2022年模拟IC行业深度分析报告

2022年模拟IC行业深度分析报告目录TOC\o"1-5"\h\z.模拟芯片：细分品类多，周期性较弱 3\o"CurrentDocument"简介：模拟信号产生、放大及处理的核心器件 4信号链 5线性产品 7转换器 8接口 10电源链 12DC/DC 14AC/DC 17电池管理 18驱动芯片 20\o"CurrentDocument"四大特性梳理 22产品生命周期长 22细分产品种类多 23特色工艺壁垒高 24设计更依赖经验 26\o"CurrentDocument"市场：周期性较弱，规模稳增长 27模拟芯片行业周期性相对较弱 27汽车和通信拉动模拟芯片需求 27汽车模拟IC:受益新能源车快速渗透 28通信模拟IC:受益信息网络基础建设 30\o"CurrentDocument"份额：格局较分散，国产化率低 33\o"CurrentDocument".复盘：研发、并购及销售是关键 35\o"CurrentDocument"德州仪器 35发展历程：逐步聚焦模拟IC 35以史为鉴：充分受益研发、销售及并购能力 37发展历程：产品结构不断调节 41以史为鉴：研发、销售、并购是公司持续发展核心 42\o"CurrentDocument"机遇：国内模拟芯片行业蓄势待发 42\o"CurrentDocument"国内厂商能力提升 42国内厂商产品品类逐渐齐全 42技术参数对标海外先进水平 44Fabless模式亦具高成长性 45\o"CurrentDocument"缺货加速国产替代 47才殳^^7乂...................................................................................48\o"CurrentDocument"风险提示 49图1:模拟IC是连接现实世界和数字世界的桥梁图2:2020年全球模拟芯片市场区域分布大陆占比高图图1:模拟IC是连接现实世界和数字世界的桥梁图2:2020年全球模拟芯片市场区域分布大陆占比高图3:模拟IC按照定制化程度划分，专用芯片占比高数据来源：IDC,前瞻产业研究院，国泰君安证券研究模拟ASSP(非PowerIC)标准PowerIC模拟ASSP(PowerIC)放大器数据转换转接口比较器数据来源：国际电子商情，IDC,国泰君安证券研究.模拟芯片：细分品类多，周期性较弱简介：模拟信号产生、放大及处理的核心器件集成电路可以简要分为数字IC和模拟IC两大类。模拟集成电路指由电阻、电容、晶体管等组成的用来处理连续函数形式模拟信号的集成电路.现实世界中的声音、光线、温度、压力等信息通过传感器处理后形成的电信号就是模拟信号，其幅度随时间连续变化。模拟芯片种类繁多，在当前的电子产品中几乎都有其身影，被广泛应用在消费电子、汽车、工业、5G等领域.与模拟芯片相对应的是数字集成电路,后者主要对离散的数字信号(0和1)进行存储和逻辑运算.DigitalWorldjIOIOIOOIC.111010010101110100101010011(1011000011001001010101001010CL0100101001011010101010010数据来源：ADICompanyPresentation,March2021500亿美金以上规模，大陆需求占比高.根据中商情报网、ICInsights数据，2020年全球集成电路市场规模达到3482亿美元，其中模拟IC市场规模约570亿美元，占据16%的份额.从区域分布情况看，中国大陆是最大的模拟芯片市场，2020年约为全球的36%,市场有近205亿美元的规模.按照定制化程度划分，模拟芯片可以分为专用型芯片（ASSP浜通用型芯片.据IDC数据，专用型芯片占据模拟芯片市场5成左右。顾名思义，专用型芯片的定制化程度更高，需要根据客户需求和特定电子系统对产品的参数、性能、尺寸进行特殊设计，相比于通用型模拟IC具有设计壁垒较高、毛利率也更佳的特点.对于专用型模拟芯片的划分通常依据其下游应用领域，包含通信、消费电子、汽车、工业等，其中每个领域又可进一步细化为线性产品、电源管理产品、接口产品等，以射频前端模块为代表的射频器件就属于典型的专用型模拟IC,占到专用芯片比重高。通用型芯片则属于标准化产品，适用于各种各样的电子系统，生命周期更长。设计壁垒相比于专用型芯片较低，但产品细分品类多、不同厂家间的可替代性强、客户相对分散。图4:模拟IC在集成电路中占据16%的价值量（2020年数据）数据来源：中商情报网，ICInsights,国奏君安证券研究从应用角度看，模拟芯片也可分为信号链路和电源管理两大类.其中电源管理芯片市场规模大于通用信号链路芯片.信号链信号链:信号链路是指一个系统中信号从输入到榆出的路径，主要针对模拟信号完成收发、转换、放大、过滤等功能.信号链模拟芯片主要包括：线性产品、转换器、接口、隔离器、RF与微波等.一条完整的信号链是指将自然界的声、光、电等连续信息通过采集（传感器）、处理（放大、缩小、滤波）、模拟/数字转换（ADC）转变为数字信号，经过系统处理（微处理器）后再转换为模拟信号（DAC）输出的整个过程.图5:图5:模拟芯片主要分为电源和信号链图6:模拟信号转换为数字信号的工作原理120-10080604020muni2016 2017120-10080604020muni2016 2017 2018 2019 2020E2021E2022E2023E・放大器和比较器■转换器产品■■接口产品 同比（％,右轴）数据来源：Javatpoint数据来源：Javatpoint表1：部分信号链芯片类别及用途类别用途运算放大器信号放大是最常见功能，通过运算放大器连接专用放大电路实现高边电流检测放大器专用于将高边电流转换成电压信号并放大的专用放大器线性产品滤波器按频率特性对信号进行过滤，并保留所需部分模拟开关通过控制打开或关闭来选择信号接通与否，或从多个信号中选择需要的信号比较器比较两个输入信号之间的大小输出0或1的结果转换器数模转换器DAC把模拟信号转换成数字信号模数转换器ADC把数字信号转换成模拟信号RS232接口用于电子系统间的数字信号传输，RS232标准是常用的串行通信接口接口产品RS485RS485接口标准适合多节点网络通信，在工控和通信系统中应用广泛LVDSLVDS接口以其速度快为特点，常用于短距离、数据量大、速度要求高的工业、电力和通信设备中RF与微波适用于信号收发类电路，应用于信息通信场景数据来源：思瑞浦招股说明书、艾为电子招股说明书，国泰君安证券研究图8:各类信号链产品中，转化器产品增速快图图8:各类信号链产品中，转化器产品增速快线性产品规模大，转换器产品增速快.从信号链芯片细分产品来看,2019年放大器和比较器占据最大份额39%,市场空间约为37亿美金，此前增速也快于转换器、接口两大类产品（市场空间分别约为36和25亿美金）。但ICInsights预测在2021-2023年间，转化器产品的年均复合增速接近9%,远高于放大器和比较器约5%的提升速度，预计到2023年转换器产品将占据信号链细分市场约41%,取代放大器和比较器成为最大份额产品。线性产品运算放大器是线性产品的基本构建模块之一.运放在其信号处理范围内,通常可以认为是线性器件，即增益不随信号的幅度变化而变化.运放可以结合外部电路器件实现信号的放大、求和、微分以及积分等数学运算。若再搭配晶体管等有源器件，可被设计成数模转换器、模数转换器、调制器、开关电容滤波器等多种核心信号链模块。表2:模拟芯片工艺对比，针对不同需求选用不同工艺工艺优点缺点用途Bipolar功率大、频率高、驱动能力强集成度低、无法满足LED驱动控制等芯片的应用需求RF、电源管理、高精度、高压领域CMOS集成度高、噪声低、功耗低、抗干扰能力强驱动性能差、频率低CPU、MCU、低功耗模拟IC、低电流运放等BiCMOS驱动能力强,功耗较低、集成度较高高成本RF电路、LED控制驱动、A/D.D/A.RF混合信号IC灯数据来源：《高增益低失调轨对轨运算放大器的研究与设计»,思瑞浦招股说明书、国泰君安证券研究根据《高增益低失调就对轨运算放大器的研究与设计》，运放可根据其制造工艺、输入输出信号类型以及性能指标等多个方面进行分类。根据制造工艺的不同，运放可以分为CMOS运放、BJT运放以及BiCMOS运放；根据性能指标的不同侧重，运放可以被划分为低功耗运放、高增益运放、高速运放以及精密运放等，从而满足不同场合的应用要求；根据输入输出信号的类型，运放可被划分为运算放大器、跨导运放、电流运放等.图9:放大器在信号链中的功能十分重要图10:基本差分运放电路原理ctsnxanmrxMiRADc图9:放大器在信号链中的功能十分重要图10:基本差分运放电路原理ctsnxanmrxMiRADc■A.W19SMUB数据来源：NationalInstruments数据来源：NationalInstruments转换器转换器主要包括ADC（模数转换）和DAC（数模转换）.转换器作为连接模拟世界和数字信号处理的桥梁，在信号链中有着十分重要的地位。按照功能划分，转换器主要分为ADC和DAC两种，其中ADC应用场景更加广泛。根据工业电子市场网报道，目前海外厂商（如ADI、TLMAXIM.MICROCHIP）占据ADC/DAC全球主要市场份额，ADI市占率约为58%,TI占比约为25%,MAXIM占7%,MICROCHIP占3%,基本没有国内企业的身影。此外，市场对高速ADC、DAC的需求快速增长，2018年，仅占6%出货量的高速数据转换器，创造了近50%的销售额.图11:图11:数据转换器在信号链路中的角色重要图12:ADC/DAC市场份额占比中，ADI占比高OTHERSMICROCHIP7%ADIOTHERSMICROCHIP7%ADI58%数据来源：《高速高精度数据转换器关键技术研究》 数据来源：工业电子市场网，国泰君安证券研究ADC产品应用十分广泛.ADC是物理与数字世界的重要媒介，被广泛应用于航天航空、通信、测量、医疗、消费电子、汽车电子等领域，其性能对整个系统影响显著。例如在无线通信系统的接收机链路中，ADC将经降频以及滤波处理后的基带、中频等信号转换为数字电路可识别、处理的编码信号.根据《高增益低失调轨对轨运算放大器的研究与设计》，其工作流程主要包括模拟输入、抗混叠滤波、采样/保持以及量化/编码四个步骤，采样过程是连续信号变成离散时间信号，量化过程将连续幅值转化为离散幅值，最后通过编码步骤，将量化电平变为逻辑代码。速度、精度、功耗是ADC性能最直观的体现.在实际芯片设计中，这三方面性能往往相互制约，需要在设计时对三种指标进行折衷，栖牲某些方面来突出其他方面.ADC速度指采样速率Fs（单位是每秒采样次数）；精度可以用SNDR来描述，理想状况下，ADC的位数越高，往往就会有更高的精度。在低速高精度的应用场景中，增量deltasigma较为合适.在中等采样率和采样精度的应用场景下，deltasigma、SARADC应用较为广泛。在对采样率要求高，对精度要求稍低的应用场景下，流水线（Pipeline）和FLASHADC较为合适。

