2020中國信號鏈電源管理模擬芯片產業市場需求分析研究行業報告（20頁）.docx

1、2020年深度行業分析研究報告目錄1.模擬芯片的必要性.41.1.模擬芯片是處理外界信號的第一關.41.2.信號鏈和電源管理：兩類重要的模擬芯片.71.3.模擬芯片各細分市場中，龍頭遙遙領先.92.成長邏輯：需求發展驅動模擬芯片三大變化.102.1.下游變化：消費電子占信號鏈比重減小.102.2.產品結構變化：電源管理明顯受益于消費電子和工業的增長.132.3.商業模式變化：應用型芯片的崛起降低自建廠房的重要性.153.估值邏輯：模擬芯片公司如何估值？.163.1.指標：歷史來看，PEG相對較好.163.2.什么公司值得高估值？.174.展望未來，中國能否出現下一個德州儀器？.184.1.技術

2、差距有望縮短.184.2.巨大市場提供國產替代機遇.18插圖目錄圖1：模擬芯片是信號處理必不可少的一環.4圖2：模擬芯片主要是信號鏈和電源管理芯片，2018年市場規模527億美元.5圖3：從60年代至今，模擬芯片市場規模已發展至近600億美元.5圖4：30年來，模擬芯片的市場份額逐漸向龍頭集中.6圖5：運放是許多模擬器件的基礎，比如濾波器就是由運放和電阻組成.7圖6：數據轉換器包括數模轉換器（DAC）和模數轉換器（ADC）.7圖7：電路中常見的電源管理需求.8圖8：穩壓是電路的基本功能.8圖9：電源管理芯片應用領域廣泛.9圖10：LDO和DC-DC轉換器是常見的兩類電源管理芯片.9圖11：模擬

3、芯片主要是信號鏈和電源管理芯片.9圖12：2015年運算放大器市場格局.10圖13：2018年電源管理市場份額.10圖14：2010年數據轉換器市場份額.10圖15：數據轉換器龍頭亞德諾份額逐漸擴大.10圖16：在2000年，消費電子市場曾支撐ADI四分之一的營收.11圖17：運放下游市場中，消費電子僅占8%.11圖18：數據轉換器下游市場中，消費電子占比較小.11圖19：飛機上具有多個傳感器，需要大量的信號鏈產品處理交互的需求.12圖20：消費電子市場，信號鏈產品主要走“更高集成度、更小尺寸”的路線.12圖21：運算放大器占模擬芯片比例減少.13圖22：從80年代開始，數模轉換器占模擬芯片比

4、例減少.13圖23：從80年代開始，電源管理占模擬芯片比例大幅增加.14圖24：標準型模擬芯片出貨量大于應用型.15圖25：市場規模上，應用型模擬芯片大于標準型.15圖26：ADI的資本支出占經營性現金流比重減少.16圖27：TI三個階段的市值增長與凈利CAGR相關性同樣較強.17圖28：ADI三個階段的市值增長與凈利CAGR相關性較強.17圖29：MPS市值穩步增長.18圖30：亞德諾早期發展依賴于政府營收.19圖31：中國為全球半導體最大市場.19表格目錄表1：2018年，前10大模擬芯片公司市占率超50%.5表2：前10大模擬芯片公司擅長領域.6表3：手機內各功能模塊需要不同的電源管理器

5、件配合.14表4：本土模擬芯片廠商代表.20qRsNoOsOrMoQtRmNuMoPoN7N8Q6MoMoOpNoOfQpPsPeRoOsN8OpPzQuOrQzQvPmRuN1.模擬芯片的必要性1.1.模擬芯片是處理外界信號的第一關所有數據的源頭是模擬信號，模擬芯片是集成的模擬電路，用于處理模擬信號。模擬信號是在時間和幅值上都連續的信號，數字信號則是時間和幅值上都不連續的信號。外界信號經傳感器轉化為電信號后，是模擬信號，在模擬芯片構成的系統里進行進一步的放大、濾波等處理。處理后的模擬信號既可以通過數據轉換器輸出到數字系統進行處理，也可以直接輸出到執行器。常見的數?；旌舷到y包括：消費領域的手機

