数模转换器行业投资潜力及发展前景

数模转换器行业投资潜力及发展前景

信号链芯片：受益于新技术和下游应用，规模稳步增长信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁。完整信号链的工作过程为：从传感器探测到真实世界实际信号，如电磁波、声音、图像、温度、光信号等，并将这些自然信号转化成模拟的电信号，通过放大器进行放大，然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号，经过MCU或CPU或DSP等处理后，再经由DAC还原为模拟信号。信号链是电子设备实现感知和控制的基础，是电子产品智能化、智慧化的基础。受益于较长的生命周期和较分散的应用场景，信号链模拟芯片市场发展态势良好，行业规模稳步增长。信号链模拟芯片随下游发展一同演进，朝小型化、低功耗和高性能方向发展。ICInsights的报告显示，全球信号链模拟芯片的市场规模将从2016年的84亿美金增长至2023年的118亿美金，16-23年复合增长率约5%。其中，放大器和比较器、转换器产品是市场规模占比最高的两类，合计约占信号链模拟芯片市场规模的75%。多因素驱动模拟芯片市场成长全球集成电路市场规模持续扩大，中国市场发展快速。根据Frost&Sullivan统计，2020年全球集成电路市场规模为3，546亿美元，伴随着以新能源汽车、5G、AIoT和云计算为代表的新技术的推广，集成电路产业将会迎来进一步发展，预计2025年将达到4，750亿美元，复合增长率约为6%。2020年中国集成电路行业市场规模为8，928亿元，同比增长18%。随着消费电子、汽车电子、工业控制、医疗电子等市场需求的不断提升，中国集成电路行业发展快速，未来五年将以16%的年复合增长率增长，至2025年市场规模将达到18，932亿元。模拟芯片全球市场规模稳步扩张，中国为其最主要的消费市场。因其使用周期长的特性，模拟芯片市场增速表现与数字芯片略有不同。根据Frost&Sullivan统计，2021年全球模拟芯片行业市场规模约586亿美元，中国市场规模约2731亿元，占比七成左右，中国为全球最主要的消费市场，且增速高于全球模拟芯片市场整体增速。预计2025年中国模拟芯片市场规模将增长至3340亿元，20-25年复合增长率为6%。模拟芯片下游各细分市场快速扩大，通信市场规模最大，通信、汽车占比进一步提升。根据ICInsights统计，专用模拟芯片的下游市场主要包含通信、汽车、工业、计算机、消费电子等领域。通信是专用模拟芯片最重要的下游市场，包含手机、网络及通讯设备等，2022年全球市场规模为262亿美元，占整个模拟芯片市场的32%。汽车是专用模拟芯片增速最快的下游市场，22年增速为17%，2022年市场规模为137亿美元，位居第二。集成电路设计行业发展趋势（一）新兴应用引领集成电路设计行业新发展集成电路设计行业下游应用领域广泛。一方面，消费电子、汽车电子以及智能终端等集成电路应用的重要领域升级换代进程加快，促进了集成电路产业链的持续扩张，有利于集成电路设计行业的需求规模持续增长。另一方面国内人工智能、大数据、物联网、云计算、5G等新一代信息技术的蓬勃发展极大丰富了集成电路的应用场景和细分领域，尤其是随着新一代信息技术深入应用，在移动智能终端、物联网、汽车电子等新兴领域的应用需求拉动下，将推动新一轮的消费升级，将催生大量芯片产品需求，并有望成为推动集成电路产业发展的新动力，为集成电路设计企业带来新的发展机遇。（二）我国集成电路设计业占比不断提升，产业结构不断优化我国集成电路市场保持快速发展，集成电路设计业的销售额在整个产业中的占比不断提升。我国集成电路市场规模从2013年的2，509亿元，快速上涨至2021年的10，458亿元，年均复合增长率为19．