图13:ADC工作流程包括输入、采样、编码等图13:ADC工作流程包括输入、采样、编码等图14:Pipeline和FLASH适用于高速场景io > . J-_' 1E«<M1.E-HI5LE+06LEQ7)E+081E+OT1.E+10LE+U采样/保持 量化/编码 Ban<h»dth|lU)数据来源：《高增益低失调轨对轨运算放大器的研究与设计》，国泰数据来源：《高增益低失调轨对轨运算放大器的研究与设计》君安证券研究DAC是数字信号到模拟信号的桥梁,主要应用于通信、视频和音频等领域.DAC由加权网络、开关网络、数字信号输入、参考基准电压、放大器构成，不仅仅是通信系统信号接收端的主要组成部分,也在家庭影院、车载音响、手机音频输出等领域发挥重要作用。具体而言：第一是高速DAC,主要被应用在射频领域，工作频率一般在几个GHz以上；第二是高精度DAC,具有很高的分辨率，领先产品位数达到20以上，主要被应用在音频领域；第三是兼顾高精度和高速的DAC,主要被应用在通信领域中.图15:DAC原理示意图%也叫b、图15:DAC原理示意图%也叫b、数据来源：《应用于DDS的数模转换器的研究与芯片设计》图16:DAC显微镜照片，芯片内部较复杂数据来源：《高速高精度数据转换器关键技术研究》据《应用于DDS的数模转换器的研究与芯片设计》报道,DAC的基本架构可以分为三种：电压式、电荷式以及电流式结构.电压式架构由电阻、开关、译码电路以及跟随器构成，结构相对简单，但抉点是由于电阻用量多，在版图中面积占比大，使得芯片面积过大。此外，由于不同开关连接的节点内阻有差异，导致延时时间不同，限制了其在高速场景的应用。电荷式架构由开关、电容以及跟随器等构成，由于主要由电容构成（静态电流流通小），其精度及功耗较为优异。但是当位数增加后，充放电时间会随电容数量的增加而增加，导致其转换时间较慢，主要被应用于低功耗场景。

此外，电压和电容结构需要接运算放大器，对运放处理速度亦提出较高要求，对于电流式结构而言，主要分为二进制加权电阻结构、R-2R结构以及电流舵结构。其中，电流舵结构是目前较为常见的DAC架构，具有非常高的速度、精度以及很小的面积，在高速高精度DAC中应用广泛。表3:DAC结构的优缺点对比，电流鸵结构在高速高精度应用场景应用广泛DAC类型优点缺点电压式结构单调性好面积大、建立时间长电荷式结构静态功耗小、精度高面积大二进制加权电阻结构速度快、寄生电容小匹配性差电流式结构 R-2R结构电阻匹配精度高功耗、毛刺大电流舵结构精度高、速度快、面积小失陪问题、输出阻抗有限数据来源：《应用于DDS的数模转换器的研究与芯片设计》，国泰君安证券研究接口接口类产品主要包括隔离器、收发器、数据缓冲器等，是电路间连接的桥梁.表4:隔离技术对比，数字隔离器数据传输能力更强指标光藕 一数字隔离磁耦容耦传输信号光信号磁场信号电场信号材料PolyimidePolyimide氧化硅耐压能力高高高数据传输能力传输速度慢快快集成度差高高温度范围受限宽宽数据来源：纳芯微招股说明书，国泰君安证券研究隔离器用于提升系统安全性，其中数字隔离器应用较为广泛.隔离器主要使两系统具有高的电阻隔离特性，避免电路在互相通信时受损，其中数字隔离器应用较为广泛。数据来源：IHSMarkit,国泰君安证券研究

