郑华国 https://m.39.net/disease/a_5488012.html（报告出品方/作者：开源证券，刘翔）1、时代背景推动产业跃迁，历史机遇加速产品升级1.1按产品功能来看，模拟芯片主要分为信号链和电源链两类：信号链是通过对输入的模拟信号或数字信号进行判别、转换和加工以实现对信号的处理；只是处理的模拟信号是类正弦波形态的电压或电流，而处理的数字信号是类高低电平形态的电压或电流，本质上都是对电压、电流进行控制。电源链是利用MOS等开关器件实现对电压或电流的变换、分配和检测以达到安全且精准供电的目标，其本质是通过对MOS等功率器件的栅级施加不同的电压、电流以控制电流的通断时间。1.2按产品类别来看，信号链、射频器件和电源链三足鼎立：从广义来看，信号链和电源链的市场规模结构为47：53，且TI、ADI等模拟大厂对信号链（除射频）、射频器件和电源链均有布局。由于射频器件具有市场规模较大、产品通用化程度较高的特点，像Qorvo、skywork等海外大厂仅靠射频器件便实现了较大的营收体量，并形成了一系列专注于射频赛道的模拟厂商。从狭义来看，信号链（除射频）、射频器件和电源链的市场规模结构为17：30：53。1.3按应用场景来看，通信、工业、汽车为核心赛道：模拟芯片市场的产品结构保持相对稳定，其中，通信（含手机）、工业和汽车市场长期占据70%以上份额，因此，只有布局通信、工业和汽车赛道的模拟芯片厂商才能拥抱足够大的市场空间。进一步来看，我们发现消费电子市场（不含手机）的市场份额略有降低、且预将呈现持续走低态势，其原因为消费电子产品对微型化、便携式的追求使得越来越多的模拟芯片功能被集成到SoC芯片、CIS芯片等较大的数字芯片中。1.4受制于起步较晚，目前国产模拟厂商仅布局细分领域：由于我国模拟芯片产业起步较晚，且国产终端厂商的话语权相对较弱，国产模拟芯片厂商普遍具有营收体量相对较小、研发人才相对较少的特点，这使得国产模拟芯片厂商往往仅专注于细分领域。1.5信号链（除射频）+电源链（除AC-DC、电池管理、防护器件）——思瑞浦、圣邦股份，模拟芯片赛道存在后发优势：从狭义来看，我们普遍认为TI和ADI是最标准的模拟芯片厂商，且这两大厂商背后的核心产品为运放、ADDA和DC-DC，正是由于思瑞浦和圣邦股份对这三类产品的持续布局，使得市场给予他们更高的期许与估值。对于思瑞浦和圣邦股份而言，圣邦股份侧重于手机和消费电子市场，而思瑞浦侧重于工控和通讯设备市场，但这并不意味着思瑞浦更高端，这只是时代发展行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明4/16导致产品布局领域的差异。站在当下年的视角来看，我国工控赛道的产业快速升级期预将到来，这将使得具有“后发”优势的思瑞浦深度受益于产业升级的时代机遇；但倘若我们站在年的视角来看，手机和消费电子需求的增长无疑是潜力最大的赛道，即圣邦股份当时对消费电子和手机市场的布局是极为正确的。1.6AC-DC——晶丰明源、芯朋微、富满电子、明微电子，AC-DC赛道注定是成本博弈的市场：根据功能实现的差别，电源链主要分为AC-DC、DC-DC和LDO三类。由于电灯是诞生较早、数量级较大、技术门槛较低的电子设备，国内外的模拟芯片大厂都曾布局于LED照明驱动（AC-DC）赛道。然而，随着LED照明驱动赛道玩家越来越多以及LED灯渗透速度显著放缓，LED照明驱动市场逐步成为了成本博弈的红海市场，这使得NXP、芯朋微、富满电子等厂商纷纷退出该市场，而持续深耕于此的晶丰明源实现了独占鳌头的市场地位。1.7偏模拟MCU/SoC——中颖电子、芯海科技，预计模拟芯片和MCU的结合为确定性趋势：随着手机、消费电子等终端设备微型化、模块化趋势的持续演进，LDO和DC-DC逐渐被集成为PMIC，而PMIC的本质就是电源IC和MCU的整合。