2020年中国模拟芯片行业报告：研究框架

1、核心观点 模拟芯片种类繁多，生命周期长，形成了长坡厚雪，强者恒强的行业格局。模拟芯片厂商通 过分拆、收购、合并发展，目前全球行业龙头都为国外厂商。根据2018年IC Insights数据， 全球前十大模拟芯片厂商市占率约为60%，全球模拟芯片龙头包括德州仪器、ADI、恩智浦、 意法半导体等。 行业受益于5G浪潮，同时新能源、物联网兴起推动模拟芯片行业发展。疫情影响下，手机市 场销量有所下滑。但国内5G新基建提速，年内预计将开通60万座基站。随着5G网络的完善， 5G手机渗透率有望加速向上。汽车电动化推动车用半导体量价齐升，另一方面移动物联网时 代正逐渐向万物互联时代转变。 国产模拟龙头为圣邦股

2、份、思瑞浦。圣邦股份主要布局电源管理芯片，思瑞浦主攻信号链模 拟芯片。目前两家均已进入华为供应链，随着国产替代进程不断加速，公司产品组合不断丰 富，国产模拟龙头有望快速成长。 2020年投资机会来自于国产替代、行业下游需求增长。国内模拟芯片厂商有望凭借持续加大 的研发投入和轻资产的Fabless模式提升空间，来缩小与国际水平的差距。建议关注相关产业 链标的：圣邦股份（300661.SH），思瑞浦（A20066.SH）。 风险提示：全球贸易局势紧张，宏观环境恶化；行业整体发展不及预期；公司发展不及预期。 2 目录 模拟IC架构：信号链和电源管理 全球模拟IC行业格局：长坡厚雪，强者恒强 模拟IC

3、行业发展驱动力：汽车电动化、工业物联、5G大潮 模拟芯片国产格局：北圣邦，南思瑞浦 3 目录 模拟IC架构：信号链和电源管理 全球模拟IC行业格局：长坡厚雪，强者恒强 模拟IC行业发展驱动力：汽车电动化、工业物联、5G大潮 模拟芯片国产格局：北圣邦，南思瑞浦 4 核心观点 模拟芯片主要分为电源管理和信号链。 模拟芯片在信号链主要是处理、接收发送模拟信号，将光、磁场、温度、声音等信息转化为 数字信号，主要包括放大器、滤波器、变频等。 电源管理器件主要用于管理电池与电路之间的关系。负责电能转换、分配、检测的功能，因 此对电源管理芯片能够满足高稳定、低功耗等要求。电源管理元器件覆盖了AC/DC、DC

4、/DC、 PMIC、LDO、PWM等方面。 5 模拟IC市场拆解 光电器件 传感器分立器件 分立器件 半导体 数字IC 模拟IC 放大器/比较 电源管理 信号转换 器 通用模拟IC 特殊模拟IC 集成电路 接口 消费电子 计算机 通讯 汽车 工业/其他 资料来源：IC Insights，方正证券研究所 6 模拟、数字芯片对比 模拟芯片数字芯片 高信噪比、低失真、低耗电、高可 靠性和稳定性 特点高运算速度，低成本 逻辑运算处理与控制，数字信号编 码与解码 应用范围电源管理、信号链、数模转换 设计难度 工艺 辅助工具少，学习曲线10-15年 BCD、SiGe、GaAs 电脑辅助设计，学习曲线3-5

5、年 CMOS 减少电阻、电容、电感，降低噪音、 失真 元器件布局无需考虑噪音、失真影响 认证周期 特殊封装工艺要求 生命周期 长，1年以上 WCPS 短，3个月左右 无 10年2-3年 替代性低高 产品特点少量多样 价格低，稳定 量多少样 随时间递减ASP 资料来源：电子发烧友，方正证券研究所7 模拟芯片种类繁多 信号链电源管理 放大器数据转换器 数模转换器 电源管理IC 集成型/特殊 功能数据转 换器 直流/直流 开关稳压器 DC/AC控制 器和转换器 运算放大器比较器仪表放大器模数转换器电池管理IC 可编程/ 可变增益 放大器 电路感应 放大器 特殊功能 放大器 线性/LDO 稳压器 监控

6、器和电 压基准 多通道 IC 和 PMIC 射频/微波时钟/计时 USB 电源产品 LED驱动器MOSFET 宽带收发 器、接收器 和发送器 混频器和调 制器 显示器电源 与控制 射频滤波器 射频收发器 时钟缓冲器 时钟发生器 抖动清除器网络同步器电机驱动IC栅极驱动器 毫米波传感 器 射频放大器振荡器 传感器 RTC计时器电源开关. 接口 隔离电路保护电平转换器磁场传感器温度传感器光传感器 串行器/解开关和传感 器检测器 信号调节器 串器 资料来源：德州仪器，ADI，方正证券研究所 8 模拟芯片工作原理 连续的模拟信号处理通路：采集、放大、滤波等 放大 器 模数转换器 现实世界 温度 压力

