【研報】半導體產品與半導體設備行業：江山如畫一時多少豪杰~全球模擬芯片行業梳理國產替代機遇幾何-20200203[34頁].pdf

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1、 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 Table_MainInfo 行業研究/信息設備/半導體產品與半導體設備 證券研究報告 行業深度報告行業深度報告 2020 年 02 月 03 日 Table_InvestInfo 投資評級 優于大市 優于大市 維持維持 市場表現市場表現 Table_QuoteInfo 0.00% 12.76% 25.51% 38.27% 51.03% 63.78% 2019/22019/52019/82019/11 半導體產品與半導體設備海通綜指 資料來源：海通證券研究所 相關研究相關研究 Table_ReportInfo 國內存儲器黃金十年開始， 重視存儲產 業鏈

2、機遇2020.01.20 高端智能機、5G、HPC 等應用帶動臺 積電 7nm 營收強勁增長2020.01.20 看 2020 年： 5G 手機芯片 2020.01.16 Table_AuthorInfo 分析師:陳平 Tel:(021)23219646 Email: 證書:S0850514080004 分析師:蔣俊 Tel:(021)23154170 Email: 證書:S0850517010002 聯系人:肖雋翀 Tel:021-23154139 Email: 江山如畫，一時多少豪杰江山如畫，一時多少豪杰全球模擬全球模擬 芯片行業梳理，國產替代機遇幾何芯片行業梳理，國產替代機遇幾何 Tab

3、le_Summary 投資要點：投資要點： 模擬芯片與數字模擬芯片與數字芯片。芯片。 電子電路中人們根據信號對時間的連續與否把信號分成了 模擬信號和數字信號，由此，能夠處理模擬信號的芯片被稱為模擬芯片，能夠處 理數字信號的芯片被稱為數字芯片， 而既能處理模擬信號又能處理數字信號的混 合芯片則隸屬于模擬芯片。 模擬芯片可劃分為信號鏈產品和電源管理產品。模擬芯片可劃分為信號鏈產品和電源管理產品。信號鏈產品主要包括放大器、轉 換器、比較器、模擬開關等，主要功能為模擬信號的放大、變頻和濾波；電源管 理產品主要包括線性穩壓器、DC/DC 開關穩壓器、電源 MOSFETs、LED 驅動 器等，主要功能為電

4、路的降壓、升壓、穩壓和電壓反向等。 通信和汽車市場為模通信和汽車市場為模擬擬 IC 行業最大下游應用市場。行業最大下游應用市場。 模擬 IC 下游市場涉及無線通 信、汽車、工業、消費電子等諸多領域。根據 Statista 援引 IC Insights 的測算， 2019 年通信和汽車市場仍為全球模擬 IC 的最大下游應用市場，其市場占比分別 可達 38.5%和 24.0%。 行業特點：模擬行業特點：模擬 IC 產品周期長；下游市場分散；產品周期長；下游市場分散；IDM/Fabless 模式并存；技術模式并存；技術 壁壘高，專業人才稀缺。壁壘高，專業人才稀缺。模擬 IC 行業的主要特征包括： （

5、1）模擬 IC 產品的迭代 速度受摩爾定律的影響較小， 相較于數字 IC 而言模擬 IC 產品擁有更長的生命周 期； （2）模擬 IC 的下游應用分散且廣泛； （3）模擬 IC 設計的技術壁壘高，行業 人才稀缺；（4） 模擬 IC公司中既有 IDM模式又有 Fabless 模式， 我們認為 Fabless 為近年來行業趨勢。 模擬模擬 IC 市場規模大，在半導體行業中的占比持續保持穩定。市場規模大，在半導體行業中的占比持續保持穩定。根據 Statista 援引 WSTS 的統計數據，2018 年全球模擬半導體行業的市場規模約為 588 億美元， 同比增速為 10.78%。此外，模擬 IC 近年