54%；集成电路设计业销售收入从2013年的808．8亿元增长到2021年的4，519亿元，年均复合增长率为23．99%，高于集成电路整体产业增速，且集成电路设计占行业比重由2013年的32．24%增加至2021年的43．21%，产业结构趋于优化。（三）自主可控将为国内集成电路设计企业提供新机遇我国集成电路设计产业总体处在发展初期，集成电路自给率较低。根据中国半导体行业协会公开数据，2021年中国进口集成电路6，354．8亿块，同比增长16．92%，进口金额4，325．54亿美元，同比增长23．59%；出口集成电路3，107亿块，同比增长19．59%，出口金额1，537．9亿美元，同比增长31．90%，进口的集成电路在数量和金额上均远超出口，且出口的芯片以中低端为主，当前集成电路国产化需求强烈。当前我国集成电路设计以中低端芯片为主，在中高端芯片市场，国内自主研发能够可替代产品相对较少，国际贸易摩擦已经突显了自主可控的重要性，国内集成电路行业仍有较大的市场空间，未来随着集成电路自给率提升，将为我国集成电路设计产业带来新的发展机遇。模拟集成电路市场格局2020年，我国模拟集成电路行业市场规模约为2，504亿元，2016年至2020年年均复合增长率约为5．85%。随着新技术和产业政策的双轮驱动，未来我国模拟集成电路市场将迎来发展机遇，预计到2025年，我国模拟集成电路市场规模将增长至3，340亿元。随着计算机与微电子技术的发展，国外厂商经历了分立元件、混合集成电路、模拟单片集成电路以及数字单片集成电路四代产品，国内企业目前已完成了传统轴角转换模块向混合集成轴角转换器的全面替代，部分企业在模拟单片集成电路以及数字片集成电路达到了国际先进水平。但由于我国起步较晚，仍与国外厂商有一定的差距。角转换器作为运动控制的核心测量元件，技术发展路线主要包括高灵敏度、高转换精度高可靠性、高集成度等，产品逐渐从模块化的轴角转换模块向单片集成的轴角转换器转变。集成电路行业基本情况集成电路是采用特定的制造工艺，将晶体管、电容、电阻和电感等元件以及布线互连，制作在若干块半导体晶片或者介质基片上，进而封装在一个管壳内，成为具有某种电路功能的微型电子器件。相对于传统的分立电路，集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性强、性能好、成本低、能耗较小、故障率低、便于大规模生产等优点，并在各领域得到广泛的应用。集成电路产业作为信息技术产业群的基础和核心，已成为关系国民经济和社会发展的的战略性、基础性和先导性产业，是转变经济发展方式、调整产业结构、保障国家安全的重要支撑，也是培育和发展战略性新兴产业、推动信息化与工业在集成电路技术进步基础上的全球信息化、网络化和知识经济浪潮，进一步提高了集成电路产业的地位。（一）集成电路的分类模拟集成电路是主要用来产生、放大和处理连续性的声、光、电、电磁波、速度、温度和湿度等自然模拟信号的集成电路；数字集成电路主要用来运算、存储、传输、转换和处理离散的数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号，如电学1和0信号）的集成电路。与数字集成电路相比，模拟集成电路具有设计门槛高、产品种类复杂、工艺制程要求低和生命周期长等特点。（二）集成电路产业链集成电路产业链包括集成电路设计、制造、封装测试等环节，各环节均具有独特的技术体系及特点，现已分别发展成独立、成熟的子行业。集成电路设计处于集成电路产业链的前端，是根据终端产品市场的需求设计开发各类芯片产品，通过架构设计、电路设计和物理设计，将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的设计版图，集成电路设计是后续集成电路制造环节的基础，其设计水平的高低直接决定了芯片的功能、性能及成本。