7、位置 速度 声音 光 电源管理芯片 （线性稳压器、电源监控芯片等） 中央处理器 电 放大 器 数模转换器 连续的模拟信号输出通路：放大、驱动器输出等 资料来源：思瑞浦，方正证券研究所9 信号链芯片工作原理 模拟芯片在信号链主要是处理、接收发送模拟信号，将光、磁场、温度、声音等信息转化为 数字信号，主要包括放大器、滤波器、变频等。 图表：信号链解决方案 低成本、低功率、 低漂移、低功率、DCP 数码控制分压计高精度 精密电流 仪器 低噪声 实时时钟 精密电流 仪器 基准电压 放 大 器 放 大 器 ADCMCUDAC 信号传 感器 开关/ 多路复用器 放 大 器 DCP 数码控制 分压计 接口

8、DCP 数码控制 分压计高速 资料来源：瑞萨电子，方正证券研究所10 模拟IC放大器 放大器包括运算放大器（op-amps）、仪表放大器、缓冲器、射频。 运算放大器采取数学运算方式放大、减少输入，因此常见于大多数电路板中。运算 放大器在类比输入上运作，可用于放大或减少输入，并执行加、减、微分与积分等 数学运算。由于运算放大器的用途广泛，因此许多常见于多数电路板中。比较器在 大多数情况下是使用在专用的比较器集成电路，输出1/0（正极/负极电压），但也 可使用运算放大器替代。 射频PA多用于发射链路,将微弱信号放大为功率较高的信号。既在给定失真率条件 下，射频放大器能够产生最大功率输出，以此来驱动

9、某一负载。 图表： 放大器正向放大信号 输入前输入后 资料来源：瑞萨电子，方正证券研究所11 模拟IC数据转换器 数据转换器将数字信号与模拟信号连接，实现信息的相互转换。数据转换器通常包括模拟-数 字转换器（ADCs）、数字-模拟转换器（DACs）、模拟前端集成电路， ADC是将模拟信号 转变为数字信号，DAC则相反，是将数字信号转变为模拟信号。广泛应用于工业、通信、汽 车和消费电子方面。 根据德州仪器的投资方向，转换器正逐渐向高精度和高速度发展。高精度要求转换器具有小 体积、低功耗、高精度、高吞吐量的性能，而高速度则需要超高速和低功耗来实现。 图表： 模拟、数字信号相互转换图表： 转换器向小

10、型化发展 输入 ADC DAC 滤波器 输出 资料来源：德州仪器，方正证券研究所12 数据转换器发展趋势 DAC 5.08mm 尺寸缩小18倍 功耗下降2倍 数据传输率提高67倍 精度上升96倍 TLY5631 4.4mm13.0mm 2.4mm DAC85685.0mm DAC 80580 2.4mm ADC 8.2mm 尺寸缩小12倍 功耗下降2倍 数据传输率提高40倍 ADS1240 10.5mm 3.5mm3.0mm ADS 1220 ADS 1219 3.5mm 3.0mm 200020092018 资料来源：德州仪器，方正证券研究所13 信号链其余模拟芯片细分类别 分类应用 一般用

11、于优化系统通信，提高信号范围和质量，增强运行可靠性。主要产品包括收发器、串行器/解串器和信 号调节器等。 接口器件 时钟/计时显示、记录时间或数据，数据断点保护以及检测功能 接受磁场、光、热感应传感器 将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路，并将结果转换为逻辑电平输出，常应用于波形变换、脉 冲振荡等电路 比较器 模拟射频芯片细分类别 功率放大器 低噪声放大器 滤波器 用于发射链路，将微弱信号放大为功率较高的信号 用于接收来自天线中的小信号并放大信号功率 用于筛选信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率 用于提高承载高峰均功率比信号的功放效率包络追踪器 多工器是一组非叠加的滤波

12、器，帮助通道的数位信号输往单一的接收端。 Tuner用于发射机和天线之间，调谐后实现阻抗匹配。 用于接收、发射通道之间的切换开关 资料来源：卓胜微，微芯、方正证券研究所14 模拟IC电源管理 电源管理器件主要用于管理电池与电路之间的关系。负责电能转换、分配、检测的 功能，因此对电源管理芯片能够满足高稳定、低功耗等要求。电源管理元器件覆盖 了AC/DC、DC/DC、PMIC、LDO、PWM等方面。 图表： 电源管理应用实例 电源 充电器 电池 电量计 返驰控制器PFC控制器 24/48V工业用电 交流线路 3V-4.2V电池12V消费适配器 低噪声 LDO DC/DC 升压转换 DC/DC 升降

13、压 DC/DC 降压 DDR终结 电阻 音频 放大器 直流LED 驱动 交流LED 驱动 3V 有线模组 5V USB端口 3.3V 传感器 1V SoC 1.8V/0.9V DDR内存 8 扬声器 LED 背光 LCD面板 LED灯泡 13V/0.6A 资料来源：Richtek，方正证券研究所 15 电源管理芯片工作流程 电池 时钟电路 处理器充电电路 电源控制芯片 复位电路 充电接口 电源开关输出供电电压 资料来源：OFweek，方正证券研究所 16 电源管理细分类别 分类应用 通过充电器、电量计、监控器、平衡器和保护器延长电池使用寿命，使电池使用更加 可靠。 电源管理 AD-DC DC-

