模拟芯片是电子设备运行的基础。
外部数据的源头是模拟信号,而模拟芯片 主要由电容、电阻、晶体管等组成,能够处理连续函数形式模拟信号(如声音、光 线、温度),成为处理外界数据的第一关,帮助电子设备去“理解”万物。另一方 面,电源芯片作为电子设备的“心脏”,肩负能源供应的使命,是电子设备运行的 基础。因此,几乎所有电子设备中都能见到模拟芯片的踪影。业界有种说法,即 “模拟芯片是终端产品的下层基础,数字芯片是上层建筑”。这也蕴含着模拟芯片 的重要性。
模拟芯片大体可分为通用模拟芯片和专用模拟芯片。通用模拟芯片属于通用型 产品,适用于不同场景,是标准化设计,具体的产品主要是电源管理芯片和信号链 芯片(放大器&比较器、接口芯片、转换器等)两大类; 专用模拟芯片更多依据专用的应用场景来设计,通常集成多类模拟甚至数字 IC,例如通信领域的射频器件、电源管理芯片及服务器内存模组中的内存接口芯片 等,专用模拟芯片应用领域包括但不限于汽车、通信、计算机等。
按照功能划分,通用模拟芯片可分为电源管理芯片及信号链类芯片两大类。
1)电源管理芯片:电子设备能量管家。电源管理芯片包括线性稳压器(LDO)、电池管理芯片、DC-DC 开关稳压器、 AC-DC 转换器和控制器、BMS 电源管理及 LED 驱动等,主要负责管理电源供应、 功率输出、电源滤波和电压调节等功能。
2)信号链类芯片:连接现实世界与数字世界的桥梁。信号链类芯片主要包括线性产品、数据转换器及接口芯片等,主要负责对模拟 信号进行收发、转换、放大、过滤等处理,以达到预期信号形式,方便进一步存储 和应用,因此被称为连接现实世界与数字世界的桥梁。
模拟芯片公司大体可分为 Fabless、虚拟 IDM 和 IDM 模式。其中 Fabless 公 司专注芯片设计,将芯片制造和封测环节外包,经营风险较小,且 IC 设计公司可 以在有限的资源下专注芯片设计,提高效率,特别适合初创或者小型公司,国内大 部分公司为 Fabless 模式。目前,国内如杰华特和 Silergy 等少数公司也开始拓展 制造工艺,即设计+工艺,这种模式被称为虚拟 IDM 模式,虚拟 IDM 模式轻资产 重工艺、经营更加灵活,模拟芯片对工艺和测试要求高,在资源有限的情况下,虚 拟 IDM 模式优势明显。IDM 模式则是设计+制造+封测全流程覆盖,对模拟芯片来 讲,我们认为 IDM 模式无论是在工艺经验、技术积累、产品推出速度还是成本管 控方面都更具优势,或是大型模拟芯片公司发展的方向。
模拟芯片产品的核心壁垒在于工艺、人才及料号积累。相较于数字芯片可编 程、高度依赖计算机辅助的设计模式,模拟芯片设计要求工程师拥有扎实的多学 科基础。数字芯片设计时仅需要考虑电路的功耗和速度,而设计模拟芯片需要在 速度、功耗、增益、电源电压、噪声等多种因素间进行折中,以保证产品的性能。 模拟芯片设计中通常会涉及到 MOSFET,需要处理器件的非理想特性,且模拟芯 片布线更为困难,往往需要人工操作而不能进行计算机辅助设计,这更增加了其 设计的难度。模拟芯片设计的复杂性使得工程师的培训周期更长。通常培养一个 资深的模拟芯片工程师需要 10-15 年的时间,这也使得有经验的模拟芯片工程师 成为相对稀缺的人才资源,在市场上较为抢手。

模拟产品认证过程更复杂、周期更长,迭代过程受摩尔定律影响较小,故最 终产品周期也更长。模拟芯片通常不需要追求先进制程,因为模拟晶体管需要更 大,以确保在应用中很好地保持负载、功率分布和信号保真度。根据 TI 官网数据, TI 的产品生命周期通常为 10 到 15 年,并且通常可以在客户的要求下延长产品寿 命;ADI FY23 约 50%的营业收入来自于生命周期 10 年及以上的产品。同时,模 拟行业由于下游应用的不同和产品设计的差异,芯片种类具有多样性, ADI 在 2022 年拥有 7.5 万余种料号,其约 80%的收入来源于收入贡献小于等于 0.1%的 单品之和。