集成电路制造是通过版图文件生产掩膜，并通过氧化、光刻、掺杂、溅射、刻蚀等制造工艺过程，将掩膜上的电路图形复制到晶圆基片上，从而在晶圆基片上形成具备特定功能的集成电路，其技术含量高、工艺复杂，在芯片生产过程中处于至关重要的地位。集成电路封装是将加工完成后的晶圆切割、焊线、封装，保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤，增强芯片的散热性能，实现电气连接，确保电路正常工作；集成电路测试主要是对封装完毕的芯片产品的功能、电参数和性能进行测试，以筛选出不合格的产品，并通过测试结果来发现芯片设计、制造及封装过程中的质量缺陷，测试合格后，芯片成品即可使用。集成电路设计行业概况（一）全球集成电路设计行业发展概况从集成电路产业链整体看，集成电路设计领域处于产业上游，具有轻资产的特征，毛利率较高，且具有较高的技术壁垒，需要投入大量高端专业人才，以及长时间的技术积累和经验沉淀。集成电路设计行业的发展情况受下游市场需求的驱动较为明显，近年来，随着全球集成电路产业的快速发展，全球集成电路设计行业总体呈现增长态势。根据ICInsights数据显示，全球集成电路设计产业销售额从2013年的792亿美元增长至2021年的1，777亿美元，年均复合增长率约为10．63%。目前，全球集成电路设计市场较为集中。据ICInsight统计，2021年全球Fabless模式芯片设计企业的总销售额占全球半导体市场总销售额的34．8%。其中，从地区分布来看，销售额排名前三的依次为美国、中国台湾及中国大陆，销售额占比分别为68%、21%及9%，而IDM模式芯片企业销售额排名前三的依次为美国、韩国和欧洲，销售额占比分别为47%、33%和9%。总体看来，美国在全球芯片设计行业仍处于主导地位。（二）中国集成电路设计行业发展概况我国的集成电路设计产业虽起步较晚，但在宏观经济稳步增长、下游市场持续拉动以及政策扶持不断加码等有利因素的驱动下，已成为全球集成电路设计行业市场增长的主要驱动力。从产业规模来看，我国集成电路设计行业始终保持着持续快速发展的态势，销售额从2013年的808．8亿元增长至2021年的4，519亿元，年均复合增长率约为23．99%。随着集成电路设计行业的发展，我国IC设计企业的数量逐年增加，根据中国半导体行业协会集成电路设计分会的公开数据，截至2021年12月，我国IC设计企业数量为2，810家，较2020年增长26．69%，同时国内大陆也涌现出一批技术水平较高、本土化程度高、专注于细分市场领域的优质IC设计企业，圣邦股份、紫光展锐等设计企业已具备国际竞争力。未来，随着产业政策、下游市场的持续向好，我国集成电路设计行业的市场规模有望进一步扩大。从产业结构来看，随着我国集成电路产业的发展，IC设计、IC制造和封装测试三个子行业的格局正在不断变化，我国集成电路产业链的结构也在不断优化。根据中国半导体行业协会数据，2013年-2016年，我国集成电路设计行业的市场规模在行业中的占比从32．24%增长至37．93%，于2016年首次超过封装测试行业，成为市场规模占比最高的细分领域。2021年，我国集成电路设计行业的市场规模为4，519亿元，占集成电路产业整体市场规模的比例提高至43．21%，产业链结构进一步优化。全球模拟集成电路产业发展概况根据WSTS统计数据，2018年度全球模拟集成电路行业的市场规模为587．85亿美元，较2017年度同比增长10．8%。2019年受宏观经济下行和短期供给过剩的双重影响，市场规模有所回落，下降至539．39亿美元。在经历2019年行业景气度短暂下滑后，2020年起全球模拟集成电路行业逐步回暖，根据WSTS估计，到2022年全球模拟集成电路行业市场规模将增长至792．49亿美元，2020年-2022年年均复合增长率为19．33%。