6、來在全球半導體市場中的占比一直穩定 在 22%左右。 競爭格局分散，歐美廠商占領行業龍頭地位。競爭格局分散，歐美廠商占領行業龍頭地位。全球模擬芯片市場整體并不存在壟 斷或寡頭競爭，市場分散度較低。根據 IC Insights 的統計數據，2018 年全球前 十大模擬 IC 供應商的市占率總和約為 60。此外，模擬 IC 行業龍頭基本為歐 美企業，且擁有較長發展歷史。德州儀器為全球模擬 IC 行業龍頭，國內企業中 矽力杰、圣邦股份、卓勝微等具有良好發展前景。 國產替代重中之重，看好模擬芯片在國產替代重中之重，看好模擬芯片在 5G、物聯網、電動汽車等新興領域的應用、物聯網、電動汽車等新興領域的應用

7、 和發展前景。和發展前景。 中國模擬 IC 行業的市場巨大， 在全球市場中的規模占比超過 50%， 國產替代重中之重且具備可行性。未來，5G、物聯網、電動汽車等創新應用領 域的發展也將推動 IC 設計行業不斷成長，行業廠商應緊抓創新應用領域的發展 機會，做大做強國內新興市場。 模擬芯片行業建議關注標的：模擬芯片行業建議關注標的：圣邦股份、卓勝微、揚杰科技、韋爾股份、匯頂科 技等。 風險提示：風險提示：模擬芯片行業受半導體行業周期影響明顯，因而若全球半導體行業增 速出現下滑，則將在一定程度上影響行業整體增速；全球貿易局勢緊張等宏觀因 素可能影響行業整體增速；國產替代對行業的拉動作用不及預期。 行

8、業研究半導體產品與半導體設備 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 2 目目 錄錄 投資要點 . 6 1. 無處不在的模擬芯片 . 7 1.1 模擬，數字，A/D，D/A . 7 1.2 模擬芯片及其特征 . 7 1.3 模擬芯片的種類 . 8 1.4 模擬芯片的設計與生產 . 9 1.5 模擬芯片的下游應用 . 10 2. 全球模擬 IC 市場規模及競爭格局 . 11 2.1 全球模擬 IC 市場規模：江山如畫，靜中有動 . 11 2.2 模擬 IC 行業競爭格局：龍頭不壟斷，一時多少豪杰 . 12 2.3 透過德州儀器看行業，師夷長技 . 14 3. 我國模擬 IC 市場規模及競爭格局

9、. 16 3.1 我國模擬 IC 市場規模：全球占比超 50% . 16 3.2 我國模擬 IC 行業競爭格局亦十分分散. 16 3.3 國內模擬 IC 行業的排頭兵：矽力杰和圣邦股份 . 18 4. 新興市場，增量機會 . 22 5. 國產替代機遇幾何，當挽雕弓如滿月 . 23 5.1 貿易摩擦加速國產替代，市場方為機遇之源 . 23 5.2 一二級市場聯動，資本助力科技發展 . 25 5.3 自上而下，政策優勢是行業企業成長紅利 . 26 5.4 “人和”為勝，大國博弈人才為先 . 27 6. 建議關注模擬芯片相關標的 . 28 7. 風險提示 . 30 行業研究半導體產品與半導體設備 請

10、務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 3 圖目錄圖目錄 圖 1 模擬信號與數字信號 . 7 圖 2 模擬 IC 在半導體產業鏈中的分布 . 8 圖 3 信號鏈電路及電源管理電路的原理示意 . 9 圖 4 不同種類的模擬 IC 及主要品類市場占比 . 9 圖 5 模擬 IC 產業鏈概覽 . 10 圖 6 全球模擬芯片下游應用市場的市占率分布 . 11 圖 7 2016-2022 年模擬 IC 市場規模及其在全球市場中的占比 . 11 圖 8 2009-2020 年全球模擬半導體行業的市場規模及增速 . 11 圖 9 2018-2023 全球主要 IC 產品的復合年增長率預測 . 12 圖 10