图18:德州仪器ISOW7741电路图数据来源：T1图19:数字隔离器结构X射线形貌，用于提升系统安全性数据来源：《数字隔离器结构分析技术研究》光耦占比高，数字隔离器快速增长，2024年超过7亿美金.据《科学技术创新》报道，相比于光藕隔离器，数字隔离器主要采用电容隔离或者电感隔离，在寿命等指标上要显著优于光耦，主要被应用在工业电子等领域.通常而言，隔离器的设计、工艺壁垒往往较高.根据IHS报道，隔离器目前以光耦为主，数字隔离器市场快速发展，2024年有望达到7.67亿美金。数字隔离器格局来看，2020年ThSiliconLabs.ADI、博通、英图18:德州仪器ISOW7741电路图数据来源：T1图19:数字隔离器结构X射线形貌，用于提升系统安全性数据来源：《数字隔离器结构分析技术研究》下游应用看，数字隔离芯片主要应用于信息通讯、电力自动化、工厂自动化、工业测量、汽车车体通讯、仪器仪表和航天航空等场景.根据纳芯微招股说明书报道，带隔离驱动的电机、工业物联网和汽车电气化未来将进一步促进数字隔离类芯片市场发展。根据MarketsandMarkets的数据，2020年数字隔离类芯片在工业领域占比达28.58%,汽车电子占比达16.84%,通信领域占比达14.11%位列第三名。2026年工业领域、汽车电子领域和通信领域将分别占比28.80%、16.79%和14.31%。图20:2020年数字隔离类芯片下游应用工业为主图21:2026年数字隔离类芯片下游应用工业占比提升数据来源：MarketsandMarkets,纳芯微招股说明书，国泰君安证券研究图21:2026年数字隔离类芯片下游应用工业占比提升数据来源：MarketsandMarkets,纳芯微招股说明书，国泰君安证券研究多路复用器（MULTIPLEXER,也称为数据选择器）是一种通过将数据从多个输入行/流路由到一个输出行/流来将并行数据转换为串行数据的设备.多路复用器可使系统减小成本、降低复杂性、减少布线的使用和资源的共享.图23:4ini多路复用器真值表图22:4inl多路复用器电路图数据来源：MaltiBansal,etal.ATaxonomicalReviewofMultiplexerDesignsforElectronicCircuits&Devices,JournalofElectronicsandInformatics.A3Y00D0001D0110D0211D03数据来源：MaltiBansal,etal.ATaxonomicalReviewofMultiplexerDesignsforElectronicCircuits&Devices,JournalofElectronicsandInformatics.收发器产品种类众多.按照协议可划分为CAN、LIN.RS-485（符合TIA/EIA485,常用的多点系统通信接口标准之一）、RS-232（常用的串行通信接口标准之一）等系列，其中CAN和LIN在车载电子中应用广泛.相比于图22:4inl多路复用器电路图数据来源：MaltiBansal,etal.ATaxonomicalReviewofMultiplexerDesignsforElectronicCircuits&Devices,JournalofElectronicsandInformatics.A3Y00D0001D0110D0211D03数据来源：MaltiBansal,etal.ATaxonomicalReviewofMultiplexerDesignsforElectronicCircuits&Devices,JournalofElectronicsandInformatics.1.1.2.电源链图24:全球电源管理芯片市场规模快速增长（美金）数据来源：Frost&Sullivan,希荻微招股书，国泰君安证券研究图25:中国电源管理芯片市场规模快速增长（美金）250 r20%■"国内PMC市场规模（亿元）-YoY数据来源：Frost&Sullivan,希荻微招股说明书，国泰君安证券研究电源管理芯片市场校信号链更大.根据Frost&Sullivan统计,2020年全球电源管理芯片市场规模约328.8亿美元，2016-2020年CAGR为13.52%.随5G通信、新能源汽车等市场发展，电子设备数量及种类持续增长，带动电源管理芯片需求增长.国内来看，2020年中国电源管理芯片市场规模约800亿元人民币图24:全球电源管理芯片市场规模快速增长（美金）数据来源：Frost&Sullivan,希荻微招股书，国泰君安证券研究图25:中国电源管理芯片市场规模快速增长（美金）250 r20%■"国内PMC市场规模（亿元）-YoY数据来源：Frost&Sullivan,希荻微招股说明书，国泰君安证券研究电源链产品主要包括：AC/DC、DC/DC.电池管理、驱动芯片等.针对电子产品各部分正常工作电压不同，电源管理芯片对电池输出的固定电压进行升降压、稳压处理后，使其达到期望的电压值，以满足各个模块的供电需要.电源芯片根据应用场景差异，可单独使用或与外部电子元器件组合成模块从而实现电源转换的功能。表5:电源管理芯片应用及功能图26:图26:电源转换和管理策略示意图图27:德州仪器LM3881PMicC[ ♦DC/DCBuck-BoostConirulLogicDEVICE1C[ ♦DC/DCBuck-BoostConirulLogicDEVICE1应用用途AC/DC把交流转换成直流，功率流是双向的，当功率流从电源流向负载时称为“整流”，从负载返回电源时称为“有源逆变”；内含低电压控制电路及高压开关晶体管DC/DC升压/降压调节器，或称为开关电源、开关调整器PFC提供具有功率因数矫正功能的电源榆入电路；功率因数指的是有效功率与总耗电量的比值，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高LDO保证稳定的电压供给PWM/PFM为脉冲频率调制或/和脉冲宽度调制控制器，用于驱动外部开关线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET,从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的榆出电压，包括低压差线性稳压器LDO电源监控产品实时监控电源的状态，当不正常状态发生时，通知主控芯片采取安全措施热插拔控制IC免除从工作系统中插入或拔除另一接口的影响数据来源：EEfocus,圣邦股份招股说明书，国泰君安证券研究数据来源：TI官网数据来源：TI官网SolutionforBattery-FreeOperationofWirelessSensorNodes电源管理方案从分立向集中式演进.随着技术的发展，下游电子设备对于效率以及体积的要求不断提升，目前电源管理方案也在不断升级，集成度不断提升.

图28:电源管理方案向集成式演进SeMiOASo*U2mm**C*mpofwntC«uRtS7数据来源：Qorvo,芯语DC/DCDC/DC模块:DCDC模块包括的模拟IC种类主要为DC/DC开关电源、线性电源（主要是LDO）以及用于调制的PWM、PFM、PFC等.据《一种小功率隔离式DCDC电源控制器的研究与设计》报道，DC/DC的主要作用是将一组电参数直流电变换成另一电参数的直流电能。目前存在的DCDC电源芯片主要包含两种：一是线性电源，主要包括低压差线性稳压器（LDO）等；二是开关电源。两种DCDC对比如下表所示。其中，LDO主要被应用于降压稳压、输入电源隔离、滤波等。开关电源主要被应用于工作电压转换、隔离以及降噪等，相比于LDO其电路更加复杂，成本也相应更高.表6:DCDC线性稳压器和开关电源特性对比，开关电源更复杂特性线性稳压器开关电源优势电路简单，纹波小，噪声低，无EMI,结构简单易于集成效率高，电压范围宽，可榆出大电流，适用场合比较多，既能升压又能降压劣势输出电流较小，效率较低，适用场合少电路复杂，输出纹波大，有EMI问题数据来源：《一种小功率隔离式DCDC电源控制器的研究与设计》，CSDN,国泰君安证券研究图29:2026年DCDC市场规模超过70亿美金（单位：百万美元）--DC-DCSwitchingRegulators(YoY,RHS)—LinearRegulators(YoYRHS)数据来源：Yale,国泰君安证券研究

