模擬芯片行業(yè)發(fā)展研究報(bào)告

1、 模擬芯片行業(yè)發(fā)展研究報(bào)告黃金級(jí)賽道，白金級(jí)選手 1. 模擬芯片：真實(shí)世界與數(shù)字世界的橋梁1.1 模擬芯片真實(shí)世界與數(shù)字世界的橋梁集成電路按其功能通?？煞譃槟M集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。模擬集成電路 主要是指用來產(chǎn)生、放大和處理連續(xù)函數(shù)形式模擬信號(hào)（如聲音、光線、溫度等）的集 成電路；數(shù)字集成電路對(duì)離散的數(shù)字信號(hào)（如用 0 和 1 兩個(gè)邏輯電平來表示的二進(jìn)制碼） 進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的集成電路。我們認(rèn)為除特定用途的模擬芯片外，模擬芯片按大致功能可以分為信號(hào)鏈模擬芯片 和電源管理模擬芯片兩大類。信號(hào)鏈產(chǎn)品一條典型的信號(hào)鏈?zhǔn)侵笇⒆匀唤缰写嬖诘穆暋?光、電磁波等連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為以 0 和 1

2、表示的數(shù)字信號(hào)，再由電子系統(tǒng)處理后轉(zhuǎn) 換為模擬信號(hào)輸出的整個(gè)過程鏈。信號(hào)鏈模擬芯片是指擁有對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行收發(fā)、轉(zhuǎn)換、 放大、過濾等處理能力的集成電路。信號(hào)鏈模擬芯片又可以進(jìn)一步分為以放大器和比較 器為代表的線性產(chǎn)品、以 ADC 和 DAC 為代表的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品及各類接口產(chǎn)品。電源管理 模擬芯片常用于電子設(shè)備電源的管理、監(jiān)控和分配，其功能一般包括：電壓轉(zhuǎn)換、電流 控制、低壓差穩(wěn)壓、電源選擇、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)、電源開關(guān)時(shí)序控制等。1.2 電源管理芯片&信號(hào)鏈芯片主要子品類信號(hào)鏈芯片產(chǎn)品目前主要有以下產(chǎn)品： 線性產(chǎn)品。線性產(chǎn)品的應(yīng)用非常廣泛，主要完成模擬信號(hào)在傳輸過程中放大、 濾波、選擇、比較等功能。信號(hào)

3、放大是模擬信號(hào)處理最常見的功能，一般通過 運(yùn)算放大器連接成專用的放大電路來實(shí)現(xiàn)。高邊電流檢測放大器是專用于將高 邊電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并放大的專用放大器。濾波是按頻率特性對(duì)信號(hào)進(jìn)行過 濾，并保留所需的部分。模擬開關(guān)通過控制打開或關(guān)閉來選擇信號(hào)接通與否， 或者從多個(gè)信號(hào)中選擇需要的信號(hào)。比較器比較兩個(gè)輸入信號(hào)之間的大小輸出 0 或 1 的結(jié)果。 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品。轉(zhuǎn)換器或者數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC）兩種，模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器把數(shù)字 信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。轉(zhuǎn)換器是混合信號(hào)系統(tǒng)中必備的器件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)， 通訊，醫(yī)療行業(yè)中。 接口產(chǎn)品。接口產(chǎn)品用于電

4、子系統(tǒng)之間的數(shù)字信號(hào)傳輸。RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)是 常用的串行通信接口；RS485 接口標(biāo)準(zhǔn)適合多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信，在工業(yè)控制和 通訊系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用；LVDS 接口以其速度快的特點(diǎn)，常用于短距離，數(shù)據(jù) 量大，速度要求高的工業(yè)、電力和通訊設(shè)備中。電源管理芯片產(chǎn)品目前主要有以下產(chǎn)品： 線性穩(wěn)壓器產(chǎn)品。線性穩(wěn)壓器使用在其線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的晶體管或 FET，從 應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓。線性穩(wěn)壓器用 途非常廣泛，比如低功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器適用于多節(jié)電池供電的低功耗設(shè) 備，或者高壓輸入的低功耗設(shè)備，如工業(yè)類電表、水表、煙感等。低噪聲線性 穩(wěn)壓器適用于對(duì)電源噪聲敏感的設(shè)備類產(chǎn)品，

