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模擬芯片是指負責處理聲音、光線、溫度等連續模擬信號的芯片，在電子系統中至關重要。
產品功耗降低70%！已實現激光雷達關鍵ADC芯片的國產替代
據了解，靈矽微成立于2018年，是一家專注于ADC和BMS AFE等高技術壁壘產品的研發、設計和銷售的專精特新企業。憑借在模擬芯片技術領域的深厚積累，公司已向市場推出多款高品質產品，廣泛應用在激光雷達、儀器儀表、電動工具、電動兩輪車、小型儲能等附加值較高的領域。
分品線來看，ADC是連接真實世界和數字世界的橋梁，屬于模擬芯片中難度最高的一部分，被稱為模擬電路皇冠上的掌上明珠。
衡量ADC性能的指標主要包括采樣速率和轉換精度。其中采樣速率代表ADC可以轉換多大帶寬的模擬信號，帶寬對應的就是模擬信號頻譜中的最大頻率；轉換精度則代表分辨率，轉換精度越高，轉換出來的信號與原信號的差距就越小。不過，ADC的速度和精度是相互制約的關系，一般來說兩者不可兼得。除了速率和精度以外，ADC 的其他重要性能指標還包括信噪比、功耗、噪聲以及溫漂等。
在ADC領域，基于創始團隊深厚的技術儲備，靈矽微研發的第一款1G 8bit ADC產品轉換速度可達1G，有效轉換精度為7bit，功耗僅400mW，芯片尺寸為7mm*7 mm，具有高速、高精度、小體積、超低功耗、超寬工作溫度范圍等特點。作為中國首款正向設計的1G 8bit ADC產品，在2019年流片成功后就獲得了數百萬元的訂單。此后，公司陸續斬獲激光雷達、儀器儀表等行業頭部客戶訂單，在2022年營收已經在1,000萬左右。
靈矽微產品和TI同類產品技術參數比較情況
資料來源：靈矽微
相比于美國TI同類產品，在速度和精度相似的情況下，此ADC功耗降低70%，高溫適用范圍提高20度，芯片尺寸減少80%，目前已經在儀器儀表、激光雷達等對采樣速度和精度要求較高的場景中大批量出貨。
黃海介紹道，其中，在激光雷達領域，在接收模塊的信號處理電路中對1G 8bit ADC的需求大概在2-16個。目前在該領域，國內僅靈矽微一家實現了國產替代，主要客戶包含鐳神智能等，其他比如速騰聚創、禾賽科技等頭部廠商，我們也正在做一個深入的推廣；而在儀器儀表領域，我們的產品也已經打入優利德等行業頭部公司的供應鏈體系。整體而言，經過三年的發展，在國內該ADC細分領域，我們已經成長為市場占有率最高、影響力最大的廠商。
國內少有的BMS AFE廠商，產品將由工業逐漸向儲能、新能源汽車拓展
BMS是指對電池進行管理的系統，主要負責監測和管理整個電池組的工作狀態，對電池進行過壓、過流、過溫保護，從而延長電池使用壽命、保護其使用安全。
目前，基本上所有使用鋰電池的終端，都需要安裝鋰電保護芯片，市場空間巨大。據前瞻產業研究院的數據，2021年全球BMS市場規模預計為65.12億美元，至2026年預計可達131億美元，CAGR為15%。
BMS需要用到的芯片眾多，主要包含AFE、MCU、ADC、數字隔離器等。其中，BMS AFE模擬前端芯片主要用來采集電芯電壓和溫度等信息，對芯片模擬性能要求最高、技術壁壘最大、附加價值也最高。而國內企業在這塊相對薄弱，具備BMS AFE設計能力的企業非常稀缺。
在ADC芯片批量出貨的同時，針對廣大的BMS市場，靈矽微在2020年便啟動了BMS前端芯片的研發，隨后在2021年成功完成了芯片流片的驗證，并且在2022年率先在工業場景上實現了批量落地。
具體來看，靈矽微在BMS AFE領域目前已經推出5、7、14、21串四大系列產品，由于內置14/16Bit 高精度ADC，能夠讓電池的電壓和電流測量精度提高五倍；該產品還支持充電器檢測和預放電MOS驅動，當電池出現放電過流時，驅動MOSFET切斷回路更加快速，能夠讓兩級放電過流保護更加安全。此外，該系列產品能夠實時計算電池電量并監控電池老化，以避免電池發生過充、過放、過流和過溫的情況出現。
靈矽微BMS前端產品與TI對比情況
資料來源：靈矽微
黃海表示：BMS AFE芯片能夠對鋰電池的電壓電流進行實施的監控和保護，中國市場需求每年大概為2~3億顆，包括電動工具、滑板車、兩輪車、儲能、新能源汽車等領域需求都非常大。基于ADC的核心技術，我們針對工業場景的BMS AFE系列產品從去年開始就已經實現量產，四大系列產品中最有特色是21串的LS76945這顆芯片，一顆芯片等效TI BQ76930兩顆，可以在很大程度上幫客戶節省成本，這是我們的市場優勢所在。目前，BMS AFE業務也已處于市場快速拓展階段，合作客戶已達四五十家。鑒于良好的市場反饋，明年圍繞大儲能、新能源汽車等場景高串數的BMS AFE芯片也會相繼推向市場。
一顆替代TI三顆芯片，擁有核心技術的模擬廠商迎來發展黃金期
模擬芯片是連接現實與虛擬的橋梁，是半導體行業中的重要組成部分。由于其產品迭代較慢、生命周期長，需要長期積累經驗，因此行業內歷來就有“一年數字，十年模擬”之稱。
