如果把电子系统比作电影的话,那么DSP/MCU/CPU等数字芯片是主角,而数据转换器、放大器、接口和RF等模拟/混合芯片则是配角,另外就是充当群众演员的大量无源和分立器件。一部电影中,主角只有一个,配角则有好几个,他们和主角一起决定电影是否好看。如果说过去中国模拟芯片厂商只能够零星出演小配角的话,那么现在则可以组成比较完整和强大的配角阵营,主要体现在四个方面:一是数据转换器、放大器、接口和RF等完整信号链上都有中国厂商的身影,特别是国内需求量大的便携和消费类;二是中国厂商在替代中超越,个别产品已经处于业界领先水平;三是一部分厂商依靠单一产品站稳脚跟后,开始完善产品线;四是为了进军更高性能模拟市场,已有中国厂商涉足模拟工艺开发。
通过本刊发起的“2007年最受欢迎本土芯片评选”活动,我们惊喜地发现,前10名公司的产品已经可以共同组成比较完整的模拟/混合信号链,特别是对性能要求不是非常高的便携和消费领域。在放大器方面,有圣邦微电子的运放,龙鼎微电子、埃派克森和成都华微电子的音频功放;在模数转换器方面,有埃派克森的12位80Msps ADC和14位165Msps DAC;接口方面,硅谷数模提供HDMI和DisplayPort接口芯片;而在技术很复杂的RF芯片领域,中国厂商也有了突破,例如无锡硅动力的低功耗立体声FM Tuner年销售收入超过亿元人民币,鼎芯半导体和锐迪科也抓住中国特色的小灵通手机市场实现了产品量产出货,RF收发器/PA出货量都超过了100万,并且在TD-SCDMA、GSM/GPRS和FM tuner等领域有不错的进展。
茅于海:龙鼎的无滤波器D类立体声功放具有自主知识产权.和“赢家通吃”的数字芯片不同的是,模拟芯片属于目录型产品,针对不同应用型号非常多,而且模拟芯片的集成度不高,特别注重设计经验,一家初创公司就能够通过少量关键员工的专门应用技能相对简单地获得成功。而中国便携和消费电子产业的发展,更是给了中国模拟芯片厂商针对本地市场需求,开发部分型号替代产品的机会,这也是中国模拟芯片厂商近几年来迅速成长的最大原因。龙鼎首席科学家茅于海表示:“国内模拟芯片厂商基本上都是走这样的模式,先看准几款市场上需求量大的产品做替代,站稳脚跟后,逐渐丰富产品种类。”
例如,针对手机等便携应用,圣邦微电子提供一系列的CMOS运放,包括通用、高速、微功耗和低噪声运放,强调“世界一流的一致性和可靠性”,可以直接替代ADI、美信、国半和TI的相应产品。圣邦微电子副总裁张勤表示:“中国巨大的市场就是最大的机遇,能不能吃到这块蛋糕,就要看中国本土模拟IC厂家能否克服设计上的挑战, 拿出具有性能好、高可靠性和高一致性的模拟产品。”
而便携和消费多媒体应用的火热,推动了音频功放市场的发展,吸引了龙鼎、埃派克森、成都华微、北京昆腾和无锡力芯等多家本地厂商的加入。龙鼎的3W无滤波器D类立体声功放PAM8803由于不需要滤波器, PCB面积可以减少75%,体积可以减少30%。茅于海介绍说,虽然国际上也有几家公司有同类产品,但他们大多采用TI于2001发布的一项专利技术,而我们具有自主专利。
在技术复杂的RF芯片领域,中国厂商也实现了突破。例如,硅动力2005年推出的FM Tuner SP3767,已经打败了多家日本供应商,目前主要和NXP竞争。2006年SP3767为硅动力贡献了上亿元的收入,目前每个月向MP3厂商出货量达几百万片。硅动力副总经理冯以东表示:“它和NXP产品性能相当,但价格更便宜。自SP3767发布以来,NXP同类芯片的价格降低了50%以上,从20多元降低到了6~7元。”在中国特色的小灵通手机市场,鼎芯和锐迪科利用更新的设计降低了产品成本和提升了性能,并赶上了最后一班车在2006年实现了RF芯片组量产出货,目前出货量都超过100万片,成功地替代了海外厂商的产品。
