模拟行业深度研究报告：国产替代浪潮起，模拟芯片黄金机遇期

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【核心观点】

模拟芯片：连接现实与虚拟的关键纽带。

模拟信号来自于真实世界，而数字信号服务于电子系统，其中的关键纽带就是模拟器件。模拟产品种类繁多，应用广泛，按照功能可以分为信号链以及电源链芯片，2020 年，全球半导体产业规模总计为 4404 亿美元，其中模拟 IC 市场规模 557 亿美元，占比 12.6%，行业发展与宏观经济密切相关，是半导体行业的晴雨表。模拟 IC 市场以 TI 为首，ADI 紧随其后，具有“一超多强”的属性，各大厂商通过并购整合扩展产品边界，格局逐渐集中化发展。

信号链：电子系统信号从输入到输出的路径。

信号链芯片的功能是处理各类信号的采集、传输与转换，主要产品包括线性产品（运算放大器和比较器等）、信号转换器 ADC/DAC、接口芯片、射频器件等。信号链市场通用型产品下游市场需求稳定，而专用型产品如射频器件等受到通信领域需求的推动发展迅速，2018 年市场规模约为 270 亿美元，占总模拟市场份额的 47%，在工业、通信、消费电子等应用场景中使用广泛。

电源链：效率需求催生庞大产业链。

电源链市场伴随电子设备多样化发展成长，用于解决电子系统中日益增长的智能化、便携化的能源管理及分配需求，主要产品包括电源管理芯片以及驱动芯片，针对下游场景不同可以分为通信、消费、工业及计算等细分市场，2018 年总规模接近 300 亿美元，占总模拟市场份额的 53%。随着新能源汽车、工业自动化等、5G 通信等新兴应用场景的不断涌现，电源链芯片的应用场景将进一步扩张，打开更加广阔成长空间。

海外市场：需求驱动技术进步，整合催生模拟龙头。

模拟厂商具有重视技术经验积累、产品种类多、应用广的特点，而 IDM 模式以及行业弱周期等特点又决定了并购重组始终是行业发展趋势。研发与销售相互促进构成模拟行业厂商的闭环护城河，而需求影响下的收购整合发展则是厂商实现跨越式发展的跳板。

中国市场：广阔国产替代空间+大量细分赛道带来黄金发展期。

“水清鱼虾稀”是模拟芯片市场的特点。在美国逐渐加大半导体禁令大背景下，国内模拟厂商的成本优势、沟通效率、综合性能将进一步抢占细分赛道的机会，众多海外人才的不断回流也将为国内模拟行业的自主发展奠定长期基础。不同于数字 IC 市场可能受限于关键技术“卡脖子”难题，模拟芯片虽然需要更长时间的设计经验、人才储备和工艺磨合过程，但是未来发展稳定可靠，国内厂商将在各个细分赛道上快速成长，带来大量投资机会。

【报告内容】

模拟器件：连接现实与虚拟的关键纽带

什么是数字 IC，什么是模拟 IC？

模拟信号是一切信息的源头。我们生活的物理环境以模拟量为特征，即以连续方式变化而非离散的量，如温度，位置，光强度，声波，颜色，纹理等。这些物理量的测量是不受限（例如“开与关”，“小与大”，“黑色”）的渐变。 当我们使用图表直观地表示这些模拟量的值时，曲线将变得平滑（最具代表性的就是正弦曲线）。这些连续变化的模拟量构成了真实世界，通过模拟信号的形式向外界传递信息，用来处理模拟信号的集成电路就是模拟 IC。数字信号是电子革命的关键。尽管现实世界是由丰富多彩的模拟信号组成，然而经验证明，在电气系统中，二值信号对信息的存储、传输和处理带来了极大的方便及可延展性。所以在现代电子系统中，工程师采用逻辑高电压与逻辑低电压（接地）来表示信号 1 和 0，从而将二进制的数学结构转换到电子系统当中，这就是数字信号。数字信号被广泛的应用与计算、存储等领域，用于处理数字信号的集成电路就是数字 IC。

集成电路 IC 由晶体管（包括二极管和三极管）及其他被动元件组成，通过微缩化将复杂的功能压缩到一个很小的物理区域中，通过集成的手段沟通微观器件与宏观世界，极大的丰富了电子系统的便携性及延展性。模拟电路和数字电路的区别主要体现在电子设备内部，也就是模拟 IC 与数字 IC 之间的晶体管区别上。

在模拟 IC 中，晶体管用于放大或产生连续变化的信号（偏置）。 当我们给晶体管偏置时，我们会创建电路条件，使其能够正确响应电压的微小变化。能够连续、准确的反应、放大模拟信号是模拟 IC 的主要关注点。模拟 IC 中的晶体管可以是 BJT（双极结型二极管），也可以是 MOSFET（金属-氧化物场效应晶体管）。

在数字 IC 中，输入信号需要完全打开和关闭晶体管，只需要对外输出逻辑高低两个值。由于需要频繁的开闭，只有 MOSFET 能够满足这样的性能，所以数字IC 中一般不适用 BJT。通过复杂的 MOSFET 互联，基于布尔逻辑的门电路可以组成复杂的微处理器甚至通用计算处理器单元。

模拟市场：稳定规模下的暗潮汹涌

全球模拟 IC 市场：规模稳定，21 年开启高增长

复盘过去 15 年的半导体行业各个细分领域市场规模及增速，我们发现模拟 IC市场规模稳定，不受下游某些市场短期波动的影响，市场波动幅度较小。模拟芯片也是全球半导体产业的晴雨表，与宏观经济变化密切相关，周期性变动相对较弱。

