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1、2021 年深度行業分析研究報告 2 / 35 目目 錄錄 1. 思瑞浦:從信號鏈到電源管理,高速成長的模擬思瑞浦:從信號鏈到電源管理,高速成長的模擬 IC 領軍領軍 . 4 1.1. 國際大廠團隊回國創業,填補國產高性能模擬國際大廠團隊回國創業,填補國產高性能模擬 IC 空白空白 . 4 1.2. 產品技術受全球領先通信基礎設施供應商認可,業績高速增長產品技術受全球領先通信基礎設施供應商認可,業績高速增長 . 7 2. 需求:模擬需求:模擬 IC 鏈接鏈接“虛實虛實”,與全社會,與全社會“電氣化率電氣化率”同增長同增長 . 11 2.1. 模擬模擬 IC 概述:從功用看成長概述:從功用看成長
2、 . 11 2.2. 從功用到產業特征:入門門檻高、工藝需求多樣、產品生命周期長從功用到產業特征:入門門檻高、工藝需求多樣、產品生命周期長 . 15 2.3. 市場增長主要驅動力:汽車市場增長主要驅動力:汽車/工業工業/通訊等泛工業領域通訊等泛工業領域 . 16 3. 供給:中高端產品國產化率低,產業轉移正當時供給:中高端產品國產化率低,產業轉移正當時 . 20 3.1. 模擬模擬 IC 格局:分散格局多年維持穩定格局:分散格局多年維持穩定 . 20 3.2. 信號鏈市場信號鏈市場:ADI 和和 TI 二強主導二強主導 . 23 3.3. 電源管理市場:出貨量大,格局分散電源管理市場:出貨量大
3、,格局分散 . 24 4. 公司優勢:立足性能產品擴大覆蓋,行業標桿客戶背書公司優勢:立足性能產品擴大覆蓋,行業標桿客戶背書 . 26 4.1. 產品體系:從信號鏈切入擴大覆蓋,產品性能對標國際大廠產品體系:從信號鏈切入擴大覆蓋,產品性能對標國際大廠 . 26 4.2. 市場戰略:聚焦泛工業,突破核心領域客戶市場戰略:聚焦泛工業,突破核心領域客戶 . 28 4.3. 公司增公司增量分析:量分析:5G 建設景氣度高建設景氣度高+產能保障產能保障 . 29 5. 業績增長和盈利預測業績增長和盈利預測 . 30 5.1. 業績增長和盈利預測業績增長和盈利預測 . 30 圖表目錄圖表目錄 圖圖 1:公
4、司業務概況展示:公司業務概況展示 . 4 圖圖 2:思瑞浦發展沿革:思瑞浦發展沿革 . 5 圖圖 3:公司前:公司前 10 大股東(大股東(2021 三季報)三季報) . 6 圖圖 4:公司近年營收增長(百萬元):公司近年營收增長(百萬元) . 7 圖圖 5:公司近年歸母凈利潤增長(百萬元):公司近年歸母凈利潤增長(百萬元) . 7 圖圖 6:公司近年毛利率、凈利率及期間費用率變動:公司近年毛利率、凈利率及期間費用率變動 . 8 圖圖 7:公司收入結構變動(百萬元):公司收入結構變動(百萬元) . 9 圖圖 8:公司主要產品:公司主要產品 ASP 變動(變動(元元/顆)顆) . 9 圖圖 9:
5、模擬信號示意圖:模擬信號示意圖 . 11 圖圖 10:數字信號示意圖:數字信號示意圖 . 11 圖圖 11:模擬電路主要利用晶體管放大作用:模擬電路主要利用晶體管放大作用 . 12 圖圖 12:數字電路主要利:數字電路主要利用晶體管的開關作用用晶體管的開關作用 . 12 圖圖 13:半導體及集成電路行業細分和市場規模:半導體及集成電路行業細分和市場規模 . 13 圖圖 14:從信號產生、傳輸和處理過程看模擬:從信號產生、傳輸和處理過程看模擬 IC 的主要門類和功用的主要門類和功用 . 13 lViXaXmUcXeVuMuMuMzRbRcM6MpNmMmOpOeRrQoMiNrQrR7NmMxO
6、uOnQuMNZqNtM 3 / 35 圖圖 15:全球模擬:全球模擬 IC 市場規模及增速(百萬美元)市場規模及增速(百萬美元) . 17 圖圖 16:信號鏈和電源管理產品分類:信號鏈和電源管理產品分類 . 17 圖圖 17:模擬:模擬 IC 通用和專用通用和專用 IC 占比(百萬美元)占比(百萬美元). 18 圖圖 18:模擬:模擬 IC 市場下游應用分布市場下游應用分布 . 18 圖圖 19:模擬:模擬 IC 主要下游未來增速預測主要下游未來增速預測 . 19 圖圖 20:模擬:模擬 IC 市場地區分布市場地區分布 . 20 圖圖 21:中國模擬:中國模擬 IC 自給率自給率 . 20