在模拟芯片和数字芯片相互融合的浪潮中，受产品定位和终端需求的影响，融合浪潮形成了三种趋势：（1）大的数字芯片整合模拟芯片：较大数字芯片像CIS芯片、指纹识别芯片、IoT终端的主芯片等吞并了外围的模拟芯片；（2）MCU厂商做数模混合：MCU厂商如中颖电子等开始渗透TI的锂电池管理市场；（3）模拟厂商做数模混合：高精度ADDA厂商芯海科技大量推出偏模拟的SoC芯片。其实，TI和ADI等模拟巨头都在数字芯片如DSP、MCU等有着一定建树，只是通过大量的并购整合实现了模拟芯片赛道的龙头地位，因此，预将TI和ADI都将是模拟芯片MCU化的重要推手。1.8国产IC正逢高端化跃迁的关键节点，模拟芯片稳定性的比拼愈演愈烈：根据产品稳定性要求的差别，模拟芯片赛道由低端到高端可主要划分为消费电子级、工业通讯级和汽车电子级。受中美贸易摩擦不确定性加剧影响，叠加智能车时代的到来，模拟芯片的国产化替代正从消费电子级向工控通讯级跃迁，并对汽车电子级产品开始初步布局。在当下的高端化跃迁浪潮中，为了追求更大的营收体量、更好的毛利率水平和更显著的竞争优势，头部国产模拟芯片厂商正通过大额研发投入和外部并购全面推动产品高端化和多样化发展。进一步，随着工控、通讯和汽车客户的模拟芯片国产化替代完成后，这三类客户的供应链窗口期预将再度关闭，这将进一步强化头部国产模拟芯片厂商的优势地位。1.9在产业跃迁的大背景下，国产信号链头部厂商预将进军高速ADC/DAC，国产电源链头部厂商预将进军DC-DC：根据中国半导体行业统计数据，年国内芯片设计公司数量达家、同比增长24.6%。随着新进入者的快速增多，市场空间较小、竞争壁垒较低的市场将迎来愈发残酷的竞争，这将迫使现存头部厂商积极渗透高端化产品以寻求更大的市场空间和更优的毛利率水平。对于信号链，如表一、表二所示，相较于高精度DAC，高速DAC享有更高的单价和更大市场空间，其中，运放向ADC/DAC发展是对产品集成化的追求，高精度ADC/DAC向高速ADC/DAC发展是对市场空间和单价的追求。对于电源链，由于大单品和技术门槛较低的特点，低中端AC-DC赛道已成为高度成本博弈的市场，其中，LDO向DC-DC发展是对产品高端化的追求，AC-DC向DC-DC发展是对市场空间和毛利率的追求。2、一颗晶体管点亮时代长空，无数料号筑成模拟王国模拟芯片是电子终端的基础设施，信号链和电源链相互配合：在电子终端中，数字芯片包括主芯片、CIS芯片、存储芯片等，模拟芯片包括信号链芯片和电源链芯片。由于模拟芯片影响着信号处理、信号转换和电力调节等基础性性能，在电子终端中，我们可将模拟芯片比作下层基础而将数字芯片比作上层建筑，即：数字芯片决定着终端设备的高端化程度，而模拟芯片影响着终端设备的基础性能和数字芯片功能实现的稳定度。2.1、晶体管的电流放大作用是IC的基石，ADC速度受DAC制约晶体管的发明推开了集成电路时代的大门：在年，美国贝尔实验室成功研制出一种点接触型的锗晶体管，这种体积小、功耗低的电子器件迅速实现了对体积大、功率大电子管的渗透，并拉开了集成电路时代的序幕。晶体管具有放大电流和控制通断的作用：双极型晶体管主要分为NPN管和PNP两种。NPN型晶体管由两个N型半导体和中间的P型半导体构成，且具有3个管脚，分别叫基极（b）、集电极（c）和发射极（e）；对于NPN管，基极为P型半导体，基极和集电极组成一个PN结、称为集电结，而基极和发射极组成另一个PN结、称为发射结。在NPN晶体管中，基极电流由基极和发射极间的电压控制，集电极电流由基极电流控制、即=β，且发射极电流=+，这意味着通过调节基极和发射极间的电压便可实现对发射极电流的控制。进一步，若基极和发射极间的电压≥阈值时，晶体管处于放大状态、对起到放大作用；反之，当阈值时，晶体管处于截至状态、即和均为0。放大器就是利用了晶体管对电流的放大作用：射频放大器、运算放大器等放大器的信号放大作用都是利用了晶体管对电流的放大作用。