2022年模擬IC行業(yè)深度分析報(bào)告

2022年模擬IC行業(yè)深度分析報(bào)告目錄TOC\o"1-5"\h\z.模擬芯片：細(xì)分品類多，周期性較弱 3\o"CurrentDocument"簡介：模擬信號產(chǎn)生、放大及處理的核心器件 4信號鏈 5線性產(chǎn)品 7轉(zhuǎn)換器 8接口 10電源鏈 12DC/DC 14AC/DC 17電池管理 18驅(qū)動芯片 20\o"CurrentDocument"四大特性梳理 22產(chǎn)品生命周期長 22細(xì)分產(chǎn)品種類多 23特色工藝壁壘高 24設(shè)計(jì)更依賴經(jīng)驗(yàn) 26\o"CurrentDocument"市場：周期性較弱，規(guī)模穩(wěn)增長 27模擬芯片行業(yè)周期性相對較弱 27汽車和通信拉動模擬芯片需求 27汽車模擬IC:受益新能源車快速滲透 28通信模擬IC:受益信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè) 30\o"CurrentDocument"份額：格局較分散，國產(chǎn)化率低 33\o"CurrentDocument".復(fù)盤：研發(fā)、并購及銷售是關(guān)鍵 35\o"CurrentDocument"德州儀器 35發(fā)展歷程：逐步聚焦模擬IC 35以史為鑒：充分受益研發(fā)、銷售及并購能力 37發(fā)展歷程：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷調(diào)節(jié) 41以史為鑒：研發(fā)、銷售、并購是公司持續(xù)發(fā)展核心 42\o"CurrentDocument"機(jī)遇：國內(nèi)模擬芯片行業(yè)蓄勢待發(fā) 42\o"CurrentDocument"國內(nèi)廠商能力提升 42國內(nèi)廠商產(chǎn)品品類逐漸齊全 42技術(shù)參數(shù)對標(biāo)海外先進(jìn)水平 44Fabless模式亦具高成長性 45\o"CurrentDocument"缺貨加速國產(chǎn)替代 47才殳^^7乂...................................................................................48\o"CurrentDocument"風(fēng)險(xiǎn)提示 49圖1:模擬IC是連接現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的橋梁圖2:2020年全球模擬芯片市場區(qū)域分布大陸占比高圖圖1:模擬IC是連接現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的橋梁圖2:2020年全球模擬芯片市場區(qū)域分布大陸占比高圖3:模擬IC按照定制化程度劃分，專用芯片占比高數(shù)據(jù)來源：IDC,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國泰君安證券研究模擬ASSP(非PowerIC)標(biāo)準(zhǔn)PowerIC模擬ASSP(PowerIC)放大器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)接口比較器數(shù)據(jù)來源：國際電子商情，IDC,國泰君安證券研究.模擬芯片：細(xì)分品類多，周期性較弱簡介：模擬信號產(chǎn)生、放大及處理的核心器件集成電路可以簡要分為數(shù)字IC和模擬IC兩大類。模擬集成電路指由電阻、電容、晶體管等組成的用來處理連續(xù)函數(shù)形式模擬信號的集成電路.現(xiàn)實(shí)世界中的聲音、光線、溫度、壓力等信息通過傳感器處理后形成的電信號就是模擬信號，其幅度隨時間連續(xù)變化。模擬芯片種類繁多，在當(dāng)前的電子產(chǎn)品中幾乎都有其身影，被廣泛應(yīng)用在消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)、5G等領(lǐng)域.與模擬芯片相對應(yīng)的是數(shù)字集成電路,后者主要對離散的數(shù)字信號(0和1)進(jìn)行存儲和邏輯運(yùn)算.DigitalWorldjIOIOIOOIC.111010010101110100101010011(1011000011001001010101001010CL0100101001011010101010010數(shù)據(jù)來源：ADICompanyPresentation,March2021500億美金以上規(guī)模，大陸需求占比高.根據(jù)中商情報(bào)網(wǎng)、ICInsights數(shù)據(jù)，2020年全球集成電路市場規(guī)模達(dá)到3482億美元，其中模擬IC市場規(guī)模約570億美元，占據(jù)16%的份額.從區(qū)域分布情況看，中國大陸是最大的模擬芯片市場，2020年約為全球的36%,市場有近205億美元的規(guī)模.按照定制化程度劃分，模擬芯片可以分為專用型芯片（ASSP浜通用型芯片.據(jù)IDC數(shù)據(jù)，專用型芯片占據(jù)模擬芯片市場5成左右。顧名思義，專用型芯片的定制化程度更高，需要根據(jù)客戶需求和特定電子系統(tǒng)對產(chǎn)品的參數(shù)、性能、尺寸進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，相比于通用型模擬IC具有設(shè)計(jì)壁壘較高、毛利率也更佳的特點(diǎn).對于專用型模擬芯片的劃分通常依據(jù)其下游應(yīng)用領(lǐng)域，包含通信、消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)等，其中每個領(lǐng)域又可進(jìn)一步細(xì)化為線性產(chǎn)品、電源管理產(chǎn)品、接口產(chǎn)品等，以射頻前端模塊為代表的射頻器件就屬于典型的專用型模擬IC,占到專用芯片比重高。通用型芯片則屬于標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，適用于各種各樣的電子系統(tǒng)，生命周期更長。設(shè)計(jì)壁壘相比于專用型芯片較低，但產(chǎn)品細(xì)分品類多、不同廠家間的可替代性強(qiáng)、客戶相對分散。圖4:模擬IC在集成電路中占據(jù)16%的價值量（2020年數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)來源：中商情報(bào)網(wǎng)，ICInsights,國奏君安證券研究從應(yīng)用角度看，模擬芯片也可分為信號鏈路和電源管理兩大類.其中電源管理芯片市場規(guī)模大于通用信號鏈路芯片.信號鏈信號鏈:信號鏈路是指一個系統(tǒng)中信號從輸入到榆出的路徑，主要針對模擬信號完成收發(fā)、轉(zhuǎn)換、放大、過濾等功能.信號鏈模擬芯片主要包括：線性產(chǎn)品、轉(zhuǎn)換器、接口、隔離器、RF與微波等.一條完整的信號鏈?zhǔn)侵笇⒆匀唤绲穆?、光、電等連續(xù)信息通過采集（傳感器）、處理（放大、縮小、濾波）、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換（ADC）轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，經(jīng)過系統(tǒng)處理（微處理器）后再轉(zhuǎn)換為模擬信號（DAC）輸出的整個過程.圖5:圖5:模擬芯片主要分為電源和信號鏈圖6:模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的工作原理120-10080604020muni2016 2017120-10080604020muni2016 2017 2018 2019 2020E2021E2022E2023E?放大器和比較器■轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品■■接口產(chǎn)品 同比（％,右軸）數(shù)據(jù)來源：Javatpoint數(shù)據(jù)來源：Javatpoint表1：部分信號鏈芯片類別及用途類別用途運(yùn)算放大器信號放大是最常見功能，通過運(yùn)算放大器連接專用放大電路實(shí)現(xiàn)高邊電流檢測放大器專用于將高邊電流轉(zhuǎn)換成電壓信號并放大的專用放大器線性產(chǎn)品濾波器按頻率特性對信號進(jìn)行過濾，并保留所需部分模擬開關(guān)通過控制打開或關(guān)閉來選擇信號接通與否，或從多個信號中選擇需要的信號比較器比較兩個輸入信號之間的大小輸出0或1的結(jié)果轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號RS232接口用于電子系統(tǒng)間的數(shù)字信號傳輸，RS232標(biāo)準(zhǔn)是常用的串行通信接口接口產(chǎn)品RS485RS485接口標(biāo)準(zhǔn)適合多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信，在工控和通信系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛LVDSLVDS接口以其速度快為特點(diǎn)，常用于短距離、數(shù)據(jù)量大、速度要求高的工業(yè)、電力和通信設(shè)備中RF與微波適用于信號收發(fā)類電路，應(yīng)用于信息通信場景數(shù)據(jù)來源：思瑞浦招股說明書、艾為電子招股說明書，國泰君安證券研究圖8:各類信號鏈產(chǎn)品中，轉(zhuǎn)化器產(chǎn)品增速快圖圖8:各類信號鏈產(chǎn)品中，轉(zhuǎn)化器產(chǎn)品增速快線性產(chǎn)品規(guī)模大，轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品增速快.從信號鏈芯片細(xì)分產(chǎn)品來看,2019年放大器和比較器占據(jù)最大份額39%,市場空間約為37億美金，此前增速也快于轉(zhuǎn)換器、接口兩大類產(chǎn)品（市場空間分別約為36和25億美金）。但I(xiàn)CInsights預(yù)測在2021-2023年間，轉(zhuǎn)化器產(chǎn)品的年均復(fù)合增速接近9%,遠(yuǎn)高于放大器和比較器約5%的提升速度，預(yù)計(jì)到2023年轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品將占據(jù)信號鏈細(xì)分市場約41%,取代放大器和比較器成為最大份額產(chǎn)品。線性產(chǎn)品運(yùn)算放大器是線性產(chǎn)品的基本構(gòu)建模塊之一.運(yùn)放在其信號處理范圍內(nèi),通?？梢哉J(rèn)為是線性器件，即增益不隨信號的幅度變化而變化.運(yùn)放可以結(jié)合外部電路器件實(shí)現(xiàn)信號的放大、求和、微分以及積分等數(shù)學(xué)運(yùn)算。若再搭配晶體管等有源器件，可被設(shè)計(jì)成數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、調(diào)制器、開關(guān)電容濾波器等多種核心信號鏈模塊。表2:模擬芯片工藝對比，針對不同需求選用不同工藝工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)用途Bipolar功率大、頻率高、驅(qū)動能力強(qiáng)集成度低、無法滿足LED驅(qū)動控制等芯片的應(yīng)用需求RF、電源管理、高精度、高壓領(lǐng)域CMOS集成度高、噪聲低、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)驅(qū)動性能差、頻率低CPU、MCU、低功耗模擬IC、低電流運(yùn)放等BiCMOS驅(qū)動能力強(qiáng),功耗較低、集成度較高高成本RF電路、LED控制驅(qū)動、A/D.D/A.RF混合信號IC燈數(shù)據(jù)來源：《高增益低失調(diào)軌對軌運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計(jì)?,思瑞浦招股說明書、國泰君安證券研究根據(jù)《高增益低失調(diào)就對軌運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計(jì)》，運(yùn)放可根據(jù)其制造工藝、輸入輸出信號類型以及性能指標(biāo)等多個方面進(jìn)行分類。根據(jù)制造工藝的不同，運(yùn)放可以分為CMOS運(yùn)放、BJT運(yùn)放以及BiCMOS運(yùn)放；根據(jù)性能指標(biāo)的不同側(cè)重，運(yùn)放可以被劃分為低功耗運(yùn)放、高增益運(yùn)放、高速運(yùn)放以及精密運(yùn)放等，從而滿足不同場合的應(yīng)用要求；根據(jù)輸入輸出信號的類型，運(yùn)放可被劃分為運(yùn)算放大器、跨導(dǎo)運(yùn)放、電流運(yùn)放等.圖9:放大器在信號鏈中的功能十分重要圖10:基本差分運(yùn)放電路原理ctsnxanmrxMiRADc圖9:放大器在信號鏈中的功能十分重要圖10:基本差分運(yùn)放電路原理ctsnxanmrxMiRADc■A.W19SMUB數(shù)據(jù)來源：NationalInstruments數(shù)據(jù)來源：NationalInstruments轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器主要包括ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）和DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換）.轉(zhuǎn)換器作為連接模擬世界和數(shù)字信號處理的橋梁，在信號鏈中有著十分重要的地位。按照功能劃分，轉(zhuǎn)換器主要分為ADC和DAC兩種，其中ADC應(yīng)用場景更加廣泛。根據(jù)工業(yè)電子市場網(wǎng)報(bào)道，目前海外廠商（如ADI、TLMAXIM.MICROCHIP）占據(jù)ADC/DAC全球主要市場份額，ADI市占率約為58%,TI占比約為25%,MAXIM占7%,MICROCHIP占3%,基本沒有國內(nèi)企業(yè)的身影。此外，市場對高速ADC、DAC的需求快速增長，2018年，僅占6%出貨量的高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，創(chuàng)造了近50%的銷售額.圖11:圖11:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器在信號鏈路中的角色重要圖12:ADC/DAC市場份額占比中，ADI占比高OTHERSMICROCHIP7%ADIOTHERSMICROCHIP7%ADI58%數(shù)據(jù)來源：《高速高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵技術(shù)研究》 數(shù)據(jù)來源：工業(yè)電子市場網(wǎng)，國泰君安證券研究ADC產(chǎn)品應(yīng)用十分廣泛.ADC是物理與數(shù)字世界的重要媒介，被廣泛應(yīng)用于航天航空、通信、測量、醫(yī)療、消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域，其性能對整個系統(tǒng)影響顯著。例如在無線通信系統(tǒng)的接收機(jī)鏈路中，ADC將經(jīng)降頻以及濾波處理后的基帶、中頻等信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電路可識別、處理的編碼信號.根據(jù)《高增益低失調(diào)軌對軌運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計(jì)》，其工作流程主要包括模擬輸入、抗混疊濾波、采樣/保持以及量化/編碼四個步驟，采樣過程是連續(xù)信號變成離散時間信號，量化過程將連續(xù)幅值轉(zhuǎn)化為離散幅值，最后通過編碼步驟，將量化電平變?yōu)檫壿嫶a。速度、精度、功耗是ADC性能最直觀的體現(xiàn).在實(shí)際芯片設(shè)計(jì)中，這三方面性能往往相互制約，需要在設(shè)計(jì)時對三種指標(biāo)進(jìn)行折衷，棲牲某些方面來突出其他方面.ADC速度指采樣速率Fs（單位是每秒采樣次數(shù)）；精度可以用SNDR來描述，理想狀況下，ADC的位數(shù)越高，往往就會有更高的精度。在低速高精度的應(yīng)用場景中，增量deltasigma較為合適.在中等采樣率和采樣精度的應(yīng)用場景下，deltasigma、SARADC應(yīng)用較為廣泛。在對采樣率要求高，對精度要求稍低的應(yīng)用場景下，流水線（Pipeline）和FLASHADC較為合適。

