立一座新的研究中心和晶圆制造厂,预计2025年投产。安森美总裁兼首席执行官HassaneEl-Khoury表示,2023年安森美最大的增长将来自于碳化硅在电动车市场的增长。
值得关注的是,目前恩智浦也在积极开发宽禁带半导体市场,最新推出用于电动汽车电机控制S32K39系列MCU便对碳化硅和氮化镓进行了支持。恩智浦半导体车辆控制和网络解决方案全球营销总监Brain Carlson表示:“恩智浦在亚利桑那工厂中做很多与氮化镓应用相关的尝试,在氮化镓产品上有着大量投入。至于碳化硅方面虽然没有自己的产品,但恩智浦与Wolfspeed、日立有着广泛的合作,可以为他们提供支持。”
模拟芯片需要制造技术、器件技术和设计技术的高度结合,宽禁带半导体同样需要整合材料与后端的封装技术,模拟芯片厂商进局宽禁带半导体领域有着自身独特的优势。


责任编辑:陈炳欣


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