模擬芯片行業(yè)市場分析

模擬芯片行業(yè)市場分析1模擬芯片：集成電路的重要部分1.1模擬芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域繁雜模擬芯片負(fù)責(zé)處理連續(xù)的模擬信號。半導(dǎo)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常可分為模擬集成電路和數(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(jìn)制碼）進(jìn)行算術(shù)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(yīng)用領(lǐng)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(yīng)用于消費類電子、通訊設(shè)備、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、汽車電子等領(lǐng)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(lǐng)域。模擬芯片人才培養(yǎng)周期長，經(jīng)驗依賴提升技術(shù)壁壘。模擬集成電路設(shè)計主要是通過有經(jīng)驗的設(shè)計人員進(jìn)行晶體管級的電路設(shè)計和相應(yīng)的版圖設(shè)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(shè)計者既要熟悉集成電路設(shè)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(shè)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(shè)計自動化程度低，加上輔助設(shè)計工具少、測試周期長等原因，模擬電路設(shè)計更依賴于人工設(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)型模擬芯片，屬于標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，適用于多類電子系統(tǒng)，其設(shè)計性能參數(shù)不會特定適配于某類應(yīng)用，可用于不同產(chǎn)品中。專用型模擬芯片根據(jù)專用的應(yīng)用場景進(jìn)行設(shè)計，一般集成了數(shù)字和模擬IC，復(fù)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%。1.2模擬芯片分為電源管理和信號鏈芯片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(zhuǎn)換器產(chǎn)品、充電保護芯片、無線充電芯片、驅(qū)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(zhuǎn)換器產(chǎn)品、接口產(chǎn)品等。電源管理芯片：模擬IC的關(guān)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(yīng)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(guān)領(lǐng)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(shè)備數(shù)量及種類持續(xù)增長，設(shè)備電能應(yīng)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(fù)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(lǐng)域的應(yīng)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(yù)計至2025年中國電源管理芯片市場規(guī)模將達(dá)到235億美元，20-25年復(fù)合增長率為15%。