7、圖圖 22:中國模擬:中國模擬 IC 市場格局市場格局 . 22 圖圖 23:信號鏈市場構成及其增長情況(億美元):信號鏈市場構成及其增長情況(億美元) . 23 圖圖 24:全球電源管理:全球電源管理 IC 市場規模(億美元)市場規模(億美元) . 24 圖圖 25:全球電源管理:全球電源管理 IC 市場格局(市場格局(2019) . 25 圖圖 26:中國電源管:中國電源管理理 IC 市場規模(億元)市場規模(億元) . 25 圖圖 27:公司產品功能示意圖:公司產品功能示意圖 . 26 圖圖 28:公司產品料號持續增加(款):公司產品料號持續增加(款) . 26 表表 1:公司核心技術人
8、員介紹:公司核心技術人員介紹 . 6 表表 2:公司主要股東介紹:公司主要股東介紹 . 7 表表 3:公司近年收入結構拆分(百萬元):公司近年收入結構拆分(百萬元) . 9 表表 4:公司上市前收入客戶結構拆分(萬元):公司上市前收入客戶結構拆分(萬元) . 10 表表 5:公司上市前主要供應商(萬元):公司上市前主要供應商(萬元) . 10 表表 6:主要信號鏈產品的功用:主要信號鏈產品的功用 . 14 表表 7:主要電源管理產品及其功用:主要電源管理產品及其功用 . 14 表表 8:模擬:模擬 IC 產業特點總結產業特點總結 . 16 表表 9:2020 年全球模擬年全球模擬 IC 市場格
9、局市場格局 . 21 表表 10:全球前:全球前 10 大模擬大模擬 IC 公司梳理公司梳理 . 21 表表 11:1990 年代模擬年代模擬 IC 前前 10 大廠商大廠商 . 22 表表 12:2014 年模擬年模擬 IC 前前 10 大廠商大廠商 . 23 表表 13:放大器和比較器:放大器和比較器 2019 年全球銷售排名年全球銷售排名 . 24 表表 14:全高清視頻濾波器參數對比全高清視頻濾波器參數對比 . 27 表表 15:高壓放大器閂鎖參數對比高壓放大器閂鎖參數對比 . 27 表表 16:能耗監控和調節芯片參數對比:能耗監控和調節芯片參數對比 . 28 表表 17:高速:高速
10、RS485 接口產品性能對比接口產品性能對比 . 28 表表 18:公司收入按下游應用行業分類:公司收入按下游應用行業分類 . 29 表表 19:基于工信部規劃測算:基于工信部規劃測算 5G 基站建設需求基站建設需求 . 29 表表 20:公司收入拆分和毛利率預測(百萬元):公司收入拆分和毛利率預測(百萬元) . 30 表表 21:公司主要費用和歸母凈利潤預測(百萬元):公司主要費用和歸母凈利潤預測(百萬元) . 31 表表 22:主要可比公司:主要可比公司 PE 倍數倍數 . 31 4 / 35 1. 思瑞浦思瑞浦:從信號鏈到電源管理,從信號鏈到電源管理,高速高速成長成長的的模擬模擬 IC
11、領軍領軍 1.1. 國際大廠團隊回國創業,國際大廠團隊回國創業,填補國產填補國產高性能模擬高性能模擬 IC 空白空白 公司從公司從信號鏈信號鏈線性產品線性產品切入,切入, 聚焦聚焦泛工業泛工業應用應用領域,領域, 對標對標國際國際大廠大廠打造高性能產品打造高性能產品, 逐步發展為覆蓋信號鏈和電源管理的國產模擬逐步發展為覆蓋信號鏈和電源管理的國產模擬 IC 領軍企業。領軍企業。思瑞浦主營業務為模 擬 IC 的研發和銷售,主要產品包括信號鏈(包括線性產品、轉換器、接口產品等) 和電源管理(包括線性穩壓器、電源監控產品等)兩大類,主要下游應用領域包括 通訊、工業控制、汽車電子、安防監控、醫療健康(醫
12、療器械) 、儀器儀表等。 以技術水平取勝,同國際大廠競技。以技術水平取勝,同國際大廠競技。在信號鏈模擬芯片領域,公司的技術水平尤其 杰出,許多核心產品的綜合性能已經達到了國際標準。公司是少數實現通信系統模 擬芯片技術突破的本土企業之一,滿足了先進通信系統中部分關鍵芯片“自主、安 全、可控”的要求,因此公司已成為全球 5G 通信設備模擬集成電路產品的供應商 之一,是是國內國內少數能與同行業全球知名公司直接競爭并在關鍵模擬集成電路器件領少數能與同行業全球知名公司直接競爭并在關鍵模擬集成電路器件領 域突破海外技術壟斷的公司之一。域突破海外技術壟斷的公司之一。 2007 年, 周之栩和應峰博士回國創辦