综合来看，DCDC产品市场规模有望达到76.7亿美金（开关DCDC+LDO）.根据Yble2021年的报道，开关DCDC产品2020年的市场空间为37.98亿美元，预计到2026年，这一规模将达到44.96亿美金。线性稳压器来看，2020年市场空间为27.13亿美元，预计到2026年，市场规模有望达到31.78亿美金。LDO电路结构较为简单.半导体行业观察报道，基本模拟LDO主要由运放、反馈和专用功率P沟道MOSFET实现，其中MOSFET的栅极电压由运放来控制.运放会持续比较电路的输出电压与参考电压，并实时调节MOSFET的栅极电压，从而实现稳定的输出电压。图30:图30:LDO电路示意图图31:buck电路示意图数据来源：Qorvo数据来源：Qorvo开关电源可以分为隔离式和非隔离式.根据变压方式，开关电源可以被分为隔离式和非隔离式，其中非隔离式DCDC电源转换效率更高，体积小，复杂度较低，基本拓扑主要包括降压（buck）、升压（boost）以及升降压型（buck-boost）等。隔离式DCDC电源通过变压器来实现电压的升降，抗干扰能力更强，安全性也更高，但通常体积较大，成本较高。图32:boost电路示意图图图32:boost电路示意图表7:非隔离式电源与隔离式电源优缺点对比，隔离式电源更复杂特性非隔离式电源隔离式电源优势转换效率高，体积小，设计复杂度低，成本低抗干扰能力强，容易实现升降压，安全性较高，容易实现多路输出，容易实现很宽的输入电压范围抗干扰能力差，不容易实现榆入榆出极性相同的升降劣势压转换，安全性较低，难以实现多路输出，难以实现转换效率低，体积大，设计复杂程度高，成本较高很宽的输入电压范围数据来源：《一种小功率隔离式DCDC电源控制器的研究与设计》，国泰君安证券研究PFC控制在开关电源中用以提高功率因数.功率因数（PF）指的是有效功率与总耗电量的比值，用以衡量电能被利用的效率.功率因数越大，表示电能利用率高.PFC控制器通过对输入电流波形进行调制，减小电流谐波并减小输入电压与基波电流的相位差，提升PF值。在开关电源DCDC中，PFC控制器主要用以调节电流和电压之间的相位差，减少功率损失。图34:LC滤波无源PFC变换器示意图 图35:单级有源PFC变换器工作示意图数据来源：《分段定占空比控制的DCMBuck/BoostPFC变换器研 数据来源：《分段定占空比控制的DCMBuck/BoostPFC变换器研究》,究》，国泰君安证券研究 国泰君安证券研究相比有源PFC,无源PFC调制效果更佳.根据《分段定占空比控制的DCMBuck/BoostPFC变换器研究》报道，目前PFC有两种，一种为被动式PFC（也称无源PFC）和主动式PFC（也称有源式PFC）,其中有源式PFC相比于无源PFC,能将PF值提升至0.97以上，从而拥有更好的调制效果。常见的Boost、Buck、Boost/Buck.Cuk、Sepic、Zeta.Flyback.Forward等各种DC/DC变换器都能用于有源功率因数校正.DC/DC开关电源调制主要包括PWM和PFM,由PWM、PFM或PWM/PFM控制器来实现.DCDC开关电源中核心功率开关器件的调制方式而言，常采用以下三种方式：1、脉冲宽度调试（PWM）;2、脉冲频率调制（PFM）;3、混合脉冲调制（PWM/PFM）。在不同应用中，要针对系统设计的要求，采用相应的脉冲调制方式，由PWM、PFM或PWM/PFM控制器来实现该功能。PWM方式：《PWM/PFM控制的Buck型开关电源设计》报道，当开关电源稳定工作时，PWM比较器榆出幅值恒定但占空比不同的脉冲来控制开关器件的状态，即为PWM脉冲调制方式.反馈电压与基准电压闭环负反馈调节，对PWM脉冲占空比进行调控，进而实现对系统输出电压的控制.PFM方式：当系统轻载时，PWM功耗大，为弥补PWM不足，PFM被提出。PFM调制方式有二：1,保持脉冲高电平时间恒定，调节低电平持续时间，来改变脉冲频率；2、保持脉冲低电平时间恒定，调节高电平的持续时间，来改变脉冲频率.PWM/PFM混合模式：该模式可以理解为是PWM和PFM的融合，即开关电源的脉冲宽度和频率均可以改变。图36:PWM依靠不同占空比脉冲进行调制数据来源：《图36:PWM依靠不同占空比脉冲进行调制数据来源：《PWM/PFM控制的Buck型开关电源设计》，国泰君安证券研究图37:PFM依靠不同频率进行调制数据来源：《PWM/PFM控制的Buck型开关电源设计》，国泰君安证券研究AC/DCAC/DC模块：AC/DC主要应用于消费、医疗、工业和过程控制、测量、半导体制造设备和国防等领域.例如在家电设备中，设备实现高效AC/DC转换可以显著减少能量损失，节约成本.在电动交通领域，高性能的AC/DC可以有效加快充电桩的充电速度。在AC/DC系统中，通常包含低电压控制电路及高压开关晶体管，从而将交流变换为直流.AC/DC开关包括隔离式和非隔离式两类.一般AC/DC开关电源包括隔离式和非隔离式两种类型，非隔离式AC/DC开关电源主要应用于电压较小的场景，常见的拓扑结构为buck降压型以及boost升压型。隔离式AC/DC开关电源应用更为广泛，主要被应用于高电压场景，如工业设备供电等，常见拓扑结构包括正激、反激、全桥、半桥、推挽等。表8:各种隔离型AC/DC开关电源特点电路优点缺点功率范围应用领域正激结构简单、元件少、容易驱动输出稳定变压器磁通工作在一个象限几百到几K各种中、小功率电源反激电路简单、成本低、容易驱动输出稳定变压器磁通工作在一个象限几到几十小功率电源

双管正激开关管耐压值低、二极管钳位实现变压器复位占空比限制为50%,需要很大的电感值几百到几K各种中功率电源变压器可以工作在两个结构复杂、高成本、开关管全桥象限，可以做到很大的有一定几率直通，电路榆出几百到几百K大功率电源功率不稳定变压器可以工作在两个半桥象限，无偏磁问题，成开关管有一定几率直通几百到几K工业级电源和供电电源等本低推挽双向磁励，损耗小，容易驱动有偏磁问题几百到几K低输入电压的电源数据来源:《中功率高效AC/DC开关电源设计》，国泰君安证券研究AC/DC中功能模块主要包括AD/DC转换器以及用于调制的PWM、PFM、PFC等.根据《低功耗AC/DC电源管理芯片的研究》报道，在完成交流到直流的转换时，首先给AC/DC开关电源榆入交流电压，通过整流单元后变成带有一定波动的直流电压（包含PFC电路等）;随后，将电压通过功率变换电路斩波成频率很高的脉冲电压；最后，通过输出回路的二次整流滤波最终变成稳定的直流电压.其中，保护（采样）电流作用是对榆出电压进行检测和采样，并将采样信号送入控制电路（包含PWM、PFM等）进行调制，控制功率管的驱动脉冲宽度，从而调整导通时间以使输出电压稳定。图39:AC/DC标准电源芯片产品种类多公司芯片产品数据来源：芯朋微招股说明书图38:一般隔离型AC/DC图39:AC/DC标准电源芯片产品种类多公司芯片产品数据来源：芯朋微招股说明书数据来源：《中功率高效AC/DC开关电源设计》，国泰君安证券研究电池管理电池管理系统（BMS）:BMS是电池与用户之间的纽带，主要对象为二次电池。一般而言，BMS要实现的功能包括：准确预估电池的核电状态、平衡单体电池、动态监测电池组工作状态等，需要一系列模拟、数字芯片密切配合，完成特定监测功能。

图41:电池管理方案框图图40:德州仪器公司的电池管理产品方案数据来源：T1图40:德州仪器公司的电池管理产品方案数据来源：T1图42:电池管理芯片规模预测，2020年约30亿美金（百万美元）BMICs BMICs(YoY,RHS)BMS中的模拟芯片主要包括充电管理IC、电池计量IC、电池安全IC等。电池安全IC负责监控电池状态，通过实时监测每节电池或电池包，避免出现过充、过放、过流和短路等故障。电图42:电池管理芯片规模预测，2020年约30亿美金（百万美元）BMICs BMICs(YoY,RHS)数据来源：Yole,国泰君安证券研究2020年BMICs市场规模约为30.23亿美金.根据Yble报道,2020年全球BMICs市场空间为30.23亿美金，未来受新能源汽车爆发拉动，2026年这一市场规模有望达到41.96亿美金.根据赛微微招股说明书披露，电池管理芯片的国产化率相比于电源管理芯片行业整体较低，预计在10%左右。

