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模拟IC成新能源产业前进引擎,谁将领导市场?

英特尔是CPU市场的领袖,高通是无线芯片市场的领袖。模拟IC市场有领袖吗?没有。因为模拟IC市场过分分散的特性、因为模拟IC一直处于配角的地位、还因为多年来大家将大笔的设备、厂房投资都砸向了数字IC,至今,模拟IC供应商非常分散,最大的德州仪器也仅占14%的份额,这相比数字IC供应商的高度集中不可同日而语。然而,这种现象正在悄悄改变,特别是随着模拟IC在未来最重要的新能源、医疗、移动等市场将扮演越来越重要的角色,甚至会超过数字IC成为新能源等应用的重要引擎,模拟IC市场将会出现一位在技术、应用、工艺和产能上都处于领先地位的领导者,那么谁有希望成为模拟IC市场的领袖呢?
2009
年,当全球模拟半导体厂商都在压缩开支的时候,有一家公司却逆市投资了两座与模拟IC相关的巨大厂房、成立了两个与先进模拟技术相关的实验室,收购了一家模拟公司,并且每季度模拟IC销售额增长20%以上。在全球半导体50年来最不景气的一年,这家公司却在有意识将自己引向一条通往模拟IC领袖企业的路——这就是德州仪器。
新能源市场来临,模拟IC由配角变主角。在半导体产业50多年的发展历程中,是诸如CPUDSP的数字IC加速了电子产业的创新和革命,也是这些数字器件在推动电子业的发展。而模拟IC一直是配角的地位。那么,未来这种状况会变吗?肯定会的。”TI高级副总裁兼模拟器件事业部负责人Gregg Lowe坚定地说道。随着LED照明、太阳能、新一代医疗电子设备等新兴市场的来临,模拟IC扮演的角色正在发生质的变化。
比如在太阳能市场,目前低下的转换效率成为制约太阳能商用的最大阻碍。而先进的模拟技术是提升太阳能效率的引擎。比如利用TI的功率追踪技术,可以保证用户获得最多的能量。” Lowe说道,我们的很多客户都在努力地提高太阳能的转换效率,我相信目标不是提升5%也不是10%,而是要成倍提升效率。现在太阳能的成本很高,使用太阳能的唯一方法是降低成本,而提升效率是降低成本的重要方法。显然,在新兴的太阳能市场,模拟IC已成为产业前进的引擎。
同样,在LED照明市场,模拟IC也扮演着越来越重要的角色。能源转换效率,特别是LED灯的能源效率一直是业界在努力的方向。此外,成本也是制约LED照明商业前景的重要因素,而好的电源方案可以降低整个系统的成本。Gregg Lowe举例:比如我们会设计出新一代的LED驱动器,对LED灯的质量要求降低,从而可以降低系统成本。他接着表示。这只是一个例子,还有很多其他不同方案来降低LED成本和提升效率。我相信2010年这个市场出货量会有一个大的飞跃。
新能源已成为各国政府的重要战略,新能源也成为TI的一个重要战略。2009年,TI分别成立了一个太阳能实验室与一个LED实验室,布局未来模拟技术的至高点,力争成为未来模拟IC技术的领导者。
除了新能源外,模拟IC在新一代医疗电子领域也将扮演主角。Gregg Lowe举例道:比如CT或超声波扫描仪,您试图用它来发现早期癌症。您要发现的癌症信号越小,则检测到的信号也变得越小。但是噪声保持原来的大小不变。因此,在信噪比方面,需要非常精确的放大器,产生的信号进入放大器,放大器将其发送到数据转换器,然后进入到DSP中。如果这个放大器不是一个高性能的放大器,不能区分信号和噪声,那么不管DSP如何好,就是世界上速度最快的DSP,但是如果放大器不能胜任这项工作的话,都会失败。所以,在一些医疗设备中,一个系统最重要的部分在模拟IC
Gregg Lowe
指出,未来终端设备的准确性、精度和性能将越来越依赖于模拟芯片的性能。随着数字处理器变得越来越复杂,速度越来越快,其周围的模拟器件也需要变得更加复杂和高性能。最后,处理器越复杂,其电源管理也就越复杂。因此,电源管理芯片正变得越来越复杂,因为处理器要求不同的电压和不同的顺序。这些在TI新成立的基础技术实验室Kilby labs中都是研究的目标。