13、思瑞浦 (蘇州) , 2012 年思瑞浦有限正式成立, 同年公司發布首個線性產品系列(信號鏈) ,次年公司基于 CMOS 工藝設計的全高 清視頻濾波器(線性產品之一)面世,性能達到國際領先,2014、2015 年,公司陸 續發布數據轉換器(信號鏈) 、接口產品(信號鏈) 、線性穩壓器(電源管理)產品; 2019 年,公司憑借可靠的產品性能,通過層層篩選,獲得華為旗下投資公司哈勃的 投資,2020 年 9 月于科創板上市。 圖圖 1:公司業務概況展示公司業務概況展示 數據來源:公司招股書,東北證券 5 / 35 圖圖 2:思瑞浦發展沿革思瑞浦發展沿革 數據來源:公司招股書,東北證券 國際大廠團隊
14、回國創業國際大廠團隊回國創業,攜行業攜行業先進經驗技術先進經驗技術填補國內填補國內高性能模擬高性能模擬 IC 市場空白市場空白。 公司創始人兼董事長公司創始人兼董事長、總經理、總經理周之栩周之栩先生先生:美國亞利桑那州立大學電子工程博士, 1994 年 6 月至 2007 年 9 月,就職于摩托羅拉公司就職于摩托羅拉公司半導體事業部半導體事業部(2004 年更名為飛年更名為飛 思卡爾半導體公司)思卡爾半導體公司) 14 年年, 歷任器件與工藝研發工程師、 高級工程師、 主任研究員、 模擬電路設計主任工程師、科技委員會委員、科技委員會資深委員,在模擬芯片電 路設計、半導體器件開發、半導體工藝整合
15、等多個方面具有廣泛的經驗; 公司聯合創始人公司聯合創始人兼副總經驗、兼副總經驗、首席技術官首席技術官應峰應峰先生先生:美國德克薩斯大學達拉斯分校 微電子博士,IEEE 高級會員,1998 年 6 月至 2007 年 3 月,就職于德州儀器,任混 合數字IC設計部門技術經理, 2007年4月至2009年8月, 就職于C2MicrosystemsInc., 任設計總監,2009 年加入思瑞浦(蘇州) ,主要從事模擬電路設計、混合信號電路 設計、數字信號處理方面的研究工作,發表國際專利 10 篇,國內專利多篇。 6 / 35 表表 1:公司核心技術人員介紹:公司核心技術人員介紹 姓名姓名 職務職務
16、學歷學歷 履歷履歷 ZHIXU ZHOU (周之栩) 公司創始人、 董事長、首席 執 行官 博士 美國亞利桑那州立大學電子工程專業本科、碩士、博士,畢業后服務于美國摩 托羅拉公司半導體事業部 14 年 FENG YING (應峰) 聯合創始人、 董事、 首席 技術官 博士 浙江大學物理學學士、中國科學院物理所物理學碩士、美國密西根大學電子工 程碩士、美國德克薩斯大學達拉斯分校微電子博士,IEEE 高級會員,畢業后曾 就職于美國德州儀器總部,擔任設計經理 吳建剛 公司研發總監 博士 東南大學微電子與固體電子學專業學士學位,清華大學微電子與固體電子學專 業博士學位,曾擔任展訊通信(上海)有限公司模
17、擬電路設計副總監,從事模 擬電路設計,混合信號電路設計等工作 朱一平 質量副總監 博士 上海交通大學信息工程專業學士學位、清華大學微電子學與固體電子學專業博 士學位,畢業后相繼擔任美國佛羅里達大學博士后研究員、美國加州大學伯克 利分校博士后研究員、華東師范大學電子工程系副研究員 何德軍 董事、核心技 術人員、新技 術總監 本科 畢業于浙江大學信電系,先后就職于華芯微電子、凱明、ATMEL 半導體從事 MCU、手機基帶、SOC 芯片研發 數據來源:公司招股書,東北證券 華為認可華為認可、多方資本加持,推動公司進入成長快車道、多方資本加持,推動公司進入成長快車道。公司大股東為華芯創投 (18.55
18、%) , 由華登國際、 國家發改委及上海政府共同發起設立, 股東包括臺積電、 美光、美信、東芝、ARM、中芯國際等眾多半導體領域知名企業;創始人周之栩持 股 8.38%、聯合創始人應峰持股 7.9%;華為旗下全資子公司哈勃科技于 2019 年 4 月 1 日投資思瑞浦 7200 萬元,2019 年 6 月,哈勃科技再次增資,增資后持股比例 為 8%,目前哈勃科技持股為 6%,表明公司的技術產品受到華為團隊的高度認可。 另外,公司目前暫無實際控制人,根據公司目前的實際經營管理情況,公司重要決 策均屬于各方共同參與決策。 圖圖 3:公司:公司前前 10 大股東大股東(2021 三季報)三季報) 數
19、據來源:公司財報,東北證券 7 / 35 表表 2:公司主要股東介紹:公司主要股東介紹 股東股東 簡介簡介 華芯創投 上海華芯創投成立于 2011 年,由華登國際、國家發改委及上海政府共同發起設立,股東包 括臺積電、美光、美信、東芝、ARM、中芯國際等 ZHIXU ZHOU (周之栩) 公司創始人、董事長、總經理 金櫻投資 投資機構(有限合伙) ,2017 年成立,GP 為章曉軍(公司董事) 、LP 為章曉軍配偶及子女 FENG YING (應峰) 公司聯合創始人、副總經理、CTO 棣萼芯澤 員工持股平臺 哈勃科技 華為旗下投資主體 數據來源:公司招股書,東北證券 1.2. 產品技術受產品技術