14、DC 交流市电转换，通过变电器将交流电转变为直流电 将电源（电池）的直流电压变成低压直流电压或高压直流电压 用于MOSFET、IGBT、GaNFET和SiCFET等栅驱动芯片 功率控制芯片 开关稳压器 LDO芯片 降低开关功耗，提高驱动器效率，简化了控制和开关稳压器系统的设计 产生固定或可调输出电压 敏感模拟系统且具有低压降电压的线性稳压器 免除接入、拔除新接口带来的影响接口热插拔芯片 LED驱动器应用于显示屏LED 背光驱动、LED 闪光灯驱动等领域 资料来源：EEfoucs，方正证券研究所 17 目录 模拟IC架构：信号链和电源管理 全球模拟IC行业格局：长坡厚雪，强者恒强 模拟IC行业发

15、展驱动力：汽车电动化、工业物联、5G大潮 模拟芯片国产格局：北圣邦，南思瑞浦 18 核心观点 模拟芯片行业的特点是：长坡厚雪，强者恒强。主要是由于模拟芯片生命周期长，应用领域 繁多，并且价格低且稳定。因此模拟芯片行业龙头地位较为稳固，但市场空间巨大。 模拟芯片增速高于行业平均。主要增长动力来自新能源汽车、物联网、5G通信行业的发展。 模拟芯片以成熟制程为主，可控制造、工艺改进加速模拟芯片差异化。模拟芯片不像数字芯 片追求先进制程，模拟芯片更加注重稳定和成本。因此模拟芯片产能主要在8寸晶圆，制程大 多集中在28nm以下。 19 长坡厚雪，强者恒强 生命周期长 强调可靠性和稳定性，一经量产往往具有

16、长久生命力 应用领域繁杂 分为线性器件、信号接口、数据转换、电源管理等 人才培养时间长 设计人员既要熟悉设计和工艺流程，又要熟悉大部分元器件 价格低且稳定 功能细分多，不易受到单一产业景气度影响 资料来源：思瑞浦招股说明书，方正证券研究所20 模拟芯片增速高于行业平均 模拟芯片年平均增速位列集成电路细分 行业第一。根据IC Insights数据，模拟 芯片市场在2018-2023年的年平均增速 为7.40%，在集成电路总体市场中排名 最高。一方面由于模拟芯片种类繁多， 涉及的下游产品众多，另一方面5G、 新能源产业、物联产业发展都将推动模 拟芯片发展。 图表：芯片出货量拆分（百万件） 数字IC

17、模拟IC 600,000 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2016 2017 2018 2019 2023 图表：2018-2023年市场规模平均年增长速度图表： 2018-2023年出货量平均年增长速度 存储芯片 微元器件 3.00% 微元器件 存储芯片 3.80% 8.40% 8.50% 9% 5.60% 5.80% 集成电路总体市场 逻辑芯片 集成电路总体市场 逻辑芯片 7% 模拟芯片 7.40% 模拟芯片 9.60% 资料来源：IC insights、方正

18、证券研究所 21 模拟芯片行业概况 图表：预计2019年集成电路市场拆分图表：预计2019模拟芯片市场拆分 工业/其他 放大器/接口 MCU/DSP 5% 其他记忆体 1% MOS逻辑芯 5%比较器4% 片 闪存 14% 6% 汽车 25% 17% 电源管理 24% DRAM 22% MPU 18% 通讯 信号转换 模拟 30% 6% 15% 消费者 4% 计算机 4% 图表：2016-2023年模拟芯片市场规模图表： 2018-2023年模拟芯片年复合增长率 12% 10% 8% 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 0.38300,000 250,000 200,000 150

19、,000 100,000 50,000 0 0.36 0.34 0.32 0.3 6% 4% 2% 0% 0.28 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 资料来源：IC insights、方正证券研究所 22 功能细分，价格稳定 图表：全球放大器和比较器市场空间图表：全球接口芯片市场空间 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 20,000 18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 0.3 0.25 0.2 0.1

20、5 0.1 0.05 0 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 0.28 0.27 0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 2016201720182019202020212022202320162017201820192020202120222023 图表：全球电源管理市场空间图表：全球信号转换市场空间 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） ASP（美元）市场价值（百万美元）单位数（百万） 120,0000.22 0.21 0.20 0.19 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0

21、1.15 1.1 100,000 80,000 60,000 40,000 20,000 0 1.05 1 0.95 0.9 0.85 2016201720182019202020212022202320162017201820192020202120222023 资料来源：IC insights、方正证券研究所 23 功能细分，价格稳定 图表：全球通讯模拟芯片市场空间图表：全球汽车模拟芯片市场空间 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元）市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0 0.8 0

22、.6 0.4 0.2 0 40,000 30,000 20,000 10,000 0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 20232016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 图表：全球计算机模拟芯片市场空间图表：全球工业模拟芯片市场空间 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 0.465 0.46 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000