信號鏈芯片：受益于新技術(shù)和下游應(yīng)用，規(guī)模穩(wěn)步增長信號鏈?zhǔn)沁B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(zhuǎn)化成模擬的電信號，通過放大器進(jìn)行放大，然后通過ADC把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)過MCU或CPU或DSP等處理后，再經(jīng)由DAC還原為模擬信號。信號鏈?zhǔn)请娮釉O(shè)備實現(xiàn)感知和控制的基礎(chǔ)，是電子產(chǎn)品智能化、智慧化的基礎(chǔ)。受益于較長的生命周期和較分散的應(yīng)用場景，信號鏈模擬芯片市場發(fā)展態(tài)勢良好，行業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長。信號鏈模擬芯片隨下游發(fā)展一同演進(jìn)，朝小型化、低功耗和高性能方向發(fā)展。ICInsights的報告顯示，全球信號鏈模擬芯片的市場規(guī)模將從2016年的84億美金增長至2023年的118億美金，16-23年復(fù)合增長率約5%。其中，放大器和比較器、轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品是市場規(guī)模占比最高的兩類，合計約占信號鏈模擬芯片市場規(guī)模的75%。2多因素驅(qū)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(shù)的推廣，集成電路產(chǎn)業(yè)將會迎來進(jìn)一步發(fā)展，預(yù)計2025年將達(dá)到4,750億美元，復(fù)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(fù)合增長率增長，至2025年市場規(guī)模將達(dá)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(yù)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(fù)合增長率為6%。模擬芯片下游各細(xì)分市場快速擴大，通信市場規(guī)模最大，通信、汽車占比進(jìn)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(lǐng)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(luò)及通訊設(shè)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。2.1新能源汽車快速滲透，模擬芯片價值量提升汽車電動化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化提速，車用IC需求快速增加。隨著汽車電動化進(jìn)程加快、汽車互聯(lián)性增加、自動駕駛逐步落地，汽車半導(dǎo)體從MCU、功率半導(dǎo)體器件（IGBT、MOSFET）、各種傳感器等，拓展到包括ADAS先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)、COMS圖像傳感器、激光雷達(dá)、MEMS等更多方面。汽車對芯片可靠性、安全性、一致性要求高，需要通過AEC－Q100、ISO26262和IATF16949等認(rèn)證。汽車電動化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化催生模擬芯片新需求。模擬芯片應(yīng)用于幾乎所有汽車電子部件，除了涉及傳統(tǒng)汽車電子如車載娛樂、儀表盤、車身電子及LED電源管理等領(lǐng)域，還廣泛應(yīng)用于新能源汽車的動力系統(tǒng)、智能汽車的智能座艙系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)。動力總成部分主要包括了電機控制器、OBC、DC/DC、BMS等。根據(jù)iHS和Melexis，在A到E的各個級別汽車中，電動化都大幅增加單車模擬芯片需求量，比如：A級燃油車模擬芯片用量約100顆，而A級純電動車需求量高達(dá)350顆以上；在B級車中，模擬芯片單車用量從燃油車的160顆提升至純電動車的近400顆，而純電動E級車用量超過650顆。新能源汽車高增長助推車用模擬芯片高價值產(chǎn)品。全球新能源汽車市場滲透率從2018年2%上升至2021年8%，銷量從199萬輛上升至644萬輛，年復(fù)合增長率48%。