集成電路行業(yè)投資價值分析及發(fā)展前景預測

集成電路行業(yè)投資價值分析及發(fā)展前景預測

全球模擬集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況根據(jù)WSTS統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018年度全球模擬集成電路行業(yè)的市場規(guī)模為587．85億美元，較2017年度同比增長10．8%。2019年受宏觀經(jīng)濟下行和短期供給過剩的雙重影響，市場規(guī)模有所回落，下降至539．39億美元。在經(jīng)歷2019年行業(yè)景氣度短暫下滑后，2020年起全球模擬集成電路行業(yè)逐步回暖，根據(jù)WSTS估計，到2022年全球模擬集成電路行業(yè)市場規(guī)模將增長至792．49億美元，2020年-2022年年均復合增長率為19．33%。隨著5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等高新技術產(chǎn)業(yè)的迅速崛起及所帶來的產(chǎn)業(yè)革命，越來越多的電子產(chǎn)品將步入人們的日常生活，在巨大市場需求的推動下，未來模擬集成電路行業(yè)有望迸發(fā)出更為旺盛的生命力。目前，模擬集成電路全球市場份額集中于部分國際巨頭。根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年全球前十大模擬集成電路供應商依次為德州儀器、亞德諾、思佳訊、英飛凌、意法半導體、恩智浦、美信、安森美半導體、微芯、瑞薩電子，合計占據(jù)全球市場約63%的市場份額。其中，德州儀器占全球的市場份額比例為19%，為行業(yè)的龍頭企業(yè)，其擁有上萬種芯片產(chǎn)品型號，涵蓋各大應用領域。模擬芯片：集成電路的重要部分模擬芯片負責處理連續(xù)的模擬信號。半導體市場主要包括集成電路（即芯片）、分立器件、光電子器件、傳感器等四大類產(chǎn)品，其中集成電路市場占比最大。集成電路按其功能通?？煞譃槟M集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。模擬集成電路主要是指在現(xiàn)實世界與物理世界之間，由電容、電阻、晶體管等組成的模擬電路集成在一起，用來產(chǎn)生、放大和處理連續(xù)函數(shù)形式的模擬信號（如聲音、光線、溫度等）；數(shù)字集成電路是對離散的數(shù)字信號（如用0和1兩個邏輯電平來表示的二進制碼）進行算術和邏輯運算的集成電路。模擬芯片是電子系統(tǒng)中不可或缺的部分。與數(shù)字集成電路相比，模擬集成電路應用領域繁雜、生命周期長、人才培養(yǎng)時間長、價低但穩(wěn)定。模擬芯片可廣泛應用于消費類電子、通訊設備、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、汽車電子等領域，以及物聯(lián)網(wǎng)、新能源、智能穿戴、人工智能、智能家居、智能制造、5G通訊等各類新興電子產(chǎn)品領域。模擬芯片人才培養(yǎng)周期長，經(jīng)驗依賴提升技術壁壘。模擬集成電路設計主要是通過有經(jīng)驗的設計人員進行晶體管級的電路設計和相應的版圖設計與仿真，需要額外考慮噪聲、匹配、干擾等諸多因素，要求其設計者既要熟悉集成電路設計和晶圓制造的工藝流程，又需要熟悉大部分元器件的電特性和物理特性。而數(shù)字集成電路設計大部分是通過使用硬件描述語言以基本邏輯門電路為單位在EDA軟件的協(xié)助下自動綜合產(chǎn)生，布圖布線也是借助EDA軟件自動生成。與數(shù)字集成電路相比，模擬芯片設計自動化程度低，加上輔助設計工具少、測試周期長等原因，模擬電路設計更依賴于人工設計，對工程師的經(jīng)驗要求也更高，培養(yǎng)一名優(yōu)秀的模擬集成電路設計師往往需要10年甚至更長的時間。按定制化程度，模擬芯片可分為通用模擬芯片和專用模擬芯片。通用型模擬芯片，也叫標準型模擬芯片，屬于標準化產(chǎn)品，適用于多類電子系統(tǒng)，其設計性能參數(shù)不會特定適配于某類應用，可用于不同產(chǎn)品中。專用型模擬芯片根據(jù)專用的應用場景進行設計，一般集成了數(shù)字和模擬IC，復雜度和集成程度更高，有的時候也叫混合信號IC。根據(jù)ICInsights，2022年全球通用模擬芯片和專用模擬芯片占比分別為40%和60%。電源管理和信號鏈芯片是模擬芯片的重要組成部分。廣義模擬芯片市場包含信號鏈、電源管理和射頻三大類。其中，電源管理芯片主要是指管理電池與電能的電路，包括充電管理芯片、轉換器產(chǎn)品、充電保護芯片、無線充電芯片、驅動芯片等；信號鏈芯片主要是指用于處理信號的電路，包括線性產(chǎn)品、轉換器產(chǎn)品、接口產(chǎn)品等。