历经从 50 年代开始的不断发展，模拟芯片已成为全球规模近 600 亿美元的产业。根据 WSTS 及 Statista 数据统计及预测，2020 年全球模拟 IC 市场规模达到 557 亿美元，同比 2019 年增长 3.3%，全年半导体产业规模为 4404 亿美元，模拟 IC 市场占比为 12.6%。随着全球疫情逐渐得到控制，半导体产业也迎来复苏，其中 5G 通信、汽车电子等应用场景将加速推动模拟 IC 市场发展，预计 2021 年模拟芯片市场规模可以达到 640 亿美元，同比增长 15.1%，高于半导体行业整体增速。考虑模拟芯片赛道发展稳定，受下游景气度影响较小的特点，未来将成为半导体行业的细分黄金赛道。

根据 IC Insights 预测，未来五年（20-25 年）整个集成电路行业增速受到下游汽车电子、5G 通信的应用场景的带动作用，销售额复合增速将达到 8.0%，高于半导体行业整体增速；其中模拟、逻辑和存储 IC 市场增速将分别达到 8.2%、9.1%和 9.9%，是集成电路细分市场中复合增速最快的三个赛道。

模拟 IC 的下游应用场景包括通信、工业控制、汽车电子、消费类等用途，其中最大的下游应用是通信类市场，典型产品如基站信号链、射频 IC 等等，2020 年占比份额达到 36.5%。汽车电子近五年（16-20 年）受益于新能源车的下游需求发展，增长最为迅猛，已经成为下游第二大应用场景，市场份额占比达到 24.0%。

中国已成世界最大模拟 IC 市场，自给率仍然偏低，替代空间巨大。根据 IDC数据统计，2020 年亚洲模拟 IC 市场销售额占比已经接近全球的 70%，其中中国大陆市场占比达到 36%。按照 557 亿美元全球规模测算，中国模拟 IC 市场规模已经达到 200 亿美金。尽管近些年大量人才回流，本土模拟 IC 厂商陆续崛起，部分高端产品领域甚至超过世界先进水平，但是目前国产模拟厂商销售规模只有 25亿美金左右，自给率仅为 12%，未来尚存较大国产替代空间。

竞争格局：稳定市场规模下的暗潮汹涌

产品种类繁多，细分市场复杂。

按照产品类别进行分类，模拟 IC 市场可以分为信号链及电源链两大类，并且可以进一步划分为通用产品以及专用标准品两大类。依据 Oppenheimer 的统计，2020 年全部模拟 IC 市场中，信号链产品占比约为 47%，电源链产品占比达到 53%。

信号链：专用产品居多，射频 IC 占比最大。

在信号链产品中，ASSP 专用品主要由射频 IC 和音视频驱动 IC 构成，针对通信、消费等场景定制化设计开发模组及分立器件，占比达到 30.9%。而在通用产品上，信号链主要则包括通用放大器 OPA、转换芯片 ADC 及 DAC 以及各类接口芯片等。

电源链：通用专用占比近似，整体规模增速快于信号链。

在电源链产品中，通用电源管理产品包括各类 LDO 稳压器、DCDC 转换器等，适用于各类电源管理场景的电压转换，占比达到 29%；而专用电源管理芯片则包括电池管理芯片、计算机监控电路和功率、LED 驱动 IC 等等，针对具体场景的高压电路进行特质化设计，规模占比达到 24%。

市场格局分散，TI 领衔“一超多强“格局。

德州仪器 TI 作为发明集成电路概念的厂商，2020 年模拟业务收入达到 109 亿美元，在整体市场跌幅较大前提下销售额稳定增长，市占率达到 19%，是当之无愧的模拟芯片龙头厂商。过去 30 年间，TI 维持信号链产品竞争力，大力布局电源管理类产品，各类模拟芯片类别超过 14 万钟，毛利率稳定在 60%以上。

不断整合并购带来的广泛产品线，自建 IDM迅速匹配下游特定场景进行快速设计应用的能力，是德州仪器持续引领模拟行业发展，形成“一超多强”格局的关键。模拟 IC 市场发展超过 50 年，产品迭代较慢、生命周期长，路径依赖特征不强，需要长期积累经验，且下游应用场景纷繁复杂，难以形成垄断，全球模拟芯片 Top 10 厂商合计市占率一直维持在 55%-60%左右，除部分外围厂商占据特定市场之外，头部厂商格局稳定，在各自擅长的信号链及电源领域和细分市场中，拥有自己擅长的模拟产品。2015 年至今，模拟市场以 TI 为首，ADI 凭借领先的信号链能力紧随其后，英飞凌、ST、Sky、NXP 等公司各自在功率器件、射频产品市场中拥有一席之地，形成稳定的“一超多强”格局。

稳定市场格局，并购暗潮汹涌，集中化趋势凸显。

90 年代之前，整个模拟芯片行业以信号链芯片为主，下游应用多为通信及工业类场景，日本的东芝、松下、日立，美国的 TI、国家半导体、摩托罗拉，欧洲的飞利浦、西门子等公司基于各自的技术特点及主要客户需求占领细分市场，行业格局及其分散，头部前十名厂商市场份额基本相同，排名第一的国家半导体仅占据市场 7%的份额。

1996-2000 年，TI 乘电源管理发展东风，转型大力发展模拟芯片业务，陆续收购 Silicon Systems、Unitrode、Power Trends 以及 Burr-Brown，2005 年市场份额跃居第一；到了 2011 年，TI 为了进一步扩大其在模拟领域中的地位，又斥资 65 亿美元收购 1995 年排名第三美国国家半导体（National），此番收购后，TI 在通用模拟器件的市场份额达到 17%，大大超越后面的竞争对手，奠定了如今他们在模拟芯片市场中不可撼动的地位。