5、如通訊基站、圖像傳感器等。 電源監(jiān)控產(chǎn)品。電源監(jiān)控產(chǎn)品用來實(shí)時(shí)監(jiān)控電源的狀態(tài)，當(dāng)不正常狀態(tài)發(fā)生時(shí)， 通知主控芯片采取安全措施。電源時(shí)序控制器用來控制開機(jī)或關(guān)機(jī)過程中不同 電源上下電的先后次序。比如應(yīng)用于可靠性較高的數(shù)字控制系統(tǒng)，對(duì)處理器進(jìn) 行監(jiān)控，如工業(yè)控制器、智能設(shè)備等。 其他電源管理產(chǎn)品。開關(guān)型電壓轉(zhuǎn)換器用于不同電壓間的轉(zhuǎn)換。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用于控制機(jī)械馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。2. 模擬芯片是 IC 設(shè)計(jì)的黃金賽道，歐美廠商占據(jù)主導(dǎo)地 位，國內(nèi)廠商崛起迅速2.1 模擬芯片行業(yè)特點(diǎn)市場大、成長性好、門檻高、品類多、下游廣 泛且穩(wěn)定、壽命長模擬芯片市場規(guī)模大，在全球半導(dǎo)體市場中的占比超過五分之一，是成長性較好

6、的 半導(dǎo)體細(xì)分行業(yè)。模擬 IC 產(chǎn)品的生命周期較長，下游應(yīng)用廣泛且分散，行業(yè)基本可認(rèn)為 是電子產(chǎn)業(yè)的晴雨表，是整個(gè)市場發(fā)展情況的縮影。近年來，模擬 IC 行業(yè)的市場規(guī)模在 全球半導(dǎo)體市場中的占比一直保持穩(wěn)定，維持在 22%左右。根據(jù) Wind 援引市場權(quán)威機(jī) 構(gòu) WSTS 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018 年全球模擬半導(dǎo)體行業(yè)的市場規(guī)模約為 588 億美元，同比 增速為 10.78%，2019 年，模擬芯片行業(yè)增速有所回落，我們判斷系 2019 年半導(dǎo)體行 業(yè)整體周期下行所致。從半導(dǎo)體細(xì)分行業(yè)成長性來看，據(jù)全球市場研究機(jī)構(gòu) IC Insights 的測算，2018 至 2023 年全球模擬 IC 產(chǎn)品市場

7、的復(fù)合年增長率將可達(dá)到 7.4%，在可比 產(chǎn)品行業(yè)中表現(xiàn)良好。模擬芯片除了具備市場大、成長性好的特點(diǎn)，還具備壁壘高、品類多且不可或缺、 壽命長等特點(diǎn)：1）壁壘高：模擬集成電路的設(shè)計(jì)，需要額外考慮噪聲、匹配、干擾 等諸多因素，要求其設(shè)計(jì)者既要熟悉集成電路設(shè)計(jì)和晶圓制造的工藝流程，又需要 熟悉大部分元器件的電特性和物理特性，相對(duì)而言模擬集成電路的設(shè)計(jì)更依賴于設(shè) 計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，模擬 IC 設(shè)計(jì)更像是一門“手藝活”；2）品類多：模擬芯片種類眾多且 不可或缺，同時(shí)，由于功能細(xì)分多，模擬集成電路市場不易受單一產(chǎn)業(yè)景氣變動(dòng)影響， 因此價(jià)格波動(dòng)幅度相對(duì)較小，例如模擬芯片行業(yè)龍頭之一 ADI，2019 財(cái)年約 8

8、5%的 收入來自于占比不到 0.1%的產(chǎn)品品類（圖 7）；3）壽命長：數(shù)字集成電路強(qiáng)調(diào)運(yùn)算 速度與成本比，必須不斷采用新設(shè)計(jì)或新工藝，而模擬集成電路強(qiáng)調(diào)可靠性和穩(wěn)定 性，一經(jīng)量產(chǎn)往往具備長久生命力，例如 ADI 在 2019 財(cái)年的收入中，超過 40%來 自 10 年前甚至更久之前發(fā)布的產(chǎn)品，足見模擬芯片產(chǎn)品生命周期之長（圖 8）。基于模擬芯片行業(yè)的諸多優(yōu)點(diǎn)，模擬芯片可謂 IC 設(shè)計(jì)的黃金賽道。從行業(yè)老大德州儀器現(xiàn)金流和現(xiàn)金回報(bào)的情況也能一定程度反映模擬芯片行 業(yè)的特點(diǎn)，德州儀器 2019 年自由現(xiàn)金流/收入比率位列標(biāo)普 500 指數(shù)成分股 92 分 位，現(xiàn)金回報(bào)/收入比率位列標(biāo)普 500 指