6、、個人電腦、數碼相機、麥克風、揚聲器等，工業領域的溫度檢測器、心電圖儀、飛機系統，汽車領域的倒車顯示儀等，模擬芯片無處不在。圖1：模擬芯片是信號處理必不可少的一環資料來源：模擬電子電路,信號以電的形式傳遞，根據電流/電壓的強弱分成兩類模擬信號，弱電和強電。信號鏈產品負責對弱電進行處理。電源管理產品主要對強電進行處理，亦處理弱電。全球模擬芯片市場空間近600億美元。全球集成電路市場3402億美元，模擬電路占15%。模擬電路中，信號鏈市場143億美元，電源管理市場216億美元。從1968年出現的第一個集成運放開始，到2018年，模擬芯片已成為一個全球規模近600億美元的產業。圖2：模擬芯片主要是信

7、號鏈和電源管理芯片，2018年市場規模527億美元圖3：從60年代至今，模擬芯片市場規模已發展至近600億美元70060050040030020010000.91.24.658880%60%40%20%0%-20%-40%市場規模增速資料來源：WSTS，資料來源：ADI，Gartner，WSTS，SIA，目前，前10大模擬芯片公司占據過半的市場份額。2018年，前10大模擬芯片公司分別為德州儀器（TI）、亞德諾（ADI）、英飛凌（Infineon）、思佳訊（Skyworks）、意法半導體（STMicroelectronics）、恩智浦（NXP）、美信（Maxim）、安森美（OnSemi）、微芯

8、科技（Microchip）和瑞薩（Renesas）。其中，德州儀器擅長電源管理，是該領域的龍頭；ADI以運算放大器起家，是數據轉換器龍頭，在運放、電源管理的市場份額靠前。英飛凌是從西門子集團中剝離，獨立上市的半導體企業。目前排名靠前的模擬芯片公司，基本都是成立在集成電路誕生的60年代初和黃金的90年代，與集成電路行業共同成長，包括現龍頭德州儀器（1930）、曾經的龍頭國民半導體（1959），以及目前的次席亞德諾（1965）等，依靠對模擬技術的原始積累（Know-how）形成了核心競爭力。表1：2018年，前10大模擬芯片公司市占率超50%2018公司中文名成立時間市占率營收（億美元）凈利潤率P

9、/E1TI德州儀器193018%10835%242ADI亞德諾19658%5524%233Infineon英飛凌19996%3814%324SkyworksSolutions思佳訊19626%3724%185STMicroelectronics意法半導體19875%3213%236NXP恩智浦20064%2624%127Maxim美信19834%2119%218OnSemi安森美19993%2011%239Microchip微芯科技19892%146%5010Renesas瑞薩20021%97%16資料來源：ADI，Gartner，SIA，WSTS、在前十大模擬芯片公司中，德州儀器是第一個制造

10、出集成電路的公司，在電源管理和運算放大器這兩個領域處于龍頭地位，下游市場集中于工業和汽車電子市場。次席亞德諾是多年的數據轉換器龍頭，目前專注于工業和通信市場。英飛凌是著名的汽車電子廠商，在電源管理和功率半導體中排名靠前。思佳訊則是一家專注射頻領域的模擬廠家，射頻芯片巨頭之一，主要客戶為蘋果等消費電子廠商，以及通信設備廠商供貨。恩智浦、安森美、瑞薩均是實力較強的汽車電子廠商，美信則更專注于工業領域，微芯科技在模擬產品外，較為偏重于數字領域的MCU。表2：前10大模擬芯片公司擅長領域2018公司中文名專長領域主要下游市場1TI德州儀器電源管理及運算放大器龍頭工業、汽車電子2ADI亞德諾數據轉換器龍

11、頭工業、通信3Infineon英飛凌電源管理、功率半導體汽車電子4SkyworksSolutions思佳訊射頻開關、射頻濾波器、射頻功放消費電子、通信5STMicroelectronics意法半導體電源管理、傳感器工業、汽車電子6NXP恩智浦安全認證、微控制器、RF電源汽車電子7Maxim美信微控制器工業8OnSemi安森美電源管理、功率半導體汽車電子9Microchip微芯科技微處理器、微控制器通信、汽車電子10Renesas瑞薩微控制器汽車電子資料來源：行業格局“一超N強”，龍頭以外競爭分散。在模擬芯片領域，德州儀器是當之無愧的龍頭，市場份額18%，從04年以來便穩居第一。而從行業第二名到

12、第十名份額均只有個位數，份額均較為接近。其中，第二名的亞德諾是通過在2017年收購產品線類似的凌特（LinearTech），超越英飛凌成為行業第二。因此，模擬芯片行業的競爭較為分散，是“一超（德州儀器）”和“N強（亞德諾、英飛凌、意法半導體等）”的格局。行業并購不斷，競爭格局走向集中。1990年，德州儀器還不是模擬芯片的龍頭，模擬芯片行業競爭高度分散，排名第一的國民半導體市占率僅7%，與前十名剩下的公司份額相近。然而到了2002年，意法半導體躍居第一，并占有了10%以上的市場。2004年開始，德州儀器開始穩居第一，份額遙遙領先。同時，排名靠后的公司通過不斷地合并和收購，獲取了更大的市場份額。重