11、2019-2024 年全球模擬芯片市場增速對比 . 12 圖 11 不同種類的模擬 IC 及主要品類市場占比 . 12 圖 12 2016-2018 年 TI 總營收（百萬美元）的區域結構 . 13 圖 13 2016-2018 年 ADI 總營收（百萬美元）的區域結構 . 13 圖 14 2013-2018 年德州儀器的營收結構 . 14 圖 15 2014-2018 年德州儀器的凈利潤和毛利率水平 . 14 圖 16 2014-2018 年 TI 營業成本及三費情況（百萬美元） . 15 圖 17 2014-2018 年 TI 的研發投入規模 . 15 圖 18 2012-2018 年我國

12、模擬 IC 市場規模及增速 . 16 圖 19 2017 年我國模擬 IC 市場下游應用分布 . 16 圖 20 全球及國內模擬 IC 市場對比 . 17 圖 21 矽力杰集團架構及發展歷史概覽 . 19 圖 22 矽力杰產品目錄及其營收結構 . 19 圖 23 2014-2018 年矽力杰的凈利潤和毛利率水平 . 20 圖 24 2014-2018 年矽力杰的研發投入規模 . 20 圖 25 2017-2018 年圣邦股份的營收結構（百萬元） . 20 圖 26 2017-2018 年圣邦股份的凈利潤和毛利率水平 . 20 圖 27 2017-2018 年圣邦股份的研發投入規模 . 21 圖

13、 28 2017-2018 年圣邦股份的產品市場分布（%） . 21 圖 29 手機終端中無線通信模塊的構成 . 22 圖 30 全球射頻器件及射頻前端市場規模（百萬美元） . 22 行業研究半導體產品與半導體設備 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 4 圖 31 2017-2025 年全球物聯網市場規模的統計及預測 . 23 圖 32 2018 年全球物聯網半導體設備出貨量統計（十億件） . 23 圖 33 電動汽車電源管理電路示意圖及全球電動汽車市場占比 . 23 圖 34 近五年中國集成電路月度進出口金額（萬美元） . 24 圖 35 2008-2018 年我國集成電路市場規模與產值

14、的對比 . 24 圖 36 2014-2018 年中國模擬 IC 市場的全球規模占比 . 25 圖 37 近兩年模擬 IC 美方 Top 5 廠商在中國/亞太的營收 . 25 圖 38 科創板和股權市場的聯動發力有助于行業企業發展成長 . 26 圖 39 2016-2019H1 圣邦股份營業收入規模 . 28 圖 40 2016-2019H1 圣邦股份凈利潤規模及毛利潤水平 . 28 圖 41 2016-2019H1 卓勝微營業收入規模 . 29 圖 42 2016-2019H1 卓勝微凈利潤規模及毛利潤水平 . 29 圖 43 2016-2019H1 揚杰科技營業收入規模 . 29 圖 44

15、 2016-2019H1 揚杰科技凈利潤規模及毛利潤水平 . 29 圖 45 2016-2019H1 韋爾股份營業收入規模 . 30 圖 46 2016-2019H1 韋爾股份凈利潤規模及毛利潤水平 . 30 圖 47 2016-2019H1 匯頂科技營業收入規模 . 30 圖 48 2016-2019H1 匯頂科技凈利潤規模及毛利潤水平 . 30 行業研究半導體產品與半導體設備 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 5 表目錄表目錄 表 1 模擬 IC 與數字 IC 的對比 . 8 表 2 IDM 與 Fabless 模式的對比 . 10 表 3 模擬 IC 終端市場典型應用場景 . 10

16、 表 4 2018 年全球 Top 10 模擬 IC 供應廠商的所屬國家和成立時間 . 13 表 5 德州儀器主要模擬 IC 產品概覽 . 14 表 6 德州儀器發展歷史梳理 . 15 表 7 典型本土模擬 IC 廠商及其業務概覽 . 17 表 8 2018 年典型本土模擬芯片廠商營收狀況 . 18 表 9 圣邦股份主要模擬 IC 產品概覽 . 21 表 10 華為供應鏈中可國產替代的芯片產品概覽 . 24 表 11 近年來國家集成電路行業相關政策 . 27 行業研究半導體產品與半導體設備 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 6 投資要點投資要點 從中興事件從中興事件再再到華為事件，中美之