根據(jù)ICInsights統(tǒng)計，2022年全球汽車專用模擬芯片市場規(guī)模將增長17%至138億美元，是增速最快的模擬芯片下游市場。汽車“三化”賦能模擬IC電源管理市場。得益于汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化，越來越多的傳感器、功率半導(dǎo)體、電機等電子零部件裝載在汽車內(nèi)部，需要更多的電源管理IC進(jìn)行電流電壓的轉(zhuǎn)換，從而推動電源管理芯片增長。特別地，隨著新能源汽車的高增長，車用BMIC需求迎來高增長。根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計，全球新能源汽車BMS市場規(guī)模從2016年的5億美元增長到2020年的14億美元，復(fù)合年均增長率為33%。根據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫預(yù)測，全球鋰電池BMIC市場規(guī)模將從2021年的43億美元增加至2026年的80億美元，CAGR為14%，其中汽車類CAGR超過40%。汽車電池由數(shù)百、甚至多達(dá)數(shù)千節(jié)電芯串聯(lián)和并聯(lián)構(gòu)成，電芯、模塊間會出現(xiàn)電量不平衡，大量的電芯串聯(lián)要求電芯之間的電量一致，因此需要采用電池監(jiān)測芯片對每個電芯進(jìn)行電壓、電流檢測。同時，電動汽車的充放電過程也需要保護芯片來防止部分電芯的過充或過放。車規(guī)級BMIC完整解決方案的供應(yīng)商主要有ADI（AFE主要來自于收購的Maxim和Linear產(chǎn)品線）、TI、英飛凌、NXP、瑞薩（AFE主要來自于收購的Intersil產(chǎn)品線）、ST和安森美等。其中汽車BMS的AFE芯片的技術(shù)難度在于采樣通道數(shù)、內(nèi)部ADC數(shù)量等。此外，由于AFE芯片的需求與電芯數(shù)量成正比，電芯數(shù)量與電壓成正比，800V電壓平臺對AFE的需求相比400V平臺翻倍增長。400V系統(tǒng)電動汽車大約需要8個AFE芯片和1個隔離通訊芯片，而800V系統(tǒng)約需要16個AFE芯片和1個隔離通訊芯片。車用信號鏈芯片為車聯(lián)萬物、信息交互提供支持。車用信號鏈芯片發(fā)揮多種用途。一類是射頻IC，為汽車提供無線通信。汽車四大無線通訊方案：蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、WLAN、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS和V2X車聯(lián)網(wǎng)，都需要多個射頻IC和射頻模塊實現(xiàn)，大多數(shù)此類元件都包含在TCU中。另一類是為傳感器和處理器之架起橋梁的特定模擬ASSP/ASIC。外界真實信號被傳感器感知，得到的模擬信號經(jīng)過放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器最終傳遞給MCU處理。汽車的電動化、智能化拉動了視頻傳輸?shù)冉涌诩夹g(shù)的升級、芯片數(shù)量和芯片價值量的提升。隨著汽車新車型配置，智能座艙、高級輔助駕駛的需求越來越強烈，單車對高清屏以及高清攝像頭的使用越來越多。根據(jù)電子工程專輯顯示，高清視頻傳輸芯片的市場規(guī)模將以35%-40%以上的年增長率快速擴容。車載攝像頭預(yù)計2025年在全球的市場需求量會超過3億臺以上，視頻傳輸芯片的市場規(guī)模也將達(dá)到人民幣90億元，這將進(jìn)一步擴大車載模擬接口芯片的使用量。此外，視頻數(shù)據(jù)傳輸HDMI接口不斷迭代升級，分辨率不斷提高，最新的2.1接口可以支持到8K-60幀分辨率，這進(jìn)一步拉動了相關(guān)模擬接口芯片的價值量。2.25G通訊和手機功能升級，驅(qū)動模擬芯片行業(yè)成長5G廣泛應(yīng)用推動通信領(lǐng)域模擬芯片迭代升級。無論是智能手機還是基站等基礎(chǔ)設(shè)施，一套完整的5G通信系統(tǒng)包含了從信號鏈到電源鏈的多種模擬芯片的迭代升級。模擬芯片在通訊領(lǐng)域應(yīng)用于寬帶固定線路接入、數(shù)據(jù)通訊模塊、有線網(wǎng)絡(luò)和無線基礎(chǔ)設(shè)施等，其中無線通信估計占2022年通信模擬芯片領(lǐng)域銷售額的91%。