模拟IC行业市场分析

模拟IC行业市场分析1概论：周期复苏+低自给率，布局模拟IC正当时模拟IC，作为集成电路的重要品类，2021年市场规模高达741.05亿美元，占据全球集成电路市场规模的16.01%，成长空间广阔。相较于微控制器、存储器等数字芯片产品单一、龙头集中、产品迭代周期快、下游以手机、PC为主的特点，模拟IC产品品类多样（TI拥有8万多料号）、集中度不高（全球龙头TI2021年市占率19%，CR5为51%）、产品生命周期长（ADI50%以上的营收来自于10年以上的产品）、下游分布广泛（广泛应用于通信、工业、消费、汽车等场景，波动性小），是半导体中的黄金赛道。近年来随着中美贸易纠纷加剧，半导体国产替代势不可挡，由于模拟IC不追求成熟制程，上下游产业链稳定，且国内外优秀人才的逐渐涌入，更为模拟IC的产品研发添砖加瓦，模拟IC有望率先于国产半导体突围。回顾国产模拟芯片厂商的发展历程，普遍以2010年前后海外归国人才创立为开端，经历前期人才稀缺、资金贫乏、客户接受度低的艰难奋斗期，于中美贸易纠纷后获得产业和资本市场关注，而初见曙光。伴随着圣邦股份、思瑞浦、纳芯微、艾为电子、杰华特、芯朋微、晶丰明源、帝奥微、希荻微等一系列优质公司的接连上市，受益缺芯潮HMOV等手机龙头的加速导入后业绩放量，模拟IC因此更进一步获得资本市场重视，估值与股价表现水涨船高。不过，由于22年以来下游消费电子需求低迷、砍单频发，且海外龙头TI扩产、国内模拟IC公司纷纷上市，市场担忧价格下行压力，导致模拟IC板块热度消减，经历近一年的估值与业绩双杀而蛰伏。站在当下，手机产业链罕见的断崖式砍单已然度过，伴随库存逐步出清，产业链拉货重启，需求也有望逐步恢复。而长期看，回归模拟IC行业本源，广阔的市场空间、稳步扩充的产品系列、下游逐步拓展的客户群，依旧是模拟IC公司的核心成长支撑。类比海外龙头而言，国内公司仍处生命周期中早期成长阶段，相对依旧非常低的国产化率，更是我们对模拟IC公司成长充满信心的源泉。而本文，我们将从模拟IC的商业模式、产品成长、产业链发展等视角，以及复盘模拟龙头德州仪器和MPS成长历程，解构模拟IC的成长路径。2模拟芯片：半导体黄金赛道，广阔空间诞生大市值巨头2.1空间大、需求分散、成长性高，模拟IC为黄金级赛道模拟IC是指处理连续性的声、光、电、速度和温度等自然模拟信号的集成电路。模拟信号经由传感器转换为电信号（电压信号、电流信号），再通过模拟集成电路进行放大、滤波等处理后，可以直接输出至执行器，也可以由模数转换器转换为数字信号进入数字系统进行运算。而数字IC则通常指处理离散的“1”“0”信号的集成电路，主要以存储器、处理器、逻辑IC为代表。相较数字IC，模拟IC具有产品少量多样、生命周期长、设计门槛高、可替代性低、工艺制程要求不高等特点。进攻性、防守性兼备，模拟IC为黄金好赛道。进攻性：主要体现为空间大，成长性高。模拟IC市场空间大，据WSTS数据，2021年全球模拟IC市场规模约为741.05亿美元，占集成电路的16.01%，是半导体中拥有广阔天花板的好赛道。且从成长增速看，WSTS预估2022/2023年模拟IC市场增速分别为20.85%/1.56%，均明显领先于微处理器、逻辑芯片。防守性：主要体现于模拟IC下游分散，波动性小，模拟IC广泛应用于通信、工业、消费、汽车等应用场景，下游市场分散，因而市场增速较为平稳，从历史数据来看，模拟IC年增长波动率好于半导体行业整体波动。2.2海外龙头占据绝对话语权，国产替代空间大模拟IC市场一超多强，海外龙头掌握绝对话语权。模拟IC市场规模大，海外龙头历经数十年先发积累和历经多番行业相互并购之后，行业格局基本稳定，头部厂商变动较小，且占据较高市场份额。整个模拟芯片市场整体呈现“一超多强”的竞争格局，2021年龙头供应商TI（德州仪器）市占率为19%，同行业竞争者暂时无人可望其项背，亚德诺、英飞凌、意法半导体等业内知名厂商位居此后，2021年CR5为51%，且掌握高端型模拟芯片供应的绝对话语权。国内模拟IC市场规模大，进口替代空间广阔。根据ICInsights数据，21年中国模拟IC市场需求占据全球规模的43%，为最大需求市场。但国内厂商的自给率极低，市场依旧为海外龙头所占据，我们统计全球龙头厂商营收数据来看，2021年德州仪器、ADI（美信）、安森美、恩智浦等来自中国市场营收总计为175.91亿美金，以2021年全球市场规模741.05亿美元，中国占43%计算，上述龙头来自中国市场营收占中国模拟芯片市场达55.20%。而统计国内圣邦股份、思瑞浦等上市公司营收，2018年总计营收为53.25亿元，占中国模拟芯片市场仅3.10%。2021年虽受益缺芯涨价，营收跃迁至184.55亿元，但占中国模拟芯片市场仍只达8.52%。由此可见，国内模拟芯片厂商拥有广阔的进口替代空间。3产品：品类纷繁复杂，延伸空间广阔3.1模拟IC品类繁多，可细分为信号链、电源管理两大类因下游应用广泛、产品设计多样，造就模拟IC产品种类繁多的特点。下游应用的不同和产品设计的差异，决定了芯片种类的多样性。以龙头公司德州仪器为例，其拥有10万款料号，遍布消费、工业、汽车等各种应用领域。而就设计来看，模拟芯片的设计需要在在速度、功耗、增益、精度、电源电压等因素间进行折中，且还需要考虑噪声、串扰、温度等干扰对电路性能的影响，因此不同应用领域对芯片参数、性能的要求不同。