圖13:ADC工作流程包括輸入、采樣、編碼等圖13:ADC工作流程包括輸入、采樣、編碼等圖14:Pipeline和FLASH適用于高速場景io > . J-_' 1E?<M1.E-HI5LE+06LEQ7)E+081E+OT1.E+10LE+U采樣/保持 量化/編碼 Ban<h?dth|lU)數(shù)據(jù)來源：《高增益低失調(diào)軌對軌運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計(jì)》，國泰數(shù)據(jù)來源：《高增益低失調(diào)軌對軌運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計(jì)》君安證券研究DAC是數(shù)字信號到模擬信號的橋梁,主要應(yīng)用于通信、視頻和音頻等領(lǐng)域.DAC由加權(quán)網(wǎng)絡(luò)、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字信號輸入、參考基準(zhǔn)電壓、放大器構(gòu)成，不僅僅是通信系統(tǒng)信號接收端的主要組成部分,也在家庭影院、車載音響、手機(jī)音頻輸出等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。具體而言：第一是高速DAC,主要被應(yīng)用在射頻領(lǐng)域，工作頻率一般在幾個GHz以上；第二是高精度DAC,具有很高的分辨率，領(lǐng)先產(chǎn)品位數(shù)達(dá)到20以上，主要被應(yīng)用在音頻領(lǐng)域；第三是兼顧高精度和高速的DAC,主要被應(yīng)用在通信領(lǐng)域中.圖15:DAC原理示意圖%也叫b、圖15:DAC原理示意圖%也叫b、數(shù)據(jù)來源：《應(yīng)用于DDS的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的研究與芯片設(shè)計(jì)》圖16:DAC顯微鏡照片，芯片內(nèi)部較復(fù)雜數(shù)據(jù)來源：《高速高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵技術(shù)研究》據(jù)《應(yīng)用于DDS的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的研究與芯片設(shè)計(jì)》報(bào)道,DAC的基本架構(gòu)可以分為三種：電壓式、電荷式以及電流式結(jié)構(gòu).電壓式架構(gòu)由電阻、開關(guān)、譯碼電路以及跟隨器構(gòu)成，結(jié)構(gòu)相對簡單，但抉點(diǎn)是由于電阻用量多，在版圖中面積占比大，使得芯片面積過大。此外，由于不同開關(guān)連接的節(jié)點(diǎn)內(nèi)阻有差異，導(dǎo)致延時時間不同，限制了其在高速場景的應(yīng)用。電荷式架構(gòu)由開關(guān)、電容以及跟隨器等構(gòu)成，由于主要由電容構(gòu)成（靜態(tài)電流流通?。?，其精度及功耗較為優(yōu)異。但是當(dāng)位數(shù)增加后，充放電時間會隨電容數(shù)量的增加而增加，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換時間較慢，主要被應(yīng)用于低功耗場景。

此外，電壓和電容結(jié)構(gòu)需要接運(yùn)算放大器，對運(yùn)放處理速度亦提出較高要求，對于電流式結(jié)構(gòu)而言，主要分為二進(jìn)制加權(quán)電阻結(jié)構(gòu)、R-2R結(jié)構(gòu)以及電流舵結(jié)構(gòu)。其中，電流舵結(jié)構(gòu)是目前較為常見的DAC架構(gòu)，具有非常高的速度、精度以及很小的面積，在高速高精度DAC中應(yīng)用廣泛。表3:DAC結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)對比，電流鴕結(jié)構(gòu)在高速高精度應(yīng)用場景應(yīng)用廣泛DAC類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電壓式結(jié)構(gòu)單調(diào)性好面積大、建立時間長電荷式結(jié)構(gòu)靜態(tài)功耗小、精度高面積大二進(jìn)制加權(quán)電阻結(jié)構(gòu)速度快、寄生電容小匹配性差電流式結(jié)構(gòu) R-2R結(jié)構(gòu)電阻匹配精度高功耗、毛刺大電流舵結(jié)構(gòu)精度高、速度快、面積小失陪問題、輸出阻抗有限數(shù)據(jù)來源：《應(yīng)用于DDS的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的研究與芯片設(shè)計(jì)》，國泰君安證券研究接口接口類產(chǎn)品主要包括隔離器、收發(fā)器、數(shù)據(jù)緩沖器等，是電路間連接的橋梁.表4:隔離技術(shù)對比，數(shù)字隔離器數(shù)據(jù)傳輸能力更強(qiáng)指標(biāo)光藕 一數(shù)字隔離磁耦容耦傳輸信號光信號磁場信號電場信號材料PolyimidePolyimide氧化硅耐壓能力高高高數(shù)據(jù)傳輸能力傳輸速度慢快快集成度差高高溫度范圍受限寬寬數(shù)據(jù)來源：納芯微招股說明書，國泰君安證券研究隔離器用于提升系統(tǒng)安全性，其中數(shù)字隔離器應(yīng)用較為廣泛.隔離器主要使兩系統(tǒng)具有高的電阻隔離特性，避免電路在互相通信時受損，其中數(shù)字隔離器應(yīng)用較為廣泛。數(shù)據(jù)來源：IHSMarkit,國泰君安證券研究