23、 10,000 0 0.25 0.2 0.455 0.450.15 0.1 0.445 0.44 0.05 0 0.435 0.43 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 资料来源：IC insights、方正证券研究所 24 模拟芯片其他应用市场份额 图表：模拟芯片工业端市场份额图表：模拟芯片有线通信市场份额 德州仪器 安森美 ADI三菱 博通 其他 美信 博通德州仪器 美信 安森美 芯科 瑞萨电子 ADI微芯 微芯意法半导体 恩智浦和康电讯 其他 和康电讯富士电子 10

24、0% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2005200620072008200920102011201220132014201520162017201820052006200720082009201020112012201320142015201620172018 图表：模拟芯片无线通信市场份额图表：模拟芯片消费电子市场份额 博通 美信 德州仪器 三星电子 Dialog Skyworks 安森美 Qorvo 凌云 其他 ADI 博通 美信 德州仪器 三星电子 Di

25、alog Skyworks 安森美 Qorvo 凌云 其他 ADI 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 20052006200720082009201020112012201320142015201620172018 20052006200720082009201020112012201320142015201620172018 资料来源：Bloomberg、方正证券研究所 25 模拟芯片厂商份额占比 模拟芯片厂商通过分拆、收购、合并发展。1999年摩托罗

26、拉分拆出安森美，同年西门子分拆 出英飞凌，2006年飞利浦半导体业务分拆形成恩智浦。2009年日电半导体业务与瑞萨合并形 成瑞萨电子，国家半导体则在2011年被德州仪器收购。美信在1995年尚排在20名开外，但在 完成一系列收购后，在2018年跻身前十。 图表：模拟芯片主要厂商营收（百万美元）图表： 模拟芯片市场份额稳定 德州仪器 意法半导体 恩智浦 微芯 瑞萨 ADI英飞凌 美信 Skyworks德州仪器 意法半导体 恩智浦 微芯 瑞萨 ADI英飞凌 美信 Skyworks 安森美 其他 安森美 LinearLinear 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000

27、15,000 10,000 5,000 0 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 201320142015201620172018 20142015201620172018 资料来源：IC insights、方正证券研究所 26 日本退出，欧美称霸模拟芯片市场 图表：模拟芯片市场份额排名 排名 1 1995 意法半导体 飞利浦 国家半导体 摩托罗拉 德州仪器 东芝 国家/地区 欧洲 2018 德州仪器 ADI 国家/地区 美国 2欧洲美国 3美国英飞凌 Skyworks 意法半导体 恩智浦 美信 欧洲 4美国美国 5美国欧洲 6日本欧洲 7三洋

28、日本美国 8ADI美国安森美 微芯 美国 9西门子 日电 欧洲美国 10日本瑞萨日本 资料来源：IC insights、Gartner、方正证券研究所 27 模拟芯片行业收购兼并发展 收购HITTITE微 波公司 收购飞思卡尔 并购国家半导体 飞利浦半导体业 收购 收购美国国际整 流器公司IR 务分拆收购 LSI NetLogic Microsystems并购超群半导体 2009.04 2006.092011.042011.092014.022014.062015.042015.04 2013.12 与NEC半导体业 务合并 收购Linear 2016.012015.112015.052015

29、.05 2016.07 2016.09 收购飞兆半 导体 收购Micrel 收购Atmel 合并 2018.03 2016.09 2017.03 2018.08 收购OneTree 收购仙童 半导体 收购美高森美 收购Intersil 收购IDT 2019.122019.062019.062018.10 收购赛普拉斯 收购 Quantenna 收购Dialog PMIC资产 收购钰泰 资料来源：公司官网，方正证券研究所28 模拟芯片增长高于行业平均 图表：思瑞浦营收与产品数量同步增长 模拟芯片行业重视积累，产品种类积累带 来业绩增长。德州仪器在经历了90年的 发展后积累了12.5万种模拟芯片产

30、品，并 且每年将新增3000-4000种。国产模拟 龙头圣邦股份2019年积累了1400多种模 拟芯片产品。根据思瑞浦数据，公司营收 往往与产品数量保持相同趋势，主要由于 模拟芯片生命周期较长，收入重叠将会推 动公司业绩增长。 营业收入（百万元）产品数量 350 300 250 200 150 100 50 1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 20132014201720182019 图表：模拟芯片产品种类数量对比图表：2019年营业收入对比（百万美元） 思瑞浦 圣邦股份 矽力杰 912 思瑞浦 44 1400 2000 圣邦股份 114

31、 260 矽力杰 德州仪器 125000 德州仪器 14383 资料来源：思瑞浦、圣邦股份、矽力杰、德州仪器、方正证券研究所29 模拟芯片以成熟制程为主 模拟芯片以8寸晶圆为主，制程集中在28nm以下。2006年与2018年相比，随着大多数内 存生产迁移到300mm晶圆厂，200mm的内存芯片份额已经下降到2%左右。同时在逻辑、 MPU设备的生产中也出现了类似的300mm转换。另一方面，分立器件、电源、MEMS和 模拟芯片到从150mm生产向200mm生产过渡。受PMIC、显示驱动芯片、CMOS图像传 感器、MCU、MEMS和其他需要90nm以上工艺制程的设备的强劲需求的推动，8英寸晶 圆片需