如以手机中降压芯片为例，LDO和DCDC同样可用于降压用途，但LDO由于噪音低，静态电流小等突出优点，则更适用于低噪声、低电流和低压降比的应用场景，如射频供电等。模拟芯片可细分为信号链与电源管理两大类。信号链芯片可以将传感器上收集到的模拟信号转换为数字信号以便进一步的存储与处理，也被称作连接现实世界与数字世界的桥梁，主要包括线性产品、转换器产品、接口产品等；电源管理模拟芯片常用于电子设备电能的管理、监控和分配，其功能一般包括：电压转换、电流控制、低压差稳压、电源选择、动态电压调节、电源开关时序控制等，可分为ACDC、DCDC、电池管理芯片和驱动器IC等。其中放大器是信号链芯片的基础，功率器件则是电源管理芯片的基础。（我们于后文附录中，针对各主流细分领域，单独拆解了其工作原理、市场空间、主流厂商情况）根据是否为应用场景专门设计，模拟IC又可分为通用型与专用型。通用型模拟芯片可以分为放大器/比较器、接口电路、信号转换器等，专用型模拟芯片则按照具体的应用领域，按通讯、消费电子、智能汽车等下游划分。通用模拟芯片市场适应性广泛，容量大，切入的难度相对较低；而专用型模拟芯片技术设计复杂，进入难度大。据ICInsights统计，2021年通用型模拟芯片占模拟芯片整体份额的40.76%；专用型模拟芯片占整体份额的59.24%，其中，电源管理占通用型模拟芯片份额最大，为25.39%；而无线通讯与汽车占专用型模拟芯片市场份额最大，市场占比分别为26.22%和17.16%。从成长性看，汽车、无线通讯、电源管理、转换器等为模拟IC最具成长性的赛道，根据ICInsights预估，2020-2025F增速分别可达10.91%、7.56%、7.36%、7.17%。3.2PintoPin开启准入之门，品类扩充为成长内核Pin-to-Pin方式敲开客户大门，产品定义能力立足长远。品种繁多且竞争格局分散，给国产公司提供了进入模拟IC赛道的土壤。就产品战略而言，为突破客户实现稳定营收，国内厂商创业初期普遍针对海外TI、ADI等大厂的细分产品，采用PintoPin（引脚对引脚）的方式进行替代，以便下游客户更快从国外产品导入到自家产品。2019年-2021年，受益贸易纠纷+缺芯潮，下游客户加大对海外产品的替代力度，使得国内公司业绩迎来快速腾飞。而有了底层产品之后，便可瞄准不同下游市场和应用场景，逐渐形成产品谱系。后续谱系进一步壮大化后，为追求更大的成长空间，厂商便开始逐步开始产品线拓展，实现平台化发展，力图为客户提供成套的解决方案。在厂商产品走向谱系化和平台化发展过程中，产品定义能力变得关键，需要综合考虑不同的功能和性能搭配，以及不同定价策略，形成产品梯度。模拟IC的产品模式，意味着产品料号铺开，营收也将呈正相关性的增长趋势。对于企业而言，当下所形成的营收甚至于来自数年前生产的产品，而研发更是至少需要前置1-2年。因此，合理的新产品推出节奏可以不断推动营收增长。以圣邦股份和思瑞浦为例，随着每年在售产品/产品数量的稳定增长，公司营收也稳步增长。2016年圣邦股份在售产品600款，彼时营收4.52亿元，而2021年公司在售产品达1700款，营收也增长至22.38亿元。思瑞浦亦是如此。不过我们也强调，由于每家公司定义产品料号的方式不同，无法将所有公司的产品料号与营收关系等同类比。3.3“地广人稀”，产品延伸空间广阔DC/DC是电源管理厂商首选赛道，放大器是信号链厂商发家之本。虽然模拟IC市场空间高达900亿美金级别，但由于品类繁多，每个细分品类空间有限，因此利用有限资源，首先优选细分方向，兼顾产品后续延伸性和客户协同性，尤为关键。与选择新产品方向延伸拓展相比，同类型产品之间的拓展难度较低，且设计经验、工艺乃至客户群体可复用，有助于产品快速贡献营收。DCDC作为电源管理最基础也是最大的细分赛道，是电源管理厂商诸多厂商创业首选。而对于信号链芯片而言，放大器、比较器等线性产品，则是信号链厂商创业的首发站。以电源管理细分产品占比结构为例，2021年DCDC（集成MOS）约占13%，LDO约占9%，GateDriver约占6%，ACDC（集成MOS）约占3%，其余均是DCDC和ACDC的衍生。因此国内大部分电源管理厂商以ACDC、DCDC为开端，后续拓宽产品线。当下我们看到，由LED照明驱动（ACDC）延伸至快充ACDC、家电ACDC（芯朋微、晶丰明源、必易微），开关电源DCDC延伸充电管理IC、电荷泵（圣邦股份），运放延伸至数模/模数转换器（思瑞浦、圣邦股份），已有诸多上市公司的成长范例。仅有少数公司同时涉足信号链+电源管理，国内大部分公司布局电源管理为主。我们梳理国内模拟IC公司产品布局，可见仅有圣邦股份、思瑞浦、艾为电子、纳芯微、帝奥微、上海贝岭等公司同时涉足信号链+电源管理，而国内大部分公司仍主要专注于电源管理芯片中几类细分赛道。一方面，我们认为电源管理赛道空间最大，技术要求相对略低，国内部分领域已有较为稳定的代工能力，且未来受益于电气化仍有较高成长增速，因此成为国内厂商涉足最广的赛道；而另一方面，由于信号链下游多以工业市场为主，且研发技术难度相对较高，国内缺乏成熟的代工基础，涉足厂商明显较少。