市場規模方面，根據 WSTS數據，2022 年全球模擬芯片銷售額同比增長7.5%，達到 890 億美元。中國是模擬芯片最主要的消費市場，預計到2025年市場規模將增長至3,340億元，2020-2025年復合增長率為6%。
而從競爭格局來看，根據IC Insights的數據，全球模擬芯片的龍頭廠商比較穩固，近十年來前10大廠商名額基本上由德州儀器、亞德諾、美信等廠商占據，新進入者較少。不過，值得注意的是，模擬芯片由于品類眾多，目前整體而言行業仍然處于非常分散的格局，即使擁有90余年發展歷史，累計品種超過8萬種的模擬芯片龍頭德州儀器，市占率也僅有19%而已。
在談及公司的競爭優勢時，黃海指出:從技術的沉淀和產品的廣度來說，ADI、TI這些大廠優勢非常大，短期內初創公司很難超越他們。但是，在某些細分或者特定領域，我們有自己的差異化創新優勢所在。比如，在BMS AFE領域，針對消費和工業場景，TI的芯片最多也只能監測到15串電池節數，但像電摩或者換電等場景它是需要20串電池的，于是TI就用兩顆10串的BMS AFE芯片+1顆隔離器的方案作為主推，這樣下來包括外圍電路就比較多。我們通過市場調研，針對客戶的痛點和需求推出21串的BMS AFE產品，能夠實現用單顆芯片就能實現對TI的3顆芯片進行替代，這樣下來不僅外圍電路更少一些，而且成本也會更低。此外，在ADC領域，基于靈矽微多年ADC的技術儲備，我們結合特定產品的具體需求去做這種差異化創新，相比于美國TI同類產品，我們的1G 8bit ADC芯片在速度和精度相似的情況下，能夠做到功耗更低、體積更小、并且適用范圍更廣。
高速高精度 ADC 在電子設備中屬于核心器件，廠家一旦選用，一般不會輕易替換。早期國內的設備廠家出于性能、質量等多方面的考慮，只選用以 TI 和 ADI 為主的國外知名廠家的 ADC 產品。自華為事件及中美貿易戰以后，國內的設備廠家逐漸開始采購國產芯片，在政策、資本、客戶的支持下，我國模擬企業進入了黃金發展期，擁有核心技術的廠商都得到了難得的驗證和導入機會。
我們8 bit ADC基本上就處在禁運邊界上，而現在在研的12-14 bit ADC芯片，在國際上就是完全處于禁運狀態的。在ADC芯片出口管制的背景下，現在行業內很多客戶也是比較擔心自己供應鏈穩定的問題，所以也是盡可能的去切國產，我們的ADC芯片相當于是幫助客戶解決了這種卡脖子的問題。尤其是類似優利德等行業的頭部廠商，由于整體業務量較大，所以在切換的時候速度是最快也是最積極的。
不懼TI/ADI等大廠降價，靈矽微2023年預計將保持50%-100%的增長
業內周知，半導體行業屬于典型的周期性行業，而模擬芯片的周期波動和半導體高度相似。
2022年，由于受到全球經濟增速放緩、整體行業供需狀況變化及消費市場景氣度低迷等因素影響，終端市場需求在下半年出現了罕見的“斷崖式”下跌，對國內半導體產業鏈造成了巨大沖擊。2023年Q1，全球半導體市場延整體延續了2022年下半年的疲軟狀態，盡管Q2全球主要半導體大廠銷售額已呈環比回升趨勢，但整體和去年同期相比下滑依然比較明顯。
在這種背景下，WSTS下調了此前對于半導體市場的預測，預計 2023年全球半導體市場容量將會由 2022 年的5741億美元下降10.3%至5151美元，模擬芯片也預計會由2022年的890億美元下降5.7%至839億美元。不僅如此，ADI、TI等全球模擬芯片大廠為搶占市場份額，紛紛宣布降價，國內模擬半導體廠商受到了日益嚴峻的挑戰。
TI作為行業龍頭，它的地位和高毛利，給它帶來了降價的空間。一方面，降價會減弱下游客戶采購國產芯片的動力，在短期內會給TI帶來更多的銷量；另一方面，TI降價對不同的產品影響也不一樣，比如對以同質化的運放及電源管理為代表的消費類產品的影響確實會有一些，但是像汽車、工業這一塊市場需求還是比較旺盛，整體而言影響相對較小。
黃海說道，對靈矽微而言，我們的產品主要是針對工業、新能源等高毛利市場，本身這些行業在增長并且我們也有自己的差異化創新價值優勢所在。比如在BMS AFE這一領域，我們就是一顆芯片替代TI三顆，即使TI降價，我們還有非常大的空間來競爭。所以TI降價對我們影響相對有限。從訂單情況來看，公司現在的客戶項目還是比較多，訂單情況整體而言和去年相比還是保持著50%-100%的一個增長。
資料來源：靈矽微
為了加速公司發展的步伐，成立5年來，靈矽微也已經完成了四輪累計金額過億的融資，投資方包括全球第三大晶圓廠聯電（UMC）、深圳人才基金、中小擔創投、青橙資本、祥峰投資等。可以看到，目前靈矽微的股東不僅包括金融資本、產業資本還包括國有資本，說明公司的發展已經逐步得到了市場各方的高度認可。據黃海透露，目前公司也在準備新一輪融資，為公司下階段產品研發、新產品市場推廣以及日常運營做儲備。
展望未來，黃海表示：靈矽微將繼續專注自身擅長的ADC領域，基于目前已有的ADC和BMS AFE兩大產品線，結合工業、通信、醫療、儲能、新能源汽車等核心市場需求去不斷豐富公司的產品矩陣，為成為中國領先的信號鏈模擬芯片研發商而不斷奮斗。