驱动芯片驱动芯片：驱动芯片介于主电路和控制电路间，通过放大控制电路的信号（通常是PWM脉冲）,使其能够实现对功率晶体管的驱动.按照应用领域，驱动芯片可以主要分为：电机驱动芯片、显示驱动芯片、音频功放芯片等。下游应用来看，2018年电机驱动芯片的占比最高，且至2023年都将保持占有率第一的地位。图43:2018图43:2018年电极驱动占全球驱动芯片出货比例高图44:2023年照明、马达、显示驱动占比提升数据来源：弗若斯特-沙利文，纳芯微招股说明书，国泰君安证券研究电机驱动芯片，47.40%数据来源：弗若斯特-沙利文，纳芯微招股说明书，国泰君安证券研究电机驱动芯片内往往集成CMOS控制电路和DMOS功率器件.电机驱动芯片可与主处理器、电机和增量型编码器三者组成共同运动控制系统.根据《高压N型数据来源：弗若斯特-沙利文，纳芯微招股说明书，国泰君安证券研究电机驱动芯片，47.40%数据来源：弗若斯特-沙利文，纳芯微招股说明书，国泰君安证券研究电机驱动芯片内往往集成CMOS控制电路和DMOS功率器件.电机驱动芯片可与主处理器、电机和增量型编码器三者组成共同运动控制系统.根据《高压N型DMOS全桥直流电机驱动芯片的研究与设计》，电机驱动芯片内部主要包括电源模块、高压电荷泵模块、功率管栅极驱动模块、模式控制模块、保护模块等。其中电源模块由LDO及带隙基准电压源组成，为后级低压模块提供稳定的供电电压。功率管栅极驱动模块包括栅极驱动电路以及高压DMOS功率管（可以被集成在芯片内部），其作用是提供栅极驱动电压和电流，DMOS功率管可以实现快速的关断和开启。模式控制模块主要将外部输入的逻辑信号转换为栅极控制信号，来分别控制电机的转向、速度等。保护模块的主要功能是提供过温保护、过流保护、欠压锁定、上电复位等.数据来源：TOSHIBA图46:DMOS全桥直流电机驱动芯片拓扑结构数据来源：《高压N型DMOS全桥直流电机驱动芯片的研究与设计》显示驱动芯片：往往采用标准通用串行亦或并行接口接受命令与数据，同时生成相应的电压、电流、解复用、定时信号，使显示终端呈现所需的文本或图像，主要包括LED驱动芯片、LCD驱动芯片等.显示驱动芯片应用十分广泛，主要涵盖智能手机、可穿戴、平板电脑等各类消费电子设备以及汽车、工业等具有显示功能的设备中.以LED驱动芯片为例，据《一种升压型DCDC恒流LED驱动芯片设计》报道，其芯片按照功能可以划分为多个子模块，包括偏置模块（提供参考电压和偏置电压）、误差放大模块、脉宽调制模块（如PWM模块）、驱动模块（前级驱动电路）、振荡器模块以及各种保护器模块等。图47:图47:德州仪器公司的车载LED驱动方案图48:德州仪器公司的LED驱动芯片电路原理图数据来源：TI数据来源：数据来源：TI音频功放芯片主要应用于媒体播放设备的音频信号放大,包括A类、B类、AB类以及D类等.音频功放芯片的功能是将来自音源或前级放大器输出的弱信号放大，同时实现对播放设备的驱动，产生声音信号，是多媒体播放设备的核心部件。根据《高效率无滤波的D类音频功率放大器芯片设计》，目前常见的音频功放芯片按照功率及放大效果主要可以划分为A、B、AB,D类芯片等.图49:D类功放芯片基本芯片结构数据来源：《高效率无滤波的D图49:D类功放芯片基本芯片结构数据来源：《高效率无滤波的D类音频功率放大器芯片设计》图50:相比A、B类芯片，D类芯片功率效率更高数据来源：《高效率无滤波的D类音频功率放大器芯片设计》其中A类功放芯片是完全线性放大的放大器，能耗较大，但失真度低;B类功放效率较高，但常产生跨越失真；AB类功放兼容了A类功放和B类功放的优势，效率比和保真度较为平衡，在汽车音箱中应用较为广泛。D类功放（也称为数字功放），通过MOSFET器件工作，相比于AB类功放效率更高（理论效率可以达到100%）。以D类芯片为例，其主要包括前置放大器模块、PWM调制模块、内振荡器模块、关断控制模块、门级驱动模块、偏置电路以及噪声消除模块等.表9:各类功率放大器比校，D类功率效率高种类失真度最大功率效率A类最低（输出完全从输入取得）25%线性 B类略高（由于交越失真导致）78.5%AB类尚可（消除交越失真）<78.5%（约50%）非线性 D类最高（输入信号调制所致）约100%数据来源：《高效率无滤波的D类音频功率放大器芯片设计》，国泰君安证券研究四大特性梳理模拟芯片和数字芯片相比，从设计、制造到产品价格、种类和生命周期都有较大差异，大致可以总结为4方面：1）产品生命周期长；2）细分品类更多；3）特色工艺壁垒高；4）设计更加依赖研发人员经验。现分述之：表10:模拟集成电路与数字集成电路对比，模拟集成电路产品生命周期更长项目模拟集成电路数字集成电路处理信号连续函数形式的模拟信号离散的数字信号技术难度设计门槛高，平均学习曲线10/5年电脑辅助设计，平均学习曲线3・5年设计难点非理想效应较多，需要扎实的多学科基础知识芯片规模大，工具运行时间长，工艺要求复杂，和丰富的经验需要多团队共同协作工艺制程目前业界仍大量使用0.18pm/0.13pm,部分工艺使用28nm按照摩尔定律的发展，使用最先进的工艺，目前已达到5-7nm产品应用放大器、信号接口、数据转换、比较器、电源管理等CPU、微处理器、微控制器、数字信号处理单元、存储器等产品特点种类多种类少生命周期一般5年以上1-2年平均零售价价格低，稳定初期局，后期低数据来源：思瑞浦招股说明书，国泰君安证券研究产品生命周期长模拟芯片自身迭代性质叠加供应链行为特点，决定了产品生命周期长,通常在5年以上.不同于数字芯片对算力和效率的追求，模拟芯片更加强调可靠性、稳定性和一致性，其迭代不受摩尔定律限制，因此产品能够保持更久的适用性而不被市场淘汰。此外，下游整机客户对于模拟芯片认证要求严格、认证周期较长，注重模拟厂商产品的多样性、齐套性和延展性.据艾为电子招股说明书的披露，客户对模拟芯片的认证周期为3-9月，从首次接触终端客户到销售的开发周期为1-3年.但是真正当厂商进入客户供应链后，客户替换供应商的意愿较低，相同的产品大