其中，电源管理方面，尤其LED驱动、LDO、ACDC、DCDC、充电芯片等产品线中，国内公司参与度最高，但目前仍主要集中在手机等消费电子市场，未来在高压大电流的工业级市场，仍有广阔空间。信号链方面，已进入该领域的厂商主要销售运算放大器、线性产品及模拟开关等线性产品为主，仅有少部分厂商可供应转换器、接口、隔离等产品。尤其在难度最高的转换器市场，国内厂商目前主要生产难度较低的高精度ADC/DAC，其中芯海科技、晶华微主要针对消费类市场（血氧仪、体脂称等），思瑞浦、圣邦股份等可供应基站、工业控制等市场中部分应用。时钟芯片方面，目前主要有奥拉股份供应，产品包括去抖时钟、时钟发生器、时钟驱动器等；思瑞浦也在布局中。国内产品仍以中低端为主，正往高端发力。一般而言，模拟芯片的价格高低，反映产品的技术难易。我们梳理国内上市公司及拟IPO公司大类产品的单价情况来看，国内模拟芯片仍主要以1元及以下的产品为主，反映产品仍集中于中低端市场。不过目前国内公司开始发力ADC/DAC转换器，汽车LED驱动，大电流DCDC、磁传感等高壁垒产品，对照海外龙头普遍60%以上的毛利率水平来看，未来国内公司产品价格、毛利率有充足的上行空间。对比德州仪器产品目录，国内公司仍有充足的料号扩充空间。全球龙头德州仪器2021年183.44亿美金营收，8万颗料号的体量，决定了国内公司拥有非常高的成长天花板。思考国内模拟公司的成长路径，我们认为长期仍将维持从模仿到跟随海外龙头的路径，国产替代依旧是国内模拟公司保持高成长的底层基石。而如双碳背景下新能源汽车、光伏新下游的崛起，部分公司凭借着领先卡位，助力成长加速。我们梳理德州仪器的典型产品及国内厂商涉足产品对比，可见不仅各细分品类中国内厂商仍有充足的料号扩充空间，而且仍有如时钟芯片、电机驱动、PMIC等非常多的大类产品可待国内公司开发。4代工：以成熟工艺为主，供应链日渐成熟助力国产突破4.1不追求先进制程，常用8英寸0.18/0.13um成熟工艺海外龙头普遍采用IDM模式，国内为Fabless模式。IDM模式即独立完成IC设计、晶圆制造与封装测试各个垂直环节，而Fabless企业为无晶圆厂模式，专注于芯片的设计与销售，将晶圆制造与封装测试环节外包。由于模拟芯片设计与制造需要在高信噪比、低失真、高可靠性和稳定性等其他各种参数中追求折中与平衡，晶圆产线各个环节与工艺的细节对于最终产品的性能影响极大，因而对IDM存在显著的模式依赖。目前全球模拟龙头德州仪器TI、ADI、英飞凌等均采用IDM模式，虽然自建晶圆厂需要较高额的资金投入，但制造产线折旧完成后，厂商将获得较高的利润率。且由于具有自主制造能力，厂商可根据客户反馈，及时快速的进行设计与工艺的同步迭代，缩短开发周期。而国内模拟芯片公司由于体量较小，资金实力较弱，难以承担巨大的产线资本投入，一般采用Fabless或VirtualIDM模式运营。生产常用8英寸产线0.13/0.18um成熟制程为主，12英寸产线为未来发展趋势。在摩尔定律推动下，数字芯片通过更先进的工艺节点来缩小芯片尺寸，从而提升运算性能，降低能耗比。但与数字芯片不同，模拟芯片在制造过程中追求尺寸、成本、功耗以及多个具体参数间的均衡，制程过分缩小造成的工艺失配过大反而会造成模拟芯片性能的下降。因此目前业界仍主要采用成熟制程或特殊工艺生产，以8英寸产线，0.18um/0.13um及以上的制程为主。目前仅TI、英飞凌、台积电拥有12英寸模拟芯片晶圆产线，国内如华虹也开始采用12英寸晶圆产线。不过往后看12英寸将成为行业发展方向。一方面，8英寸扩产受制于生产设备不足，由于主流晶圆厂向12英寸升级，使得设备供应商不再供应8英寸新设备，新建或扩产8英寸晶圆厂，只能通过购买二手设备得方式扩充产能；另一方面，12寸成本优势显著，由于12英寸晶圆相比8英寸晶圆面积更大，在材料和工艺成本适度增加的情况下可切割芯片数量越多，以TI为例，其12英寸生产的晶圆相比8英寸，芯片成本（Chipcost）可下降40%以上。在着重于成本竞争的消费市场，该优势将更为明显。4.2BCD为主流生产工艺，国内晶圆厂奋力追赶BCD工艺是模拟芯片主流生产工艺。目前应用于模拟集成电路的工艺包括BCD工艺以及CMOS等其他工艺。BCD工艺是一种可以将BJT、CMOS和DMOS器件同时集成到单芯片上的技术，综合有BJT双极器件高频率、强负载驱动能力和CMOS集成度高、低功耗以及DMOS高耐压、强驱动和开关速度快的优点，可大幅降低功耗，提高系统性能，增加可靠性和降低成本，是目前模拟芯片主流工艺。BCD工艺最早于1985年由意法半导体率先研制成功，经过三十多年的发展，BCD工艺技术已经取得了很大进步，从第一代的4umBCD工艺发展到了最新的65nmBCD工艺，线宽尺寸不断减小，成为模拟芯片的主流工艺。与标准CMOS工艺朝向更小线宽，更快速度发展不同，BCD工艺主要向着高压、高功率和高密度三个方向发展，同时提高与CMOS工艺的工艺兼容性。1）高压BCD，主要电压范围是500-700V，主要应用领域是电子照明和工业应用的功率控制；2）高功率BCD，主要电压范围是40-90V，主要应用为汽车电子；需求特点是大电流驱动能力、中等电压，而控制电路往往比较简单。3）高密度BCD，主要电压范围为5-50V，部分汽车电子应用会到70V。能满足在同一芯片上集成越来越复杂的多样化功能的需求，并在各种应用环境中保证高质量和可靠性。