32、求量上升。 图表：模拟芯片多使用成熟制程图表： 8寸晶圆产量按应用划分 模拟芯片 存储芯片 分立器件Foundry 逻辑芯片+MPU MEMS+其他 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 20062018 资料来源：台积电、SEMI、方正证券研究所 30 可控制造、工艺改进加速模拟芯片差异化 300mm晶圆对于模拟芯片制造是优势。根据德州仪器数据，300mm晶圆将会使得芯片成 本下降40%。2018年德州仪器模拟芯片收入约有45%由300mm晶圆贡献，同时模拟芯片 的增量大多来自于300mm。相比较Fabless居多的数字芯片，模拟芯片公司大多

33、采用IDM 生产方式，因此可控制造、工艺改进将会加速模拟芯片差异化。 150mm晶圆将缺少市场增量。150mm晶圆厂制造工艺主要都是第一代硅基MOS技术， 如BiCMOS、DMOS、金属栅CMOS，多晶硅栅CMOS，以及BiPolar等，主要应用在传统 应用上，如电源管理、照明、和放大器等。这些芯片的性能指标相对不高，且整体处于萎 缩态势。 图表：晶片尺寸上升成本下降图表：德州仪器12寸晶圆收入占比上升（十亿美元） 150/200mm300mm 200mm300mm 晶圆产线晶圆产线 12 10 8 样本销售价格$1.00 $0.20 $0.20 $0.40 60% $1.00 $0.12 $

34、0.20 $0.32 68% 成本：芯片成本 封装成本 总计 6 4 2 0 毛利率 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 资料来源：德州仪器、方正证券研究所31 目录 模拟IC架构：信号链和电源管理 全球模拟IC行业格局：长坡厚雪，强者恒强 模拟IC行业发展驱动力：汽车电动化、工业物联、5G大潮 模拟芯片国产格局：北圣邦，南思瑞浦 32 核心观点 国际模拟芯片龙头逐渐从消费电子转向工业控制、汽车电子领域。大电流、高电压将会提高 模拟芯片设计难度，提升产品毛利。因此国际模拟芯片龙头逐渐将研发方向转向工业控制和 汽车电子等大电流、高电压的应用场

35、景下。 新能源汽车模拟芯片半导体用量增加。新能源汽车，包括PHEV和BEV，增加了充电、AC/DC、 DC/DC等电力系统，BMS增强新能源汽车续航功能。另外一方面，智能驾驶在传感器方面的 需求将推动模拟芯片市场发展。 5G三大场景定义万物互联时代，推动科技由移动物联网时代向万物互联时代转变。工业4.0依 靠模拟芯片，重视五个领域包括软件可配置系统、云端连接、机器检测、系统安全以及机器 人。 5G发展初启，基站建设需求旺盛。国内5G新基建提速，年内预计将开通60万座基站。随着 5G网络的完善，5G手机渗透率有望加速向上。 33 从德州仪器看行业未来发展方向 占德州仪器营收百分比 行业研发投入情

36、况 2013 30% 12% 32% 2014 31% 13% 29% 2015 31% 15% 30% 2016 33% 18% 26% 2017 35% 19% 25% 2018 36% 20% 23% 工业 汽车 大幅增长 大幅增长 下降消费电子 通信设备模拟芯片略微上涨15%17%13%13%12%11% 企业体系 其他 平稳 平稳 6% 5% 6% 4% 6% 5% 6% 4% 6% 3% 7% 3% 资料来源：德州仪器、方正证券研究所34 向高电压、大电流发展 国际模拟芯片龙头逐渐从消费电子转向工业控制、汽车电子领域。一方面，消费电子、智能 家居的电源管理芯片毛利大约为40%，电动

37、汽车、工业控制领域的电源管理芯片大约为60%。 另一方面，电压越高，电流越大，设计难度越大，目前国产替代的主要领域在消费电子，因 此圣邦股份已经打入华为供应链中代替德州仪器等美系厂商。 图表：工业、汽车端设计难度大 高电压 大电流 工业控制 汽车电子 智能家居 消费电子 低电压 小电流 资料来源：晶丰明源招股说明书，方正证券研究所35 新能源汽车快速发展 中国是全球最大的新能源汽车市场，汽车电子产业有国产替代的肥沃土壤。我国的新能源汽 车市场占全球市场的一半以上，是全球最大的新能源汽车市场。根据ev sales数据，2019年 全球新能源汽车销量为215万辆，中国市场销量就达到了116万辆，中

38、国市场占全球比重达 54%。 国家政策大力扶持，2020年电动汽车出货量有望延续高增长的趋势。国务院于2016年11月 印发的“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知提出，到2020年，新能源汽车实 现当年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆。2019年国内新能源汽车出货为116万辆， 距离十三五规划2020年出货量目标有较大的距离。 图表：全球新能源汽车销量（万辆）图表：中国新能源汽车销量（万辆） 250140 120 100 80 200 150 100 50 60 40 20 00 20162017201820192016201720182019 资料来源：EV Sales，方正