13、要的收購包括：國民半導體被德州儀器收購（2011），飛思卡爾從摩托羅拉分離、最后被恩智浦收購（2015），仙童半導體被安森美收購（2016），Intersil被瑞薩收購（2016），凌特被亞德諾收購（2017）?？梢钥吹?，近30年來，整個模擬芯片行業不斷地整合，龍頭市占率不斷提高，行業不斷走向集中。圖4：30年來，模擬芯片的市場份額逐漸向龍頭集中資料來源：WSTS，Dataquest，1.2.信號鏈和電源管理：兩類重要的模擬芯片信號鏈產品主要包括運算放大器和數據轉換器，處理信息交互的需求。在數?；旌系南到y中，一個完整的信號處理過程如下：傳感器：通過傳感器獲取外界原始的物理信號，典型的包括聲音、

14、圖像、溫度、濕度、壓力等，并轉換成于這些物理信號相對應的連續時間模擬信號，典型形式為電壓/電流。放大器、濾波器：通過由放大器和濾波器構成的信號調理單元對模擬信號進行處理。放大器的作用是將微弱的模擬小信號進行放大，以適配到ADC的滿量程輸入范圍；濾波器的作用主要是對信號進行帶限，目的是滿足奈奎斯特采樣定理的要求。數據轉換器：通過ADC將處理后的電壓/電流信號轉換為所對應的離散數字量，提供給后續數字單元進行處理。數字處理：由數字處理系統（MCU、DSP或FPGA）對離散數字量進行數字化處理，它通常用于實現數字信號處理算法。數據轉換器：數字處理系統處理完以后的離散數字量送到了DAC。通過它，再次轉換

15、成連續的模擬信號。濾波器：由于DAC輸出的信號中含有“臺階”型的高頻分量，因此需要使用重構濾波器進行進一步處理濾除高頻噪聲，最終得到重構后的模擬輸出信號。其中，最重要的是運算放大器和數據轉換器。運算放大器是模擬電路的“基礎積木”，應用極為廣泛。運算放大器是指對模擬信號進行相加、積分等運算的放大電路，常用于將微弱的小信號放大成大信號。同時，運算放大器是構成許多模擬器件的基礎，數模轉換器、電流-電壓轉換器、濾波器、比較器、線性穩壓器等都需要運放?？梢哉f，運算放大器是模擬電路的“基礎積木”。數據轉換器是連接模擬與數字系統的橋梁，必不可少。模數轉換器（ADC）負責將模擬信號轉換成數字信號，數模轉換器（

16、DAC）負責將數字信號轉換為模擬信號。傳感器把真實世界的溫度、壓力、聲音等轉換成電信號，這些信號大多為模擬信號，無法被數字系統識別與處理。只有通過ADC的轉換才能被MCU采集并處理。另外，揚聲器等都需要模擬信號輸入才能工作，所以需要DAC把數字系統輸出的數字信號轉換成模擬信號。因此，只要涉及數字處理，就一定要有數據轉換器。圖5：運放是許多模擬器件的基礎，比如濾波器就是由運放和電阻組成圖6：數據轉換器包括數模轉換器（DAC）和模數轉換器（ADC）資料來源：資料來源：電源管理是電子電路必要需求。只要是電子系統，均需要電源供電，常見的供電電源有電源適配器、蓄電池、等。根據輸入輸出電流類型，我們可以將

17、電源管理器分為4大類型：AC-DC（整流）、AC-AC（變頻等）、DC-DC（斬波）、DC-AC（逆變）。圖7：電路中常見的電源管理需求資料來源：開關電源原理與設計，開關整流器（ACDC）主要負責將交流電轉換成直流電，常見的有筆記本電腦的電源適配器。交流交流變頻器（ACAC）負責將某個頻率的交流電轉換為另一種恒定頻率或可變頻率的交流電。直流直流變換器（DCDC）將直流電轉換成另一種不同頻率、相位、電流、電壓特征的直流電。逆變器（DCAC）將直流電轉換成交流電的開關變換器，有的稱其為變流器，是交流輸出開關電源和不間斷電源（UPS）的主要部件。圖8：穩壓是電路的基本功能資料來源：開關電源原理與設計