图8是一个最简单的信号放大电路，具有将输入信号放大为输出信号的作用，具体步骤为：（1）在基极将固定电压和输入的小信号正弦波进行叠加形成新的正弦波电压；（2）新的正弦波电压使得也呈现出正弦波的形态；（3）由于晶体管具有=β的特点，相较于正弦波电流，的频率相同但振幅更大；（4）由于=*+=β*+，即=-β*，这意味着在β、和一定的情况下，输入电流和输出电压保持同样频率而振幅进行了调整，从而实现了对输入的小信号正弦波的放大作用。ADC/DAC是电子终端内外信息沟通的桥梁：自然界中的声波、光波、电磁波等都是类正弦波形态的模拟信号，而电子设备中的信息沟通是用高低电平形态的数字信号。ADC/DAC具有实现数字信号和模拟信号相互转化的作用，起到了电子终端内外信息沟通的桥梁作用。模拟信号在时间轴和纵轴都是连续的，而数字信号在时间轴是离散的、在纵轴是被量化的。ADC就是对连续的模拟信号进行多次采样，并量化采样信号；相反，DAC就是将被量化的离散数字信号翻译为切片化的模拟信号。DAC的原理是通过调整接入电路电阻以调节输出电压：图11是采用电阻分压法的DAC原理，是最传统的DAC实现方式。以3bit分辨率为例，数模转换器的DAC模块主要由23个电阻、开关和结电容构成，并通过电阻分压的原理将可输出的电压分为23份，即实现了23种数字信号对应于23种电压值。ADC转换速度受到DAC转换速度的制约：图12展现了模数转换中最重要的递归过程，其具体步骤为：（1）输入电压与DAC的基准电压在比较器进行比较；（2）根据比较结果，比较器将0、1数字信号存入到寄存器；（3）DAC根据寄存器的值生成新的基准电压；（4）输入电压与DAC的基准电压再次在比较器进行比较，不断重复，直到比较次数达到DAC精度。2.2、电源管理芯片相互配合，变频、变压为核心功能按功能划分，电源管理芯片可分为安全供电和精准供电两类芯片：电源管理芯片的核心目标就是实现安全而精准的供电，因此，电源管理芯片可分为侧重于安全性能和精准性能的两类芯片。在电源管理芯片中，侧重于安全性能的芯片主要有电池管理芯片、电源监控芯片、电源控制器和防护芯片等，而侧重于精准性能的芯片主要有AC-DC、DC-DC和LDO等。在电子终端中，电源管理芯片相互配合、逐级递进：在基站中，用于精准供电的电源管理芯片进行电源转换的流程为：（1）通过AC-DC将电网的V交流电转换为基站电池所需的48V直流电；（2）通过二级电源DC-DC将48V直流电转换为各个集成式DC-DC所需的直流电压；（3）集成式DC-DC将其输入端的直流电压转换为更低的直流电压给分立式DC-DC和LDO；（4）分立式DC-DC和LDO直接给负载供电。当然，在用于精准供电的电源管理芯片将电网的交流电压转换为负载所需直流电压的同时，用于安全供电的热拔插控制器、电源监控芯片和负载开关等侧重供电安全的芯片对电子设备进行实时保护。电源管理芯片的核心功能为电压转换，电压变换的核心是如何控制MOS：用于电压转换的电源管理芯片主要分为AC-DC、DC-DC和LDO三种，其中，AC-DC是指通过PWM芯片控制MOS高频斩波以实现交流变直流，DC-DC是指通过PWM芯片控制MOS占空比以实现直流降压转换，LDO是指通过主芯片控制MOS低频通断以改变电阻分压的方式实现直流降压。在开关式AC-DC中，PWM芯片通过控制MOS实现电压变频：开关式AC-DC主要分为输入回路、功率转换和输出回路三个部分，其中，PWM芯片根据采样电路的结果，通过控制电路实现对功率器件开关频率的实时调节。在开关式AC-DC的过程中，电压的变化过程为：交流V—滤波—整流成直流V—PWM电路对功率MOS管的控制（切割成高频方波）—变压器（降压为低压高频方波）—整流（直流）—滤波—输出。值得强调的是，开关式AC-DC“将低频交流电压先变成直流电压，再变成高频交流电压，最后变成直流电压”的原因为电压频率的提升可使变压器体积减小，从而起到缩小适配器、充电器整体体积的作用。