圖18:德州儀器ISOW7741電路圖數(shù)據(jù)來源：T1圖19:數(shù)字隔離器結(jié)構(gòu)X射線形貌，用于提升系統(tǒng)安全性數(shù)據(jù)來源：《數(shù)字隔離器結(jié)構(gòu)分析技術(shù)研究》光耦占比高，數(shù)字隔離器快速增長，2024年超過7億美金.據(jù)《科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新》報(bào)道，相比于光藕隔離器，數(shù)字隔離器主要采用電容隔離或者電感隔離，在壽命等指標(biāo)上要顯著優(yōu)于光耦，主要被應(yīng)用在工業(yè)電子等領(lǐng)域.通常而言，隔離器的設(shè)計(jì)、工藝壁壘往往較高.根據(jù)IHS報(bào)道，隔離器目前以光耦為主，數(shù)字隔離器市場快速發(fā)展，2024年有望達(dá)到7.67億美金。數(shù)字隔離器格局來看，2020年ThSiliconLabs.ADI、博通、英圖18:德州儀器ISOW7741電路圖數(shù)據(jù)來源：T1圖19:數(shù)字隔離器結(jié)構(gòu)X射線形貌，用于提升系統(tǒng)安全性數(shù)據(jù)來源：《數(shù)字隔離器結(jié)構(gòu)分析技術(shù)研究》下游應(yīng)用看，數(shù)字隔離芯片主要應(yīng)用于信息通訊、電力自動化、工廠自動化、工業(yè)測量、汽車車體通訊、儀器儀表和航天航空等場景.根據(jù)納芯微招股說明書報(bào)道，帶隔離驅(qū)動的電機(jī)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和汽車電氣化未來將進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字隔離類芯片市場發(fā)展。根據(jù)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)，2020年數(shù)字隔離類芯片在工業(yè)領(lǐng)域占比達(dá)28.58%,汽車電子占比達(dá)16.84%,通信領(lǐng)域占比達(dá)14.11%位列第三名。2026年工業(yè)領(lǐng)域、汽車電子領(lǐng)域和通信領(lǐng)域?qū)⒎謩e占比28.80%、16.79%和14.31%。圖20:2020年數(shù)字隔離類芯片下游應(yīng)用工業(yè)為主圖21:2026年數(shù)字隔離類芯片下游應(yīng)用工業(yè)占比提升數(shù)據(jù)來源：MarketsandMarkets,納芯微招股說明書，國泰君安證券研究圖21:2026年數(shù)字隔離類芯片下游應(yīng)用工業(yè)占比提升數(shù)據(jù)來源：MarketsandMarkets,納芯微招股說明書，國泰君安證券研究多路復(fù)用器（MULTIPLEXER,也稱為數(shù)據(jù)選擇器）是一種通過將數(shù)據(jù)從多個輸入行/流路由到一個輸出行/流來將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的設(shè)備.多路復(fù)用器可使系統(tǒng)減小成本、降低復(fù)雜性、減少布線的使用和資源的共享.圖23:4ini多路復(fù)用器真值表圖22:4inl多路復(fù)用器電路圖數(shù)據(jù)來源：MaltiBansal,etal.ATaxonomicalReviewofMultiplexerDesignsforElectronicCircuits&Devices,JournalofElectronicsandInformatics.A3Y00D0001D0110D0211D03數(shù)據(jù)來源：MaltiBansal,etal.ATaxonomicalReviewofMultiplexerDesignsforElectronicCircuits&Devices,JournalofElectronicsandInformatics.收發(fā)器產(chǎn)品種類眾多.按照協(xié)議可劃分為CAN、LIN.RS-485（符合TIA/EIA485,常用的多點(diǎn)系統(tǒng)通信接口標(biāo)準(zhǔn)之一）、RS-232（常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)之一）等系列，其中CAN和LIN在車載電子中應(yīng)用廣泛.相比于圖22:4inl多路復(fù)用器電路圖數(shù)據(jù)來源：MaltiBansal,etal.ATaxonomicalReviewofMultiplexerDesignsforElectronicCircuits&Devices,JournalofElectronicsandInformatics.A3Y00D0001D0110D0211D03數(shù)據(jù)來源：MaltiBansal,etal.ATaxonomicalReviewofMultiplexerDesignsforElectronicCircuits&Devices,JournalofElectronicsandInformatics.1.1.2.電源鏈圖24:全球電源管理芯片市場規(guī)模快速增長（美金）數(shù)據(jù)來源：Frost&Sullivan,希荻微招股書，國泰君安證券研究圖25:中國電源管理芯片市場規(guī)模快速增長（美金）250 r20%■"國內(nèi)PMC市場規(guī)模（億元）-YoY數(shù)據(jù)來源：Frost&Sullivan,希荻微招股說明書，國泰君安證券研究電源管理芯片市場校信號鏈更大.根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì),2020年全球電源管理芯片市場規(guī)模約328.8億美元，2016-2020年CAGR為13.52%.隨5G通信、新能源汽車等市場發(fā)展，電子設(shè)備數(shù)量及種類持續(xù)增長，帶動電源管理芯片需求增長.國內(nèi)來看，2020年中國電源管理芯片市場規(guī)模約800億元人民幣圖24:全球電源管理芯片市場規(guī)模快速增長（美金）數(shù)據(jù)來源：Frost&Sullivan,希荻微招股書，國泰君安證券研究圖25:中國電源管理芯片市場規(guī)?？焖僭鲩L（美金）250 r20%■"國內(nèi)PMC市場規(guī)模（億元）-YoY數(shù)據(jù)來源：Frost&Sullivan,希荻微招股說明書，國泰君安證券研究電源鏈產(chǎn)品主要包括：AC/DC、DC/DC.電池管理、驅(qū)動芯片等.針對電子產(chǎn)品各部分正常工作電壓不同，電源管理芯片對電池輸出的固定電壓進(jìn)行升降壓、穩(wěn)壓處理后，使其達(dá)到期望的電壓值，以滿足各個模塊的供電需要.電源芯片根據(jù)應(yīng)用場景差異，可單獨(dú)使用或與外部電子元器件組合成模塊從而實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換的功能。表5:電源管理芯片應(yīng)用及功能圖26:圖26:電源轉(zhuǎn)換和管理策略示意圖圖27:德州儀器LM3881PMicC[ ?DC/DCBuck-BoostConirulLogicDEVICE1C[ ?DC/DCBuck-BoostConirulLogicDEVICE1應(yīng)用用途AC/DC把交流轉(zhuǎn)換成直流，功率流是雙向的，當(dāng)功率流從電源流向負(fù)載時稱為“整流”，從負(fù)載返回電源時稱為“有源逆變”；內(nèi)含低電壓控制電路及高壓開關(guān)晶體管DC/DC升壓/降壓調(diào)節(jié)器，或稱為開關(guān)電源、開關(guān)調(diào)整器PFC提供具有功率因數(shù)矯正功能的電源榆入電路；功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量的比值，當(dāng)功率因數(shù)值越大，代表其電力利用率越高LDO保證穩(wěn)定的電壓供給PWM/PFM為脈沖頻率調(diào)制或/和脈沖寬度調(diào)制控制器，用于驅(qū)動外部開關(guān)線性穩(wěn)壓器使用在其線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的晶體管或FET,從應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的榆出電壓，包括低壓差線性穩(wěn)壓器LDO電源監(jiān)控產(chǎn)品實(shí)時監(jiān)控電源的狀態(tài)，當(dāng)不正常狀態(tài)發(fā)生時，通知主控芯片采取安全措施熱插拔控制IC免除從工作系統(tǒng)中插入或拔除另一接口的影響數(shù)據(jù)來源：EEfocus,圣邦股份招股說明書，國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：TI官網(wǎng)數(shù)據(jù)來源：TI官網(wǎng)SolutionforBattery-FreeOperationofWirelessSensorNodes電源管理方案從分立向集中式演進(jìn).隨著技術(shù)的發(fā)展，下游電子設(shè)備對于效率以及體積的要求不斷提升，目前電源管理方案也在不斷升級，集成度不斷提升.

圖28:電源管理方案向集成式演進(jìn)SeMiOASo*U2mm**C*mpofwntC?uRtS7數(shù)據(jù)來源：Qorvo,芯語DC/DCDC/DC模塊:DCDC模塊包括的模擬IC種類主要為DC/DC開關(guān)電源、線性電源（主要是LDO）以及用于調(diào)制的PWM、PFM、PFC等.據(jù)《一種小功率隔離式DCDC電源控制器的研究與設(shè)計(jì)》報(bào)道，DC/DC的主要作用是將一組電參數(shù)直流電變換成另一電參數(shù)的直流電能。目前存在的DCDC電源芯片主要包含兩種：一是線性電源，主要包括低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）等；二是開關(guān)電源。兩種DCDC對比如下表所示。其中，LDO主要被應(yīng)用于降壓穩(wěn)壓、輸入電源隔離、濾波等。開關(guān)電源主要被應(yīng)用于工作電壓轉(zhuǎn)換、隔離以及降噪等，相比于LDO其電路更加復(fù)雜，成本也相應(yīng)更高.表6:DCDC線性穩(wěn)壓器和開關(guān)電源特性對比，開關(guān)電源更復(fù)雜特性線性穩(wěn)壓器開關(guān)電源優(yōu)勢電路簡單，紋波小，噪聲低，無EMI,結(jié)構(gòu)簡單易于集成效率高，電壓范圍寬，可榆出大電流，適用場合比較多，既能升壓又能降壓劣勢輸出電流較小，效率較低，適用場合少電路復(fù)雜，輸出紋波大，有EMI問題數(shù)據(jù)來源：《一種小功率隔離式DCDC電源控制器的研究與設(shè)計(jì)》，CSDN,國泰君安證券研究圖29:2026年DCDC市場規(guī)模超過70億美金（單位：百萬美元）--DC-DCSwitchingRegulators(YoY,RHS)—LinearRegulators(YoYRHS)數(shù)據(jù)來源：Yale,國泰君安證券研究