20、受全球全球領先通信基礎設施領先通信基礎設施供應商供應商認可認可,業績高速增長,業績高速增長 2019 年導入大客戶后年導入大客戶后, 公司營業收入, 公司營業收入快速增長,快速增長, 2021 年前三季度同比年前三季度同比+95.8%至至 8.9 億元億元。近幾年,集成電路產業鏈向中國大陸轉移,本土的系統廠商開始不斷尋找國 內芯片供應商展開合作。 2016 年, 公司與通信行業龍頭企業建立合作關系, 自 2016 年至 2018 年,公司先后進行了新系列轉換器產品和新系列線性產品的開發,歷經 方案優化、技術突破、驗證測試等階段,產品可靠性不斷增強。2019 年度,隨著合 作的深入,公司向其銷售
21、的產品開始放量是 2019 年公司銷售收入快速上升的主要 原因。2020 年,公司持續推進技術創新與市場拓展,一方面繼續聚焦產品研發與技 術創新,加大人才引入和研發投入,不斷補充、夯實底層關鍵技術能力,積極布局 新的產品和技術,持續豐富產品品類和產品型號;另一方面,公司積極推進新客戶 拓展,并且在眾多細分市場拓展方面取得突破,客戶分布更加均衡。 圖圖 4:公司近年營收增長(百萬元):公司近年營收增長(百萬元) 圖圖 5:公司近年公司近年歸母凈利潤歸母凈利潤增長(百萬元)增長(百萬元) 數據來源:公司財報,東北證券 數據來源:公司財報,東北證券 產品迭代升級推動毛利率持續上升,規模效應顯現期間產
22、品迭代升級推動毛利率持續上升,規模效應顯現期間費用費用率率持續改善,歸母凈利持續改善,歸母凈利 潤實現快速增長。潤實現快速增長。 2017-2020 年, 公司毛利率持續上升, 從 50.8%增加至 61.2%, 2021 年前三季度為 61%,主要系公司的產品不斷向中高端迭代升級,同時隨著公司出貨 量的增加,規模效應開始顯現,與此同時,規模效應也帶來了費用率的持續下降, 管理費率從2017年的11%+下降到2020年的6%, 研發費用從從30%+下降到21.6%, 111.8 113.9 303.6 566.5 1.9% 166.5% 86.6% 0% 20% 40% 60% 80% 100
23、% 120% 140% 160% 180% 0 100 200 300 400 500 600 2017A2018A2019A2020A 營業收入yoy 33.76 70.98 183.79 -126.1% 704.8% 158.9% -200% -100% 0% 100% 200% 300% 400% 500% 600% 700% 800% (50) 0 50 100 150 200 2017A2018A2019A2020A 歸母凈利潤yoy 8 / 35 銷售費用從 9.7%下降到 4%,毛利率的持續上升和器件費用率的持續改善帶來歸母 凈利潤的快速增長,歸母凈利率也有所增加,2018 年公
24、司投入較大導致三費率上升 進而歸母凈利率為負, 之后歸母凈利率持續上升, 2020 年歸母凈利率為 32.4%, 2021 年前三季度為 35%。在毛利率提升和費用率下降的推動下,2021 年前三季度公司歸 母凈利潤同比+91.5%至 3.1 億元。 圖圖 6:公司近年毛利率、凈利率及期間費用率變動公司近年毛利率、凈利率及期間費用率變動 數據來源:公司財報,東北證券 產品結構多元化奠定長期增長產品結構多元化奠定長期增長基礎基礎。公司目前收入仍以信號鏈為主,但收入結構逐 漸多元化,電源管理的收入占比持續增加,2017 年占總收入比重為 0.2%,2021 年 第三季度單季度收入占比已經達到 26
25、.2%, 但我們注意到公司 2020 年電源管理產品 的毛利率出現較大幅度的下滑, 主要系: 一方面 2020 年公司以銷售通用類電源產品 為主,另一方面因行業產能緊張,為配合產品市場拓展需要,產能獲取成本階段性 增加(公司未主動調價) ,隨著客戶數量增加和多元化、電源管理產品數量和料號增 加(尤其是高 ASP 產品) ,公司電源管理產品的毛利率已恢復正常,2021 年上半年 電源管理產品毛利率為 46.5%。 產品升級推動產品升級推動 ASP 持續上升持續上升。 公司產品結構不斷優化推動 ASP 持續上升, 其中 2019 年導入通信大客戶為重要節點,公司新型線性產品、高性能放大器產品、高速
