2022年模拟芯片行业专题研究报告.docx

2022年模拟芯片行业专题研究报告1.模拟芯片行业特性：宽阔市场，稳健增长模拟芯片作为沟通自然世界和数字世界的桥梁，兼具消费（弱周期）和成长属性，是半导体领域的优质细分赛道。从产品的角度看，模拟行业的分类极为细致，品类繁杂，行业龙头德州仪器2021年就已推出80000多种产品。这也对应着广泛的下游应用场景，模拟芯片覆盖消费电子、工业、通信、汽车等多领域，具备广阔的市场需求空间。从行业背景看，本土模拟芯片也迎来了的时代机遇。“缺芯”“涨价”的形势下，国外模拟厂商产能不足，供需缺口给国内厂商提供机会，也利于强化供应链的安全与稳定。1.1.产品：类消费赛道，品类繁多半导体按照结构功能可划分为集成电路、分立器件、光电子器件和传感器四大类，其中集成电路（IntegratedCircuit，IC）进一步可分为处理离散数字信号的数字芯片和处理连续模拟信号的模拟芯片。模拟芯片在电路中主要承担传输和能源供给的任务，包括通用模拟芯片和特殊应用模拟芯片。其中通用模拟芯片按照功能可分为电源管理芯片和信号链芯片，特殊应用芯片则主要面向汽车、通信、消费电子等领域的特定需求。电源管理芯片负责电子设备中各器件的电能供给，起到电能转换、分配和监测的作用。电源管理芯片的主要职能为将电源输入的电能转换到电路中各负载可接受的电流电压范围，并在不同负载之间进行合理的电能分配，同时监控电源的工作状态并进行调整。常见的电源管理芯片包括交直流转换器（AC-DC、DC-AC）、稳压器（线性电源、开关电源）、驱动类芯片和高集成度的PMIC等。信号链芯片负责整个模拟信号通路中信号的收发、转换、放大、滤波等工作。自然界的物理信号（如声、光、温度等）通过传感器转化为模拟电信号传入电路，经放大器进行放大处理后，由模数转换器转化为数字信号，输入到数字芯片中进行处理和运算；数字芯片输出的信号经过数模转换器重新转化为模拟信号，经处理后输出电路。以上过程被称为信号链。常见的信号链芯片包括放大器、数据转换器（ADC、DAC）、接口、隔离芯片等。模拟行业市场规模广阔，但由于产品种类众多，且生产周期长，头部供应商也并未实现完全垄断，竞争格局呈现出分散的特征。根据Gartner数据，全球模拟芯片市场规模由2020年的622亿美元增长至2021年的805亿美元，同比增长29%。其中，通用模拟芯片占比40%，电源管理和信号链份额相当，而专业模拟芯片占比60%，通信、汽车和工业是主要应用领域。模拟芯片公司的毛利率水平较高，这主要归因于产品特征及商业模式。德州仪器和亚德诺半导体作为模拟芯片的两大龙头，2021年毛利率均超过60%，而国内模拟厂商的2021年毛利率也在50%左右，均维持在较高水平。主要原因有：第一，产品技术相对稳定，迭代速度较慢，单个产品的生命周期可达5年以上，TI、ADI等资深模拟大厂能够持续销售成熟产品，成本也随着时间的延长而降低；第二，成本效率不断提升，具体方式是将6英寸和8英寸的晶圆向12英寸转变。根据TI公告，在300毫米晶圆上构建的无封装芯片的成本比在200毫米晶圆上构建的无封装芯片低约40%，德州仪器对于300毫米晶圆制造厂的投资将支持未来10到15年的增长。1.2.应用：手机领域持续升级，汽车电动智能化带来增量模拟芯片的应用领域广泛，其中以手机为代表的消费类电子是重要应用场景。手机中涉及模拟芯片的部件主要包括射频前端和基带、电源及电池管理、数据转换器、音视频电路和接口电路等。模拟芯片在其中主要负责电能的转换和电源管理等任务。消费电子整体上面临渗透率过高、创新乏力的现状，而模拟芯片（尤其是电源类芯片）是目前重要的创新突破口。近年来以OPPO为代表的消费电子厂商在手机快充技术上不断革新，更高的充电功率带来了电池管理芯片的量价齐升。目前大量应用于手机快充的4:1电荷泵芯片单颗可实现60W的充电功率，两颗并联可实现120W快充，其价格远高于应用在50W充电量级的2:1电荷泵芯片。同时，伴随高功率充电产生的机身发热、充电安全等问题也使得各种电池监测芯片和安全保护芯片的需求增加。此外，快充带来的模拟芯片增量还体现在充电协议上，华为荣耀、OPPO、小米等厂商最新推出的快充产品均同时支持手机、平板等多种移动设备的充电，这就需要电源适配器内置识别不同设备协议的智能芯片，从而配置相应的充电功率。汽车也是模拟芯片行业重要的增量来源。汽车的结构可分为动力总成、车身电子和照明、人机交互和自动驾驶几个主要组成部分，在各个部分中模拟芯片均有广泛的应用。动力总成是指汽车上产生动力并将动力传递到路面的一系列零部件所组成的系统。传统燃油车的动力系统中，模拟芯片可用于发电机的启动、汽车电池组的管理、发动机燃油喷射电磁阀的控制等。车身电子和照明系统包括车身部件的控制模块、汽车安全、汽车网关以及车内外灯具的控制，主要应用