綜合來看，DCDC產(chǎn)品市場規(guī)模有望達(dá)到76.7億美金（開關(guān)DCDC+LDO）.根據(jù)Yble2021年的報(bào)道，開關(guān)DCDC產(chǎn)品2020年的市場空間為37.98億美元，預(yù)計(jì)到2026年，這一規(guī)模將達(dá)到44.96億美金。線性穩(wěn)壓器來看，2020年市場空間為27.13億美元，預(yù)計(jì)到2026年，市場規(guī)模有望達(dá)到31.78億美金。LDO電路結(jié)構(gòu)較為簡單.半導(dǎo)體行業(yè)觀察報(bào)道，基本模擬LDO主要由運(yùn)放、反饋和專用功率P溝道MOSFET實(shí)現(xiàn)，其中MOSFET的柵極電壓由運(yùn)放來控制.運(yùn)放會持續(xù)比較電路的輸出電壓與參考電壓，并實(shí)時調(diào)節(jié)MOSFET的柵極電壓，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出電壓。圖30:圖30:LDO電路示意圖圖31:buck電路示意圖數(shù)據(jù)來源：Qorvo數(shù)據(jù)來源：Qorvo開關(guān)電源可以分為隔離式和非隔離式.根據(jù)變壓方式，開關(guān)電源可以被分為隔離式和非隔離式，其中非隔離式DCDC電源轉(zhuǎn)換效率更高，體積小，復(fù)雜度較低，基本拓?fù)渲饕ń祲海╞uck）、升壓（boost）以及升降壓型（buck-boost）等。隔離式DCDC電源通過變壓器來實(shí)現(xiàn)電壓的升降，抗干擾能力更強(qiáng)，安全性也更高，但通常體積較大，成本較高。圖32:boost電路示意圖圖圖32:boost電路示意圖表7:非隔離式電源與隔離式電源優(yōu)缺點(diǎn)對比，隔離式電源更復(fù)雜特性非隔離式電源隔離式電源優(yōu)勢轉(zhuǎn)換效率高，體積小，設(shè)計(jì)復(fù)雜度低，成本低抗干擾能力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)升降壓，安全性較高，容易實(shí)現(xiàn)多路輸出，容易實(shí)現(xiàn)很寬的輸入電壓范圍抗干擾能力差，不容易實(shí)現(xiàn)榆入榆出極性相同的升降劣勢壓轉(zhuǎn)換，安全性較低，難以實(shí)現(xiàn)多路輸出，難以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率低，體積大，設(shè)計(jì)復(fù)雜程度高，成本較高很寬的輸入電壓范圍數(shù)據(jù)來源：《一種小功率隔離式DCDC電源控制器的研究與設(shè)計(jì)》，國泰君安證券研究PFC控制在開關(guān)電源中用以提高功率因數(shù).功率因數(shù)（PF）指的是有效功率與總耗電量的比值，用以衡量電能被利用的效率.功率因數(shù)越大，表示電能利用率高.PFC控制器通過對輸入電流波形進(jìn)行調(diào)制，減小電流諧波并減小輸入電壓與基波電流的相位差，提升PF值。在開關(guān)電源DCDC中，PFC控制器主要用以調(diào)節(jié)電流和電壓之間的相位差，減少功率損失。圖34:LC濾波無源PFC變換器示意圖 圖35:單級有源PFC變換器工作示意圖數(shù)據(jù)來源：《分段定占空比控制的DCMBuck/BoostPFC變換器研 數(shù)據(jù)來源：《分段定占空比控制的DCMBuck/BoostPFC變換器研究》,究》，國泰君安證券研究 國泰君安證券研究相比有源PFC,無源PFC調(diào)制效果更佳.根據(jù)《分段定占空比控制的DCMBuck/BoostPFC變換器研究》報(bào)道，目前PFC有兩種，一種為被動式PFC（也稱無源PFC）和主動式PFC（也稱有源式PFC）,其中有源式PFC相比于無源PFC,能將PF值提升至0.97以上，從而擁有更好的調(diào)制效果。常見的Boost、Buck、Boost/Buck.Cuk、Sepic、Zeta.Flyback.Forward等各種DC/DC變換器都能用于有源功率因數(shù)校正.DC/DC開關(guān)電源調(diào)制主要包括PWM和PFM,由PWM、PFM或PWM/PFM控制器來實(shí)現(xiàn).DCDC開關(guān)電源中核心功率開關(guān)器件的調(diào)制方式而言，常采用以下三種方式：1、脈沖寬度調(diào)試（PWM）;2、脈沖頻率調(diào)制（PFM）;3、混合脈沖調(diào)制（PWM/PFM）。在不同應(yīng)用中，要針對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，采用相應(yīng)的脈沖調(diào)制方式，由PWM、PFM或PWM/PFM控制器來實(shí)現(xiàn)該功能。PWM方式：《PWM/PFM控制的Buck型開關(guān)電源設(shè)計(jì)》報(bào)道，當(dāng)開關(guān)電源穩(wěn)定工作時，PWM比較器榆出幅值恒定但占空比不同的脈沖來控制開關(guān)器件的狀態(tài)，即為PWM脈沖調(diào)制方式.反饋電壓與基準(zhǔn)電壓閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)節(jié)，對PWM脈沖占空比進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)輸出電壓的控制.PFM方式：當(dāng)系統(tǒng)輕載時，PWM功耗大，為彌補(bǔ)PWM不足，PFM被提出。PFM調(diào)制方式有二：1,保持脈沖高電平時間恒定，調(diào)節(jié)低電平持續(xù)時間，來改變脈沖頻率；2、保持脈沖低電平時間恒定，調(diào)節(jié)高電平的持續(xù)時間，來改變脈沖頻率.PWM/PFM混合模式：該模式可以理解為是PWM和PFM的融合，即開關(guān)電源的脈沖寬度和頻率均可以改變。圖36:PWM依靠不同占空比脈沖進(jìn)行調(diào)制數(shù)據(jù)來源：《圖36:PWM依靠不同占空比脈沖進(jìn)行調(diào)制數(shù)據(jù)來源：《PWM/PFM控制的Buck型開關(guān)電源設(shè)計(jì)》，國泰君安證券研究圖37:PFM依靠不同頻率進(jìn)行調(diào)制數(shù)據(jù)來源：《PWM/PFM控制的Buck型開關(guān)電源設(shè)計(jì)》，國泰君安證券研究AC/DCAC/DC模塊：AC/DC主要應(yīng)用于消費(fèi)、醫(yī)療、工業(yè)和過程控制、測量、半導(dǎo)體制造設(shè)備和國防等領(lǐng)域.例如在家電設(shè)備中，設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效AC/DC轉(zhuǎn)換可以顯著減少能量損失，節(jié)約成本.在電動交通領(lǐng)域，高性能的AC/DC可以有效加快充電樁的充電速度。在AC/DC系統(tǒng)中，通常包含低電壓控制電路及高壓開關(guān)晶體管，從而將交流變換為直流.AC/DC開關(guān)包括隔離式和非隔離式兩類.一般AC/DC開關(guān)電源包括隔離式和非隔離式兩種類型，非隔離式AC/DC開關(guān)電源主要應(yīng)用于電壓較小的場景，常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為buck降壓型以及boost升壓型。隔離式AC/DC開關(guān)電源應(yīng)用更為廣泛，主要被應(yīng)用于高電壓場景，如工業(yè)設(shè)備供電等，常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括正激、反激、全橋、半橋、推挽等。表8:各種隔離型AC/DC開關(guān)電源特點(diǎn)電路優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)功率范圍應(yīng)用領(lǐng)域正激結(jié)構(gòu)簡單、元件少、容易驅(qū)動輸出穩(wěn)定變壓器磁通工作在一個象限幾百到幾K各種中、小功率電源反激電路簡單、成本低、容易驅(qū)動輸出穩(wěn)定變壓器磁通工作在一個象限幾到幾十小功率電源

雙管正激開關(guān)管耐壓值低、二極管鉗位實(shí)現(xiàn)變壓器復(fù)位占空比限制為50%,需要很大的電感值幾百到幾K各種中功率電源變壓器可以工作在兩個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高成本、開關(guān)管全橋象限，可以做到很大的有一定幾率直通，電路榆出幾百到幾百K大功率電源功率不穩(wěn)定變壓器可以工作在兩個半橋象限，無偏磁問題，成開關(guān)管有一定幾率直通幾百到幾K工業(yè)級電源和供電電源等本低推挽雙向磁勵，損耗小，容易驅(qū)動有偏磁問題幾百到幾K低輸入電壓的電源數(shù)據(jù)來源:《中功率高效AC/DC開關(guān)電源設(shè)計(jì)》，國泰君安證券研究AC/DC中功能模塊主要包括AD/DC轉(zhuǎn)換器以及用于調(diào)制的PWM、PFM、PFC等.根據(jù)《低功耗AC/DC電源管理芯片的研究》報(bào)道，在完成交流到直流的轉(zhuǎn)換時，首先給AC/DC開關(guān)電源榆入交流電壓，通過整流單元后變成帶有一定波動的直流電壓（包含PFC電路等）;隨后，將電壓通過功率變換電路斬波成頻率很高的脈沖電壓；最后，通過輸出回路的二次整流濾波最終變成穩(wěn)定的直流電壓.其中，保護(hù)（采樣）電流作用是對榆出電壓進(jìn)行檢測和采樣，并將采樣信號送入控制電路（包含PWM、PFM等）進(jìn)行調(diào)制，控制功率管的驅(qū)動脈沖寬度，從而調(diào)整導(dǎo)通時間以使輸出電壓穩(wěn)定。圖39:AC/DC標(biāo)準(zhǔn)電源芯片產(chǎn)品種類多公司芯片產(chǎn)品數(shù)據(jù)來源：芯朋微招股說明書圖38:一般隔離型AC/DC圖39:AC/DC標(biāo)準(zhǔn)電源芯片產(chǎn)品種類多公司芯片產(chǎn)品數(shù)據(jù)來源：芯朋微招股說明書數(shù)據(jù)來源：《中功率高效AC/DC開關(guān)電源設(shè)計(jì)》，國泰君安證券研究電池管理電池管理系統(tǒng)（BMS）:BMS是電池與用戶之間的紐帶，主要對象為二次電池。一般而言，BMS要實(shí)現(xiàn)的功能包括：準(zhǔn)確預(yù)估電池的核電狀態(tài)、平衡單體電池、動態(tài)監(jiān)測電池組工作狀態(tài)等，需要一系列模擬、數(shù)字芯片密切配合，完成特定監(jiān)測功能。

圖41:電池管理方案框圖圖40:德州儀器公司的電池管理產(chǎn)品方案數(shù)據(jù)來源：T1圖40:德州儀器公司的電池管理產(chǎn)品方案數(shù)據(jù)來源：T1圖42:電池管理芯片規(guī)模預(yù)測，2020年約30億美金（百萬美元）BMICs BMICs(YoY,RHS)BMS中的模擬芯片主要包括充電管理IC、電池計(jì)量IC、電池安全I(xiàn)C等。電池安全I(xiàn)C負(fù)責(zé)監(jiān)控電池狀態(tài)，通過實(shí)時監(jiān)測每節(jié)電池或電池包，避免出現(xiàn)過充、過放、過流和短路等故障。電圖42:電池管理芯片規(guī)模預(yù)測，2020年約30億美金（百萬美元）BMICs BMICs(YoY,RHS)數(shù)據(jù)來源：Yole,國泰君安證券研究2020年BMICs市場規(guī)模約為30.23億美金.根據(jù)Yble報(bào)道,2020年全球BMICs市場空間為30.23億美金，未來受新能源汽車爆發(fā)拉動，2026年這一市場規(guī)模有望達(dá)到41.96億美金.根據(jù)賽微微招股說明書披露，電池管理芯片的國產(chǎn)化率相比于電源管理芯片行業(yè)整體較低，預(yù)計(jì)在10%左右。