無線通信模塊通常包括天線、射頻前端、射頻收發(fā)、基帶。其中，射頻前端模塊是移動終端通信的核心組件。智能手機由模擬IC、數(shù)字IC、OSD器件、非半導(dǎo)體器件組成。其中模擬IC主要可分為射頻器件和電源管理裝置。射頻器件是處理無線電信號的核心裝置，包括射頻前端、射頻收發(fā)、射頻開關(guān)、射頻PA等。電源管理裝置包括快充芯片、無線充電芯片等。手機功能升級主要從多個層面驅(qū)動手機模擬IC市場需求。智能手機中按照功能劃分,模擬芯片主要用于DC/DC電源、輸入電源保護、音頻/震動、I/O連接等功能區(qū)域。首先，5G等通信技術(shù)升級直接導(dǎo)致移動終端需要增加可覆蓋智能手機新增頻段的射頻器件；第二，智能手機功能復(fù)雜度不斷提升，導(dǎo)致手機各功能模塊對移動終端電源管理芯片的性能（噪音水平和功耗等）和數(shù)量提出了要求；第三，手機光學(xué)升級、快充創(chuàng)新等進(jìn)一步帶動驅(qū)動、快充等芯片的價值量；第四，智能手機行業(yè)需求的復(fù)蘇以及5G手機滲透率的提升有望拉動模擬IC整體需求量的抬升。5G技術(shù)直接促進(jìn)手機模擬IC和射頻器件價值量提升。5G技術(shù)升級，為了覆蓋5G新增頻段，移動智能終端需要配套的射頻前端器件。5G通過拓寬帶寬、增加通路數(shù)量提高數(shù)據(jù)傳輸速度，與4G的低頻電路不同，高頻電路需要從材料到器件，從基帶芯片到整個射頻電路進(jìn)行重新設(shè)計，復(fù)雜度提升的同時，也需要增加射頻開關(guān)、濾波器、放大器的數(shù)量以滿足對不同頻段信號接收、濾除、放大、發(fā)射的需求。5G核心技術(shù)為基站射頻芯片帶來機會，電源管理IC用量隨之增加。5G基站的三個功能實體分別為CU、DU、AAU。DU和AU是原基帶單元BBU按處理實時和非實時任務(wù)進(jìn)行拆分。AAU(有源天線單元)是射頻單元及無源天線的合并。5G基站采用大規(guī)模天線陣列、載波聚合和新頻譜，對PA性能、獨立射頻通道數(shù)量、天線開關(guān)數(shù)、濾波器數(shù)量和PA開關(guān)數(shù)量等需求增加。例如，4G基站對應(yīng)的射頻PA需求量為12個，而5G基站對應(yīng)的PA需求量高達(dá)192個。由于5G基站有更多的天線、射頻組件和更高頻率的毫米波，基站功率約為4G基站的3-4倍，電源管理IC的用量隨之增加，宏基站需要約120顆電源管理IC、小基站需要約20顆。2.3萬物互聯(lián)AIoT終端數(shù)量快速發(fā)展萬物互聯(lián)趨勢下，消費級和工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)終端的廣泛應(yīng)用推升模擬芯片需求。大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)mMTC是5G三大應(yīng)用場景之一，以低功耗和海量接入為特點，對應(yīng)無線供電芯片、低功耗供電芯片和5G通訊芯片等，同時物聯(lián)網(wǎng)終端還涉及到車聯(lián)網(wǎng)各類傳感器和智能家居微控制器、傳感器等模擬芯片應(yīng)用。根據(jù)GSMA數(shù)據(jù)，2021年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)量為148億個，同比增長16%，其中工業(yè)級設(shè)備占比為47%，預(yù)計2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)量上升至252億個，工業(yè)級設(shè)備占比55%。眾多物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用推升模擬芯片用量。由于物聯(lián)網(wǎng)主要是物理世界的終端設(shè)備互聯(lián)，壓力、亮度、距離等物理參數(shù)是信息互聯(lián)的重要手段，智能家居、智慧城市、無人機等物聯(lián)網(wǎng)下游的快速發(fā)展，成為了模擬芯片的重要推動力。如：掃地機器人的模擬芯片包括運算放大器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、線性穩(wěn)壓器（LDO）、模擬開關(guān)等，以實現(xiàn)掃地機器人的紅外障礙感應(yīng)、TOF探測、LDS激光測距、超聲傳感等功能。