概率能够持续多年保证相对稳定的销售，平台型模拟公司还能通过向老客户推广新产品获得份额的提升。因而模拟芯片的生命周期更长，通常在5年以上、甚至到达10年，远高于数字芯片的1-2年。2021年3月，ADI在投资者报告会上表示，公司2020年50%以上的收入来自于10年前、甚至更早的产品。图52:ADI平均产品生命周期超过10年终端用户分类用户开发周期认证周期图52:ADI平均产品生命周期超过10年终端用户分类用户开发周期认证周期华为3年6・9个月主要小米1.5年6・9个月手机OPPO2年6・9个月用户vivo2年6・9个月传音1年36个月主要华勤1年36个月ODM闻泰1年3~6个月用户龙旗1年3~6个月图51:艾为电子客户开发与认证周期较长数据来源：艾为电子招股说明书，国泰君安证券研究FY20RevenuebyProductAge■>20yts010-20yrsQ5-9yrs■<5yrs〜50%ofADIrevenuetsdenvedfromproducts10yearsorolder数据来源：ADICompanyPresentation.March2021细分产品种类多模拟集成电路下游需求分散，每一细分赛道空间相对明确.对比数字芯片，模拟厂商下游客户分布相对分散，Intel第一大应用PC端的占比超过50%,而德州仪器的第一大应用需求——工业的占比仅37%。同时，TI2020年年报披露称，公司2018、2019年均没有单个客户收入占比超过10%,2020年也刚达到10%而已.与此对应，由于细分需求分散，即使是模拟芯片总市场规模已经达到570亿美元，细分为每一产品对应的子赛道空间却相对较小.伤”如，仅射频前端芯片就又可以细分为射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等，据卓胜微招股说明书的数据，2018年射频开关市场规模16.54亿美元、射频低噪声放大器市场规模14.21亿美元，空间相对明确.因此，对于模拟厂商而言，不断扩张产品种类以构建平台型公司，是获得成长的重要路径.图53:模拟行业下游需求校为分散（以TI为例） 图54:数字芯片下游需求相对集中数据来源：TI2020AnnualReport,国泰君安证券研究数据来源：Wind,国泰君安证券研究由于应用场景复杂且对性能的要求有所侧重，模拟芯片细分品类较多.不同应用场景对芯片性能提出了差异化的要求，导致产品考核参数繁多。例如，对于AC/DC电源芯片，其主要参数就包括供电电压、输出功率、导通电阻、封装技术等，车载充电器和家用充电器相比，也会更加注重效率、寿命和可靠性等指标。即便是类型相同的模拟IC也会因为个别参数不同而衍生出新的料号，造成整个模拟芯片市场细分产品较多.2020年，ADI有接近45000种产品，2021年达到75000SKUs,其中80%的收入来自于贡献不超过0.1%的产品。此外，德州仪器产品数目也有近80000项。对于国内公司，虽产品数目不及国际龙头，但增长趋势迅猛。据公司年报，圣邦股份2016年末仅16大类、800余款产品，栈至2020年末已扩张至25大类、1600余款产品，成长逾100%。〜80%ofrevenuederivedfromproductsthatindMdualycontnbute0.1%orless图55:ADI2020年共45000种产品，2021SKUs达到75000〜80%ofrevenuederivedfromproductsthatindMdualycontnbute0.1%orless〜50%ofrevenuederived

fromproducts10+

yearsoJd数据来源：ADIreports,March2021&September82021特色工艺壁垒高出于差异化定制需求和对性能提升的考虑，模拟芯片通常采用BCD特色工艺技术.BCD工艺由意法半导体在1986年率先研制，是一种将Bipolar.CMOS、DMOS集成在同一芯片上的单片集成技术“Bipolar可制备高精度器件、CMOS具有高集成特性、DMOS作为功率输出极具有高效率、高强度、高耐压等优点，而BCD能够有效集成三者优势，为模拟产品定制化需求提供制备技术基础。整合后的BCD能够大幅降低功耗，提高系统性能，降低成本，增加芯片的可靠性。图56:图56:电源管理芯片大多采用BCD工艺，高压往往在0.32pm工艺做2021-2026-PowerICvoltagerangebytechnology数据来源：Yble图57:BCD是Bipolar、CMOS.DMOS三者的结合数据来源：ST0.32pmBCD6/6sIBCD6SOFFLINE!图57:BCD是Bipolar、CMOS.DMOS三者的结合数据来源：ST0.32pmBCD6/6sIBCD6SOFFLINE!BCD6SSOI|gSQV-800V|■TaiTinii:Isolalxm： 0.16pmBCD8S-AUTOI BCDfisP IBCD8S-SOIiicIsolation(Caoaertne) : GalvanicIsolation(Capaolive)10WAvailable Prototyping Development图59:RESURF的耗尽层结构示意图AnodeCathode数据来源：BackgroundSurveyofPowerDevicesandRelatedIssues图58:BCD工艺演进图数据来源：srr近三十年来，BCD工艺已取得了极大的发展，从最初的4Nm制程，到现在对65nm的突破，线宽不断减小，但与标准CMOS工艺遵循摩尔定律持续追求线宽更小、速度更快不同，BCD工艺未来将向着3个方向分化发展：高压、高功率、高密度.1）高压BCD工艺主要适用于500-700V电压，其核心在于提高器件耐压，同时实现对电压的精确控制.通常而言为提高耐压需要更厚的外延层，导致横向扩散会消耗更多的硅片面积.根据《BCD工艺概述》介绍，为化解这一问题，1979年J.AAppels等人提出将RESURF（reducedsurfacefield,即降低表面电场）技术应用于横向DMOS中，利用轻掺杂外延层使得表面电场分布更加平坦，从而改善表面击穿特性，使得击穿发生在体内以提高器件的击穿电压。此外，高压应用需要更加复杂的数字电路对电压等级加以精确控制，因此高压BCD的技术难点在于光刻尺寸的减小。2）高功率BCD工艺主要用于电压范围40-90V、大电流、中等规模的控制电路中，例如汽车电子.其发展关键在于提高器件可靠性，同时最大程度的降低成本.参考《BCD集成电路技术的研究与进展》中的论述，以意法半导体的0.8pmBCD4为例，此类工艺中的DMOS器件占据管芯的较大面积，因此其发展关键是如何优化DMOS器件的结构以提高器件强度、降低导通电阻，同时降低控制电路的成本，而减小工艺特征尺寸并非其关注重点.3）高密度BCD是BCD工艺与标准VLSICMOS工艺的融合,代表了BCD工艺的主流方向，应用领域最广.高密度BCD耐压通常在5-50V之间，汽车电子主要为70V,高集成度能提高产品功能多样性，同时有效降低器件的体积和重量。典型的有意法半导体推出的0.6pmBCD5和0.35gmBCD6,高密度体现在两种工艺均集成了非易失性存储器.高密度BCD工艺的核心在于怎样在高光刻精度的CMOS平台实现DMOS器件，并使其达到最优性能.例如，传统DMOS工艺的长时间高温推阱工艺、VLSI（\feryLargeScaleIntegration,即超大规模集成电路）所需的特征尺寸减小工艺、以及薄栅氧层低抹陷要求之间并不兼容.为了实现BCD和VLSICMOS工艺的融合，BCD5、BCD6研发了一系列改善工艺，包括采用大角度离子斜注入技术减少热过程、提高光刻精度以增加沟道电流密度、使用5层Al/Cu金属互连以降低导通电阻、采用P7P+衬底改善寄生双极晶体管效应、应用自对准硅化物技术提高器件强度和速度等。高密度BCD工艺的发展方向是更小的光刻尺寸、更加模块化和灵活化的工艺步骤。所谓模块化是指将一些器件制成标准化模块，根据实际应用需求选用或省略该模块。采用模块化的开发方法有利于高效完成产品设计，从而快速满足市场持续增长的需求，同时保证性能、功能和成本达到最佳折中。高端BCD工艺壁垒较高，主要被欧美厂商所掌握.目前掌握高端BCD特色工艺技术的主要为欧美厂商，包括意法半导体、德州仪器、ADI等。东部高科等也属于BCD工艺第一梯队领跑者，与欧美IDM厂商差距已经很小，甚至在某些方面更加优秀.此外，中芯国际、华虹半导体、华润微等也在不断推出BCD工艺平台，华虹的第二代0.18微米5V/40VBCD工艺平台40VDMOS击穿电压达到52V,导通电阻也显著下降，达到该制程领先工艺水平。尽管如此，我们预计大陆厂商和国际最先进的水平仍然有1代工艺（3-5年）的差距.设计更依赖经验模拟芯片设计自动化程度低，辅助设计工具较少，更加依赖设计师的经验积累。数字芯片可以借助EDA等工具辅助设计，前期逻辑设计中LogicSynthesis和FormalXbrification的自动化程度较高，后期版图设计也可借助软件自动完成并优化，因此数字芯片设计门槛相对较低，平均学习曲线大约3-5年.但是模拟芯片可以借助的设计工具较少，需要工程师凭借设计经验完成逻辑设计和版图布局.此外，由于模拟芯片对寄生电容等敏感，不同应用场景下即使是同类型芯片的layout版图设计也需要进行调整。这也就造成模拟芯片设计门槛高、研发周期长，平均人才培养周期需要10-15年.因此，模拟IC设计