台积电、东部高科BCD工艺领先，国内晶圆代工厂正在追赶。国内IC设计公司由于依靠委外加工，其生产能力主要由上游晶圆厂决定。目前可提供BCD工艺代工的有中国台湾的台积电、联电，韩国的东部高科、海力士，以及国内中芯国际、华虹半导体、华润微等公司。就工艺能力来看，台积电、联电和东部高科属于BCD工艺的领跑者，如台积电基本涵盖0.5um40nm的各制程节点的工艺，东部高科则在高压工艺较为领先，其代工覆盖产品领域除消费电子领域，还可提供领先车规级芯片的代工能力。目前国内如中芯国际和华虹等公司工艺水平也有明显提升，中芯国际可提供0.35um、0.18um、0.15umBCD工艺，且90nmBCD已完成平台第一阶段中低压器件的性能开发和可靠性验证，并引入客户进行产品设计，55nmBCD平台第一阶段已完成研发，进入小批量试产；华虹可提供0.25um、0.18um、90nmBCD工艺；其余如华润微、积塔半导体也可提供0.5um0.15umBCD工艺，基本可满足国内IC设计公司通用型代工需求。国内模拟IC厂商普遍以中芯、华虹代工，但上游供应链逐渐呈分散化。我们统计国内各家模拟IC设计公司的晶圆供应商分布及占比情况，可见主要集中于台积电、中芯国际、华虹、东部、华润微等，其中中芯国际为国内模拟IC设计公司主要的晶圆供应商，其次为华润微和华虹。不过，国内模拟IC公司往往不依托于单一晶圆厂，至少均有2-3家代工资源支持。且长期看，随着部分公司开始加大对工艺的投入，上游晶圆供应商的分散化或为必然趋势。5下游：消费电子为国内主赛道，汽车、工业蓄势待发5.1手机：短期低迷不改长期空间，国产替代依旧为主旋律模拟芯片尤其电源管理芯片是手机中重要构成。作为全球出货量可高达近14亿部的移动终端，手机因而成为半导体以及模拟芯片最大下游市场之一。据ICInsights数据，2021年Wireless（含手机、平板等）占模拟IC比重达26.22%。手机中模拟芯片应用价值量相较于SoC、射频、存储等较低，但却是手机中必不可少的一环。拆解手机芯片应用框图，应用单元包括手机核心主处理器单元、射频系统、无线模块、屏显示、摄像等，其中应用到音频功放、马达驱动芯片等信号链芯片。同时由于手机各模块工作电压、电流不同，锂电池供电无法直接满足需求，需要PMU、LDO、电荷泵、DCDC等电源管理芯片提供电源转换、调节、开关、防护等各类解决方案。5G驱动手机模拟芯片用量和价值量双升。虽然智能手机已进入存量时代，但不可忽视5G手机渗透率提升对模拟芯片市场的需求促进作用。相较4G手机而言，5G手机的SOC复杂度提升，为主处理器供电的PMU芯片需要升级；同时，手机交互功能进一步增多，各功能模块对手机电源管理芯片的噪声水平、功耗等性能提出了更高要求，需要更多电源管理芯片的参与。参考TechInsights对SamsungGalaxyS9、S105G和S20Ultra5G的拆解数据，电源管理芯片+音频功放用量从SamsungGalaxyS9（4G）的8颗增长到S20Ultra（5G）的16颗，且单机元器件价值量从8.5美元提升至10美元左右。手机内电源管理芯片分为集成PMU和分立式电源管理芯片等。PMIC即手机电源管理单元，提供主芯片内部核心、I/O设备及存储等各不相同电压的电源，按需要内部可集成LDO、DCDC、电荷泵、LCD背光灯驱动、马达驱动芯片等等部分PMU还整合了过/欠压(OVP/UVP)、过温(OTP)、过流(OCP)等保护电路。除TI、美信传统电源管理大厂外，高通、华为、苹果、三星、MTK等SoC厂商往往也自主研发手机用PMIC，与其SoC形成搭配销售；而目前国内并未有手机PMIC芯片供应商。希荻微手机类DC/DC芯片通过高通骁龙平台和MTK平台验证并应用于其“芯片组”。集成化与分立式方案的选择主要取决于成本、占用空间、功耗等多方面的考量。虽然PMU可以满足大部分供电需求，但对于无线模块、屏显示、摄像等供电需求，考虑PMU成本、功耗等问题，需要分立的电源管理芯片供应。且往往由于集成化PMU扩展应用性不如分立解决方案，而分立解决方案可以根据需求选择最适合的电源管理芯片，可以达到更好的性能。因此高端机型反而会采用更多分立式电源管理方案。目前手机领域，有较多公司可提供国产替代方案，且在部分芯片品类甚至进入全球领先行列。其中在音频功放领域，艾为已成为国内龙头，进入全部非苹果系外主流手机品牌；在电荷泵领域，希荻微于2019年全球首发高压电荷泵，进入华为Mate30旗舰机供应。南芯全品类布局，据Frost&Sullivan研究数据显示，以2021年出货量口径计算，位列全球第一，此外圣邦，艾为均有相应产品推出；在模拟开关领域，帝奥微深耕高性能模拟开关，为小米和OPPO的重要模拟开关芯片供应商之一，在国际上拥有较高的市场地位。虽然2022年以来，由于疫情扰乱，加之俄乌冲突等外部地缘政治冲突，手机等消费类需求骤降，上游IC设计厂商库存积压，导致相关产业链公司业绩承压。据IHS2022年8月份的最新预测，全球全年智能机销量下修至12.49亿台，同比下降6.7%。各大手机厂于Q3致力清库存，减少拉货，使得上游供应链厂商业绩出现不同幅度下滑乃至亏损。不过进入Q4，手机厂重启拉货，高通骁龙8Gen2+MTK9200等全新SOC加持下，安卓新机发布节奏恢复。