17、間的貿易摩擦到華為事件，中美之間的貿易摩擦促使促使我國芯片行業的國產替代趨勢我國芯片行業的國產替代趨勢 愈演愈烈；在當前全球產業鏈、價值鏈、供應鏈秩序發生深刻變革的背景下，我們看好愈演愈烈；在當前全球產業鏈、價值鏈、供應鏈秩序發生深刻變革的背景下，我們看好 模擬模擬 IC 行業的國產化進程，看好國內相關企業的成長行業的國產化進程，看好國內相關企業的成長發展發展和業績突破。和業績突破。 本篇報告中，我們首先介紹了模擬 IC 產品的分類和應用，隨后梳理了全球模擬 IC 行業的市場規模及競爭格局，從而得出模擬 IC 行業的主要特征： （1）模擬模擬 IC 產品的種類豐富且生命周期較長。產品的種類豐富

18、且生命周期較長。模擬 IC 主要分為信號鏈產品和電 源管理產品，種類豐富且多元，以行業龍頭廠商為例，德州儀器目前擁有超過 100000 種品類的產品。此外，模擬 IC 產品的迭代速度受摩爾定律影響較小，其產品生命周期可 超過 10 年。 （2）模擬模擬 IC 下游應用分布廣泛且分散。下游應用分布廣泛且分散。模擬 IC 可用于無線通信、汽車、工業、 消費電子等諸多領域，應用場景廣泛且分散，全球市場中通信和汽車為最大應用市場。 （3）市場規模大，在全球半導體市場中的占比持續維持在市場規模大，在全球半導體市場中的占比持續維持在 22%左右。左右。2018 年全球 模擬半導體行業的市場規模約為 588

19、 億美元，市場規模巨大，且近年來模擬 IC 在全球 半導體市場中的占比一直穩定在 22%左右。 （4）市場競爭格局分散，行業領軍者以歐美廠商為主。市場競爭格局分散，行業領軍者以歐美廠商為主。模擬 IC 市場不存在壟斷或 寡頭競爭情形，2018 年全球前十大模擬 IC 供應商基本全部為歐美企業，市占率總和約 為 60。 （5）IDM 與與 Fabless 模式并存，我們認為模式并存，我們認為 Fabless 為近年來行業趨勢。為近年來行業趨勢。對于模擬 IC 行業來說，IDM 模式較適合成熟且已占據一定市場份額的企業和相對穩定的市場，而 Fabless 模式則適合新興市場或正在經歷變革的市場。

20、（6）模擬模擬 IC 設計的技術壁壘高，行業人才稀缺。設計的技術壁壘高，行業人才稀缺。模擬 IC 的設計不僅需要全面的 專業知識，更需要設計師擁有長時間的經驗積累，通常優秀的模擬 IC 設計師甚至需要 10 年以上的行業經驗。 在此之后，我們將研究范圍聚焦至國內市場，從國內市場的市場規模、競爭格局， 新興市場機會等方面，以及宏觀背景、資本和人才等角度論證了國產替代的意義和可行 性，也論證了我們看好國內模擬 IC 企業后續成長的思路與邏輯： IC 產業是國民經濟與社會發展的戰略性、 基礎性和先導性產業， 而目前我國模擬 IC 產品的國產替代化率不高， 國外品牌在國內市場中占據領先地位。模擬 IC