3歐美廠商壟斷，國產(chǎn)替代潛力巨大國內(nèi)模擬IC廠商正處于快速成長階段，模擬IC國產(chǎn)化率進(jìn)一步提升的內(nèi)部和外部條件均趨于成熟。首先，國內(nèi)代工廠制程和工藝滿足要求，技術(shù)日臻成熟，可以與模擬IC廠商進(jìn)行協(xié)同；第二，國際模擬大廠向工業(yè)和車載領(lǐng)域傾斜，減少對消費等領(lǐng)域的資源支持，給國產(chǎn)廠商差異化競爭創(chuàng)造了機遇；第三，國內(nèi)模擬IC廠商逐步突破產(chǎn)品種類和質(zhì)量，并持續(xù)發(fā)力產(chǎn)品導(dǎo)入和客戶驗證。國內(nèi)模擬IC廠商迎來了內(nèi)部和外部的雙重歷史機遇，在產(chǎn)品、技術(shù)、客戶、市場份額等方面有望加速突破，推動模擬芯片國產(chǎn)化進(jìn)程。3.1歐美廠商占據(jù)絕對主導(dǎo)中國是全球最大的半導(dǎo)體和模擬芯片市場。IDC數(shù)據(jù)顯示，2020年中國大陸占全球模擬芯片市場的比例達(dá)到36%，超過歐美及其他地區(qū)。國際模擬芯片大廠如德州儀器、亞德諾等收入來源市場中，中國收入占比有明顯提升的趨勢。以亞德諾為例，2015年至2021年，中國地區(qū)的收入占比從15%提升至22%，于2020年達(dá)峰值24%。我國的模擬芯片自給率較低，未來發(fā)展?jié)摿Υ蟆?shù)據(jù)顯示，2021年中國模擬芯片的自給率僅為12%左右，較2017年上升了6個百分點，總體呈上升趨勢。就模擬芯片業(yè)務(wù)而言，2021年德州儀器營業(yè)總額為1247億元（美元兌人民幣匯率取6.8），國內(nèi)模擬芯片前十企業(yè)營收與之相差較大。然而，目前國際IC廠商較為分散的經(jīng)營格局為本土模擬集成電路的發(fā)展帶來了機遇，隨著芯片國產(chǎn)替代的加速，未來我國模擬芯片將有較大的成長空間，自給率進(jìn)一步提升。歐美廠商占據(jù)絕大多數(shù)市場份額，行業(yè)集中度較低。根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年全球前十模擬IC供應(yīng)商基本被歐美國家主導(dǎo)，共占據(jù)67%左右的市場份額。德州儀器在模擬芯片中表現(xiàn)強勁，2018-2019年間占據(jù)19%的市場份額，第二梯隊亞德諾、英飛凌、意法半導(dǎo)體、思佳訊也紛紛超過了5%。模擬芯片整體呈現(xiàn)出較為分散的發(fā)展布局，剩余IC廠商對應(yīng)市場占有率不超過1%，行業(yè)集中度較低。以電源管理芯片為例，ICInsights數(shù)據(jù)顯示，2020年全球供應(yīng)商前五名依次為德州儀器、高通、亞德諾、美信、英飛凌，共占據(jù)71%的市場份額。模擬芯片競爭格局穩(wěn)定，CR5、CR10市場份額有所提升。據(jù)ICInsights統(tǒng)計，2017到2020年全球前十大模擬廠商變動不大，僅Qorvo在2021年躋身前十。模擬芯片在德州儀器、亞德諾、思佳訊為代表的歐美廠商的帶領(lǐng)下，逐漸形成了較為穩(wěn)定的市場競爭格局。五年間，CR5和CR10市場份額各提升了近10%，市場集中度有所提升。模擬芯片頭部廠商的產(chǎn)品線與下游應(yīng)用豐富。優(yōu)秀的模擬芯片設(shè)計企業(yè)需要長期經(jīng)驗和技術(shù)的累積，全球主要模擬芯片設(shè)計企業(yè)依靠豐富的技術(shù)及經(jīng)驗、大量的核心IP和產(chǎn)品類別形成了競爭壁壘，規(guī)模不斷壯大。全球領(lǐng)先的模擬IC廠商主要包括TI（德州儀器）、ADI（亞德諾）、Infineon（英飛凌）等，經(jīng)過長時間的發(fā)展，均形成了豐富的下游應(yīng)用領(lǐng)域和多元化的產(chǎn)品種類。近年來國際模擬芯片巨頭的產(chǎn)品布局向汽車、工業(yè)等下游領(lǐng)域傾斜。德州儀器TI2021全年營業(yè)收入為183億美元，其中汽車和工業(yè)銷售占其收入的62%以上，相比2013年的42%占比有大幅攀升。亞諾德ADI的汽車和工業(yè)下游收入占比由2013年的61.6%上升至2021年的71.3%。