模拟芯片组件、特点、分类及市场现状如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/08/28 14:10

模拟芯片是处理连续信号的集成电路,其工作原理基于模拟信号的放大、过滤、调制和 转换。

模拟芯片的核心组件包括晶体管、电阻、电容和电感,这些元件通过复杂的电路 设计来实现特定的功能。现实世界中如声音、光线、温度、压力等通过传感器处理后形 成的音频、视频信号或电信号即模拟信号,其变化是关于时间的连续函数。例如,在放 大器电路中,模拟芯片接收微弱的输入信号,通过晶体管的增益特性将其放大,并输出 一个更强的信号。此外,模拟芯片还可以用于信号滤波,去除不需要的频率成分,从而 提取有用的信号。在转换功能方面,模数转换器(ADC)将模拟信号转换为数字信号, 而数模转换器(DAC)则实现逆过程。

模拟芯片有着“少量多样、可替代性低、认证周期长、设计门槛高”的特点。相较于模 拟芯片,数字芯片更依赖于电脑辅助设计工具,学习曲线、生命周期都相对较短,追求 短期的应用和工作效率,更新迭代速度快。而模拟芯片更强调现实世界物理信息的实现, 注重产品种类功能的丰富性与稳定性,相对于数字芯片来说具有技术难度大、产品种类 多、生命周期长、可替代性低、价格稳定的特点。

根据应用功能划分,模拟芯片主要分为信号链和电源管理两大类。信号链是指用于处理 和控制模拟信号的集成电路芯片,它能够对模拟信号进行传输和转换,是连接模拟信号 与数字世界的桥梁,主要细分包括线性产品(比较器、放大器)、转换器(ADC、DAC)、 接口、射频/微波等,广泛地应用于消费电子、工业控制、通信网络、汽车电子等多个领 域;电源管理是指用于管理电池与电能的集成电路芯片,负责电子设备系统中电能的转 换、分配和管理,以确保系统稳定可靠地运行,主要有 AC/DC、DC/DC、线性稳压器、 电池管理芯片、电源模组(PMIC)、LED 驱动器等多种分类,被广泛运用于通讯、数据 处理、工业医疗、消费电子等下游领域。

模拟芯片行业具有“大赛道、波动小”的特点。在 5G 通信、安防和工业控制等成长型新 兴应用领域强劲需求的带动下,模拟芯片行业维持高速发展。根据 WSTS 数据,2013 年 至 2023 年,全球模拟集成电路的市场规模从 401 亿美元提升至 812 亿美元。模拟集成电路作为集成电路的子行业,具有与集成电路行业类似的行业周期性,但由于模拟集成电 路的下游市场广泛,产品分散,因此受行业波动的影响相对较小。受益于智能汽车、数 字工业等高景气下游旺盛的需求,预计 2025 年全球模拟集成电路市场规模将重新恢复正 增长至 843 亿美元。

模拟芯片在细分半导体中市场增速最快(2021-2026 年)。前沿技术的快速发展,对高性 能模拟信号处理、功率管理和传感器接口等功能的需求激增,进一步推动了模拟芯片市 场的快速扩张。根据 IC Insights 预测,2021-2026 年,半导体集成电路行业平均增速为 10.2%,细分品种从高到低排序分别为模拟(11.8%)、逻辑(11.7%)、存储(10.8%)、微 处理器(6.7%)。模拟芯片凭借其在处理连续信号和优化系统性能方面的独特优势,正日 益成为推动半导体行业创新与增长的重要动力。

模拟下游应用场景多元,以通信、汽车为核心。模拟芯片下游应用百花齐放,涉及消费 电子、通信、工业、汽车电子、安防监控、医疗等诸多领域。根据 IC Insights,2022 年模 拟芯片下游应用领域占比预计分别为通信 37.5%、汽车 24.7%、工业 19.5%、消费电子 10.8%、计算机 6.5%、政府/国防 1.0%。从占比来看,通信、汽车、工业是模拟芯片主要 的应用领域;从增长比例来看,相比 2020 年,仅通信和汽车领域实现了占比的提升。

我们参考 WSTS 和 IC Insights 的数据,对全球军用模拟芯片市场进行测算,假定军工行 业在全球模拟市场中保持稳定,占比为 1%左右,计算可得出 2024 年全球军用模拟芯片 市场有望达到近 9 亿美元。

龙头模拟厂商底蕴深厚,复利效应显著。由于模拟芯片料号众多、下游应用广泛、客户 群体庞大,模拟厂商很难做到一家独大,根据 IC Insights,2021 年龙头厂商德州仪器市 占率约为 19%,行业 CR10 约为 68%,市占率较高的前十家龙头厂商均为海外厂商。模 拟 IC 是长坡厚雪的赛道,龙头厂商的核心竞争力主要来自于对人才、经验、工艺、料号 数量和客户资源的长期积累。龙头企业在与集成电路行业共同成长的过程中,逐渐形成 了较高的竞争壁垒。模拟产品的生命周期较长,通常超过 5 年,这种长寿命产品特性使 得龙头公司能够享受产品料号积累所带来的复利效应,进一步巩固其市场地位。

我国为全球最大的模拟芯片市场,规模有望超 3000 亿元。根据 Frost&Sullivan 统计,我 国模拟集成电路市场规模在全球范围占比达 50%以上,为全球最主要的模拟集成电路消 费市场,且增速高于全球模拟集成电路市场整体增速。2020 年,我国模拟集成电路行业 市场规模约为 2504 亿元,2016 年至 2020 年年均复合增长率约为 5.85%。随着新技术和 产业政策的双轮驱动,未来我国模拟集成电路市场将迎来发展机遇,预计到 2025 年,我 国模拟集成电路市场规模将增长至 3340 亿元。我们认为,在 5G、云计算、汽车智能化、 工业数字化等时代机遇和时代背景下,中国的模拟芯片市场增速有望持续高于全球的平 均增速,面临更加广阔的应用前景和市场需求。

我国模拟芯片自给率近年稳步提升,但仍处于较低水平。我国模拟集成电路企业起步晚、 工艺相对落后,在技术和规模上都与国际巨头有较大的差距,导致我国的模拟集成电路 市场规模巨大但本土的自给率较低,2023 年我国模拟集成电路的自给率约为 15%,仍有 广阔的成长空间,相比于数字集成电路,我国模拟集成电路的发展相对落后。但近年来, 随着技术的进步和市场需求的变化,国内模拟集成电路企业也开始快速增长,有序拓展 汽车、工控等新兴应用领域,有望进一步提升自给率,逐渐缩小与国际先进水平的差距。