公司的核心竞争力就体现在研发团队上，公司能否持续扩品类很大程度上依赖于研发团队的规模和设计能力.统计国内模拟厂商2018-2020年研发人员数和公司营收数据，可以发现两者大致呈现正相关.图61:图61:模拟IC设计自动化程度低（颜色深自动化程度高）图62:国内模拟厂商研发人员数与公司营收呈正相关Q0 100 200研发人员数（人）•基邦股份 •芯朋微300 400•Q0 100 200研发人员数（人）•基邦股份 •芯朋微300 400•思瑞浦0505211ee)据•艾为电子 •卓胜崔数据来源：芯片天地数据来源：Wind,国泰君安证券研究数据来源：芯片天地市场：周期性较弱，规模稳增长模拟芯片行业周期性相对较弱周期性：行业周期性较弱，增长稳定性高.模拟芯片作为半导体子行业,其周期变化基本和集成电路行业相一致。但由于模拟芯片产品种类繁杂、分散，下游涉及市场广，各行业需求波动此消彼长、相互对冲，因此模拟芯片增长波动性弱于集成电路行业整体的波动性。根据WSTS.ICInsights的报道，2013年至2020年全球集成电路市场增速来看，模拟IC增速波动较小.图64:模拟IC增速高于整体半导体行业（2018-2023E）图图64:模拟IC增速高于整体半导体行业（2018-2023E）图63:模拟市场波动小于整体集成电路全球我字IC市Mtt•模（，匕关无）全*tt也IC市场规樵"C关五） 仝球集熊电*•地运（%, £1MSU，"C增连<%,*4*>数据来源：ICInsights,思瑞浦招股说明书，国泰君安证券研究数据来源：WSTS,ICInsights,国泰君安证券研究汽车和通信拉动模拟芯片需求成长性：模拟行业增速稳定，但不代表增长缓慢，相反，其增速高于集

成电路整体.WSTS的数据显示，从2013-2020年，全球模拟集成电路的销售额从401亿美元提升至570亿美元，年均复合增长率达到5.15%,而全球数字IC市场CAGR仅为4.66%、集成电路整体增速4.74%.据ICInsights预测，模拟集成电路2018-2023E的增长率有望达到7.4%,远超过整体市场增速6.8%,仅次于存储细分行业7.8%的年均复合增长率.图65:模拟IC下游应用中通讯占比高Communication.37.0%Computer.7.3%图66:全球新能源汽车出货量增速快数据来源：GGII,图66:全球新能源汽车出货量增速快数据来源：GGII,Ev-sales,前瞻产业研究院，国泰君安证券研究68%数据来源：ICInsists,国泰君安证券研究通信、汽车是重要应用领域，未来亦将拉动行业发展。按照下游需求划分，模拟芯片主要被应用于消费、通讯、电脑、汽车、工业等，其中在通信领域的销售额占比比较高，2020年达到37%,汽车电子以及工业占据22.5%和20.9%的销售额.根据ICInsights数据，未来汽车电子和通信占比有望进一步提升，成为拉动模拟IC需求的重要动力.汽车模拟IC:受益新能源车快速渗透随技术不断完善及全球政府的大力推进，新能源汽车未来有望保持较高增速：供给端来看。特斯拉等造车新势力通过打造全新的用户体验■及产品模式,倒逼传统厂商向新能源转型，形成良性循环，大量优质新能源车型被纷纷推向市场.需求端来看：购车群体对新能源车逐步产生认识叠加政府的大力推进，新能源汽车消费人群逐步起量.因此，新能源车未来有望逐步替代传统能源汽车，成为汽车市场增长的主要驱动力。图67:新能源汽车出货结构，纯电动超60%■纯电动■插混动力■氢数据来源：乘联会，前瞻产业研究院，国泰君安证券研究

2021年全球新能源车出货量快速增长.进入2021年后，全球出货量快速增长，截至2021年上半年，全球新能源车出货量超过250万辆，预计全年增速将超过50%。从出货结构看，纯电动和插混动力占据全球约99%份额，氢燃料电池汽车占比约为1%。分地区来看，中国是全球最大市场之一,2021增速校快.2020年，中国占据全球新能源汽车出货41.27%,欧洲这一份额为43.06%,二者是全球最大的新能源汽车市场。根据中商情报网报道，2021年1-9月，国内新能源汽车销量达到215.7万辆，预计全年销量有望达到260万辆，预计全年销量增速有望超过90%。从销售结构来看，国内纯电动车占据新能源汽车销量比重为81.6%,混合动力车占比为18.60%,氢燃料电池汽车占比仅为0.07%。销量增长有望持续，拉动上游汽车电子需求.随着技术的不断成熟与成本的显著下降，新能源汽车的用户体验得到了显著的提升，随着消费者需求不断释放，未来中国乃至全球新能源汽车销量将维持长期高速增长，行业进入高景气周期，预计2021-2026年的CAGR将接近30%。随着下游新能源汽车需求不断释放，汽车电子作为新能源车产业链的上游有望充分受益。图68:中国和欧洲是全球最主要市场数据来源：Ev-sales,前瞻产业研究院，国泰图68:中国和欧洲是全球最主要市场数据来源：Ev-sales,前瞻产业研究院，国泰君安证券研究图69:中国2021年新能源汽车出货增速预计超过90%数据来源：中商情报网，国泰君安证券研究模拟芯片是汽车座舱、动力、车身域的重要组成部分.根据nie的报道,当前每辆汽车包含10-100个模拟芯片，每种芯片的价值量约为1美金.根据江苏润石的报道，这些模拟芯片主要分布在座舱域、动力域以及车身域，对汽车的控制起到举足轻重的作用.随着电动车加速渗透，模拟芯片价值量提升,打开行业空间.根据英飞凌、strategyanalytics和IHSMarkit的统计数据，ICE（内燃车）内半导体价值396美元；而PHEV和BEV二者半导体价值量为834美元，显著高于传统燃油车，相比ICE的半导体价值量增加了约438美元。模拟芯片作为电动车动力域重要组成部分，单车价值量有望显著提升，打开行业空间。根据（Insights报道，2022年汽车电子在模拟芯片下游需求占比有望从2020年的22.5%上升至24.7%。:tedbyth1ComputingADAS(Camera)Ichippercarin60%ofcars28nmmostly〜$35perchipPowerdiscreteforxEV:tedbyth1ComputingADAS(Camera)Ichippercarin60%ofcars28nmmostly〜$35perchipPowerdiscreteforxEV10-30chipspercarin10%ofcars130nmto65nm<$SperchipI渔Alchipsforautonomy_£jI-2chipspercarin<1%ofcarsI4nmorbelow〜$150perchipLowimpactofthechipshortage图70:每辆汽车包含10-100个模拟芯片ImagesensorsI-10chipspercarin60%of90nmto28nm〜$10perchipMicrocontrollers15-80chipspercarin100%ofcarsl30nmto45nm〜$1perchipAnalogcomponents10-100chipspercarin100%ofcarsl80nmto65nm〜$1perchip数据来源：Yole图1:BEV中半导体价值量显著提升图2:汽车电子成为拉动模拟芯片需求主要动力Full&Plug-inHybridsandBatteryElectricVehicles数据来源：ICInsights,国泰君安证券研究数据来源：英飞凌，Strategyanalytics,1HSMarkit1.1.2.2.通信模拟IC:受益信息网络基础建设“十四五”数字经济发展规划有望加快信息网络基础设施建设,推动通信设备市场持续增长.2020年，我国数字经济核心产业增加值占GDP比重达到7.8%,为经济发展提供了强劲支持。目前，我国已建成全球规模最大的光纤和4G移动通信网络，5G网络建设和应用也在加速推进.2020年，我国宽带用户普及率显著提升，光纤用户占比超过94%,移动宽带用户实现108%的普及率，互联网协议IPv6活跃用户数达到4.6亿。“十四五，，数字经济发展规划的实施，将持续推动5G商用部署和规模应用，同时加快6G技术的研发力度，实现信息网络基础设施的优化升级。