在國際大廠將戰(zhàn)略重心轉(zhuǎn)移至工業(yè)和汽車領(lǐng)域之際，國內(nèi)廠商有望以中低端消費電子產(chǎn)品為切入口，占領(lǐng)中低端市場并向高端市場延伸，逐步實現(xiàn)差異化替代。3.2國內(nèi)晶圓廠大幅擴產(chǎn)，助力模擬芯片上下游協(xié)同模擬芯片生產(chǎn)工藝種類較多。相較于數(shù)字芯片多采用CMOS工藝，模擬芯片工藝種類較多。CMOS工藝的驅(qū)動能力較差，很難滿足模擬電路高電壓、低失真、高信噪比的需求，因而模擬IC早期使用Bipolar工藝。但Bipolar工藝功耗大，因此出現(xiàn)了BiCMOS工藝，結(jié)合了Bipolar工藝和CMOS工藝兩者的優(yōu)點。DMOS工藝具有寬頻率范圍、高線性度的優(yōu)點，主要應(yīng)用于RF功率放大器等。BCD工藝則是結(jié)合了Bipolar、CMOS、DMOS三種工藝的優(yōu)點。這些特殊工藝既需要晶圓代工廠的配合，也需要設(shè)計者加以熟悉，而數(shù)字IC設(shè)計者基本不用考慮工藝問題。不同模擬芯片廠商的生產(chǎn)模式存在差異，IDM模式集芯片設(shè)計、晶圓生產(chǎn)、封裝測試為一體，F(xiàn)abless模式下芯片設(shè)計廠商與芯片制造、封裝測試環(huán)節(jié)相對獨立。德州儀器、ADI等國際模擬IC大廠大都采用IDM模式，可以更好發(fā)揮自身的特色制造工藝優(yōu)勢；而國內(nèi)模擬IC廠商由于規(guī)模較小，當(dāng)前以Fabless模式為主。模擬芯片采用成熟晶圓制造工藝，并大量采用8英寸產(chǎn)線制造，IDM龍頭公司中僅德州儀器通過自有12英寸產(chǎn)線制造模擬芯片。據(jù)德州儀器，與采用200mm晶圓生產(chǎn)相比，采用300mm晶圓制造模擬IC可將未封裝芯片成本降低40%，完成封裝和測試的IC成本可降低約20%。2009年，德州儀器布局RFAB工廠，成為第一家在12英寸產(chǎn)線上制造模擬電路的公司。2010年，公司收購兩家晶圓廠，其中一座可同時兼顧200mm和300mm的生產(chǎn)。2015年，公司將舊的DMOS6晶圓廠過渡到300mm。RFAB2廠在2022年下半年開始投產(chǎn)，公司還收購了位于Lehi的一座12英寸晶圓制造廠LFAB。公司計劃在謝爾曼新建4座工廠。2019年德州儀器47%的模擬產(chǎn)品收入來自12英寸產(chǎn)線；2020年德州儀器大約一半的模擬器件是在12英寸晶圓上制造的。國內(nèi)代工廠能夠滿足模擬芯片的制程和工藝要求，可以與模擬芯片設(shè)計廠商進(jìn)行有效協(xié)同，隨著晶圓廠持續(xù)的產(chǎn)能擴張和技術(shù)迭代，模擬芯片的國產(chǎn)化有望加速推進(jìn)。相比TI、ADI、英飛凌等國際大廠都采用IDM模式，國內(nèi)模擬IC設(shè)計廠商大都采用Fabless模式。制程方面，模擬芯片對制程的要求較低，不追求摩爾定律，目前主流節(jié)點還在從180納米向130納米遷移，小部分先進(jìn)產(chǎn)品用到28納米制程，國內(nèi)晶圓代工廠能夠滿足模擬芯片的制程要求。工藝方面，模擬芯片通常采用BCD工藝，實現(xiàn)在高壓和大電流的條件下驅(qū)動元器件。BCD已經(jīng)成為電源管理、顯示驅(qū)動等IC制造工藝的選擇。而國內(nèi)主流晶圓廠對BCD工藝平臺均有所布局，華虹半導(dǎo)體的90納米BCD平臺已經(jīng)規(guī)模量產(chǎn)，中芯國際55納米BCD平臺也進(jìn)入產(chǎn)品導(dǎo)入期。缺貨周期已成為國內(nèi)廠商完成客戶驗證、實現(xiàn)產(chǎn)品導(dǎo)入的重要窗口期。模擬芯片產(chǎn)品生命周期長，一旦打入客戶，即可持續(xù)供貨數(shù)年以上。國產(chǎn)模擬芯片廠商綁定代工廠新建產(chǎn)能，加速了產(chǎn)品導(dǎo)入和客戶驗證。華虹無錫12英寸特色工藝晶圓產(chǎn)能已達(dá)6.5萬片/月，還在擴產(chǎn)中；粵芯半導(dǎo)體規(guī)劃的12英寸芯片生產(chǎn)平臺將實現(xiàn)近8萬片/月的高端模擬芯片產(chǎn)能規(guī)模；華潤微計劃建設(shè)產(chǎn)能3萬片/月的12英寸中高端功率半導(dǎo)體項目，并在22年實現(xiàn)產(chǎn)能貢獻(xiàn)。