驅(qū)動芯片驅(qū)動芯片：驅(qū)動芯片介于主電路和控制電路間，通過放大控制電路的信號（通常是PWM脈沖）,使其能夠?qū)崿F(xiàn)對功率晶體管的驅(qū)動.按照應(yīng)用領(lǐng)域，驅(qū)動芯片可以主要分為：電機(jī)驅(qū)動芯片、顯示驅(qū)動芯片、音頻功放芯片等。下游應(yīng)用來看，2018年電機(jī)驅(qū)動芯片的占比最高，且至2023年都將保持占有率第一的地位。圖43:2018圖43:2018年電極驅(qū)動占全球驅(qū)動芯片出貨比例高圖44:2023年照明、馬達(dá)、顯示驅(qū)動占比提升數(shù)據(jù)來源：弗若斯特-沙利文，納芯微招股說明書，國泰君安證券研究電機(jī)驅(qū)動芯片，47.40%數(shù)據(jù)來源：弗若斯特-沙利文，納芯微招股說明書，國泰君安證券研究電機(jī)驅(qū)動芯片內(nèi)往往集成CMOS控制電路和DMOS功率器件.電機(jī)驅(qū)動芯片可與主處理器、電機(jī)和增量型編碼器三者組成共同運(yùn)動控制系統(tǒng).根據(jù)《高壓N型數(shù)據(jù)來源：弗若斯特-沙利文，納芯微招股說明書，國泰君安證券研究電機(jī)驅(qū)動芯片，47.40%數(shù)據(jù)來源：弗若斯特-沙利文，納芯微招股說明書，國泰君安證券研究電機(jī)驅(qū)動芯片內(nèi)往往集成CMOS控制電路和DMOS功率器件.電機(jī)驅(qū)動芯片可與主處理器、電機(jī)和增量型編碼器三者組成共同運(yùn)動控制系統(tǒng).根據(jù)《高壓N型DMOS全橋直流電機(jī)驅(qū)動芯片的研究與設(shè)計(jì)》，電機(jī)驅(qū)動芯片內(nèi)部主要包括電源模塊、高壓電荷泵模塊、功率管柵極驅(qū)動模塊、模式控制模塊、保護(hù)模塊等。其中電源模塊由LDO及帶隙基準(zhǔn)電壓源組成，為后級低壓模塊提供穩(wěn)定的供電電壓。功率管柵極驅(qū)動模塊包括柵極驅(qū)動電路以及高壓DMOS功率管（可以被集成在芯片內(nèi)部），其作用是提供柵極驅(qū)動電壓和電流，DMOS功率管可以實(shí)現(xiàn)快速的關(guān)斷和開啟。模式控制模塊主要將外部輸入的邏輯信號轉(zhuǎn)換為柵極控制信號，來分別控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度等。保護(hù)模塊的主要功能是提供過溫保護(hù)、過流保護(hù)、欠壓鎖定、上電復(fù)位等.數(shù)據(jù)來源：TOSHIBA圖46:DMOS全橋直流電機(jī)驅(qū)動芯片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源：《高壓N型DMOS全橋直流電機(jī)驅(qū)動芯片的研究與設(shè)計(jì)》顯示驅(qū)動芯片：往往采用標(biāo)準(zhǔn)通用串行亦或并行接口接受命令與數(shù)據(jù)，同時生成相應(yīng)的電壓、電流、解復(fù)用、定時信號，使顯示終端呈現(xiàn)所需的文本或圖像，主要包括LED驅(qū)動芯片、LCD驅(qū)動芯片等.顯示驅(qū)動芯片應(yīng)用十分廣泛，主要涵蓋智能手機(jī)、可穿戴、平板電腦等各類消費(fèi)電子設(shè)備以及汽車、工業(yè)等具有顯示功能的設(shè)備中.以LED驅(qū)動芯片為例，據(jù)《一種升壓型DCDC恒流LED驅(qū)動芯片設(shè)計(jì)》報(bào)道，其芯片按照功能可以劃分為多個子模塊，包括偏置模塊（提供參考電壓和偏置電壓）、誤差放大模塊、脈寬調(diào)制模塊（如PWM模塊）、驅(qū)動模塊（前級驅(qū)動電路）、振蕩器模塊以及各種保護(hù)器模塊等。圖47:圖47:德州儀器公司的車載LED驅(qū)動方案圖48:德州儀器公司的LED驅(qū)動芯片電路原理圖數(shù)據(jù)來源：TI數(shù)據(jù)來源：數(shù)據(jù)來源：TI音頻功放芯片主要應(yīng)用于媒體播放設(shè)備的音頻信號放大,包括A類、B類、AB類以及D類等.音頻功放芯片的功能是將來自音源或前級放大器輸出的弱信號放大，同時實(shí)現(xiàn)對播放設(shè)備的驅(qū)動，產(chǎn)生聲音信號，是多媒體播放設(shè)備的核心部件。根據(jù)《高效率無濾波的D類音頻功率放大器芯片設(shè)計(jì)》，目前常見的音頻功放芯片按照功率及放大效果主要可以劃分為A、B、AB,D類芯片等.圖49:D類功放芯片基本芯片結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源：《高效率無濾波的D圖49:D類功放芯片基本芯片結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源：《高效率無濾波的D類音頻功率放大器芯片設(shè)計(jì)》圖50:相比A、B類芯片，D類芯片功率效率更高數(shù)據(jù)來源：《高效率無濾波的D類音頻功率放大器芯片設(shè)計(jì)》其中A類功放芯片是完全線性放大的放大器，能耗較大，但失真度低;B類功放效率較高，但常產(chǎn)生跨越失真；AB類功放兼容了A類功放和B類功放的優(yōu)勢，效率比和保真度較為平衡，在汽車音箱中應(yīng)用較為廣泛。D類功放（也稱為數(shù)字功放），通過MOSFET器件工作，相比于AB類功放效率更高（理論效率可以達(dá)到100%）。以D類芯片為例，其主要包括前置放大器模塊、PWM調(diào)制模塊、內(nèi)振蕩器模塊、關(guān)斷控制模塊、門級驅(qū)動模塊、偏置電路以及噪聲消除模塊等.表9:各類功率放大器比校，D類功率效率高種類失真度最大功率效率A類最低（輸出完全從輸入取得）25%線性 B類略高（由于交越失真導(dǎo)致）78.5%AB類尚可（消除交越失真）<78.5%（約50%）非線性 D類最高（輸入信號調(diào)制所致）約100%數(shù)據(jù)來源：《高效率無濾波的D類音頻功率放大器芯片設(shè)計(jì)》，國泰君安證券研究四大特性梳理模擬芯片和數(shù)字芯片相比，從設(shè)計(jì)、制造到產(chǎn)品價格、種類和生命周期都有較大差異，大致可以總結(jié)為4方面：1）產(chǎn)品生命周期長；2）細(xì)分品類更多；3）特色工藝壁壘高；4）設(shè)計(jì)更加依賴研發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)分述之：表10:模擬集成電路與數(shù)字集成電路對比，模擬集成電路產(chǎn)品生命周期更長項(xiàng)目模擬集成電路數(shù)字集成電路處理信號連續(xù)函數(shù)形式的模擬信號離散的數(shù)字信號技術(shù)難度設(shè)計(jì)門檻高，平均學(xué)習(xí)曲線10/5年電腦輔助設(shè)計(jì)，平均學(xué)習(xí)曲線3?5年設(shè)計(jì)難點(diǎn)非理想效應(yīng)較多，需要扎實(shí)的多學(xué)科基礎(chǔ)知識芯片規(guī)模大，工具運(yùn)行時間長，工藝要求復(fù)雜，和豐富的經(jīng)驗(yàn)需要多團(tuán)隊(duì)共同協(xié)作工藝制程目前業(yè)界仍大量使用0.18pm/0.13pm,部分工藝使用28nm按照摩爾定律的發(fā)展，使用最先進(jìn)的工藝，目前已達(dá)到5-7nm產(chǎn)品應(yīng)用放大器、信號接口、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、比較器、電源管理等CPU、微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理單元、存儲器等產(chǎn)品特點(diǎn)種類多種類少生命周期一般5年以上1-2年平均零售價價格低，穩(wěn)定初期局，后期低數(shù)據(jù)來源：思瑞浦招股說明書，國泰君安證券研究產(chǎn)品生命周期長模擬芯片自身迭代性質(zhì)疊加供應(yīng)鏈行為特點(diǎn)，決定了產(chǎn)品生命周期長,通常在5年以上.不同于數(shù)字芯片對算力和效率的追求，模擬芯片更加強(qiáng)調(diào)可靠性、穩(wěn)定性和一致性，其迭代不受摩爾定律限制，因此產(chǎn)品能夠保持更久的適用性而不被市場淘汰。此外，下游整機(jī)客戶對于模擬芯片認(rèn)證要求嚴(yán)格、認(rèn)證周期較長，注重模擬廠商產(chǎn)品的多樣性、齊套性和延展性.據(jù)艾為電子招股說明書的披露，客戶對模擬芯片的認(rèn)證周期為3-9月，從首次接觸終端客戶到銷售的開發(fā)周期為1-3年.但是真正當(dāng)廠商進(jìn)入客戶供應(yīng)鏈后，客戶替換供應(yīng)商的意愿較低，相同的產(chǎn)品大