26、轉換 器產品開始批量出貨,表明公司的技術產品研發取得重大進展,受到下游頭部客戶 的認可,信號鏈產品的 ASP 帶來大幅度提供,增加近一倍,其中電源管理產品數量 和性能也在持續增加, 線性穩壓產品成熟, 安防、 工控領域開始批量出貨, 帶來 ASP 的持續提升。公司持續產品迭代,截至 2021 年 9 月 30 日,公司產品型號累計 1500 多個,第三季度公司新增產品型號 100 多個。 50.8% 52.0% 59.4% 61.2% 9.7% 12.9% 5.9% 4.1% 25.6% 35.7% 24.2% 21.6% 11.3% 11.5% 6.3%6.0% 30.2% -7.7% 23
27、.4% 32.4% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 2017A2018A2019A2020A 毛利率銷售費率研發費率管理費率歸母凈利率 9 / 35 圖圖 7:公司收入結構:公司收入結構變動變動(百萬元)(百萬元) 圖圖 8:公司主要產品公司主要產品 ASP 變動變動(元(元/顆顆) 數據來源:公司財報,東北證券 數據來源:公司財報,東北證券 表表 3:公司近年收入結構拆分公司近年收入結構拆分(百萬元)(百萬元) 2017A 2018A 2019A 2020A 信號鏈 111.59 113.66 297.26 544.82 yoy 1.9% 1
28、61.5% 83.3% 成本 54.91 54.52 119.47 204.33 毛利率 50.8% 52.0% 59.8% 62.5% 占總收入比例 99.8% 99.8% 97.9% 96.2% 電源管理 0.21 0.26 6.32 21.67 yoy 27.2% 2300.2% 242.9% 成本 0.13 0.15 3.75 15.31 毛利率 37.6% 44.0% 40.6% 29.3% 占總收入比例 0.2% 0.2% 2.1% 3.8% 數據來源:公司財報,東北證券 公司目前收入客戶結構較為集中,公司目前收入客戶結構較為集中,但大客戶收入占比在持續下降。但大客戶收入占比在持續
29、下降。對于模擬 IC 行 業的老牌企業來說,下游客戶通常較為分散,由于思瑞浦目前處于高速增長期,收 入增長主要由大客戶驅動, 因此目前收入結構中大客戶占比較大, 根據公司招股書, 2019 年客戶 A 占比為 57%,前 5 大客戶占比為 73.5%,2020 年客戶 A 占比為 55% (2020 年報披露公司第一大客戶未發生變化) ,前五大客戶占比為 71%,大客戶收 入占比有所下滑,公司目前處于高速成長期,客戶數量還在迅速增加,2021 年第三 季度,公司總計增加 400 多家有交易客戶,部分代表客戶如三星、三菱電梯、美的 (制冷設備) 、德賽西威(汽車電子) 、松下電器等,我們認為隨著
30、公司客戶的多元 化,未來大客戶收入占比將不斷降低,收入結構趨于多元化。 111.59113.66 297.26 544.82 0.210.26 6.32 21.67 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2017A2018A2019A2020A 信號鏈電源管理 0.280.29 0.56 0.63 0.13 0.13 0.15 0.18 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2017201820192020 信號鏈電源管理 10 / 35 表表 4:公司:公司上市前收入客戶結構拆分(萬元)上市前收入客戶結構拆分(萬元)
31、 2017 年度 2018 年度 2019 年度 序號 金額 比例 金額 比例 金額 比例 客戶 A 17343.71 57.1% 上海三目寶 1463.30 13.1% 1374.28 12.1% 1444.34 4.8% 深圳中興康訊 1284.89 4.2% 深圳中電 1131.26 10.1% 1123.68 9.9% 1198.48 4.0% 廣州周立功 703.04 6.3% 741.69 6.5% 1039.94 3.4% 上海藍伯科 684.07 6.1% 1250.74 11.0% 深圳沃萊特 720.19 6.4% 720.21 6.3% 合計 4701.86 42.1%