39、证券研究所 36 智能化、电气化、自动驾驶引领汽车发展 汽车电动化后，半导体器件价值量上升。相较于传统汽车，新能源汽车在充电桩、电池管理、 车载充电、动力系统和舒适系统等方面对半导体器件有了新的需求。同时在DC/DC电源、中 变频器、发电机和车载电池方面产生了新的增量。其中全混合动力电动车和插电混合在中变 频器和发电机的价值增量较高。插电混合和纯电动车大部分都是以电力作为主要动力来源， 相较于轻混合动力和全混合动力，在车载电池上更多的增量。 图表：新能源汽车价值增量图表：新能源VS传统汽车 轻混合动力 全混合动力 插电混合 转化设备纯电动 电动车电动车 新能源汽车 DC/DC电源 $8M-$7

40、4M$50M-$144M 变 EP 电 池 管 理 车 载 充 电 动 力 系 统 舒 适 系 统 照 明 系 统 充 电 桩 速 箱 控 制 S 引 擎 控 AB $25M- 中变频器 转 向 助 $625M-$1126M $69M-$243M S系 $221M 统 制 发电机$303M-$751M $33M-$141M 传统汽车 车载电池 资料来源：集邦咨询、Yole、方正证券研究所 37 BMS是模拟芯片厂商新战场 锂电池组电机与控制 CPU 温度检测 BMS 充电 电流传感器 显示 负载 资料来源：ADI、方正证券研究所 38 BMS是模拟芯片厂商新战场 德州仪器和ADI的BMS业务逐

41、渐成为汽车端收入重要组成部分。除此之外，它们也拥有多种信息娱乐和汽 车安全产品组合。美信近一半的汽车端收入来自于信息娱乐，但只有15%的汽车端收入来自电源管理系统 （BMS）。 BMS是电池组稳定运行的核心。BMS管理输出、充放电，并在车辆运行期间对电池进行精确测量，同时提 供保护措施，防止电池受到损害。新能源汽车电池组是由多组独立的电池单元组成，这些电池单元稳定运 行才能为汽车提供最大的电力输出。如果电池单元之间失去均衡，电池的充电过程过早终止，进而会缩短 电池的总体寿命。因此BMS中电池管理IC提供了高度精确的测量，让车辆能够更安全地运行，且最大化每 次充电后的续航里程。 图表：德州仪器新

42、能源汽车布局方向 适于高效率直流快速充电的三相适于高效率直流快速充电的三相 SiC I（INV）电 力动力输入 系统 提升混动提升混动/电动汽车牵引逆变器电动汽车牵引逆变器 功率的新设计功率的新设计 B（BMS） 电池管理充 放电及精度 测量为车辆热管理提供保障的高精度为车辆热管理提供保障的高精度 温度传感设计温度传感设计 D（DC/DC） 板上电源管 理系统 O（OBC） 板上的充电 系统 资料来源：德州仪器、方正证券研究所39 智能化、电气化、自动驾驶引领汽车发展 20182025 燃油系统 转向器 13 -17 -33 -43 -35 27 轴39 33刹车 ICE234-250 -13

43、9变速器131 -26悬架25 25 -47车架46 -25气候控制 内景-147149 -244车身252 -86座椅92 -49车轮模拟 元件，如时钟、模拟-数字转换器(ADC)；微控制器 (MCUs)和数字信号处理器(dsp)等数字组件。在元 件集成封装后，将大幅缩减元器件尺寸。 图表：德州仪器毫米波解决方案 典型24 GHz解决方案Ti 毫米波解决方案 数字信号处理模拟前端毫米波集成SoC 前端MCUTX/RX天线 天线 PMIC MCU处理器 功率 FETVS 毫米波SoC LDO LDO 天线 功率 FET XTALPMICLDO 前端MCUTX/RX 资料来源：德州仪器，方正证券

44、研究所46 毫米波传输方兴未艾 24 GHz将被更高频代替。由于欧洲电信标准协会和美国联邦通信委员会制定了频谱法规和标准， 24 GHz的UWB将被淘汰。截至2022年1月1日，24 GHz超宽带将不再允许在欧洲和美国用于 工业用途。60 GHz频段的射频使用不受法规的限制，因此60GHz成为全球工业环境中雷达传感 应用的良好替代方案。60 GHz的使用将会使得波长变短。由于更长的波长需要更大的天线阵列， 但是，当波长变短时，可以使天线阵的尺寸减到最小，从而达到相同的性能。 图表：物体距离检测图表：高频缩小天线尺寸 EVM测出距离（m） 物体 1 10 20 30 40 60 80 120 1

45、60 卡车 汽车 摩托车 人 金属椅子 大型犬 硬币 资料来源：德州仪器，方正证券研究所47 模拟芯片在物联网价值链 核心：路由和光学 接入 安全 RedChalk ，方正证券研究所 48 资料来源： 工业4.0依靠传感器等多种模拟芯片 工业4.0重视五个领域包括软件可配置系统、云端连接、机器检测、系统安全以及机器人。软件可配置是将 数字、模拟的输入、输出口进行配置，减少设备重复投入使用。云端连接将设备联网，实现智能分析和控 制。机器检测更多依赖传感器，对设备运行状态检测，提高生产线运行效率，MEMS作为机器检测的核心， 正逐渐在物联网应用中发挥更多的作用。系统安全依靠隔离技术，给管理人员创造