概率能夠持續(xù)多年保證相對穩(wěn)定的銷售，平臺型模擬公司還能通過向老客戶推廣新產(chǎn)品獲得份額的提升。因而模擬芯片的生命周期更長，通常在5年以上、甚至到達(dá)10年，遠(yuǎn)高于數(shù)字芯片的1-2年。2021年3月，ADI在投資者報(bào)告會上表示，公司2020年50%以上的收入來自于10年前、甚至更早的產(chǎn)品。圖52:ADI平均產(chǎn)品生命周期超過10年終端用戶分類用戶開發(fā)周期認(rèn)證周期圖52:ADI平均產(chǎn)品生命周期超過10年終端用戶分類用戶開發(fā)周期認(rèn)證周期華為3年6?9個月主要小米1.5年6?9個月手機(jī)OPPO2年6?9個月用戶vivo2年6?9個月傳音1年36個月主要華勤1年36個月ODM聞泰1年3~6個月用戶龍旗1年3~6個月圖51:艾為電子客戶開發(fā)與認(rèn)證周期較長數(shù)據(jù)來源：艾為電子招股說明書，國泰君安證券研究FY20RevenuebyProductAge■>20yts010-20yrsQ5-9yrs■<5yrs?50%ofADIrevenuetsdenvedfromproducts10yearsorolder數(shù)據(jù)來源：ADICompanyPresentation.March2021細(xì)分產(chǎn)品種類多模擬集成電路下游需求分散，每一細(xì)分賽道空間相對明確.對比數(shù)字芯片，模擬廠商下游客戶分布相對分散，Intel第一大應(yīng)用PC端的占比超過50%,而德州儀器的第一大應(yīng)用需求——工業(yè)的占比僅37%。同時，TI2020年年報(bào)披露稱，公司2018、2019年均沒有單個客戶收入占比超過10%,2020年也剛達(dá)到10%而已.與此對應(yīng)，由于細(xì)分需求分散，即使是模擬芯片總市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到570億美元，細(xì)分為每一產(chǎn)品對應(yīng)的子賽道空間卻相對較小.傷”如，僅射頻前端芯片就又可以細(xì)分為射頻開關(guān)、射頻低噪聲放大器、射頻功率放大器、雙工器、射頻濾波器等，據(jù)卓勝微招股說明書的數(shù)據(jù)，2018年射頻開關(guān)市場規(guī)模16.54億美元、射頻低噪聲放大器市場規(guī)模14.21億美元，空間相對明確.因此，對于模擬廠商而言，不斷擴(kuò)張產(chǎn)品種類以構(gòu)建平臺型公司，是獲得成長的重要路徑.圖53:模擬行業(yè)下游需求校為分散（以TI為例） 圖54:數(shù)字芯片下游需求相對集中數(shù)據(jù)來源：TI2020AnnualReport,國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：Wind,國泰君安證券研究由于應(yīng)用場景復(fù)雜且對性能的要求有所側(cè)重，模擬芯片細(xì)分品類較多.不同應(yīng)用場景對芯片性能提出了差異化的要求，導(dǎo)致產(chǎn)品考核參數(shù)繁多。例如，對于AC/DC電源芯片，其主要參數(shù)就包括供電電壓、輸出功率、導(dǎo)通電阻、封裝技術(shù)等，車載充電器和家用充電器相比，也會更加注重效率、壽命和可靠性等指標(biāo)。即便是類型相同的模擬IC也會因?yàn)閭€別參數(shù)不同而衍生出新的料號，造成整個模擬芯片市場細(xì)分產(chǎn)品較多.2020年，ADI有接近45000種產(chǎn)品，2021年達(dá)到75000SKUs,其中80%的收入來自于貢獻(xiàn)不超過0.1%的產(chǎn)品。此外，德州儀器產(chǎn)品數(shù)目也有近80000項(xiàng)。對于國內(nèi)公司，雖產(chǎn)品數(shù)目不及國際龍頭，但增長趨勢迅猛。據(jù)公司年報(bào)，圣邦股份2016年末僅16大類、800余款產(chǎn)品，棧至2020年末已擴(kuò)張至25大類、1600余款產(chǎn)品，成長逾100%。?80%ofrevenuederivedfromproductsthatindMdualycontnbute0.1%orless圖55:ADI2020年共45000種產(chǎn)品，2021SKUs達(dá)到75000?80%ofrevenuederivedfromproductsthatindMdualycontnbute0.1%orless?50%ofrevenuederived

fromproducts10+

yearsoJd數(shù)據(jù)來源：ADIreports,March2021&September82021特色工藝壁壘高出于差異化定制需求和對性能提升的考慮，模擬芯片通常采用BCD特色工藝技術(shù).BCD工藝由意法半導(dǎo)體在1986年率先研制，是一種將Bipolar.CMOS、DMOS集成在同一芯片上的單片集成技術(shù)“Bipolar可制備高精度器件、CMOS具有高集成特性、DMOS作為功率輸出極具有高效率、高強(qiáng)度、高耐壓等優(yōu)點(diǎn)，而BCD能夠有效集成三者優(yōu)勢，為模擬產(chǎn)品定制化需求提供制備技術(shù)基礎(chǔ)。整合后的BCD能夠大幅降低功耗，提高系統(tǒng)性能，降低成本，增加芯片的可靠性。圖56:圖56:電源管理芯片大多采用BCD工藝，高壓往往在0.32pm工藝做2021-2026-PowerICvoltagerangebytechnology數(shù)據(jù)來源：Yble圖57:BCD是Bipolar、CMOS.DMOS三者的結(jié)合數(shù)據(jù)來源：ST0.32pmBCD6/6sIBCD6SOFFLINE!圖57:BCD是Bipolar、CMOS.DMOS三者的結(jié)合數(shù)據(jù)來源：ST0.32pmBCD6/6sIBCD6SOFFLINE!BCD6SSOI|gSQV-800V|■TaiTinii:Isolalxm： 0.16pmBCD8S-AUTOI BCDfisP IBCD8S-SOIiicIsolation(Caoaertne) : GalvanicIsolation(Capaolive)10WAvailable Prototyping Development圖59:RESURF的耗盡層結(jié)構(gòu)示意圖AnodeCathode數(shù)據(jù)來源：BackgroundSurveyofPowerDevicesandRelatedIssues圖58:BCD工藝演進(jìn)圖數(shù)據(jù)來源：srr近三十年來，BCD工藝已取得了極大的發(fā)展，從最初的4Nm制程，到現(xiàn)在對65nm的突破，線寬不斷減小，但與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝遵循摩爾定律持續(xù)追求線寬更小、速度更快不同，BCD工藝未來將向著3個方向分化發(fā)展：高壓、高功率、高密度.1）高壓BCD工藝主要適用于500-700V電壓，其核心在于提高器件耐壓，同時實(shí)現(xiàn)對電壓的精確控制.通常而言為提高耐壓需要更厚的外延層，導(dǎo)致橫向擴(kuò)散會消耗更多的硅片面積.根據(jù)《BCD工藝概述》介紹，為化解這一問題，1979年J.AAppels等人提出將RESURF（reducedsurfacefield,即降低表面電場）技術(shù)應(yīng)用于橫向DMOS中，利用輕摻雜外延層使得表面電場分布更加平坦，從而改善表面擊穿特性，使得擊穿發(fā)生在體內(nèi)以提高器件的擊穿電壓。此外，高壓應(yīng)用需要更加復(fù)雜的數(shù)字電路對電壓等級加以精確控制，因此高壓BCD的技術(shù)難點(diǎn)在于光刻尺寸的減小。2）高功率BCD工藝主要用于電壓范圍40-90V、大電流、中等規(guī)模的控制電路中，例如汽車電子.其發(fā)展關(guān)鍵在于提高器件可靠性，同時最大程度的降低成本.參考《BCD集成電路技術(shù)的研究與進(jìn)展》中的論述，以意法半導(dǎo)體的0.8pmBCD4為例，此類工藝中的DMOS器件占據(jù)管芯的較大面積，因此其發(fā)展關(guān)鍵是如何優(yōu)化DMOS器件的結(jié)構(gòu)以提高器件強(qiáng)度、降低導(dǎo)通電阻，同時降低控制電路的成本，而減小工藝特征尺寸并非其關(guān)注重點(diǎn).3）高密度BCD是BCD工藝與標(biāo)準(zhǔn)VLSICMOS工藝的融合,代表了BCD工藝的主流方向，應(yīng)用領(lǐng)域最廣.高密度BCD耐壓通常在5-50V之間，汽車電子主要為70V,高集成度能提高產(chǎn)品功能多樣性，同時有效降低器件的體積和重量。典型的有意法半導(dǎo)體推出的0.6pmBCD5和0.35gmBCD6,高密度體現(xiàn)在兩種工藝均集成了非易失性存儲器.高密度BCD工藝的核心在于怎樣在高光刻精度的CMOS平臺實(shí)現(xiàn)DMOS器件，并使其達(dá)到最優(yōu)性能.例如，傳統(tǒng)DMOS工藝的長時間高溫推阱工藝、VLSI（\feryLargeScaleIntegration,即超大規(guī)模集成電路）所需的特征尺寸減小工藝、以及薄柵氧層低抹陷要求之間并不兼容.為了實(shí)現(xiàn)BCD和VLSICMOS工藝的融合，BCD5、BCD6研發(fā)了一系列改善工藝，包括采用大角度離子斜注入技術(shù)減少熱過程、提高光刻精度以增加溝道電流密度、使用5層Al/Cu金屬互連以降低導(dǎo)通電阻、采用P7P+襯底改善寄生雙極晶體管效應(yīng)、應(yīng)用自對準(zhǔn)硅化物技術(shù)提高器件強(qiáng)度和速度等。高密度BCD工藝的發(fā)展方向是更小的光刻尺寸、更加模塊化和靈活化的工藝步驟。所謂模塊化是指將一些器件制成標(biāo)準(zhǔn)化模塊，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選用或省略該模塊。采用模塊化的開發(fā)方法有利于高效完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從而快速滿足市場持續(xù)增長的需求，同時保證性能、功能和成本達(dá)到最佳折中。高端BCD工藝壁壘較高，主要被歐美廠商所掌握.目前掌握高端BCD特色工藝技術(shù)的主要為歐美廠商，包括意法半導(dǎo)體、德州儀器、ADI等。東部高科等也屬于BCD工藝第一梯隊(duì)領(lǐng)跑者，與歐美IDM廠商差距已經(jīng)很小，甚至在某些方面更加優(yōu)秀.此外，中芯國際、華虹半導(dǎo)體、華潤微等也在不斷推出BCD工藝平臺，華虹的第二代0.18微米5V/40VBCD工藝平臺40VDMOS擊穿電壓達(dá)到52V,導(dǎo)通電阻也顯著下降，達(dá)到該制程領(lǐng)先工藝水平。盡管如此，我們預(yù)計(jì)大陸廠商和國際最先進(jìn)的水平仍然有1代工藝（3-5年）的差距.設(shè)計(jì)更依賴經(jīng)驗(yàn)?zāi)M芯片設(shè)計(jì)自動化程度低，輔助設(shè)計(jì)工具較少，更加依賴設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)積累。數(shù)字芯片可以借助EDA等工具輔助設(shè)計(jì)，前期邏輯設(shè)計(jì)中LogicSynthesis和FormalXbrification的自動化程度較高，后期版圖設(shè)計(jì)也可借助軟件自動完成并優(yōu)化，因此數(shù)字芯片設(shè)計(jì)門檻相對較低，平均學(xué)習(xí)曲線大約3-5年.但是模擬芯片可以借助的設(shè)計(jì)工具較少，需要工程師憑借設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)完成邏輯設(shè)計(jì)和版圖布局.此外，由于模擬芯片對寄生電容等敏感，不同應(yīng)用場景下即使是同類型芯片的layout版圖設(shè)計(jì)也需要進(jìn)行調(diào)整。這也就造成模擬芯片設(shè)計(jì)門檻高、研發(fā)周期長，平均人才培養(yǎng)周期需要10-15年.因此，模擬IC設(shè)計(jì)