我们认为当前产业链已经进入库存周期拐点，新机发布及旧机去库存将同步推进，行业边际向好趋势将逐步确立。长期看，国际龙头逐渐退出低毛利消费级市场，或为必然趋势。近年来海外龙头逐步转向价值量更高的汽车、工控等市场，而退出部分毛利率较低的消费级市场。如从TI、ADI等国际龙头营收占比来看，自2014年以来随着智能手机渗透率达至较高水平，龙头厂商对消费级市场迭代动能减弱，消费市场占比持续下降。伴随着国内厂商技术能力的崛起，且HMOV等下游终端正持续加大国产导入，国内厂商迎来加速替代机遇。5.2汽车：电动化、智能化浪潮助推，群雄竞逐汽车模拟IC市场受益电动化、智能化趋势，模拟芯片需求也大幅提升。新能源车中所用到模拟芯片的场景可分为四大类：高级驾驶辅助系统、混合动力、电动动力传动系统、车身电子及照明、信息娱乐与仪表盘，其中涉及100多个终端电子设备。所用到的模拟芯片覆盖电源管理和信号链中绝大部分品类。此外，出于安规和设备保护的需求，新能源汽车高瓦数功率电子设备（OBC、BMS、DC/DC转换器、电控、CAN/LIN总线通讯等）需用到隔离等。模拟芯片在电动汽车中的应用增长尤为强劲。按英飞凌数据统计，48V轻混汽车中半导体用量572美金，强混及纯电动车中半导体用量达834美金，以模拟芯片占比30%以上计，平均单车模拟芯片价值量可达200-250美金，且预计未来随着汽车电动化和智能化进一步发展，单车模拟芯片价值量将进一步提升。具体来看，汽车上用量最多的模拟IC主要为BMS、隔离、LVDS、LED驱动等，目前国产厂商已在各领域布局，或是研发布局中。我们预计2025年国内新能源车1505万辆，全球新能源车2347万辆，2021年单车价值量211美金，以年复合5%增速成长，则2025年国内新能源车用模拟芯片市场规模可达263亿元，全球可达411亿元。汽车模拟芯片需满足车规级认证要求。汽车模拟芯片，需满足车规级认证要求。其标准要高于工业级和民用级芯片，仅次于军工级芯片。车规级认证即AEC-Q系列认证，其中模拟芯片厂商主要需满足的为AEC-Q100（IC芯片）认证，除此之外，车用芯片的生产流程需要符合零失效的供应链品质管理标准ISO/TS16949规范要求，模块的质量测试需要符合ISO16750标准中“道路车辆-环境条件以及电气电子设备测试标准”的相关规定。国内公司在消费类领域正逐步替代海外厂商，但在更高要求的汽车芯片领域，由于对可靠性、质量要求更高，以及需投入更多研发资源，仍处于早期发力阶段。缺芯背景下，终端车企加大国产芯片导入力度。由于车规级芯片高可靠性、高质量要求，此前终端车企多采用TI、ADI、英飞凌等海外龙头芯片供应为主，由于海外厂商起步早、技术先进，且已与整车厂、Tier1形成了较高客户壁垒，不利于国产新进入者切入。然而自中美贸易纠纷开始，车企开始有意图切换国产芯片，且受益于此轮汽车行业严重缺芯，国外芯片无法提供稳定交期，终端车企进一步加大上游国产厂商替代力度。5.3基站：技术高壁垒，国产逐渐突破通信网络架构由无线接入网、传输网和核心网三部分组成，需涉及如基站等各类通信设备作为底层支撑。按德州仪器对于通信设备的划分，可分为电信基础架构、数据通信模块、企业交换网和无线基础设施。各类承载通讯的设备载体中需要大量模拟IC的参与，尤其是信号链IC在其中扮演着重要的角色。据ICInsights数据，2021年通信领域（含手机）在模拟IC下游市场中份额达36%，为最大下游市场。一套完整的5G基站包括基带单元、射频单元和天线系统等。当前5G基站中RRU和天线结合在一起，形成了新的有源天线单元AAU，而BBU则被拆分为CU-DU两级架构，其中CU是中央单元，具有非实时的无线高层协议处理功能；DU是分布单元，负责满足实时性需求，同时具有部分底层基带协议处理功能。基站中信号链ADC/DAC、时钟电路为核心元件，而由于5G基站功耗更高，需要更多的天线、更多的射频组件、更高频率的无线电等，也对电源管理芯片提出了更高的要求。电源管理芯片主要应用于PSU、BBU、RRU及射频单元和天线四大类。小基站（覆盖范围1km以内）需要约20颗电源管理芯片，中型基站（覆盖范围3km以内）需要约60颗电源管理芯片，宏基站需要约120颗。基站建设趋于平稳，但国内模拟IC替代仍有空间。从基站建设来看，我国5G宏基站数量发展迅速，截止到2022年8月末，中国已累计建成开通5G宏基站达210.2万个，5G网络已覆盖全国地级以上城市及重点县市。预计后续几年宏基站建设趋于平缓。而就基站中所用到模拟芯片价值量来看，我们参考TI官网对有源天线系统（AAS）料号梳理及建议售价，5G宏基站中所用模拟芯片价值量在2000美金左右。以国内90万站，全球120万站，单基站模拟芯片价值量2000美金计，22年国内5G宏基站用模拟芯片（不含射频）市场规模139亿人民币，全球180亿人民币。若考虑小基站、4G基站及通信相关其他设备等，市场规模进一步扩大。不过，国内公司中目前供应基站等通讯用芯片的依旧较少，国产替代拥有广泛的空间，且由于下游客户相对集中，一旦起量后将有较大弹性。国内公司中，已有如思瑞浦、圣邦股份、纳芯微、芯朋微、昆腾微、奥拉股份、杰华特等公司供应部分料号，如思瑞浦、奥拉股份等更是进入海外基站厂商供应链。6他山之石，从海外龙头看国内模拟芯片厂商成长路径6.1产品力、人才经验、工艺能力是模拟IC公司的核心模拟IC产品生命周期长，品类多。