更为重要的是,通过替代路线挖到“第一桶金”后,中国模拟芯片厂商还充分利用后发优势,在替代中完成超越,并不断完善产品线,以获得更高的利润率。一个典型的例子是圣邦微电子,虽然成立才三年多,但已经推出了200多款产品,主要是运放和模拟开关,未来将新增A/D、接口等产品,以构成完整信号链。圣邦微电子战略市场经理徐前江自豪地表示:“由于某些产品甚至优于国外厂商,现在反过来有一些国外大厂拿我们产品去剖析,看我们是怎么做的,例如就有某国外厂商拿我们的高性能运放SGM721去解剖过,发现比他们产品还好。”他还解释说,热销产品常常是冲量,冷门产品可能利润率非常高,因此模拟厂商通常会推出很多型号,以保持收入和利润率的平衡。
另一个在替代中实现超越的例子就是硅谷数模,在HDMI接口市场,硅谷数模是领头羊Silicon Image的替代者,但在新的DisplayPort领域,硅谷数模却在业界率先推出DisplayPort接口芯片,引领市场的发展。不久前该公司又获得了新一轮投资,累计获得风投3,300万美元,可望于2008~2009年间股票上市。
而在大/小灵通市场小试牛刀的同时,鼎芯、锐迪科和广晟微电子还在一起推动中国TD-SCDMA标准的发展。与目前两家国外厂商接收和发射分离、采用传统BiCMOS工艺的TD手机RF方案不同的是,鼎芯采用CMOS工艺在单颗芯片上集成了TD接收器与发射器,成本、体积和功耗更低。锐迪科更是研发成功全球第一颗基于CMOS工艺的TD/GSM双模射频芯片。锐迪科公司CEO戴保家表示,在TD手机RF芯片方面,三家本地厂商都做得非常好,都能够满足性能的要求,虽然由于调试还需要一定时间可能赶不上今年10月的第一批TD手机,但由于成本和性能优势,在随后的大批量TD手机中替换国外芯片没有任何问题。而鼎芯公司市场总监肖先生则更为自信,认为第一批TD手机会有本地的RF芯片,只是量多量少的问题。
鼎芯和锐迪科都在丰富产品线。戴保家表示,2006年锐迪科的收入来源主要是大灵通和少量小灵通芯片,合计数百万美元,2007年大/小灵通、2G、FM Tuner和蓝牙业务都会贡献业绩,因此2007年业绩会翻几倍。锐迪科最近又获得了1,000万美元投资,合计获得了2,500万美元的投资。
不过,对于希望在高性能模拟市场有更大作为的中国厂商来说,还面临着缺少生产工艺和人才两大挑战。与数字芯片注重设计不同的是,模拟芯片设计和生产工艺同样重要,这对于普遍没有工厂的中国模拟芯片厂商来说是不小的挑战。
面向便携和消费类应用的模拟芯片一般可以采用标准CMOS工艺,可以找代工厂生产。但高性能模拟器件常常是高电压和大电流,需要特殊的双极和BiCMOS工艺,这类工艺基本上由国外厂商控制,代工厂缺少相关工艺。茅于海介绍说,目前龙鼎的D类音频功放最高功率是3W,采用5V CMOS工艺未来将推出6W、10W甚至到几百瓦的产品,随着功率提升,要求更高电压工艺,如数十伏的工艺,普通CMOS工艺无法满足要求。为了解决这个问题,不久前,龙鼎和台积电宣布合作开发基于0.25微米高压工艺的BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)技术,以用于龙鼎生产下一代功率模拟芯片。
由于模拟芯片设计和生产关键密切,要求芯片设计者既懂设计,又懂生产工艺,没有自己的生产线,也不利于国内模拟芯片设计人才的培养。冯以东解释说,硅动力在FM tuner方面比很多台湾厂商做得好的原因是,FM tuner采用BiCMOS工艺,虽然在CMOS工艺方面,台湾领先大陆,但在双极和BiCMOS工艺上,大陆反倒有深厚的积累, 65期间华晶和华越都引进了双极工艺,有多年的积累,而硅动力的主要团队来自于华晶。他强调说:“模拟芯片在设计方面国内和国外厂商有差距,但更大的差距是工艺方面,特别是工艺有特殊要求的时候,感觉更是如此。这个问题暂且没有办法解决,只能慢慢来。”
另外,就是人才问题。锐迪科公司虽然有50多位研发人员,据称也是国内人才最完整的RF公司,在PA、RF和DSP等射频技术所涉及的几大关键领域都有海归专家,但仍感觉人手不够。戴保家表示:“国内模拟厂商空间很大,我们有很多市场想做,但苦于人手不够”。而硅谷数模的人士也一再诉苦说模拟芯片设计人才难找。