32、5210.60 45.7% 22311.36 73.5% 數據來源:公司財報,東北證券 引入新的引入新的晶圓代工晶圓代工和封測廠, 供應鏈安全和封測廠, 供應鏈安全及產能保障進一步增強。及產能保障進一步增強。 公司自成立以來, 始終采用 Fabless 的經營模式,公司精選位于以色列,美國,日本的具有國際一流 模擬集成電路芯片制造能力的專業晶圓代工廠以及國內專業芯片封裝、測試的外協 供應商,保證了公司高性能、高集成度、高穩定性的模擬集成電路產品,公司自身 則專注于芯片設計。 根據公司在 2016 年的掛牌公告中披露,公司主要晶圓代工廠為 TowerJazz,封測廠 包括長電科技、華天科技、華天
33、天水等,當時主要系公司規模較小,不必選擇多家 晶圓代工廠, 隨著公司產品研發通過重要里程碑, 收入快速起量, 進入高速成長期, 公司與產業鏈合作伙伴緊密協作,共同應對供應鏈產能緊張帶來的諸多挑戰,公司 通過落實產能保障機制、加大自購設備投放及引入中芯國際、通富微電等新的晶圓 和封測供應商等多種方式提高供應端交付能力。 表表 5:公司上市前主要供應商(萬元):公司上市前主要供應商(萬元) 2017 2018 2019 合計合計 供應商供應商 A 3,319.18 1,619.46 8,210.97 13,149.61 華天科技華天科技 1,615.22 1,826.74 2,572.42 6,0
34、14.38 長電科技長電科技 1,663.77 1,317.64 2,592.57 5,573.98 日月光集團日月光集團 72.48 2,269.09 2,341.57 供應商供應商 B 828.91 828.91 華越芯裝華越芯裝 126.58 119.97 246.55 安盛科技安盛科技 39.51 39.51 數據來源:公司財報,東北證券 11 / 35 2. 需求:模擬需求:模擬 IC 鏈接鏈接“虛實”“虛實” ,與與全全社會社會“電氣化率電氣化率”同增長同增長 2.1. 模擬模擬 IC 概述概述:從功用看成長從功用看成長 從功用看成長的從功用看成長的內在內在邏輯邏輯:模擬芯片、數字
35、芯片和數?;旌闲酒@一分類,是根據 芯片處理的信號類型不同對芯片進行的分類,模擬芯片主要用于處理模擬信號,數 字芯片主要用于處理數字信號,數?;旌闲酒婢咛幚韮深愋盘柕碾娐?,因此我們 通過對模擬/數字信號概念以及模擬/數字芯片功用的梳理,可以看到模擬芯片主要 應用的具體場景,從場景出發能夠自上而下地把握市場未來成長情況。 模擬模擬和數字和數字信號信號的概念解析:的概念解析: 信號是信息的載體,是一個較為抽象的概念,為了清晰地對這一概念進行描述并進 行分類,需要借助到物理和數學一些的基本概念:在物理學上,時間是衡量一切的 尺度,用數學形式來表達,即任何變量都可以表達為以時間為自變量的函數,因此
36、我們引出模擬信號和數字信號的概念: 模擬信號是在時間尺度上連續變化模擬信號是在時間尺度上連續變化的信號的信號,即在連續時間范圍內有定義且幅值連續,即在連續時間范圍內有定義且幅值連續 變化變化,也稱為連續時間信號,也稱為連續時間信號。如果用數學函數表示,模擬信號是自變量和因變量都 可以連續取值的信號。如果用函數 x(t)來表示一維模擬信號,其中 t 表示自變量,則 模擬信號 x(t)的可以在自變量內取到任意值, 且函數 x(t)也可以在值域范圍內連續取 值,如圖 9 所示,模擬信號存在于自然界各個角落,如溫度、聲音、圖像信號等。 這類信號為何會被稱為模擬信號,主要是由于人類目前主要通過電信號來模
37、擬這些 連續變化的物理量,進而取到量化的值,其具體過程是將模擬信號的幅度/取值離散 化,即幅度取離散的值,而時間取連續的值,由此得到量化信號,用來處理模擬信 號的集成電路就是模擬 IC。 數字信號是在時間尺度上數字信號是在時間尺度上非連續非連續變化變化的信號,即的信號,即時間和時間和幅值幅值變化均不連續,也被稱變化均不連續,也被稱 為非連續時間信號為非連續時間信號。自然界中的數字信號很少,因為自然界的信號通常在時間尺度 上都是連續變化的, 目前最典型的就是常見的用 0、 1 二進制數字來表示的各類信號 (電視、手機、寬帶信號等) ,不過數字信號并非只有 0/1 二進制信號,如圖 10 所 示,
38、數字信號取值不只是有 0 和 1,關鍵在于其離散性,而不在其取值范圍上。實 際的數字信號傳輸中,通常是將一定范圍的信息變化歸類為狀態 0 或狀態 1, 這種 狀態的設置大大提高了信號的抗噪聲能力,在保密性、抗干擾、傳輸質量等方面, 數字信號都比模擬信號要好,且更加節約信號傳輸通道資源。 圖圖 9:模擬信號示意圖模擬信號示意圖 圖圖 10:數字信號示意圖數字信號示意圖 數據來源:電子發燒友,東北證券 數據來源:電子發燒友,東北證券 12 / 35 模擬模擬芯片芯片和數字和數字芯片芯片的概念解析:的概念解析: 模擬電路和數字電路:模擬電路和數字電路:模擬電路是用于處理連續模擬信號(圖像、聲音、觸感