1）生命周期长：数字IC强调运算性能，设计目标是在尽量低的成本下达到较高运算速度，一旦有更先进制程需不断迭代保持竞争优势。而模拟IC除关注尺寸、成本、功耗等关键指标外，更重要的是在高信噪比、低失真、高可靠性和稳定性等其他各种参数中取得平衡，产品一旦达到设计目标后就具备较长的生命力，大部分产品生命周期可长达10年以上。如ADI50%以上的营收来自于10年以上的产品。2）品类多：如我们上文中梳理，模拟IC产品品类极广，行业龙头德州仪器产品料号超过8万种，ADI产品料号超过7.5万，其中约80%的营收来自于占比不到0.1%的产品品类。模拟IC公司竞争力的核心在于人员设计经验和工艺。产品生命周期长、品类多，决定了模拟芯片为长坡厚雪的好赛道，初创公司进入行业之初，凭借代表性料号往往有机会占据一席之地。然而设计公司的成长除了管理、运营等公司治理要素外，最核心竞争力最终归结于人才，其中对于重经验的模拟芯片行业更是如此。模拟芯片研发人员需要熟悉电路设计和晶圆制造工艺流程，熟知大部分元器件的电特性和物理特性，这需要长时间经验的积累，而由于EDA工具对模拟芯片的设计和仿真作用有限，更加大了研发设计人员准入门槛，优秀的模拟设计工程师至少需10年以上的经验。此外，模拟IC厂商的另一大竞争力在于成本，这往往与工艺相关，模拟IC常用特殊工艺和封装，如电源管理常用BCD工艺，部分信号链常用CMOS等，需要与晶圆厂的密切配合，所以一般海外龙头模拟公司常用IDM模式，或者部分有话语权的Fabless公司也会专研自主工艺，在晶圆厂专设产线。如德州仪器领先采用12英寸晶圆生产，其芯片成本可降低40%，综合毛利率水平可提升8个百分点。专用型模拟IC附加值更高，更考验研发设计能力，通用型模拟IC更偏向成本竞争。对比专用型模拟IC和通用型模拟IC，可见专用型模拟IC市场规模更大，但出货量低于通用型模拟IC，因而其产品单价显著高于通用型模拟IC。背后的原因在于专用型模拟IC主要为满足下游市场差异化需求，部分市场或客户更需定制化设计，更为考验厂商研发设计能力，因而附加值更高。而通用型模拟芯片应用较为广泛，但同样意味着其可替代性较高，厂商间更趋于成本竞争，因而更为考验工艺能力。对比全球模拟龙头及国内模拟公司商业模式、产品料号、客户群体、员工梳理等数据来看，海外龙头厂商成立时间普遍在数十年以上，研发积累更为雄厚，在产品数量、客户覆盖等方面面建立较高壁垒，且目前基本以IDM模式为主，成本竞争力及研发迭代速度有明显优势。综合来看，国内公司无论在研发设计、成本竞争等差距上短期均难以逾越。不过，坐拥全球最大的下游市场，国产替代趋势下客户窗口逐渐敞开，以及海内外优秀人才的涌入，国内模拟芯片公司将迎来确定性成长机遇。目前国内厂商产品品类进一步丰富，逐步研发更高技术壁垒的新品，下游领域亦向工业、汽车等高要求领域拓展，综合竞争力持续强化。6.2复盘德州仪器及MPS，看龙头成长共性与个性模拟芯片生命周期长，品类多，且产品研发更重人员设计经验和工艺水平，那么模拟芯片厂商的成长需要什么样的能力？我们认为模拟公司的成长可分为两类：平台型与产品线型。前者着重品类的齐全性，提供类似于“购物超市型”的客户体验，典型为德州仪器。后者则更加专注资源投入某一具有较大市场空间的细分产品，不断技术创新驱动，其后扩大市占率获得快速成长，典型主要为MPS。6.2.1德州仪器：基业长青的模拟龙头，并购与持续研发创新是其成长主驱德州仪器为全球模拟芯片龙头，据ICInsights数据，2021年占全球市占率约达19%，且近年来多年来牢牢占据半导体行业前十。公司2021年实现营收183.44亿美元，净利润77.69亿美元。公司拥有超8万颗产品料号，服务全球超10万名客户，提供高达31000人员的销售和技术人员支持。数十年不断研发的积累，以及通过并购Burr-Brown及国家半导体等公司，德州仪器实现了产品品类的大幅扩张。凭借着丰富的模拟和嵌入式处理器产品组合，领先的制造能力和强大的销售能力，公司铸就了宽广的护城河，使得竞争对手难以撼动其行业地位。在公司业务转型中，适当时机下的并购重组成为公司实现跨越式发展的跳板。德州仪器成立于1930年，前身为地球物理业务公司（GSI），最初从事石油勘探业务，后生产地震工业和国防电子相关设备。1951年，GSI更名为德州仪器。1952年，德州仪器从西部电子购买了生产晶体管的专利，开始制造和销售晶体管。1954年-1995年，公司进军半导体行业，并于数字信号处理器（DSP）领域取得领先地位。1996年之后，公司开始全方位转型，重点布局模拟和嵌入式处理器产品，聚焦在工业与汽车市场。从1996年起，公司对外披露的收购交易多达33起。其中又以2000年并购Burr-Brown和2011年并购国家半导体最为知名。之后，公司成长为具8万颗料号以上的模拟芯片龙头，丰富的产品组合成为其强者恒强的保证。领先的制造能力和技术基础，技术、成本竞争优势明显。海外龙头厂商几乎都以采用IDM模式为主，虽然前期需投入较大规模资金，且折旧挤压利润，但凭借此后拥有规模化的产能、高效率的设备和先进的工艺技术，将使公司占据明显优势。大部分模拟芯片厂商多以8英寸生产为主，而德州仪器领先的建造12英寸晶圆厂，单颗芯片晶圆成本将比8英寸上生产低40%左右，使其具有明显成本竞争力。