9、數(shù)成分股 97 分位，ROIC 位列標(biāo)普 500 指 數(shù)成分股 95 分位。我們認(rèn)為德州儀器現(xiàn)金流、ROIC 較高，一方面系模擬芯片下游 領(lǐng)域、客戶非常分散，回款穩(wěn)定性好；另一方面系模擬 IC 壽命比較長，產(chǎn)品迭代 慢，后續(xù)的邊際投入產(chǎn)出比較高。2.2 競爭格局相對(duì)分散，歐美廠商處于領(lǐng)先地位，行業(yè)龍頭通過產(chǎn)品 創(chuàng)新+并購持續(xù)鞏固行業(yè)地位模擬 IC 行業(yè)不僅市場規(guī)模大，應(yīng)用場景廣，且市場競爭分散，市場中的領(lǐng)導(dǎo) 者均以歐美廠商為主。根據(jù)思瑞浦招股說明書援引 IC Insights 統(tǒng)計(jì)，2018 年全球 前十大模擬芯片供應(yīng)商合計(jì)占據(jù)全市場約 60%的份額，其中德州儀器占有率為 18%、亞德諾占有率

10、為 9%、美信占有率為 4%。行業(yè)龍頭憑借資金、技術(shù)、客戶資源、品牌等方面的積累，形成了巨大的領(lǐng)先 優(yōu)勢，并且通過高額研發(fā)投入持續(xù)強(qiáng)化在高端產(chǎn)品的領(lǐng)先地位。 以行業(yè)老大 TI 為例，TI 擁有十多萬種不同類型的模擬芯片產(chǎn)品和上萬個(gè)授權(quán) 專利，服務(wù)于全球各地超過 10 萬家客戶，涵蓋各大應(yīng)用領(lǐng)域。從營收方面來 看，2019 財(cái)年 TI 模擬 IC 業(yè)務(wù)的銷售額高達(dá) 102.23 億美元，占據(jù) TI 2019 財(cái) 年收入體量的 71.08%，其中電源管理類產(chǎn)品、信號(hào)鏈產(chǎn)品和大容量芯片產(chǎn)品 的占模擬 IC 業(yè)務(wù)分別約 48%，38%和 14%，2019 財(cái)年德州儀器的研發(fā)投入 在 10 億美金以上。

11、 行業(yè)第二的 ADI 成立于 1965 年，總部位于美國馬薩諸塞州諾伍德市，是高性 能模擬、混合信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理集成電路設(shè)計(jì)、制造和營銷方面世界領(lǐng)先的 企業(yè)，產(chǎn)品涉及幾乎所有類型的電子電器設(shè)備。根據(jù) ADI Investor Presentation 2020，ADI 提供約 45000 種產(chǎn)品品類，服務(wù)全球超過 125000 家客戶，2019 財(cái)年的研發(fā)投入超過 10 億美金。以 TI、ADI 為代表的的全球龍頭，不但每年持續(xù)通過高額研發(fā)投入產(chǎn)品創(chuàng)新、推出 高性能產(chǎn)品鞏固行業(yè)領(lǐng)先地位，而且還借助外延整合，不斷補(bǔ)充產(chǎn)品線、打開新市場。 TI 先后收購 VLSI、National Semico

12、nductor 等廠商。 ADI 先后收購 Hittite、Linear 等公司，并且 ADI 近期還公告了擬對(duì) Maxim 的 并購。2.3 國內(nèi)模擬芯片進(jìn)口替代空間廣闊、本土企業(yè)崛起勢頭迅猛絕大部分國內(nèi)模擬集成電路廠商起步較晚，研發(fā)投入相對(duì)較低，產(chǎn)品以中低端芯片 為主，而且在價(jià)格上競爭激烈。近年來，隨著技術(shù)的積累和政策的支持，部分國內(nèi)公司 在高端產(chǎn)品方面取得了一定的突破，逐步打破國外廠商壟斷，以滿足芯片“自主、安全、可控”的迫切需求。國內(nèi)圣邦股份、晶豐明源、聚辰股份等均是規(guī)?；呻娐菲髽I(yè)的 典型代表，在特定模擬芯片市場內(nèi)占據(jù)領(lǐng)先地位。國產(chǎn)替代所提供的廣闊市場空間可以為本土模擬 IC 廠商