46、安全操作空间。机器人 作为完整的运转体系，需要包括传感、电源管理、连接、信号处理等多种模拟芯片。 图表：工业4.0模拟芯片应用领域 现场仪器仪表温度控制器 温度变送器 功能安全 电磁流量变 送器 超声流量变 送器 过程控制和 工厂自动化 机器人和合 作机器人 压力变送器 差分压力流 量变送器 雷达液位变 送器 运动控制工业通信 运动控制 位置反馈 状态控制PLC和DCS 有线工业 接口 工业物联 无线技术 温度模拟 输入 群组隔离 模拟输入 通道间隔离 模拟输入 互连运动 数字隔离 电流反馈 工业通信 通道间隔离 模拟输出 群组隔离模 拟输出 资料来源：ADI，方正证券研究所 49 模拟器件提

47、升机器人能力 运动控制； 磁场传感器； 接口与隔离； 同步采样ADC 功能安全 精密ADC 末端执行器位置传感 有线连接 工业以太网； 接口与隔离器； 状态监控； 加速度计； 传感器； 运动控制； 隔离器； 检测故障 状态检测 精密ADC转换器 驱动/逆变器控制 3D飞行时间； 高性能信号处理技术； 雷达； 5G技术 惯性测量单元 环境感知传感 无线连接 ADI，方正证券研究所 50 资料来源： 5G三大场景定义万物互联时代 图表：5G需求增多图表：2G网络到5G网络，时延与速度的变化 时延（Ms）速度（Gbps） 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 14 12 1

48、0 8 6 4 2 0 2G3G3.5G4G5G 图表：3次信息浪潮驱动模拟芯片市场 第一次浪潮 第二次浪潮 第三次浪潮 1950s-1970s 1980s-2010 2010- 大型主机多人-1台设备 1人-1台设备 1人-多台设备 个人电脑 物联设备 资料来源：36氪、Skyworks、ADI、方正证券研究所 51 从“香农定律”看通信技术演进方向 资料来源：Yole、方正证券研究所 52 换机周期带动模拟芯片收入上升 图表：5年时间4G渗透率反超3G图表：模拟芯片各代手机收入拆分（百万美元） 2G3G4G3.5G手机2.5G手机3G手机4G手机2G手机 90% 80% 70% 60% 5

49、0% 40% 30% 20% 10% 0% 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 图表：IDC预测2020年5G手机出货量为1.3亿台图表：Yole预测2020年5G手机出货量为1亿台 2G/3G 4G 5G2G3G4G4G+5G sub 65G mmW 1,800 1,600 1,400 1,200 1,000 800 2,500 2,000 1,500 1,000 500 600 400 200 00 2018201920202021202220232018201

50、92020202120222023 资料来源：Strategy analytics、Bloomberg、IDC、Yole、方正证券研究所 53 5G带来手机市场量价齐升 5G手机出货量将逐步增加，带动零部件市场收入上升。2025年，5G手机出货量将达到15亿 台，接近2022年手机15.7亿台的总体出货量。5G时代，5G手机出货量的增加，类比2016年 开始4G手机给模拟芯片带来的收入增量，5G手机同样将会给模拟芯片市场带来量价齐升的空 间。 根据Tech Insights的数据，我们估算出5G手机增量将主要来自基带集成芯片、射频前端和结 构件部分。其中芯片将提供40美元的增量，和4G芯片比较

51、增加的约一倍。 图表：5G手机成本增加（美元）图表：模拟芯片手机端收入（百万美元） 4G 60 5G 100 17 增量 40 8.5 5 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 高端芯片 射频前端 储存器 散热 8.5 5055 121 相机56.5 10.5 5 62.5 11.5 10 6 电池1 天线&FPC 连接器 结构件 总计 5 10111 107.5 309 20 124.5 393.5 50 17 84.5 30 50 中端芯片 毫米波 资料来源： Tech Insights、IHS、Bloomberg、方正证券研究所54 5G带来价值量提

52、升（美元） AP/BP电池 其他 相机连接器屏幕易失性存储器 基板 非易失性储存器 混合信号 支撑器件 组装/测试非电子器件功率管理器射频组件传感器 600 500 400 300 200 100 0 S20+S10+5GS10+ 资料来源： IHS、方正证券研究所55 华为Mate 30 Pro基本采用国产芯片 厂商名称 海思 海力士 东芝 海思 海思 Cirrus Logic 海思 元器件型号 Hi3690 芯片功能 麒麟9905G处理器芯片 8GB 内存芯片 256闪存芯片 总价(美元) $100.00 $32.00 $36.00 $4.00 约合人民币 703.99 225.27 25

53、3.43 28.15 5.63 未知 M-CT14C922VE6002 Hi1103Wi-Fi/BT 芯片 功率放大器 音频放大器 Hi6D03 CS35L36A Hi6H12 $0.80 $0.503.52 LNA/RF 开关模块芯片 6轴传感器 气压计 射频前端模块芯片 多路调制器 LNA/RF 开关模块芯片 电源管理芯片 包络追踪模块 $0.251.76 InvenSense 博世 ICM-20690 BMP380 Hi6D22 $0.503.52 $0.805.63 海思$0.805.63 村田未知$1.6011.26 1.76海思Hi6H11$0.25 海思Hi6562$0.604.