竞争格局——“一超多强”,分散特征给予国产厂商切入的契机。根据 IC Insights 数据,2021 年 TI 作为全球第一大模拟龙头公司,市占率为 19%,ADI、 Skyworks、英飞凌及 ST 等厂商紧随其后,分别占有 12.7%、8%、6.5%及 5.3% 的市场份额。海外模拟龙头历经数十年研发积累和资源整合,在料号积累,技术 实力、成本控制等方面均远超国内厂商,以料号数量为例,圣邦股份作为国内模 拟行业龙头,2023 年产品料号数量为 5200 余款,而 TI 具有 8 万以上的料号数 量,ADI 具有 7.5 万种以上的料号。 不过,从更积极的视角看待,模拟行业产品品类多、单品类市场空间有限、不 同品类技术跨度大,且在某一领域又需要长期的经验积累,这使得头部厂商的市 占率难以更进一步地提升,不易达到垄断地位,因此整体竞争格局较为分散。根 据 IC Insights 数据,2017 年全球模拟厂商 CR5 仅 44%,2021 年 CR5 提升至 52%,行业龙头 TI 的市占率也没有超过 20%。 我们认为竞争格局分散这一特征为国产模拟 IC 厂商给予了切入机会,目前国 产模拟厂商在消费领域的布局成果初现,背靠中国这一最大的市场,在国产替代 的趋势之下,国产模拟厂商有望在各领域遍地开花。
中国是全球第一大模拟芯片市场,但自给率却较低。一方面,中国坐拥全世 界最大的模拟芯片市场,根据 Statista 数据,2023 年全球模拟芯片市场规模 772.7 亿美元,中国模拟芯片市场规模 265.2 亿美元,占全球规模的 34.3%。且预计 2029 年中国模拟 IC 市场规模将达到 426.1 亿美元,2023-2029 年 CAGR 达 8.22%。 另一方面,根据中商产业研究院数据,2023 年我国模拟芯片自给率仅 15%, 还具有较大的提升空间。根据 2023 年各公司披露的分地区营收情况,国外龙头 厂商在中国的营业收入远远超过本土厂商,例如 2023 年 TI 和 ADI 在中国地区的 营业收入分别达到了 33 亿美元和 22 亿美元,作为对比,中国大陆龙头厂商圣邦 股份在大陆和思瑞浦在境内的收入仅 1.4 亿美金和 1.2 亿美金。 假设到 2029 年,中国模拟芯片自给率可以提升到 30%,那么国产厂商在中 国的营收空间将会从 2023 年的 40 亿美金增长到 2029 年的 128 亿美金,6 年 CAGR 约为 21%,而不考虑国产替代的因素时,该数字仅为 8%。 因此,我们认为:模拟赛道长坡厚雪,具有承载大市值公司的摇篮。中国拥 有全球最大的模拟芯片市场,却自给率较低。在逆全球化和贸易冲突加剧的背景 之下,国产模拟芯片公司具有广阔的成长空间。
此外,我国还有着全球最大的新能源车市场,2023 年,近 60%的电动汽车注 册来自于中国,电动车型需要多达 400 余颗模拟芯片,而 C 级电动车用量更是超 过了 650 颗,可见车规模拟芯片市场的庞大。 目前国内厂商在汽车模拟芯片市场影响力有限。例如,思瑞浦 2023 年 H1 汽 车营收占比仅 8%,同期圣邦汽车营收占比几乎为 0,两者车规级芯片料号均为 100 颗左右,数量较少。矽力杰 2023 年的汽车相关营收也仅有 8%左右。而 2023 年英飞凌、恩智浦和瑞萨的汽车业务营收占比分别达到 56%、56%和 47%。可见 国产模拟芯片厂商在汽车市场仍有较大的发力空间,有望在供应链风险加剧的背 景下,依靠本土优势取得突破性的进展。