图73:“十四五”数字经济发展主要指标指标 2020年 2025年 属性数字经济核心产业增加值占GDP比重（%）7.810预期性IPv6活跃用户数（亿户）4.68预期性千兆宽带用户数（万户）6406000预期性软件和信息技术服务业规模（万亿元）8.1614预期性工业互联网平台应用普及率（％）14.745预期性全国网上零售额（万亿元）11.7617预期性电子商务交易规模（万亿元）37.2146预期性在线政务服务实名用户规模（亿）48预期性数据来源：《国务院关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知》，国泰君安证券研究2020年全球通信设备市场规模达到925亿美元，中国运营商份额超40%.据DelTOroGroup数据，随着无线接入网（RAN）和移动核心网络在内的多个无线领域的强劲增长，以及宽带接入和消费电子展（CES）的温和驱动，预计2021-2027年全球通信设备市场将以4%左右的速度稳步增长，在2027年达到1217亿美元的规模。从主要供应商来看，华为的市场份额显著领先于行业第二，2020年达到了30.8%的市占率.此外，即便是在贸易摩擦的背景下，华为、中兴两家中国通信设备供应商的市场份额仍逐年上升，2020年实现了超越40%的市场份额。图75:国内通信设备主要供应商市场份额高图74:全球通信设备市场规模超图75:国内通信设备主要供应商市场份额高数据来源：Dell'OroGroup,前瞻产业研究院，国泰君安证券研究数据来源：Dell'OroGroup,前瞻产业研究院，国泰君安证券研究图76：通讯设备系统应用框架比阡P0NKCPE

光学模块文战机JtMWLAN同美（xDSL/ntt）—讦制解调M<tWDSL/GFAST）光纤网络馋埼紫五（ONT>'及梃中心内互&（长金网络,本•下）一✓«1梃中心角年互R（地铁），氐站网关路由3_'幢心路由A一边锋”由器/小叁企dUt由8✓E9®和分攵文彼九一/It据中7攵接机小型金建文模机一✓WLAN/WkFiM人A无线基N设施4UI传*系统*B4E小叁峰H蠹站,中鲤站（AAS）6号单七（B8U।宏述线尤段电单元（RRU）多发人边爆计算（MEC）/室内阈程宣扑田程单七模拟芯片在通信设备系统中有着广泛应用*一套完整的通信系统包含了从信号链到电源链的多种模拟芯片，对设备的正常运行发挥着重要作用.据TI官网，模拟芯片在通讯领域的应用可以分为四大类型，分别是宽带固定线路接入、数据通讯模块、有线网络和无线基础设施。1）宽带固定线路接入：以调制解调器为例.从特性上看，该系统需要克服和适应各种信号条件，同时要具备出色的外机接口（EMI）,失真性能以及较低的功耗。结构决定性能，从其元器件构成上看，该系统的非隔离负载点（PoL）电源、测序和监控部分、LED控制部分均用到了大量的电源管理芯片，包括升/降压转换器、线性稳压器LDO、负载开关、驱动芯片和端口控制器等。在DSL宽带、以太网接口、USB等部分，线性产品如放大器、接口收发器等模拟IC也发挥了重要作用.图77:宽带固定线路接入（以调制解调器为例）EZZIImI数据来源：TI图78:数据通信模块（以光学模块为例）图77:宽带固定线路接入（以调制解调器为例）EZZIImI数据来源：TI图78:数据通信模块（以光学模块为例）iiiiz七二：数据来源：TI2）数据通信模块：以光学模块为例。这类通信设备主要是指高宽带数据通信的光收发器，通常需要更低的功耗以抑制模块升温，同时也需要通过精确调控激光二极管进而实现对榆出功率的调节.值得一提的是，在数据通信光模块的4个重要部分（PhotoDiodeBias,MeasurementFeedback,SerDesClockDataRecovery&LaserDriver,ExternallyModulatedLaserElectroAbsorptionBias）,都有精密ADC.DAC的应用以完成模数、数模转换。3）有线网络：以WLAN/Wi-Fi接入点为例，其主要用于高速网络连接的千兆位以太网链路，具有微控制器、符合802.11标准的射频（RF）收发器。其应用到的电源链模拟芯片包括PWM控制器、隔离式DC/DC转换器、升/降压转换器和线性稳压器LDO等，信号链模拟IC包括RS-232收发器、ESD和浪涌保护IC等.图79:有线网络（以WLAN/Wi-Fi接入点为例）图80:无线基础设施（以小型蜂窝基站为例），理二注,_-HEZ3|数据来源：TI数据来源：数据来源：TI4）无线基础设施：以小型蜂窝基站为例，其具有宽带宽和多频带操作的高度集成模拟前端器件，通过分组接口实现网络同步，可在高环境温度下实现高密度电源管理。具体而言，仅在RFfrontend&poweramplifier部分，就使用到了电源管理、ADC/DAC转换器、运算放大器、数字/模拟温度传感器这四大类.由此可见，通讯设备几乎囊括了所有模拟IC细分子类，包括信号链和电源链.随着5G移动网络建设的加速推进，模拟芯片在通信领域的市场仍将不断被开拓。根据ICInsights报道，模拟IC下游中，通信行业占比将从2020年的37%提升至2022年的37.5%.图81:通讯成为拉动模拟IC行业增长的主要驱动力（占比提升）数据来源：ICInsights,国泰君安证券研究1.4.份额：格局较分散，国产化率低模拟IC市场以TI为龙头厂商，整体市场份额相对分散.根据ICIns朝ts官网披露数据,2020年模拟集成电路行业龙头厂商TI的市占率达到19%,

其次为ADI市场份额9%,之后各公司的市场份额均不超过7%,CR5仅48%,整体市场份额相对分散。图82:TI为模拟行业龙头，市占率达到19%（2020年）图83:2015年后，市场集中度有所上升数据来源：ICInsights,国泰君安证券研究数据来源：图83:2015年后，市场集中度有所上升数据来源：ICInsights,国泰君安证券研究从行业发展来看，市场集中度有所上升，从2015年以来，CR10,CR5均上升7%.CR10从2015年的56%上升至2019年67%,增加近11个点，2020年略有下降至63%。行业集中度的上升主要来自于除TI以外的厂商，销售额位列2-5厂商市场的份额上升解释了绝大部分行业集中度的提高，TI的市占率仅提升1%,而剩余厂商的市场份额合计没有发生变动。行业格局相对稳定，前五大厂商名单近年来未曾发生变动.根据ICInsights数据，从2014年到2020年，销售额前5的厂商名单没有发生变动，分别为ThADLSkyworks>Infineon和ST。排名前10的厂商名单仅1家LinearTechnology由于被ADI收购而退出名单。图84:2013-2018中国模拟集成电路市场规模快速增长数据来源：ICInsights,思瑞浦招股说明书，国泰君安证券研究数据来源：中国半导体协会，前瞻产业研究院，国泰君安证券研究目前，模拟行业前十大厂商均为美欧日.从2020年销售额排名前十的厂商可以看出，TI、ADI.Skyworks>NXP.ONSemi.Microchip.Maxim为美国厂商，英飞凌、意法半导体为欧洲厂商，Renesas为日本厂商，图84:2013-2018中国模拟集成电路市场规模快速增长数据来源：ICInsights