早在2009年，德州仪器便开始运营全球首座300mm模拟晶圆厂RFAB，又于2015年开始改造晶圆厂DMOS6，将一部分产线转移为12英寸晶圆，公司新晶圆厂RFAB22022年下半年开始投产，并且公司通过收购自美光的LFAB预计于2023年初投产。同时公司将继续推动Sherman晶圆厂建设，用于支撑公司未来10-15年的产能需求。6.2.2MPS公司：高性能模拟IC的佼佼者，专攻中高端市场MPS公司是高性能大功率电源管理芯片的佼佼者，由美籍华人邢正人和JamesMoyer于1997年在硅谷成立，2004年在纳斯达克挂牌上市。公司增速稳健，营收自2002年的1220.60万美金增长至2021年的12.08亿美元，复合年均增速高达27.36%，净利润达2.42亿美元，自2007年利润转正以来复合增速24.25%。毛利率稳定在55%-60%之间，净利率则持续提升至2021年的20%。目前公司员工超3000人，客户超1万家，产品品类超4000款，发明专利超1500个。与德州仪器的全品类铺设的成长逻辑不同，MPS公司主要贴合下游客户需求，专注于技术领先、高要求市场。公司产品囊括DC/DC、背光驱动、AC/DC、马达驱动、传感、隔离芯片等，下游则广泛覆盖计算与存储、汽车、工业、通信和消费等市场。但从财报看，当下营收来源仍主要为DC/DC和背光驱动，其中2021年DCDC占到近95%。MPS公司创立之时，美国模拟IC市场格局已趋于成熟，ADI、美信、凌特等巨头林立。而作为模拟芯片领域的后进者，MPS自成立以来保持复合27%的营收成长增速，远超模拟IC整体市场表现。那为何MPS公司能突出重围，后浪推前浪，获得远超行业的快速增长？1）特色的工艺和封装技术，是其作为后入者取胜的法宝。公司创始之初，邢正人专门负责工艺，由另一创始人JamesC.Moyer担纲研发。公司独创的BCDPlus工艺和领先的MeshConnect封装技术，可设计出体积更小，效率更高，更精准的单芯片电源管理IC，提高客户使用效率并降低成本，由此形成了公司的差异化竞争优势。追溯公司创始人历程，邢正人在Micrel公司（自1981年起便拥有半导体制造能力，最初接受客户委托代工，后自行研发生产高性能模拟IC，于2015年被Microchip并购）就主要负责大功率模拟集成电路工艺研发，持有独家工艺专利。晶圆制造方面，由于其专有工艺，公司并不依靠强大的晶圆厂，早在2000s初就采用上海先进代工，后续又导入包括中芯国际、华虹宏力、MagnaChip等代工厂。目前公司BCDPlus工艺已升级至第六代，相对于上一代工艺，RDSON（单位面积的阻抗）进一步下降25%，而且采用55nm的工艺，CMOS的面积减小一半，更加适合数字电源技术。封装测试方面，公司采用外部封装厂和自主测试方式相结合，其于中国成都设立测试厂，所有FT测试均由自己完成，以保证产品品质。且MPS于2011年推出了MeshConnect独特工艺，通过倒装封装的形式，晶圆球焊接可以减少成本，并完全消除导通电阻，不会有寄生电感影响开关速度，而且可靠性更高、散热性能更好。2）聚焦DCDC大赛道延伸品类，及时把握下游市场成长红利。我们可将MPS的成长历程分为四个明显的阶段：MPWR1.0（2004年上市之前）：公司为笔记本电脑中的CCFL背光供电，推出了一款单芯片解决方案。凭借成本更低、设计简单等优势迅速占领市场，分别于2003年和2005年占据了40%和80%的市场份额，客户覆盖Dell、IBM等行业龙头。MPWR2.0（2004年-2010年）：上市后公司随即拓展产品线，开始大力发展DC/DC、音频功放、LED驱动、ACDC（2008年推出产品）等，其中由于DCDC产品广阔的延伸性，逐渐成为公司营收主要来源，营收占比自2004年的51.21%持续提升至2010年的83.65%。下游市场领域，公司不仅覆盖笔记本，更拓展电视，机顶盒等消费电子市场，下游市场更为多元；MPWR3.0（2010年-2017年）：公司持续开发DCDC产品线，与海外龙头同步，将业务线开拓至汽车、工业、服务器、通讯等四大增量市场。公司针对服务器电源市场，于2010年开发了Intelli-phase技术，为全球首个单芯片高精度电源方案（Drmos），后又于2012年开发了QSMOD（多相控制器），通过Intelli-Phase和QSMOD技术可为处理器提供更精准的电能供给。2014年6月，MPS首次为英特尔Grantley服务器平台提供核心供电方案。公司产品也进入全球一线梯队，引领行业技术发展。针对汽车市场，公司于2011年开发首个汽车BuckDCDC，并于2012年加入美国AEC委员会，于2014年开发基于电容隔离的反激控制器技术，后续再开发隔离栅驱动、隔离电源等产品。2016年，公司的汽车业务从工业市场中分离，成为与工业、通信、消费及计算并列的终端市场。此外公司还开发了电机控制产品线，并于2014年收购瑞士磁编码器公司Sensima，极大增强了在马达领域的产品布局。3）率先实现中美两地布局，抓住中国工程师红利。创始之初，公司研发工程师均来自Micrel、凌特、美信、国半等龙头公司，平均拥有超15年的工作经验，打下了公司技术研发的根基。而此后公司却大力实施中国本土人才培养战略，2020年中国区工程师人数便占MPS全球研发人员的70%。