在DC-DC中，PWM芯片用于控制单位时间内MOS的接通时间：图15是最简单的降压DC-DC电路，其中，PWM芯片用于控制开关S。该DC-DC实现降压的机理为电感L的能量守恒，即：当开关接通时，电感增加磁通为(-)*；当开关断开时，电感减少磁通为*；由于(-)*=*且1，则、实现了输出电压小于输入电压的目的。3、企业合并是成长动力，IDM化为确定性趋势3.1、模拟赛道IDM化：信号链已由射频开始，电源链已由AC-DC开始在-年间，“Fabless+Foundry”模式是半导体行业发展的主要推手：在-年间，相对于IDM厂商，全球前50Fabless厂商的总营业收入增速更快、年平均增速达13.0%，其中，全球前50IDM厂商的营收体量在、、和年四个年份的大幅下滑主要是由于存储芯片价格的骤降。然而，随着当下产能紧缺情况的持续恶化，越来越多的Fabless厂商或将逐步自建晶圆或封测产线，以达到防微杜渐的作用。“工艺提升+低功耗需求”推动高端制程占比持续扩大：随着终端设备功能复杂度和多样化的提升，数字芯片需要更多的晶体管以实现更强的性能；进一步，终端设备体积和功耗的要求又使得数字芯片不得不追求更高端的制程，因此，数字芯片赛道的快速发展推动了高端制程的演进。对于代工厂而言，代工越高制程的芯片往往意味着单位晶圆越高的毛利水平，这是代工厂推进制程演进的源动力；在单位晶圆更高毛利的驱使下，年代工厂28nm以下制程占比已达40%不同于数字芯片，主流模拟芯片仍停留在微米级制程，或将率先由分工模式回归到IDM模式：不同于数字芯片对分析处理能力的持续追求，由于模拟芯片重在安全而精确地实现单一功能，模拟芯片更追求产品稳定性。随着模拟芯片产业的长期发展，模拟芯片厂商的竞争聚焦于成本控制和料号扩充，具体而言（1）成本控制：对于通用型料号，各模拟芯片厂商产品性能基本一致，叠加模拟芯片单价普遍较低，这意味着模拟芯片厂商的竞争在于能否有效控制成本以提供更有竞争力的售价，而持续的成本优化依赖于自建产能；（2）料号扩充：从基本的经营逻辑而言，模拟芯片厂商肯定想布局享有更优毛利率水平、更大数量级和更好竞争环境的料号，这类料号往往意味着较高端的产品设计和工艺水平。区别于竞争对手的工艺水平往往需要自有工艺，而打磨自身工艺的最优地点是在自有产线。总体而言，模拟芯片的产品特点和商业逻辑就意味着其更适合IDM模式。时代特点造成了各国产业布局的差异：时代特点造成了各国产业布局的差异：（1）美国：依托半导体行业的长期领导地位，美国的IDM厂商和Fabless厂商都享有较高的市占率；（2）日本和欧洲：由于均属于半导体时代的先行者但近30年受到美国的技术压制，日本和欧洲呈现出“IDM市占率较高而Fabless市占率较低”的特点；（3）韩国：依靠反周期战略从日本手中获得存储芯片市场的话语权，叠加存储芯片产业主要为IDM模式，韩国呈现出“IDM市占率较高而Fabless市占率较低”的特点；（4）中国（含台湾）：由于发展时间较短，叠加“Fabless+Foundry”成为主流模式，中国（含台湾）呈现出“IDM市占率较低而Fabless市占率较高”的特点。由于我国是集成电路市场规模最大的国家且贸易逆差较大，从长期来看，我国芯片设计公司将不局限于Fabless模式，即：大量的芯片设计公司将在实现一定营收体量后，逐步自建产能，形成IDM或Fablite的模式。国产半导体厂商的发展趋势为“利基市场/低端市场→标准市场/优质市场”，但发展顺序将是“小众市场/低端市场→标准市场→优质市场”：受起步较晚且终端客户话语权较弱影响，国产半导体公司目前主要布局利基市场和劣势市场，从而避开与海外大厂的正面竞争。随着国产化替代的持续推进，国产终端客户给予国产半导体厂商越来越多的导入机会，帮助国产半导体厂商的产品布局由“利基市场/低端市场”向“标准市场/优质市场”发展，但实质上是需要先布局标准市场再跃迁到优质市场，其原因为倘若没有标准市场（红海）对现金流和研发人员的持续支持便没有足够的研发资源去投入优质市场（蓝海）。