39、、溫 度、濕度等)或者雖然不能直接感知但是客觀存在的模擬信號(微波等)的電路, 由于人們通常將“信號”狹義理解為可感知的自然界變量,因此用“處理連續時間 變量”來定義模擬芯片可能更加準確;數字電路是對數字信號進行算術運算和邏輯 運算的電路。 二者包含相同的基本組件: 主要是晶體管, 也包括二極管和無源元件。 但是,在模擬 IC 中,晶體管旨在放大或產生連續變化的信號,通過偏置偏置創建電路條 件,使其能夠正確響應電壓的微小變化;在數字電路中,輸入信號需完全打開或完完全打開或完 全關閉全關閉晶體管, MOSFET 和 BJT 都存在于模擬 IC 中, 而數字 IC 中的絕大多數晶體 管都是 MOS
40、FET。 圖圖 11:模擬電路主要利用晶體管:模擬電路主要利用晶體管放大作用放大作用 圖圖 12:數字電路主要利用晶體管的開關作用:數字電路主要利用晶體管的開關作用 數據來源:程序員大本營,東北證券 數據來源:程序員大本營,東北證券 隨著芯片集成度越來越高,模擬電路和數字電路隨著芯片集成度越來越高,模擬電路和數字電路越來越多同時出現在一款芯片中越來越多同時出現在一款芯片中, 絕對的分類被絕對的分類被逐漸逐漸打破打破,實務中實務中越來越多地越來越多地用用芯片的核心功能來做區分芯片的核心功能來做區分。人們日常 所使用的芯片概念相比模擬電路和數字電路的概念要更大,在集成電路行業發展早 期,芯片的規模
41、和集成度相對較低,芯片的功能相對單一,數字電路和模擬電路相 對獨立,數字和模擬芯片的分類也主要因此而來,隨著芯片集成度和功能復雜度的 提升, 傳統的單一數字電路或模擬電路難以滿足高端 SoC 芯片的設計需求, 大規模 乃至超大規模集成電路中,往往既存在數字電路也存在模擬電路,模擬芯片中越來 越多地使用數字電路進行性能的修調,因此目前實務中越來越多地根據芯片的核心 功能來做區分。 根據 WSTS 報告, 芯片按設計應用可分為模擬芯片、 微處理器芯片、 邏輯芯片、存儲器芯片等四個細分門類,各門類芯片產品類型眾多。 根據 WSTS 報告分類,2020 年全球半導體行業 4404 億美元,包括集成電路
42、、光電 子器件、分離器件和傳感器四大類,其中集成電路行業 3612 億美元,集成電路行業 當中,存儲器(33%)和微處理器(33%)占比相當,邏輯芯片占比 19%,模擬芯片 約占 15%,市場規模達到 557 億美元。 13 / 35 圖圖 13:半導體及集成電路行業細分和市場規模半導體及集成電路行業細分和市場規模 數據來源:WSTS,東北證券 模擬模擬 IC 主要主要產品產品門類門類和具體功用和具體功用: 按照功能的不同,模擬按照功能的不同,模擬 IC 可以分為信號鏈和電源管理兩大類可以分為信號鏈和電源管理兩大類。信號鏈產品較好理 解,模擬信號(溫度、壓力、圖像、聲音)主要自自然界中產生,人
43、類通過捕捉(傳 感器) 、放大(放大器) 、濾波(濾波器) 、轉換(轉換器) 、轉接(接口)等過程, 轉化為數字信號,經理存儲、處理、傳輸后再還原為模擬信號,這一過程中處理模 擬信號用到的電路都是信號鏈產品; 另一大類模擬 IC 是電源管理產品, 主要用于設 備電源管理,包括設備供電以及電流進入電子設備后內部各功能單元乃至每一個細 分器件的電能分配, 為何電源管理芯片也歸為模擬 IC 的一大類, 因為電流本身也是 一種連續時間變量,屬于不能直接感知但是客觀存在的模擬信號。 圖圖 14:從信號從信號產生產生、傳輸傳輸和處理和處理過程過程看模擬看模擬 IC 的的主要門類和功用主要門類和功用 數據來
44、源:半導體行業觀察,東北證券 14 / 35 信號鏈信號鏈常見常見產品產品包括包括傳感器、傳感器、放大器、放大器、濾波器、濾波器、轉換器、接口產品轉換器、接口產品、射頻、射頻 器件器件等。等。放大器是能把輸入訊號的電壓或功率放大的裝置;濾波器可以對 特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除,得到一個特定頻率的 電源信號,或消除一個特定頻率后的電源信號;轉換器包括 ADC(Analog to digital converter)和 DAC(Digital to analog converter)兩種,ADC 用于 將真實世界產生的模擬信號轉換成更容易處理的數字形式, DAC 將數字信 號調制