電源管理芯片：模擬IC的關鍵器件，市場空間廣闊下游市場發(fā)展迅速，全球及國產(chǎn)電源管理芯片市場空間廣闊。電源管理芯片產(chǎn)業(yè)下游應用場景豐富，覆蓋通信、消費電子、汽車及物聯(lián)網(wǎng)等各個電子相關領域。隨著新能源汽車、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)等下游市場的發(fā)展，電子設備數(shù)量及種類持續(xù)增長，設備電能應用效能管理愈發(fā)重要，帶動電源管理芯片需求增長。根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計，2021年全球電源管理芯片市場規(guī)模約368億美元，2016-2021年復合增長率為13%。2021年中國電源管理芯片市場規(guī)模突破132億美元，占據(jù)全球約36%的市場份額。隨著國產(chǎn)電源管理芯片在家用電器、3C新興產(chǎn)品等領域的應用拓展，未來幾年國產(chǎn)電源管理芯片市場規(guī)模仍將快速增長。預計至2025年中國電源管理芯片市場規(guī)模將達到235億美元，20-25年復合增長率為15%。模擬集成電路行業(yè)概況模擬集成電路一般分為信號鏈產(chǎn)品和電源管理產(chǎn)品。信號鏈產(chǎn)品和電源管理產(chǎn)品又有多種品類的產(chǎn)品，每一品類根據(jù)不同的終端產(chǎn)品應用又有不同的系列，因此模擬集成電路種類繁多。模擬集成電路下游客戶以耐用可靠為主要需求，產(chǎn)品生命周期較長，最長可達10年以上。模擬集成電路主要追求的是產(chǎn)品的信噪比高、失真低、功耗低、可靠性高等，制程的縮小有時反而會導致性能的降低，目前模擬集成電路的主流工藝制程為0．18m和0．13m制程，比較先進的制程是65nm制程。模擬集成電路的性能考核標準在帶寬、增益、面積、擺幅、噪聲等多方面的折中。模擬集成電路設計的核心在于電路設計，需要根據(jù)實際參數(shù)調整，要求設計工程師既要熟悉集成電路設計和晶圓制造的工藝流程，又要熟悉大部分元器件的電特性和物理特性，對經(jīng)驗要求高，學習曲線在10-15年。與數(shù)字集成電路相比，模擬集成電路的制程要求較低，加之其擁有更長的生命周期，單款模擬集成電路的平均價格往往低于數(shù)字集成電路，但由于終端應用領域廣，受單一產(chǎn)業(yè)景氣度影響較低，價格波動較為穩(wěn)定，且行業(yè)周期性較弱。集成電路設計行業(yè)概況（一）全球集成電路設計行業(yè)發(fā)展概況從集成電路產(chǎn)業(yè)鏈整體看，集成電路設計領域處于產(chǎn)業(yè)上游，具有輕資產(chǎn)的特征，毛利率較高，且具有較高的技術壁壘，需要投入大量高端專業(yè)人才，以及長時間的技術積累和經(jīng)驗沉淀。集成電路設計行業(yè)的發(fā)展情況受下游市場需求的驅動較為明顯，近年來，隨著全球集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，全球集成電路設計行業(yè)總體呈現(xiàn)增長態(tài)勢。根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)顯示，全球集成電路設計產(chǎn)業(yè)銷售額從2013年的792億美元增長至2021年的1，777億美元，年均復合增長率約為10．63%。目前，全球集成電路設計市場較為集中。據(jù)ICInsight統(tǒng)計，2021年全球Fabless模式芯片設計企業(yè)的總銷售額占全球半導體市場總銷售額的34．8%。其中，從地區(qū)分布來看，銷售額排名前三的依次為美國、中國臺灣及中國大陸，銷售額占比分別為68%、21%及9%，而IDM模式芯片企業(yè)銷售額排名前三的依次為美國、韓國和歐洲，銷售額占比分別為47%、33%和9%?？傮w看來，美國在全球芯片設計行業(yè)仍處于主導地位。（二）中國集成電路設計行業(yè)發(fā)展概況我國的集成電路設計產(chǎn)業(yè)雖起步較晚，但在宏觀經(jīng)濟穩(wěn)步增長、下游市場持續(xù)拉動以及政策扶持不斷加碼等有利因素的驅動下，已成為全球集成電路設計行業(yè)市場增長的主要驅動力。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，我國集成電路設計行業(yè)始終保持著持續(xù)快速發(fā)展的態(tài)勢，銷售額從2013年的808．8億元增長至2021年的4，519億元，年均復合增長率約為23．99%。隨著集成電路設計行業(yè)的發(fā)展，我國IC設計企業(yè)的數(shù)量逐年增加，根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會集成電路設計分會的公開數(shù)據(jù)，截至2021年12月，我國IC設計企業(yè)數(shù)量為2，810家，較2020年增長26．