标准市场本身就是需求量大、充分竞争的红海市场如存储芯片、CIS、功率器件、通用类模拟芯片等，其竞争焦点就是通过自建产能和规模效应实现成本优化。从进军标准市场的国产公司来看，存储芯片的IDM有长江存储、合肥长鑫，CIS的Fablite有格科微，射频器件的IDM有卓胜微，电源芯片的IDM有矽力杰，功率器件的IDM有捷捷微电、扬杰科技等；受益于前道设备成本相对较低，未来预将有越来越多的模拟厂商走向IDM或包产线的模式。在国产模拟芯片IDM化的进程中，信号链已由射频开始，电源链已由AC-DC开始：由于标准化程度越高、销售量越大的产品对单位成本优化的敏感性越强，国产模拟芯片的IDM化将率先开始于标准化程度较高、销售量较大的料号。对于信号链而言，射频器件兼具产品单价较低、标准化程度较高和销售量较大的特点，使得在国产化替代的进程中，射频厂商（卓胜微）能快速实现国产化渗透并率先向IDM模式迈进。对于电源链而言，AC-DC是标准化程度最高、大单品特点最显著的产品，因此，士兰微率先实现AC-DC产品的IDM化以在通用类产品实现成本优势。然而，对于信号链（非射频）和电源链（非AC-DC）产品，这些产品的单一料号对应的销售量较小，使得国产模拟厂商在营收体量较少、工艺水平欠佳时自建产线是成本不经济的。但是，重点布局AC-DC和DC-DC的矽力杰已经开始尝试自建产线，其目前营收体量为30亿元，这为思瑞浦、圣邦股份等厂商划定了营收体量门槛。3.2、企业合并是成长动力，头部厂商营收表现更具韧性从历史来看，并购整合是模拟厂商快速成长的动力：不论是鼻祖级厂商德州仪器还是后起之秀ADI都曾通过并购数十家公司以实现快速发展壮大。然而，在持续并购的过程中，两位巨头也曾出售了多家公司、舍弃了多项业务，这意味着模拟巨头的诞生依赖于管理层较强的并购整合能力和市场预判能力。向未来展望，国产模拟厂商的并购整合预将经历“上市公司并购初创公司”、“一线上市公司并购二、三线上市公司”和“一线上市公司强强联合”三大阶段：第一阶段：由于科创板降低了科技公司的营收规模限制，叠加国产模拟公司营收体量普遍较小，在目前阶段，国产模拟厂商的并购整合目前主要局限于上市公司并购初创型企业或扶植研发团队。第二阶段：随着国产化进程的持续推进，工控、汽车、通讯等中高端赛道将被领军的国产模拟厂商逐步突破；随着领军国产模拟厂商稳定供应工控、汽车、通讯等赛道的主流客户，叠加这些传统赛道客户对产品稳定性要求较高而价格敏感性较低，后进国产模拟厂商或再无导入机会，从而形成差距。与此同时，资本将给予一线模拟上市公司更多的支持，而相对冷落二、三线模拟上市公司，从而预将出现“一线上市公司并购二、三线上市公司”的情况。第三阶段：为了获得更强的市场话语权，一线上市公司预将通过交换股权的方式进行整合，使得整个模拟芯片行业呈现出更强的头部化趋势。收购美信后，ADI将与德州仪器势均力敌：由于模拟芯片具有产品单价较低、高度通用化的特点，对于高度成熟的模拟芯片厂商而言，通过产品去持续渗透对手市场的难度较大、周期较长，这意味并购是实现弯道超车的主要方式。在年，德州仪器模拟芯片的市占率将近是ADI的一倍，而当年7月ADI成功收购美信后，ADI的市占率将达到14%、大幅缩小与TI的差距。相对于全球模拟市场整体增速，头部模拟厂商的营收增速更具韧性：除年和年外，TI模拟业务营收增速均快于模拟芯片市场整体增速，这意味着TI这类头部模拟厂商的营收表现更具韧性。从长期来看，随着国产模拟厂商营收体量的持续提升，圣邦股份、思瑞浦等头部模拟厂商的营收增速也将快于中国模拟芯片市场规模的增速。详见报告原文。（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）精选报告来源：。