45、成模擬信號,屬于模擬芯片中難度最高的一部分,被稱為模擬電路 皇冠上的掌上明珠。射頻器件包括功率放大器(PA) 、射頻濾波器、低噪聲 放大器等,作為單獨分類,主要由于電子設備內部傳輸的是基帶信號,其 信號頻譜在零頻附近,而電磁波頻率低于 100kHz 時,會被地表吸收,不 能形成有效的無線傳輸,隨著越來越多的移動場景出現,必須通過射頻器 件把基帶信號調制到高頻,再經過功率放大和噪聲濾除才能運用高頻進行 遠距離信號傳輸,因此射頻芯片正成為模擬芯片的一個獨立分支。 表表 6:主要信號鏈產品的功用主要信號鏈產品的功用 信號鏈產品信號鏈產品 功用功用 放大器放大器 把輸入訊號的電壓或功率放大的裝置 轉換
46、器轉換器 將模擬信號轉換為數字信號或相反 濾波器濾波器 對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除,得到一個 特定頻率的電源信號,或消除一個特定頻率后的電源信號 傳感器傳感器 接收溫壓聲光等信息 射頻器件射頻器件 發射時把基帶信號調制到高頻,接收時反向操作 數據來源:公開資料整理,東北證券 常見的電源管理產品包括常見的電源管理產品包括電池充放電管理、 電能監測和保護、 電能形態和電壓電池充放電管理、 電能監測和保護、 電能形態和電壓/電流電流 的轉換(包括的轉換(包括 AC/DC 轉換,轉換,DC/DC 轉換等形態)轉換等形態)及各類模塊驅動芯片及各類模塊驅動芯片等。等。 表表 7:主要:
47、主要電源管理電源管理產品產品及其及其功用功用 芯片類別芯片類別 細分類別細分類別 主要功能主要功能 充電管理芯片充電管理芯片 線性充電 充電,適用于小電流充電 開關式充電 充電,適用于大電流充電 電荷泵 基于電容的開關電源芯片,適用將高壓轉為低壓,與開關式充 電聯合使用 DC/DC 轉換器轉換器 電感式 DC/DC 轉換器 基于電感的開關電源芯片,包括升壓/降壓調節器,將原直流電 通過調整其 PWM(占空比)來控制輸出的有效電壓的大小 線性穩壓器(LDO) 直流降壓,輸入輸出的電壓差不能太大 AC/DC 轉換器轉換器 內含低電壓控制電路及高壓開關晶體管,將交流變換為直流, 主要用于電源適配器
48、充電保護芯片充電保護芯片 Power Mosfet、OVP、OCP 等 防擊穿、電壓保護、電流保護等 無線充電芯片無線充電芯片 Transmitter、Receiver 無線充電發射和接收 驅動芯片驅動芯片 LED 驅動、LCD 驅動、揚聲器/射頻模 組/光電模塊/動力電機/伺服電機等驅動 恒流驅動相關模塊 數據來源:公開資料整理,東北證券 15 / 35 從具體功用看模擬從具體功用看模擬 IC 的長期成長性:的長期成長性: 通過對模擬通過對模擬 IC 功用的分析,我們可以對行業的長期增長得出一個基本的結論:功用的分析,我們可以對行業的長期增長得出一個基本的結論:凡 是涉及到信號和電流的傳輸,
49、則均需用到模擬 IC,因此只要人類社會的電氣化設備 在持續增加,則模擬 IC 從“量”的層面來看需求量是持續增加的,同時只要信號傳 輸要求在持續提高、 電氣化設備復雜度持續提升, 則模擬 IC 對性能的追求也在需要 不斷突破, 因此在舊產品系列成熟、 起規模、 降成本的過程中, 會不斷有新的高價、 高利潤產品出現,行業整體增長確定性高、可持續性強。 2.2. 從功用到從功用到產業特征產業特征:入門入門門檻高、工藝需求多樣、產品生命周期長門檻高、工藝需求多樣、產品生命周期長 模擬 IC 和數字 IC 處理所處理的信號種類不同,產業特征也呈現出顯著的差異,模 擬 IC 具體表現為入門的門檻較高、
50、產品生命周期較長、 生產工藝制程要求較低但復 雜程度較高。 模擬模擬 IC 設計入門門檻高。設計入門門檻高。模擬 IC 設計者需要熟悉大部分元器件的電特性和物理特 性,因為模擬 IC 的性能和元器件緊密相關,模擬 IC 設計常常需要考慮元器件布局 的對稱結構和元器件參數的彼此匹配形式,如電阻、電容、電感都會產生噪音或失 真, 設計者必須考慮到這些元器件的影響; 此外模擬 IC 性能和晶圓制造工藝緊密相 關, 需要設計師熟悉晶圓的制造工藝與流程, 優秀的模擬 IC 設計師甚至會就晶圓制 造工藝提出改進意見,進而提高產品性能和穩定性。模擬芯片入門即需要對以上兩 大方面有所掌握涉獵, 因此對工程師的