54、22 3.52联发科MT6303P$0.50 矽致微SM3010OLED显示器的电源管理$0.151.05 海思 海思 Hi4605 Hi6526 未知 音频解码器 电源管理芯片 麦克风 $1.60 $1.10 $0.20 $0.20 $2.00 $0.80 $0.80 $0.80 $0.80 $0.80 $0.60 $4.00 $0.80 $0.25 $0.20 $0.50 $0.25 $1.80 $1.80 11.26 7.74 1.40 1.40 14.07 5.63 5.63 5.63 5.63 5.63 4.22 28.15 5.63 1.76 1.40 3.52 1.76 12.6

55、7 12.67 歌尔 AKM 海思 AK09918C Hi6421 Hi6422 Hi6422 Hi6422 PN80T BWL68 HL1506 Hi6365 未知 三轴电子罗盘 电源管理芯片 电源管理芯片 电源管理芯片 电源管理芯片 NFC控制芯片 无线收发芯片 电池管理芯片 射频收发器 海思 海思 海思 恩智浦 意法半导体 希荻微电子 海思 村田功率放大器 海思Hi6H12 Hi6H13 QDM2305 Hi6H11 未知 LNA/RF 开关模块芯片 LNA/RF 开关模块芯片 前端模块 海思 高通 海思LNA/RF 开关模块芯片 多路调制器村田 海思Hi6D05功率放大器 三星AMB6

56、53TJ016.53英寸AMOLED曲面屏$61.50432.95 豪威科技OV08A10 IMX600 IMX608 IMX316 IMX332 IMX516 IMX616 800万长焦 4000万长焦 4000万电影镜头 3D深感镜头 3D深感镜头 姿态感应器 3200万前置摄像头 $56.20395.64 索尼 索尼$16.50116.15 资料来源： IHS、方正证券研究所56 小米10芯片多数来自美系厂商 厂商 高通 高通 型号 SMB250 SDX55M 芯片功能 SoC 5G基带 国家或地区 美国 总价（美元） $81 约合人民币 ￥573 ￥177美国$25 美光MT62F1G

57、64D8CH-036WTRAM美国$35￥247 闪迪 三星 SDINEDK4-128G AMB667US01 ROM 屏幕 美国 韩国 $18 $61 ￥127 ￥431 S5KHMXSP OV13855 S5K3T25P SN100T LN8282 TCS3701 CS35L418 三星、豪威后置四摄韩国、中国$65￥460 三星 恩智浦 Lion 前置镜头 NFC控制芯片 30W无线充电电源芯片 光线距离传感器芯片 D类音频功放 韩国 荷兰 美国 奥地利 美国 $6.7 $0.8 $1.2 $0.5 $1.7 ￥47 ￥6 ￥8 ￥4 ￥12 AMS Cirrus Logic 高通 高通

58、 高通 高通 高通 博世 高通 高通 PM8009 PM8150A PM8250 PM8150B PM3003A BMP280 QET6100 PMX55 LSM6DS0 BQ25970 SDR865 QLN5040 QET5100 QCA6391 QM45391 QM42391 QM77040 QM77032 WCD9380 QPM6585 QPM5677 QPM5679 QLN5020 QDM2310 AK09918 电源管理芯片 电源管理芯片 电源管理芯片 电源管理芯片 电源管理芯片 气压传感器芯片 100MHz包络跟踪器 基带电源芯片 加速度计和陀螺仪芯片 电池充电芯片 射频收发器芯片

59、 低噪放 60MHz包络跟踪器 WiFi、蓝牙芯片 射频前端芯片 射频前端芯片 射频前端芯片 射频前端芯片 音频芯片 美国 美国 美国 美国 美国 德国 美国 美国 瑞士 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 美国 日本 $0.6 $1.8 $2.3 $1.8 $0.5 $0.8 $0.8 $1.2 $0.5 $0.4 $4.3 $0.4 $0.9 $3.7 $0.3 $0.3 $2.5 $1.8 $3.2 $1 ￥4 ￥13 ￥16 ￥13 ￥4 ￥6 ￥6 ￥8 ￥4 ￥3 ￥30 ￥3 ￥6 ￥26 ￥2 意法半导体 德州仪器 高通 高通 高

60、通 高通 Qorvo Qorvo Qorvo Qorvo 高通 高通 高通 高通 高通 高通 AKM ￥2 ￥18 ￥13 ￥23 ￥7 ￥7 ￥7 ￥3 ￥4 ￥1 射频功放芯片 射频功放芯片 射频功放芯片 低噪放 射频前端芯片 指南针芯片 $1 $1 $0.4 $0.5 $0.2 资料来源：集微网、方正证券研究所57 5G基站需求增长 5G基站天线集成无源、有源设备。4G和5G基 站之间最大的区别是天线设计的改变。4G系 统的天线单元是完全无源的，意味着它只能接 收和传输信号，不进行任何处理。无线电遥控 装置(RRU)负责信号处理。为了提高5G天线的 性能，满足不同频谱的需求，天线中加入了