18、，電源管理芯片是集成的電源管理電路，主要功能是穩壓、升降壓、恒流、交流直流轉換等，分為線性穩壓器(LDO)、電荷泵(Charger-pump)芯片、DC-DC轉換器(DC-DC)、交流直流轉換器(AC-DC)、LED驅動芯片等。典型的應用是手機、筆記本電腦等消費電子的充電器、LED驅動器。比如，穩壓器對220V的市電降壓，并輸出穩定的直流低壓供用筆記本電腦；LED驅動對手機內部電源升壓，以驅動攝像頭閃光燈。圖9：電源管理芯片應用領域廣泛圖10：LDO和DC-DC轉換器是常見的兩類電源管理芯片LDO,20.20%其它,46.40%DC-DC轉換器,15%驅動器,12%AC-DC轉換器,6%資料來

19、源：實例解讀模擬電子技術，資料來源：電子發燒友2014，1.3.模擬芯片各細分市場中，龍頭遙遙領先在模擬集成電路中，電源管理是最大的市場，規模約216億美元，占比42%；信號鏈市場143億美元（28%），射頻及其他產品市場約158億美元，占比30%。在放大器領域，德州儀器占據近三分之一的市場（29%），亞德諾第二（18%）。在數據轉換器領域，亞德諾是絕對的龍頭，目前占據數據轉換器半壁江山（48%），長期領先于競爭對手。在電源管理領域，龍頭德州儀器占據超四分之一的市場份額（21%），高通（15%）、亞德諾（13%）、美信（12%）、英飛凌（10%）份額相近。圖11：模擬芯片主要是信號鏈和電源管理

20、芯片資料來源：WSTS，圖12：2015年運算放大器市場格局圖13：2018年電源管理市場份額思佳訊,意法半導體,3%2%其它,17%德州儀其它,29%德州儀器,21%Intersil,3%器,29%恩智浦,3%英飛凌,高通,15%安森美,4%凌特,6%博通,8%亞德諾,18%10%美信,12%亞德諾,13%意法半導體,美信,7%資料來源：Gartner，資料來源：Gartner，圖14：2010年數據轉換器市場份額圖15：數據轉換器龍頭亞德諾份額逐漸擴大其它,12%NXP,2%飛兆半導體,2%4%國民半導體,4%亞德諾,48%凌特,4%美信,6%德州儀器,19%資料來源：Databeans，

21、資料來源：Gartner，市場對于模擬芯片的主要疑問在于：1）成長邏輯：模擬芯片產業的成長受何種因素驅動？2）估值邏輯：什么樣的模擬芯片公司值得高估值？下面，我們將會剖析模擬芯片的成長邏輯和估值邏輯。2.成長邏輯：需求發展驅動模擬芯片三大變化2.1.下游變化：消費電子占信號鏈比重減小模擬芯片下游的市場主要有工業、通訊、消費電子和汽車，工業市場即工控和航空組成的市場，通訊市場主要是基站等通信設備，消費電子即手機、筆記本電腦、MP3、數碼相機等的市場。80年代后期，ADI曾經依靠消費電子迅速發展。60-70年代在ADI發展的早期，其業務大多集中在工業及軍用器材上。1985年開始，受移動通信推動，消

22、費電子市場興起，ADI將發展重心轉移到消費電子，其營收占比在2000年一度到25%，推動整體營收翻7倍。而到2018年，消費電子的營收占比減少到14%。圖16：在2000年，消費電子市場曾支撐ADI四分之一的營收資料來源：ADI，如今，信號鏈的下游市場中，消費電子占比已經很小。2015年，運算放大器芯片的下游主要是通信（36%）和工業（33%），消費電子占比僅有8%。數據轉換器的下游市場同樣，銷售給工業領域的占比超過50%，而消費電子占比僅為12%。由此，我們提出第一個問題：為什么信號鏈產品的下游市場中，消費電子的占比在縮??？圖17：運放下游市場中，消費電子僅占8%圖18：數據轉換器下游市場中，消費電子占比較小消費電消費電通信,計算機,8%子,8%通信,36%計算機,12%子,12%18%汽車,15%工業,33%汽車,7%工業,51%資料來源：Gartner2015,資料來源：Gartner2015，我們認為，電子行業，一向是需求推動技術增長。信號鏈主要需求是交互，在60-70年代模擬芯片發展的早期，信號鏈主要用于工業下游，工業設備連接電腦以及飛機的航電系統，起到工業設備、飛行設備與外界交互的功能。例如，飛機上有大量的傳感器以輔助飛行，送