21、 的市場競爭格 局分散，下游應用廣泛，且我國是全球最大的應用市場，因而從市場環境來看，我們認 為現有情況利于我國企業不斷發展，深耕國內市場；而另一方面，國內芯片設計企業已 從最初的基礎薄弱逐步發展、 成長， 本土模擬 IC 企業的不斷崛起使得我國與世界領先水 平之間的技術差距正在逐步縮小，甚至在某些產品領域已達到和超越了世界先進水平； 此外，資本市場、國家政策支持、人才培養等因素亦助力國內 IC 企業不斷成長。 由此，我們認為產業鏈重構、國產替代是國內模擬由此，我們認為產業鏈重構、國產替代是國內模擬 IC 行業的重大機遇，我們看好行業的重大機遇，我們看好 國內具有創新能力和先進技術的模擬國內具

22、有創新能力和先進技術的模擬 IC 企業企業，其發展和業績增長值得期待。，其發展和業績增長值得期待。 行業研究半導體產品與半導體設備 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 7 1. 無處不在的模擬芯片無處不在的模擬芯片 1.1 模擬，數字，模擬，數字，A/D，D/A 信號的形式多種多樣，無處不在。根據信號的形式多種多樣，無處不在。根據模擬電子技術模擬電子技術基礎一書中的定義，信號基礎一書中的定義，信號 可根據對時間的連續與否被分為模擬信號和數字信號可根據對時間的連續與否被分為模擬信號和數字信號：模擬信號在時間和數值上均具有 連續性； 而數字信號則總是發生在離散的瞬間， 在計算機中被表示為二進制

23、 （即 0 和 1） 。 現實生活中的大多數物理量都對應著模擬信號。 使用電子電路可以使模擬信號和數字信號之間進行互換使用電子電路可以使模擬信號和數字信號之間進行互換。 根據 模擬電子技術基礎 中的定義，對模擬信號進行數字化處理時，需要首先將其轉換為計算機能夠識別的數字 信號，即稱為模-數轉換（簡稱 A/D 轉換，Analog to Digital）；經處理后，計算機輸出 的數字信號常需轉換為能夠驅動負載的模擬信號，因而稱為數-模轉換（簡稱 D/A 轉換， Digital to Analog）。 圖圖1 模擬信號與數字信號模擬信號與數字信號 資料來源：模擬電子技術基礎（童詩白著），觸樂網援引林

24、博昱，海通證券研究所 1.2 模擬芯片及其特征模擬芯片及其特征 根據信號的分類，能夠處理模擬信號的芯片被稱為模擬芯片，同理能夠處理數字信根據信號的分類，能夠處理模擬信號的芯片被稱為模擬芯片，同理能夠處理數字信 號的芯片被稱為數字芯片，而既能處號的芯片被稱為數字芯片，而既能處理模擬信號又能處理數字信號的混合芯片則隸屬于理模擬信號又能處理數字信號的混合芯片則隸屬于 模擬芯片。模擬芯片。 IC（Integrated Circuit），即集成電路，也被稱為芯片，是指通過在硅晶片上制造 各種電子組件而形成的微觀電路陣列。IC 是半導體產業鏈中極為重要的一環，基本上所 有的電子產品均由功能不同的模擬 IC

25、（模擬芯片）和數字 IC（數字芯片）所構成。 模擬信號轉換為數字信號的過程模擬信號轉換為數字信號的過程 模擬信號 數字信號 模擬電子系統示意圖模擬電子系統示意圖 信號的 提取 信號的 驅動與 執行 信號的 加工 信號的 預處理 A/D 轉換 D/A 轉換 計算機或 其他數字 系統 行業研究半導體產品與半導體設備 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 8 圖圖2 模擬模擬 IC 在半導體產業鏈中的分布在半導體產業鏈中的分布 資料來源：電子發燒友，華強電子網，圣邦股份官網，圣邦股份招股說明書，德州儀器官網，EEPW，海通證券研究所 不同于數字不同于數字 IC，模擬，模擬 IC 的先進性主要體現在