13、深耕國內(nèi)市場帶來絕 佳的發(fā)展機(jī)遇。中國市場在全球市場中的占比超過 50%，巨量的市場規(guī)模，加之行 業(yè)市場競爭格局分散，下游應(yīng)用分布廣泛，國內(nèi)模擬 IC 企業(yè)的國產(chǎn)替代之路實(shí)則 頗具優(yōu)勢。3. 行業(yè)趨勢：新興應(yīng)用持續(xù)推動(dòng)行業(yè)規(guī)模增長，國產(chǎn)替代 土壤肥沃3.1 新興應(yīng)用推動(dòng)行業(yè)規(guī)模增長 針對(duì)模擬 IC 行業(yè)尤其是信號(hào)鏈產(chǎn)品的特點(diǎn)，我們看好模擬芯片在 5G 通信、智能 汽車、安防和工業(yè)控制等成長性新興領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展前景，我們判斷這些增量市場將 帶動(dòng)模擬芯片尤其是信號(hào)鏈芯片市場規(guī)模持續(xù)增長。 根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，中國 5G 基站從 2018 年開始加速建設(shè)，2022 年將 會(huì)達(dá)到建設(shè)高潮。而高性

14、能、低延時(shí)、大容量是 5G 網(wǎng)絡(luò)的突出特點(diǎn)，這對(duì)高 性能信號(hào)鏈模擬芯片提出了海量需求，且 5G 在物聯(lián)網(wǎng)以及消費(fèi)終端的大量使 用，還需要低功耗技術(shù)做支撐。我們判斷，國內(nèi)基站建設(shè)潮將推動(dòng)模擬集成電 路設(shè)計(jì)行業(yè)進(jìn)入新一波發(fā)展高峰。 汽車領(lǐng)域是模擬 IC 重要的下游應(yīng)用市場，根據(jù) IC Insights 的統(tǒng)計(jì)，2018 年 全球模擬芯片下游應(yīng)用市場中汽車領(lǐng)域的占比為 24%。模擬 IC 是汽車電源管 理系統(tǒng)的重要組成部分。模擬 IC 有助于功率調(diào)節(jié)及降低設(shè)備的工作溫度,以幫 助延長電池供電設(shè)備的使用壽命，因而模擬 IC 對(duì)電動(dòng)汽車來說尤為重要，相 應(yīng)地，電動(dòng)汽車對(duì)電源管理模塊的需求也更高且更為復(fù)雜

15、。因此，針對(duì)創(chuàng)新應(yīng) 用市場，電動(dòng)汽車普及率的提升將拉動(dòng)市場對(duì)電源管理類模擬 IC 的需求，亦 為模擬 IC 行業(yè)提供了新的發(fā)展機(jī)遇。行業(yè)龍頭 ADI 預(yù)測，汽車電動(dòng)化、自動(dòng) 駕駛、座艙電子化等趨勢將帶動(dòng) ADI 供應(yīng)的單車價(jià)值量從 2017 年的 250 美 金提升至 2025 年的 600 美金。 根據(jù)思瑞浦招股說明書援引 IHS 的數(shù)據(jù)，全球?qū)I(yè)監(jiān)控設(shè)備市場從 2015 年的 157 億美元增長至 2019 年的 199 億美元，年均復(fù)合增長率 6.11%。中國的視 頻監(jiān)控市場已成為全球安防領(lǐng)域競爭的主戰(zhàn)場，在 2018 年，中國視頻監(jiān)控設(shè) 備市場占全球的四成以上，并達(dá)到同比 13.5%的

16、增長速率。隨著中國安防監(jiān)控 設(shè)備的不斷安裝普及，高清化成為了未來行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)之一。根據(jù)工業(yè)和信 息化部發(fā)布的超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2019-2022 年），中國將加快 推進(jìn)超高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)等的研發(fā)量產(chǎn)，推進(jìn)安防監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造。高清安 防系統(tǒng)的演化為模擬集成電路芯片帶來了新機(jī)遇。安防監(jiān)控設(shè)備中廣泛應(yīng)用到 LDO 、DC-DC 電源、電源保護(hù)芯片等模擬芯片，我們預(yù)計(jì)隨著安防市場的 快速增長極高清化的滲透，將帶動(dòng)安防用模擬芯片市場快速成長。 在我國人口紅利逐步消失、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、國家政策大力扶持三大因素影 響下，我國工業(yè)自動(dòng)化將持續(xù)提升，智能裝備制造業(yè)未來發(fā)展前景廣闊?！爸?國制造