國內(nèi)代工廠產(chǎn)能的釋放，疊加國產(chǎn)模擬芯片品質(zhì)的突破，國內(nèi)模擬IC廠商有望進(jìn)一步加速國產(chǎn)化，實現(xiàn)業(yè)績的快速增長。各模擬芯片公司與國內(nèi)外多家主流晶圓廠建立合作，保證供貨渠道暢通。國內(nèi)模擬芯片廠商積極與主流晶圓廠合作協(xié)同，在工藝節(jié)點突破和產(chǎn)能保障上具備優(yōu)勢。其中，圣邦股份自成立之初便和臺積電展開合作，并一直維護良好的合作關(guān)系；明微電子與華潤微、中芯國際、上海先進(jìn)、Tower、合肥晶合等多家頭部晶圓廠建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，采取多家協(xié)調(diào)策略來保障產(chǎn)能供給。此外，國內(nèi)部分頭部公司開始向Fab-lite轉(zhuǎn)變。部分頭部公司已開始向虛擬IDM、Fab-lite等模式轉(zhuǎn)變，如：卓勝微、思瑞浦、杰華特等，F(xiàn)ab-lite模式讓設(shè)計與制造工藝更緊密結(jié)合，有利于公司做出差異化產(chǎn)品。華潤微、士蘭微等IDM公司也持續(xù)豐富模擬電路產(chǎn)品線。3.3國內(nèi)模擬廠商實力提升，國產(chǎn)替代未來可期國內(nèi)模擬IC廠商營收快速增長，規(guī)模不斷壯大。近年來國內(nèi)各模擬IC廠商迅速拓展產(chǎn)品品類，持續(xù)投入研發(fā)，取得了長足的進(jìn)步。艾為電子等數(shù)10家已上市的國內(nèi)模擬芯片企業(yè)的營收均保持快速增長，2017年主要廠商營收規(guī)模均沒有突破7億元，但2021年艾為電子、晶豐明源和圣邦股份等公司營收已迅速突破20億元。同時，受益于模擬芯片下游景氣度高企，國內(nèi)各模擬廠商營收增速保持上行趨勢，平均營收增速從2017年的29%增長至2021年的107%。其中，思瑞浦和納芯微連續(xù)三年營收增速幾乎都保持在100%以上，發(fā)展勢頭強勁。國內(nèi)模擬IC廠商毛利率保持高位。2021年國內(nèi)主要模擬廠商毛利率均保持高位，平均值達(dá)50%，其中明微電子、思瑞浦、圣邦股份的毛利率分別為65%、61%和55%。此外，在行業(yè)高景氣和產(chǎn)能短缺的背景下，近兩年整體行業(yè)毛利率也有所提升，均值從2017年的37%提升至2021年的50%，其中思瑞浦和納芯微近五年毛利率穩(wěn)定保持在50%以上。國內(nèi)模擬廠商產(chǎn)品加速布局，數(shù)量質(zhì)量雙管齊下。產(chǎn)品數(shù)量和技術(shù)先進(jìn)性是模擬集成電路企業(yè)技術(shù)實力和核心競爭力的綜合體現(xiàn)。產(chǎn)品數(shù)量方面，國內(nèi)廠商近年來積極拓展產(chǎn)品型號數(shù)量。圣邦股份2017-2020年每年推出新產(chǎn)品二、三百款，2021年推出新產(chǎn)品數(shù)量增至500余款，增速明顯提升，覆蓋信號鏈和電源管理兩大領(lǐng)域的25大類產(chǎn)品，可銷售產(chǎn)品近3800款。產(chǎn)品質(zhì)量方面，國內(nèi)模擬廠商依靠持續(xù)的研發(fā)投入和技術(shù)突破，部分產(chǎn)品的核心技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)有所突破。以思瑞浦高精度低功耗電源監(jiān)控芯片為例，其閾值電壓、復(fù)位時間、靜態(tài)功耗等一系列指標(biāo)都已達(dá)到國際同業(yè)水平。國內(nèi)模擬IC廠商產(chǎn)品線豐富，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。國內(nèi)模擬廠商產(chǎn)品線都較為豐富，其中艾為電子擁有音頻功放芯片、電源管理芯片等800余款產(chǎn)品，思瑞浦擁有線性穩(wěn)壓器、電源監(jiān)控產(chǎn)品等1,400種產(chǎn)品。此外，國內(nèi)模擬廠商下游應(yīng)用與客戶覆蓋領(lǐng)域較為多元化，其中晶豐明源下游主要客戶為LED照明企業(yè)，力芯微主要面向消費電子領(lǐng)域，納芯微產(chǎn)品應(yīng)用于信息通訊、工業(yè)控制、汽車電子和消費電子等領(lǐng)域。由于產(chǎn)品迭代相比數(shù)字芯片更慢，模擬芯片研發(fā)投入適中。2021年