公司的核心競爭力就體現(xiàn)在研發(fā)團(tuán)隊(duì)上，公司能否持續(xù)擴(kuò)品類很大程度上依賴于研發(fā)團(tuán)隊(duì)的規(guī)模和設(shè)計(jì)能力.統(tǒng)計(jì)國內(nèi)模擬廠商2018-2020年研發(fā)人員數(shù)和公司營收數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)兩者大致呈現(xiàn)正相關(guān).圖61:圖61:模擬IC設(shè)計(jì)自動化程度低（顏色深自動化程度高）圖62:國內(nèi)模擬廠商研發(fā)人員數(shù)與公司營收呈正相關(guān)Q0 100 200研發(fā)人員數(shù)（人）?基邦股份 ?芯朋微300 400?Q0 100 200研發(fā)人員數(shù)（人）?基邦股份 ?芯朋微300 400?思瑞浦0505211ee)據(jù)?艾為電子 ?卓勝崔數(shù)據(jù)來源：芯片天地?cái)?shù)據(jù)來源：Wind,國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：芯片天地市場：周期性較弱，規(guī)模穩(wěn)增長模擬芯片行業(yè)周期性相對較弱周期性：行業(yè)周期性較弱，增長穩(wěn)定性高.模擬芯片作為半導(dǎo)體子行業(yè),其周期變化基本和集成電路行業(yè)相一致。但由于模擬芯片產(chǎn)品種類繁雜、分散，下游涉及市場廣，各行業(yè)需求波動此消彼長、相互對沖，因此模擬芯片增長波動性弱于集成電路行業(yè)整體的波動性。根據(jù)WSTS.ICInsights的報(bào)道，2013年至2020年全球集成電路市場增速來看，模擬IC增速波動較小.圖64:模擬IC增速高于整體半導(dǎo)體行業(yè)（2018-2023E）圖圖64:模擬IC增速高于整體半導(dǎo)體行業(yè)（2018-2023E）圖63:模擬市場波動小于整體集成電路全球我字IC市Mtt?模（，匕關(guān)無）全*tt也IC市場規(guī)樵"C關(guān)五） 仝球集熊電*?地運(yùn)（%, ￡1MSU，"C增連<%,*4*>數(shù)據(jù)來源：ICInsights,思瑞浦招股說明書，國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：WSTS,ICInsights,國泰君安證券研究汽車和通信拉動模擬芯片需求成長性：模擬行業(yè)增速穩(wěn)定，但不代表增長緩慢，相反，其增速高于集

成電路整體.WSTS的數(shù)據(jù)顯示，從2013-2020年，全球模擬集成電路的銷售額從401億美元提升至570億美元，年均復(fù)合增長率達(dá)到5.15%,而全球數(shù)字IC市場CAGR僅為4.66%、集成電路整體增速4.74%.據(jù)ICInsights預(yù)測，模擬集成電路2018-2023E的增長率有望達(dá)到7.4%,遠(yuǎn)超過整體市場增速6.8%,僅次于存儲細(xì)分行業(yè)7.8%的年均復(fù)合增長率.圖65:模擬IC下游應(yīng)用中通訊占比高Communication.37.0%Computer.7.3%圖66:全球新能源汽車出貨量增速快數(shù)據(jù)來源：GGII,圖66:全球新能源汽車出貨量增速快數(shù)據(jù)來源：GGII,Ev-sales,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國泰君安證券研究68%數(shù)據(jù)來源：ICInsists,國泰君安證券研究通信、汽車是重要應(yīng)用領(lǐng)域，未來亦將拉動行業(yè)發(fā)展。按照下游需求劃分，模擬芯片主要被應(yīng)用于消費(fèi)、通訊、電腦、汽車、工業(yè)等，其中在通信領(lǐng)域的銷售額占比比較高，2020年達(dá)到37%,汽車電子以及工業(yè)占據(jù)22.5%和20.9%的銷售額.根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)，未來汽車電子和通信占比有望進(jìn)一步提升，成為拉動模擬IC需求的重要動力.汽車模擬IC:受益新能源車快速滲透隨技術(shù)不斷完善及全球政府的大力推進(jìn)，新能源汽車未來有望保持較高增速：供給端來看。特斯拉等造車新勢力通過打造全新的用戶體驗(yàn)■及產(chǎn)品模式,倒逼傳統(tǒng)廠商向新能源轉(zhuǎn)型，形成良性循環(huán)，大量優(yōu)質(zhì)新能源車型被紛紛推向市場.需求端來看：購車群體對新能源車逐步產(chǎn)生認(rèn)識疊加政府的大力推進(jìn)，新能源汽車消費(fèi)人群逐步起量.因此，新能源車未來有望逐步替代傳統(tǒng)能源汽車，成為汽車市場增長的主要驅(qū)動力。圖67:新能源汽車出貨結(jié)構(gòu)，純電動超60%■純電動■插混動力■氫數(shù)據(jù)來源：乘聯(lián)會，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國泰君安證券研究

2021年全球新能源車出貨量快速增長.進(jìn)入2021年后，全球出貨量快速增長，截至2021年上半年，全球新能源車出貨量超過250萬輛，預(yù)計(jì)全年增速將超過50%。從出貨結(jié)構(gòu)看，純電動和插混動力占據(jù)全球約99%份額，氫燃料電池汽車占比約為1%。分地區(qū)來看，中國是全球最大市場之一,2021增速?？?2020年，中國占據(jù)全球新能源汽車出貨41.27%,歐洲這一份額為43.06%,二者是全球最大的新能源汽車市場。根據(jù)中商情報(bào)網(wǎng)報(bào)道，2021年1-9月，國內(nèi)新能源汽車銷量達(dá)到215.7萬輛，預(yù)計(jì)全年銷量有望達(dá)到260萬輛，預(yù)計(jì)全年銷量增速有望超過90%。從銷售結(jié)構(gòu)來看，國內(nèi)純電動車占據(jù)新能源汽車銷量比重為81.6%,混合動力車占比為18.60%,氫燃料電池汽車占比僅為0.07%。銷量增長有望持續(xù)，拉動上游汽車電子需求.隨著技術(shù)的不斷成熟與成本的顯著下降，新能源汽車的用戶體驗(yàn)得到了顯著的提升，隨著消費(fèi)者需求不斷釋放，未來中國乃至全球新能源汽車銷量將維持長期高速增長，行業(yè)進(jìn)入高景氣周期，預(yù)計(jì)2021-2026年的CAGR將接近30%。隨著下游新能源汽車需求不斷釋放，汽車電子作為新能源車產(chǎn)業(yè)鏈的上游有望充分受益。圖68:中國和歐洲是全球最主要市場數(shù)據(jù)來源：Ev-sales,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國泰圖68:中國和歐洲是全球最主要市場數(shù)據(jù)來源：Ev-sales,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國泰君安證券研究圖69:中國2021年新能源汽車出貨增速預(yù)計(jì)超過90%數(shù)據(jù)來源：中商情報(bào)網(wǎng)，國泰君安證券研究模擬芯片是汽車座艙、動力、車身域的重要組成部分.根據(jù)nie的報(bào)道,當(dāng)前每輛汽車包含10-100個模擬芯片，每種芯片的價值量約為1美金.根據(jù)江蘇潤石的報(bào)道，這些模擬芯片主要分布在座艙域、動力域以及車身域，對汽車的控制起到舉足輕重的作用.隨著電動車加速滲透，模擬芯片價值量提升,打開行業(yè)空間.根據(jù)英飛凌、strategyanalytics和IHSMarkit的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，ICE（內(nèi)燃車）內(nèi)半導(dǎo)體價值396美元；而PHEV和BEV二者半導(dǎo)體價值量為834美元，顯著高于傳統(tǒng)燃油車，相比ICE的半導(dǎo)體價值量增加了約438美元。模擬芯片作為電動車動力域重要組成部分，單車價值量有望顯著提升，打開行業(yè)空間。根據(jù)（Insights報(bào)道，2022年汽車電子在模擬芯片下游需求占比有望從2020年的22.5%上升至24.7%。:tedbyth1ComputingADAS(Camera)Ichippercarin60%ofcars28nmmostly?$35perchipPowerdiscreteforxEV:tedbyth1ComputingADAS(Camera)Ichippercarin60%ofcars28nmmostly?$35perchipPowerdiscreteforxEV10-30chipspercarin10%ofcars130nmto65nm<$SperchipI漁Alchipsforautonomy_￡jI-2chipspercarin<1%ofcarsI4nmorbelow?$150perchipLowimpactofthechipshortage圖70:每輛汽車包含10-100個模擬芯片ImagesensorsI-10chipspercarin60%of90nmto28nm?$10perchipMicrocontrollers15-80chipspercarin100%ofcarsl30nmto45nm?$1perchipAnalogcomponents10-100chipspercarin100%ofcarsl80nmto65nm?$1perchip數(shù)據(jù)來源：Yole圖1:BEV中半導(dǎo)體價值量顯著提升圖2:汽車電子成為拉動模擬芯片需求主要動力Full&Plug-inHybridsandBatteryElectricVehicles數(shù)據(jù)來源：ICInsights,國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：英飛凌，Strategyanalytics,1HSMarkit1.1.2.2.通信模擬IC:受益信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃有望加快信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動通信設(shè)備市場持續(xù)增長.2020年，我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)核心產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重達(dá)到7.8%,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了強(qiáng)勁支持。目前，我國已建成全球規(guī)模最大的光纖和4G移動通信網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)用也在加速推進(jìn).2020年，我國寬帶用戶普及率顯著提升，光纖用戶占比超過94%,移動寬帶用戶實(shí)現(xiàn)108%的普及率，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6活躍用戶數(shù)達(dá)到4.6億。“十四五，，數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的實(shí)施，將持續(xù)推動5G商用部署和規(guī)模應(yīng)用，同時加快6G技術(shù)的研發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化升級。