随着5G通信、物联网、人工智能等高新技术产业的迅速崛起及所带来的产业革命，越来越多的电子产品将步入人们的日常生活，在巨大市场需求的推动下，未来模拟集成电路行业有望迸发出更为旺盛的生命力。目前，模拟集成电路全球市场份额集中于部分国际巨头。根据ICInsights数据统计，2020年全球前十大模拟集成电路供应商依次为德州仪器、亚德诺、思佳讯、英飞凌、意法半导体、恩智浦、美信、安森美半导体、微芯、瑞萨电子，合计占据全球市场约63%的市场份额。其中，德州仪器占全球的市场份额比例为19%，为行业的龙头企业，其拥有上万种芯片产品型号，涵盖各大应用领域。行业发展态势及面临的机遇与挑战（一）面临的机遇集成电路是国民经济的战略产业、支柱产业，为推动集成电路产业发展，我国地方政府推出了一系列鼓励和支持集成电路产业发展的政策，为产业的发展营造了良好的政策环境。比如2018年政府工作报告，将集成电路排在实体经济第一位置，足见政府对集成电路支持力度之大，北京、上海、深圳、青岛等各地方对集成电路产业较为重视，在政策、资金、人才方面都给予大力支持。除了政策支持，国家推动成立了集成电路产业投资基金，该基金由国开金融、中国烟草、亦庄国投、中国移动、上海国盛、中国电科、紫光通信、华芯投资等企业于发起，重点投资集成电路芯片制造业，兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业，实施市场化运作和专业化管理。根据公开资料，国家集成电路产业投资基金一期已经投资完毕，总投资额为1，387亿元，累计有效投资项目达到70个左右，投资范围涵盖集成电路产业上下游各个环节。国家集成电路产业投资基金二期已经于2019年10月22日正式设立，注册资本为2，041．5亿元，投资覆盖设计、制造、封测、材料、设备等环节的同时，更侧重投入到更薄弱的设备和材料两大环节。除了国家集成电路产业投资基金，各路产业资金也纷纷投向集成电路领域，进一步推动了行业发展。随着以大数据、人工智能、云计算、物联网等为代表的新一代信息技术飞速发展，智能化成为社会生产生活中的主流趋势，新兴领域的兴起与发展加速了智能化进程。集成电路作为产业智能化进程中必不可少的关键电子部件，是新产品智能化功能实现的基础平台，也是物联网等新技术应用的核心载体。集成电路技术改变着人类的生产与生活方式，成为社会信息化的引擎。模拟集成电路作为集成电路的子行业，贯穿于生产生活的各个领域，并在不断发展和革新，模拟芯片产品广泛应用于通信、汽车、智能家居、消费类电子等领域。根据ICInsights相关数据，受益于信息网络基础建设和新能源汽车行业快速渗透，未来通信和汽车电子占比有望进一步提升，成为拉动模拟芯片需求的重要动力。同时，随着物联网、人工智能、云技术、5G等新兴技术的兴起，新兴应用领域的需求将不断带动下游终端市场的快速增长，为上游集成电路设计行业创造了巨大的市场空间和发展前景。当前我国集成电路设计以中低端芯片为主，在中高端芯片市场，国内自主研发的产品相对较少，国际贸易摩擦已经突显了自主可控的重要性。近年来，随着市场需求的拉动和政策支持，我国集成电路设计行业快速发展，整体技术水平显著提升，涌现出一大批具有优秀研发实力的企业。未来随着集成电路自给率提升，我国集成电路设计产业将迎来新的发展机遇。（二）面临的挑战我国集成电路企业尚处于快速成长的阶段，个别领域在量（销售规模）方面也进入了世界前列，但是在质（技术水平）方面却与国外先进水平仍有着显著的差距。比如在模拟芯片领域，国内主要还集中在低端产品，在高电压、高频率、高性能和高可靠性上与国外企业差距较大。国内集成电路企业在整体研发实力、创新能力等方面仍有待不断提升。人才是集成电路产业的第一资源，也是制约集成电路产业发展的关键瓶颈。随着中国半导体行业的迅速发展，行业内的企业对专业人才的需求不断扩大，但由于国内半导体行