模拟IC不适合走Fabless之路

除了英特尔外,几乎所有的数字IC公司都开始采用外包生产的代工模式,然而模拟IC却不会走这条路,因为晶园代工厂适合大规模的经济生产,而模拟IC并不适合数字IC的大规模生产形式。很多时候是多品种小批量的。目前主流的模拟IC公司都拥有自己的专利工艺与生产线。
我认为就目前而言,模拟器件代工厂要变得非常强大还比较困难。大多数代工企业都想拥有大规模的生产线,而模拟IC品种繁多,不适合代工厂的特点,这是原因之一。第二个原因是,一般而言,设计技术取决于工艺。所以,TI 90%的模拟IC由自己生产。”Gregg Lowe表示。
正因为如此,2009TI做出一个重大的决定。将原计划用于生产无线芯片的达拉斯Richardson 300 mm 晶圆工厂改为全球首个300mm的模拟IC工厂。2010年四季度投产,将带来20 亿颗/年的巨大产能,这一巨无霸模拟工厂的投产,为TI迈上模拟IC领袖的地位铺下了基石。况且,最重要的是,TI做了一笔很花算的投资,因为它是从奇梦达公司(Qimonda)购买的设备,而奇梦达破产了。结果是,价值 10 亿美元的设备,TI只用了不到1/5的价格便买到了。这将大大提升TI模拟IC的成本优势。并且,300mm 晶圆厂与200mm 晶圆厂相比,有两个重要优势:一是设备更精确,也就是良率更高;二是每个圆片上可以生产的芯片更多,(150X150)/(100X100)=2.25,也就是单位面积晶圆上可多生产1.25倍的芯片。”Gregg Lowe解释。
除了投资300mm模拟晶圆厂,TI还在2009年启用新的组装测试工厂(位于菲律宾)它是世界上最大的模拟IC组装测试工厂。”Gregg Lowe称。此外,为解决以前的模拟IC测试瓶颈,TI还对测试平台进行扩容,采购了400 台新型测试设备,并于09年安装完毕,TI 总共计划投资 8 亿美元来扩容。我相信,从模拟公司的角度来看,TI 是在2009年唯一一家宣布建立新的晶圆厂和新的组装测试工厂的公司。”Gregg Lowe自豪地称。

覆盖小客户,才能赢得大市场

与数字IC高度集中完全不同的是,模拟IC客户高度分散。在数字IC市场,TI 的前两大无线客户就带来了全部收入的 80%,但是在模拟IC市场,TI的前30位客户才占模拟收入的50%,排名第 31 的客户,仅占到我们收入的 0.2%。所以,模拟收入的50%收入都来自非常小的客户。”Gregg Lowe说道。
然而,并不是所有模拟IC公司都有能力覆盖众多的小客户。他指出这需要公司有广泛的模拟产品线和数字产品线来支持。他解释道,一般的模拟IC公司仅专注于模拟IC市场的某1-2个领域,而TI在全部模拟IC领域都是领先供应商。他举例分析道:比如一个很小的客户,采购额仅为10万美元,模拟IC50%,也就是5万美元,而电源IC又占模拟IC5-10%,也就是最多5000美元。如果某个专注于电源IC的公司做得非常好,就是全部拿下这个公司的电源采购额,也仅为5000美元。所以,这个电源IC厂商几乎不可能通过向这个小客户销售这类产品挣到钱。但 TI不一样,因为我们有所有的模拟IC和数字IC,所以我们可以从这个小客户身上获得 9 万美金的销售额。这就是为什么我们有能力覆盖广大的小客户,而其它模拟IC公司很难。他称。所以,提供50%销售额的小客户非常重要,TI非常重视小客户。TI 拥有业界最大规模的销售队伍,我们每周要做25,000个拜访。
覆盖小客户,才能赢得大市场。因此,我们认为未来模拟IC产业仍有整合的机会,TI在模拟IC市场的份额会不断变大,可能会一年增长1个百分比,从14%15%,以此类推。”Gregg Lowe坦承地表示。
TI
最后的目标是多少?多少份额才会成为模拟IC界的领袖?我们不知道,但是,我们知道的是,TI的模拟业务占公司的比例在逐渐加强,超过50%的比例指日可待。TI正在模拟技术、工艺、产能以及客户覆盖上进行一场从没有过的革命。
Gregg Lowe:前30以外的客户占据TI模拟收入的50%,所以中小客户对我们非常重要。


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