圖73:“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要指標(biāo)指標(biāo) 2020年 2025年 屬性數(shù)字經(jīng)濟(jì)核心產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重（%）7.810預(yù)期性IPv6活躍用戶數(shù)（億戶）4.68預(yù)期性千兆寬帶用戶數(shù)（萬戶）6406000預(yù)期性軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)規(guī)模（萬億元）8.1614預(yù)期性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用普及率（％）14.745預(yù)期性全國網(wǎng)上零售額（萬億元）11.7617預(yù)期性電子商務(wù)交易規(guī)模（萬億元）37.2146預(yù)期性在線政務(wù)服務(wù)實(shí)名用戶規(guī)模（億）48預(yù)期性數(shù)據(jù)來源：《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知》，國泰君安證券研究2020年全球通信設(shè)備市場規(guī)模達(dá)到925億美元，中國運(yùn)營商份額超40%.據(jù)DelTOroGroup數(shù)據(jù)，隨著無線接入網(wǎng)（RAN）和移動核心網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的多個無線領(lǐng)域的強(qiáng)勁增長，以及寬帶接入和消費(fèi)電子展（CES）的溫和驅(qū)動，預(yù)計(jì)2021-2027年全球通信設(shè)備市場將以4%左右的速度穩(wěn)步增長，在2027年達(dá)到1217億美元的規(guī)模。從主要供應(yīng)商來看，華為的市場份額顯著領(lǐng)先于行業(yè)第二，2020年達(dá)到了30.8%的市占率.此外，即便是在貿(mào)易摩擦的背景下，華為、中興兩家中國通信設(shè)備供應(yīng)商的市場份額仍逐年上升，2020年實(shí)現(xiàn)了超越40%的市場份額。圖75:國內(nèi)通信設(shè)備主要供應(yīng)商市場份額高圖74:全球通信設(shè)備市場規(guī)模超圖75:國內(nèi)通信設(shè)備主要供應(yīng)商市場份額高數(shù)據(jù)來源：Dell'OroGroup,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：Dell'OroGroup,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國泰君安證券研究圖76：通訊設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)用框架比阡P0NKCPE

光學(xué)模塊文戰(zhàn)機(jī)JtMWLAN同美（xDSL/ntt）—訐制解調(diào)M<tWDSL/GFAST）光纖網(wǎng)絡(luò)饞埼紫五（ONT>'及梃中心內(nèi)互&（長金網(wǎng)絡(luò),本?下）一??1梃中心角年互R（地鐵），氐站網(wǎng)關(guān)路由3_'幢心路由A一邊鋒”由器/小叁企dUt由8?E9?和分攵文彼九一/It據(jù)中7攵接機(jī)小型金建文模機(jī)一?WLAN/WkFiM人A無線基N設(shè)施4UI傳*系統(tǒng)*B4E小叁峰H蠹站,中鯉站（AAS）6號單七（B8U?宏述線尤段電單元（RRU）多發(fā)人邊爆計(jì)算（MEC）/室內(nèi)閾程宣撲田程單七模擬芯片在通信設(shè)備系統(tǒng)中有著廣泛應(yīng)用*一套完整的通信系統(tǒng)包含了從信號鏈到電源鏈的多種模擬芯片，對設(shè)備的正常運(yùn)行發(fā)揮著重要作用.據(jù)TI官網(wǎng)，模擬芯片在通訊領(lǐng)域的應(yīng)用可以分為四大類型，分別是寬帶固定線路接入、數(shù)據(jù)通訊模塊、有線網(wǎng)絡(luò)和無線基礎(chǔ)設(shè)施。1）寬帶固定線路接入：以調(diào)制解調(diào)器為例.從特性上看，該系統(tǒng)需要克服和適應(yīng)各種信號條件，同時要具備出色的外機(jī)接口（EMI）,失真性能以及較低的功耗。結(jié)構(gòu)決定性能，從其元器件構(gòu)成上看，該系統(tǒng)的非隔離負(fù)載點(diǎn)（PoL）電源、測序和監(jiān)控部分、LED控制部分均用到了大量的電源管理芯片，包括升/降壓轉(zhuǎn)換器、線性穩(wěn)壓器LDO、負(fù)載開關(guān)、驅(qū)動芯片和端口控制器等。在DSL寬帶、以太網(wǎng)接口、USB等部分，線性產(chǎn)品如放大器、接口收發(fā)器等模擬IC也發(fā)揮了重要作用.圖77:寬帶固定線路接入（以調(diào)制解調(diào)器為例）EZZIImI數(shù)據(jù)來源：TI圖78:數(shù)據(jù)通信模塊（以光學(xué)模塊為例）圖77:寬帶固定線路接入（以調(diào)制解調(diào)器為例）EZZIImI數(shù)據(jù)來源：TI圖78:數(shù)據(jù)通信模塊（以光學(xué)模塊為例）iiiiz七二：數(shù)據(jù)來源：TI2）數(shù)據(jù)通信模塊：以光學(xué)模塊為例。這類通信設(shè)備主要是指高寬帶數(shù)據(jù)通信的光收發(fā)器，通常需要更低的功耗以抑制模塊升溫，同時也需要通過精確調(diào)控激光二極管進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對榆出功率的調(diào)節(jié).值得一提的是，在數(shù)據(jù)通信光模塊的4個重要部分（PhotoDiodeBias,MeasurementFeedback,SerDesClockDataRecovery&LaserDriver,ExternallyModulatedLaserElectroAbsorptionBias）,都有精密ADC.DAC的應(yīng)用以完成模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換。3）有線網(wǎng)絡(luò)：以WLAN/Wi-Fi接入點(diǎn)為例，其主要用于高速網(wǎng)絡(luò)連接的千兆位以太網(wǎng)鏈路，具有微控制器、符合802.11標(biāo)準(zhǔn)的射頻（RF）收發(fā)器。其應(yīng)用到的電源鏈模擬芯片包括PWM控制器、隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器、升/降壓轉(zhuǎn)換器和線性穩(wěn)壓器LDO等，信號鏈模擬IC包括RS-232收發(fā)器、ESD和浪涌保護(hù)IC等.圖79:有線網(wǎng)絡(luò)（以WLAN/Wi-Fi接入點(diǎn)為例）圖80:無線基礎(chǔ)設(shè)施（以小型蜂窩基站為例），理二注,_-HEZ3|數(shù)據(jù)來源：TI數(shù)據(jù)來源：數(shù)據(jù)來源：TI4）無線基礎(chǔ)設(shè)施：以小型蜂窩基站為例，其具有寬帶寬和多頻帶操作的高度集成模擬前端器件，通過分組接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步，可在高環(huán)境溫度下實(shí)現(xiàn)高密度電源管理。具體而言，僅在RFfrontend&poweramplifier部分，就使用到了電源管理、ADC/DAC轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器、數(shù)字/模擬溫度傳感器這四大類.由此可見，通訊設(shè)備幾乎囊括了所有模擬IC細(xì)分子類，包括信號鏈和電源鏈.隨著5G移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的加速推進(jìn)，模擬芯片在通信領(lǐng)域的市場仍將不斷被開拓。根據(jù)ICInsights報(bào)道，模擬IC下游中，通信行業(yè)占比將從2020年的37%提升至2022年的37.5%.圖81:通訊成為拉動模擬IC行業(yè)增長的主要驅(qū)動力（占比提升）數(shù)據(jù)來源：ICInsights,國泰君安證券研究1.4.份額：格局較分散，國產(chǎn)化率低模擬IC市場以TI為龍頭廠商，整體市場份額相對分散.根據(jù)ICIns朝ts官網(wǎng)披露數(shù)據(jù),2020年模擬集成電路行業(yè)龍頭廠商TI的市占率達(dá)到19%,

其次為ADI市場份額9%,之后各公司的市場份額均不超過7%,CR5僅48%,整體市場份額相對分散。圖82:TI為模擬行業(yè)龍頭，市占率達(dá)到19%（2020年）圖83:2015年后，市場集中度有所上升數(shù)據(jù)來源：ICInsights,國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：圖83:2015年后，市場集中度有所上升數(shù)據(jù)來源：ICInsights,國泰君安證券研究從行業(yè)發(fā)展來看，市場集中度有所上升，從2015年以來，CR10,CR5均上升7%.CR10從2015年的56%上升至2019年67%,增加近11個點(diǎn)，2020年略有下降至63%。行業(yè)集中度的上升主要來自于除TI以外的廠商，銷售額位列2-5廠商市場的份額上升解釋了絕大部分行業(yè)集中度的提高，TI的市占率僅提升1%,而剩余廠商的市場份額合計(jì)沒有發(fā)生變動。行業(yè)格局相對穩(wěn)定，前五大廠商名單近年來未曾發(fā)生變動.根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)，從2014年到2020年，銷售額前5的廠商名單沒有發(fā)生變動，分別為ThADLSkyworks>Infineon和ST。排名前10的廠商名單僅1家LinearTechnology由于被ADI收購而退出名單。圖84:2013-2018中國模擬集成電路市場規(guī)?？焖僭鲩L數(shù)據(jù)來源：ICInsights,思瑞浦招股說明書，國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：中國半導(dǎo)體協(xié)會，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國泰君安證券研究目前，模擬行業(yè)前十大廠商均為美歐日.從2020年銷售額排名前十的廠商可以看出，TI、ADI.Skyworks>NXP.ONSemi.Microchip.Maxim為美國廠商，英飛凌、意法半導(dǎo)體為歐洲廠商，Renesas為日本廠商，圖84:2013-2018中國模擬集成電路市場規(guī)?？焖僭鲩L數(shù)據(jù)來源：ICInsights