17、2025”戰(zhàn)略的提出，為我國工業(yè)智造領(lǐng)域的發(fā)展點(diǎn)明了新要求，帶來 了新機(jī)遇。根據(jù)中國工控網(wǎng)2019 中國自動(dòng)化市場白皮書數(shù)據(jù)顯示，2018 年中國自動(dòng)化市場規(guī)模達(dá) 1830 億元，同比增長 10.5%。工業(yè)智造的大力發(fā)展 為模擬集成電路產(chǎn)品創(chuàng)造了巨大的發(fā)展空間，勢必加快如高性能轉(zhuǎn)換器芯片和 電源管理芯片等工業(yè)領(lǐng)域必需品的國產(chǎn)化進(jìn)程。3.2 國內(nèi)已具備良好的模擬芯片國產(chǎn)替代“土壤”我們認(rèn)為：一方面是 5G、汽車電子化、安防高清化、工業(yè)智造等新興行業(yè)趨勢為 模擬芯片行業(yè)帶來持續(xù)的增量市場需求，另一方面，國內(nèi)模擬芯片市場當(dāng)前由歐美廠商 壟斷，疊加近年中美貿(mào)易摩擦、華為和中興事件的刺激，國內(nèi)巨大的供給

18、不足催生模擬 芯片長期國產(chǎn)替代的需求。而當(dāng)前，國內(nèi)確實(shí)也具備了模擬芯片國產(chǎn)替代的良好土壤， 我們判斷國產(chǎn)替代進(jìn)程將加速。 國家政策對(duì)本土半導(dǎo)體企業(yè)的支持是國內(nèi)模擬 IC 行業(yè)突圍之路的堅(jiān)實(shí)后盾。 2014 年 6 月，國務(wù)院批復(fù)同意國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要，其中提出 了以下發(fā)展目標(biāo)：到 2015 年，移動(dòng)智能終端、網(wǎng)絡(luò)通信等部分重點(diǎn)領(lǐng)域集成 電路設(shè)計(jì)技術(shù)接近國際一流水平；到 2020 年，移動(dòng)智能終端、網(wǎng)絡(luò)通信、云 計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等重點(diǎn)領(lǐng)域集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，產(chǎn)業(yè) 生態(tài)體系初步形成；到 2030 年，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國際先進(jìn)水平， 一批企業(yè)進(jìn)入國際第一梯隊(duì)，實(shí)

19、現(xiàn)跨越發(fā)展。此外，2019 年 5 月國務(wù)院總理 李克強(qiáng)在主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議時(shí)提出，要延續(xù)集成電路和軟件企業(yè)所得稅 優(yōu)惠政策，吸引國內(nèi)外投資更多參與和促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 中國是全球最大的模擬芯片市場，下游終端加速推進(jìn)本土廠商導(dǎo)入。根據(jù)思瑞 浦招股說明書援引 IBS 統(tǒng)計(jì)，2018 年中國消費(fèi)了全球 53.27%的半導(dǎo)體元器 件，預(yù)計(jì)到 2027 年中國將消費(fèi)全球 62.85%的半導(dǎo)體元器件，華為、聯(lián)想、 步步高等多年名列全球半導(dǎo)體主要買家。以華為為例，在全球前二十芯片供應(yīng) 商中，有思佳訊、Marvell、德州儀器、博通等多家美系芯片供應(yīng)商，并且占 據(jù)相當(dāng)?shù)谋戎?。我們認(rèn)為國際貿(mào)易摩擦令國內(nèi)市

20、場對(duì)國產(chǎn)芯片的“自主、安全、 可控”提出了迫切需求，加速了國內(nèi)終端客戶導(dǎo)入本土模擬芯片廠商，為模擬集成電路行業(yè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代提供了良好的市場機(jī)遇。 國內(nèi)模擬芯片企業(yè)由點(diǎn)及面突破，已經(jīng)初步具備與國際龍頭同臺(tái)競技的實(shí)力。 結(jié)合我們?cè)谏衔挠懻摚陙黼S著技術(shù)的積累和政策的支持，部分國內(nèi)公司在 高端產(chǎn)品方面取得了一定的突破，逐步打破國外廠商壟斷。國內(nèi)圣邦股份、晶 豐明源、聚辰股份等均是規(guī)?；呻娐菲髽I(yè)的典型代表，在特定模擬芯片市 場內(nèi)占據(jù)領(lǐng)先地位。我們判斷國內(nèi)模擬芯片廠商后續(xù)在國內(nèi)終端客戶的優(yōu)先導(dǎo) 入下，有望實(shí)現(xiàn)跨越式的成長。 國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)享有估值溢價(jià)，利于并購整合。我們?cè)谏衔奶接懖①徴鲜侨?球龍頭 TI、ADI 等持續(xù)拓展產(chǎn)品、市場的重要?jiǎng)恿?。我們判斷科?chuàng)板推出之后， 半導(dǎo)體企業(yè)上市融資更加便利，且國內(nèi)資本市