26、電路性能參數方面的改進，其迭代速的先進性主要體現在電路性能參數方面的改進，其迭代速 度受摩爾定律的影響較小，產品擁有更長的生命周期。度受摩爾定律的影響較小，產品擁有更長的生命周期。根據電子發燒友網站和模擬電 路的技術演變（徐開元）一文中的觀點，數字 IC 更為強調運算速度與成本比的提升， 其性能的改進由晶體管集成數量的增加和特征尺寸與晶體管尺寸的減少所決定，即戈 登 摩爾提出的摩爾定律所決定，因此數字 IC 的生命周期很短，大約僅為 1 至 2 年；而 模擬 IC 的改進則更多地體現在電路速度、分辨率、功耗等參數方面的提升，強調的是高 信噪比、低失真、低耗電和高穩定性，因而產品一旦達到設計目標

27、就具備長久的生命力， 生命周期可長達 10 年以上。 表表 1 模擬模擬 IC 與數字與數字 IC 的對比的對比 模擬模擬 IC 數字數字 IC 信號傳輸形式信號傳輸形式 以波的形式傳遞模擬信號 二進制數字信號傳輸 失真程度失真程度 更易失真 不易失真 替代性替代性 低 高（可用標準產品替代） 技術層次技術層次 設計門檻高，學習曲線 10-15 年 EDA 輔助設計，學習曲線 3-5 年 產品特點產品特點 少量多樣 量多樣少 產品生命周期產品生命周期 長 短 平均零售價格平均零售價格 低但穩定 因時效性而變化 資料來源：電子發燒友，Diffzi，海通證券研究所 1.3 模擬芯片的種類模擬芯片的

28、種類 從功能角度來看，模擬電路主要可分為：（1）放大電路，即對信號功率、電流、 電壓等進行放大；（2）信號轉換電路，即實現各種信號的轉換，如把電流信號轉換成 電壓信號、把交流信號轉化成直流信號等；（3）運算電路，即執行電路的指數、微分、 加減乘除等運算；（4）濾波電路，即實現信號的抗干擾、變換、提取等工作；（5）直 模擬 IC 數字 IC 集成電路 光電器件 傳感器 信號鏈產品 電源管理產品 微型元件 邏輯電路 存儲器 分立器件 OSD 放大器、比較器、模擬開關等 線性穩壓器、DC/DC 開關穩壓器、電源 MOSFETs、LED 驅動器等 PLDs、門陣列、顯示驅動等 MPU、MCU、DSP

29、等 DRAM、Flash 等 半導體市場半導體市場 按產品分類按產品分類 二極管、三極管、功率晶體管等 發光二極管、發光數字管、光電耦合器等 應變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳 感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光 電式傳感器等 行業研究半導體產品與半導體設備 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 9 流電源， 可以為各種電子線路提供電源， 以及把交流電變為不同電流與電壓的直流電等。 由此，我們可以將模擬芯片劃分為由此，我們可以將模擬芯片劃分為： （1）信號鏈產品信號鏈產品，包括放大器、比較器、模擬開關等，主要功能為模擬信號的放 大、變頻和濾波；（2）電源管理電源管理產品產品，包括線性穩壓

30、器、DC/DC 開關穩壓器、電源 MOSFETs、LED 驅動器等，主要功能以電路的降壓、升壓、穩壓和電壓反向等為主。 圖圖3 信號鏈電路及電源管理電路的原理示意信號鏈電路及電源管理電路的原理示意 資料來源：電子工程世界，海通證券研究所 根據前瞻產業研究院的市場數據，根據前瞻產業研究院的市場數據，2018 年全球電源管理和電壓控制類模擬芯片的年全球電源管理和電壓控制類模擬芯片的 市場占比接近市場占比接近 60%，運算放大器和比較器的占比合計達，運算放大器和比較器的占比合計達 16%，ADC/DAC（A/D 轉換，轉換， D/A 轉換）的市場占比達轉換）的市場占比達 15%。 圖圖4 不同種類的模擬不同種類的模擬 IC 及主要品類市場占比及主要品類市場占比 資料來源：圣邦股份招股說明書，E