招募中国高校毕业生之后，送往硅谷接受专业培训，并为每位新人均配备资深导师。且率先推出股权激励，提高员工的凝聚力。且由于看好中国市场，公司先后在中国建立了MPS上海、MPS成都、MPS杭州等公司，并在深圳、北京、西安、广州、南京、武汉、厦门、青岛等地设立了分公司，2021年公司来自中国大陆营收为7.01亿美金，占58.04%。此外，公司亦广泛采用国内晶圆厂、封装厂，供应商包括中芯国际、华虹、长电等，实现本土化供应本土化销售。7时代机遇下的格局变迁，国内模拟公司崛起进行时2018-2019年初启的国产替代浪潮，国内模拟公司实现从0到1发展，无论是海外人才的归国洪流，还是国内应届生的纷纷涌入，国内模拟芯片已开始拥有一批引领创新的生力军，而国内多方位的扶持政策，下游逐层级的国产替代趋势，给国内模拟芯片注入发展源动力。当下正逐渐前进在1到10的道路中，模拟芯片产业也悄然发生着变化。我们将模拟芯片企业的利润构成，拆分为营收、成本、费用三个维度考量。营收维度，虽然短期看德州仪器扩产可能影响量价关系，但长期模拟芯片行业依旧为量价齐升趋势，其中“量”取决于国产份额大小以及下游需求增速，依旧仅有10%左右的国产份额使我们保持乐观，目前小部分低端领域已实现替代，但中高端的升级路线依旧有许多机遇。且随着新能源、工业等市场的逐渐上量，营收增长中枢将有望上移。而“价”方面，虽然涨价短期仍有待消化，但产品高端化、下游多元化的过程中价格有望呈稳步提升趋势。成本维度，无论是晶圆代工能力的提升，还是厂商自建封测产线，都将有望带来成本的优化和产品性能提升，更长维度来看，转型IDM为龙头厂商的必然道路，这将与海外厂商的成本差距进一步缩短。费用维度，近年来模拟芯片厂商跑马圈地大幅人员扩张，是导致费用大幅提升的主因，而股权激励更受公允价值（股价）变动导致费用剧增，而往后看薪酬结构趋于合理化、股权激励方案逐渐成熟，费用端将迎来改善。7.1产品：内生与外延，国内厂商加速产品高端化海外模拟芯片龙头一般兼具电源、信号链全产品线，每条产品线具有丰富的产品型号，具有明显的综合竞争力优势，这是海外模拟行业数十年发展成为成熟市场的必然结果。国内模拟IC的发展普遍以2000年之后海外大厂人才归国创业为开端，创立之初由于资金实力薄弱，人员储备较少，基本先以对标国际大厂中市场需求大的产品为主，且为打进下游客户，设计上的定位以PintoPin为主，目标替代海外产品。后面经过细分产品赛道或下游市场的成长，积累丰富经验和资金，进一步拓展新产品新市场。当下，国内各领域已逐渐涌现一批优秀的模拟IC公司，正通过扩大研发布局或是并购方式加速产品升级。总体来看，可以呈现以下趋势：1）从技术工艺较易的LED驱动、LDO、LCD驱动等市场切入ACDC、DCDC、AMOLED电源、转换器、隔离、时钟等市场；2）逐步推动数模混合化，芯片复杂度提升，如艾为电子、思瑞浦、纳芯微、芯海科技等均有研发布局MCU。3）品类丰富度持续提升，市场空间逐步扩大。内生：持续高研发投入，是拓宽产品线的基石。国内模拟芯片公司处于生命周期早期，更是高度重视研发投入，且因模拟芯片产品生命周期远长于数字芯片，不追求先进制程，需投入更多的是人员薪酬成本，而数字芯片需大量投入IP、流片等。以2021年圣邦股份（模拟芯片）和韦尔股份（数字芯片）研发费用构成为例，圣邦股份人员薪酬（工资及社保、股份支付费用）占比达72%，而韦尔股份人员薪酬（职工薪酬、股权激励分摊）占比为49%。近年来股权激励方式，是吸引人才的必要措施。模拟芯片的发展更依赖于研发人员、应用工程师、工艺人员、销售等共同努力，于是人才便成为模拟芯片公司的核心资产。行业格局变迁的重要时点，率先获得优质人才供给的公司更易取胜。近年来，模拟公司通过股权激励方案纷纷大幅引进外部人才，虽然短期会侵蚀公司利润表现，但长期有助公司治理和人才引进，促进行稳致远发展。目前大部分已上市模拟芯片公司已发布股权激励方案，其中圣邦、思瑞浦、纳芯微、艾为电子、晶丰明源、芯朋微、希荻微和芯海科技等均实施有较大力度的股权激励。外延：并购与投资参股，正成为模拟芯片公司快速壮大的捷径。借助于上市后资金和平台优势，行业内并购也已成为模拟芯片公司快速获得人员团队扩张、产品线扩充的重要手段，且缺芯潮更是加速了大公司合并小厂商进程。我们梳理了国内模拟芯片公司近年来并购与投资参股情况，可见如圣邦、晶丰明源等公司已稳定每年均有投资并购之举，我们判断并购有望成为国内模拟芯片公司未来快速发展的捷径，并且我们看到当下一级市场的降温，更为上市公司获取优质团队、产业链协同提供了机会。7.2上游：自建测试产线、试水IDM，成本端将逐渐改善德州仪器、ADI等海外龙头模拟芯片公司普遍采用IDM模式，而为最小化缩短成本、性能差距，当下国内模拟公司也正通过后端测试市场发力，及谋求或已开始布局IDM。受限于晶圆厂较大的投资额，国内模拟公司已先于封测环节开始着手，构筑Fabless+测试/封装的模式，如圣邦股份、艾为电子、思瑞浦、芯朋微等已开始建设集成电路测试项目。随着模拟公司自建测试产线，我们认为一方面可保证产能和市场竞争力，另一方面也为后续产品、市场的升级奠定了基础。也有少数公司正规划转型IDM，已有如士兰微可自行生产ACDC等电源管理芯片，且随着其BCD工艺在12英寸产线上的量产实现，