69%，同時國內大陸也涌現(xiàn)出一批技術水平較高、本土化程度高、專注于細分市場領域的優(yōu)質IC設計企業(yè)，圣邦股份、紫光展銳等設計企業(yè)已具備國際競爭力。未來，隨著產(chǎn)業(yè)政策、下游市場的持續(xù)向好，我國集成電路設計行業(yè)的市場規(guī)模有望進一步擴大。從產(chǎn)業(yè)結構來看，隨著我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，IC設計、IC制造和封裝測試三個子行業(yè)的格局正在不斷變化，我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的結構也在不斷優(yōu)化。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2013年-2016年，我國集成電路設計行業(yè)的市場規(guī)模在行業(yè)中的占比從32．24%增長至37．93%，于2016年首次超過封裝測試行業(yè)，成為市場規(guī)模占比最高的細分領域。2021年，我國集成電路設計行業(yè)的市場規(guī)模為4，519億元，占集成電路產(chǎn)業(yè)整體市場規(guī)模的比例提高至43．21%，產(chǎn)業(yè)鏈結構進一步優(yōu)化。模擬集成電路市場格局2020年，我國模擬集成電路行業(yè)市場規(guī)模約為2，504億元，2016年至2020年年均復合增長率約為5．85%。隨著新技術和產(chǎn)業(yè)政策的雙輪驅動，未來我國模擬集成電路市場將迎來發(fā)展機遇，預計到2025年，我國模擬集成電路市場規(guī)模將增長至3，340億元。隨著計算機與微電子技術的發(fā)展，國外廠商經(jīng)歷了分立元件、混合集成電路、模擬單片集成電路以及數(shù)字單片集成電路四代產(chǎn)品，國內企業(yè)目前已完成了傳統(tǒng)軸角轉換模塊向混合集成軸角轉換器的全面替代，部分企業(yè)在模擬單片集成電路以及數(shù)字片集成電路達到了國際先進水平。但由于我國起步較晚，仍與國外廠商有一定的差距。角轉換器作為運動控制的核心測量元件，技術發(fā)展路線主要包括高靈敏度、高轉換精度高可靠性、高集成度等，產(chǎn)品逐漸從模塊化的軸角轉換模塊向單片集成的軸角轉換器轉變。多因素驅動模擬芯片市場成長全球集成電路市場規(guī)模持續(xù)擴大，中國市場發(fā)展快速。根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計，2020年全球集成電路市場規(guī)模為3，546億美元，伴隨著以新能源汽車、5G、AIoT和云計算為代表的新技術的推廣，集成電路產(chǎn)業(yè)將會迎來進一步發(fā)展，預計2025年將達到4，750億美元，復合增長率約為6%。2020年中國集成電路行業(yè)市場規(guī)模為8，928億元，同比增長18%。隨著消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子等市場需求的不斷提升，中國集成電路行業(yè)發(fā)展快速，未來五年將以16%的年復合增長率增長，至2025年市場規(guī)模將達到18，932億元。模擬芯片全球市場規(guī)模穩(wěn)步擴張，中國為其最主要的消費市場。因其使用周期長的特性，模擬芯片市場增速表現(xiàn)與數(shù)字芯片略有不同。根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計，2021年全球模擬芯片行業(yè)市場規(guī)模約586億美元，中國市場規(guī)模約2731億元，占比七成左右，中國為全球最主要的消費市場，且增速高于全球模擬芯片市場整體增速。預計2025年中國模擬芯片市場規(guī)模將增長至3340億元，20-25年復合增長率為6%。模擬芯片下游各細分市場快速擴大，通信市場規(guī)模最大，通信、汽車占比進一步提升。根據(jù)ICInsights統(tǒng)計，專用模擬芯片的下游市場主要包含通信、汽車、工業(yè)、計算機、消費電子等領域。通信是專用模擬芯片最重要的下游市場，包含手機、網(wǎng)絡及通訊設備等，2022年全球市場規(guī)模為262億美元，占整個模擬芯片市場的32%。汽車是專用模擬芯片增速最快的下游市場，22年增速為17%，2022年市場規(guī)模為137億美元，位居第二。信號鏈芯片：受益于新技術和下游應用，規(guī)模穩(wěn)步增長信號鏈是連接真實世界和數(shù)字世界的橋梁。完整信號鏈的工作過程為：從傳感器探測到真實世界實際信號，如電磁波、聲音、圖像、溫度、光信號等，并將這些自然信號轉化成模擬的電信號，通過放大器進行放大，然后通過ADC把模擬信號轉化為數(shù)字信號，經(jīng)過MCU或CPU或DSP等處理后，再經(jīng)由DAC