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1、 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 Table_MainInfo 行业研究/信息设备/半导体产品与半导体设备 证券研究报告 行业深度报告行业深度报告 2020 年 02 月 03 日 Table_InvestInfo 投资评级 优于大市 优于大市 维持维持 市场表现市场表现 Table_QuoteInfo 0.00% 12.76% 25.51% 38.27% 51.03% 63.78% 2019/22019/52019/82019/11 半导体产品与半导体设备海通综指 资料来源:海通证券研究所 相关研究相关研究 Table_ReportInfo 国内存储器黄金十年开始, 重视存储产 业链
2、机遇2020.01.20 高端智能机、5G、HPC 等应用带动台 积电 7nm 营收强劲增长2020.01.20 看 2020 年: 5G 手机芯片 2020.01.16 Table_AuthorInfo 分析师:陈平 Tel:(021)23219646 Email: 证书:S0850514080004 分析师:蒋俊 Tel:(021)23154170 Email: 证书:S0850517010002 联系人:肖隽翀 Tel: Email: 江山如画,一时多少豪杰江山如画,一时多少豪杰全球模拟全球模拟 芯片行业梳理,国产替代机遇几何芯片行业梳理,国产替代机遇几何 Tab
3、le_Summary 投资要点:投资要点: 模拟芯片与数字模拟芯片与数字芯片。芯片。 电子电路中人们根据信号对时间的连续与否把信号分成了 模拟信号和数字信号,由此,能够处理模拟信号的芯片被称为模拟芯片,能够处 理数字信号的芯片被称为数字芯片, 而既能处理模拟信号又能处理数字信号的混 合芯片则隶属于模拟芯片。 模拟芯片可划分为信号链产品和电源管理产品。模拟芯片可划分为信号链产品和电源管理产品。信号链产品主要包括放大器、转 换器、比较器、模拟开关等,主要功能为模拟信号的放大、变频和滤波;电源管 理产品主要包括线性稳压器、DC/DC 开关稳压器、电源 MOSFETs、LED 驱动 器等,主要功能为电
4、路的降压、升压、稳压和电压反向等。 通信和汽车市场为模通信和汽车市场为模拟拟 IC 行业最大下游应用市场。行业最大下游应用市场。 模拟 IC 下游市场涉及无线通 信、汽车、工业、消费电子等诸多领域。根据 Statista 援引 IC Insights 的测算, 2019 年通信和汽车市场仍为全球模拟 IC 的最大下游应用市场,其市场占比分别 可达 38.5%和 24.0%。 行业特点:模拟行业特点:模拟 IC 产品周期长;下游市场分散;产品周期长;下游市场分散;IDM/Fabless 模式并存;技术模式并存;技术 壁垒高,专业人才稀缺。壁垒高,专业人才稀缺。模拟 IC 行业的主要特征包括: (
5、1)模拟 IC 产品的迭代 速度受摩尔定律的影响较小, 相较于数字 IC 而言模拟 IC 产品拥有更长的生命周 期; (2)模拟 IC 的下游应用分散且广泛; (3)模拟 IC 设计的技术壁垒高,行业 人才稀缺;(4) 模拟 IC公司中既有 IDM模式又有 Fabless 模式, 我们认为 Fabless 为近年来行业趋势。 模拟模拟 IC 市场规模大,在半导体行业中的占比持续保持稳定。市场规模大,在半导体行业中的占比持续保持稳定。根据 Statista 援引 WSTS 的统计数据,2018 年全球模拟半导体行业的市场规模约为 588 亿美元, 同比增速为 10.78%。此外,模拟 IC 近年
6、来在全球半导体市场中的占比一直稳定 在 22%左右。 竞争格局分散,欧美厂商占领行业龙头地位。竞争格局分散,欧美厂商占领行业龙头地位。全球模拟芯片市场整体并不存在垄 断或寡头竞争,市场分散度较低。根据 IC Insights 的统计数据,2018 年全球前 十大模拟 IC 供应商的市占率总和约为 60。此外,模拟 IC 行业龙头基本为欧 美企业,且拥有较长发展历史。德州仪器为全球模拟 IC 行业龙头,国内企业中 矽力杰、圣邦股份、卓胜微等具有良好发展前景。 国产替代重中之重,看好模拟芯片在国产替代重中之重,看好模拟芯片在 5G、物联网、电动汽车等新兴领域的应用、物联网、电动汽车等新兴领域的应用
7、 和发展前景。和发展前景。 中国模拟 IC 行业的市场巨大, 在全球市场中的规模占比超过 50%, 国产替代重中之重且具备可行性。未来,5G、物联网、电动汽车等创新应用领 域的发展也将推动 IC 设计行业不断成长,行业厂商应紧抓创新应用领域的发展 机会,做大做强国内新兴市场。 模拟芯片行业建议关注标的:模拟芯片行业建议关注标的:圣邦股份、卓胜微、扬杰科技、韦尔股份、汇顶科 技等。 风险提示:风险提示:模拟芯片行业受半导体行业周期影响明显,因而若全球半导体行业增 速出现下滑,则将在一定程度上影响行业整体增速;全球贸易局势紧张等宏观因 素可能影响行业整体增速;国产替代对行业的拉动作用不及预期。 行
8、业研究半导体产品与半导体设备 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 2 目目 录录 投资要点 . 6 1. 无处不在的模拟芯片 . 7 1.1 模拟,数字,A/D,D/A . 7 1.2 模拟芯片及其特征 . 7 1.3 模拟芯片的种类 . 8 1.4 模拟芯片的设计与生产 . 9 1.5 模拟芯片的下游应用 . 10 2. 全球模拟 IC 市场规模及竞争格局 . 11 2.1 全球模拟 IC 市场规模:江山如画,静中有动 . 11 2.2 模拟 IC 行业竞争格局:龙头不垄断,一时多少豪杰 . 12 2.3 透过德州仪器看行业,师夷长技 . 14 3. 我国模拟 IC 市场规模及竞争格局
9、. 16 3.1 我国模拟 IC 市场规模:全球占比超 50% . 16 3.2 我国模拟 IC 行业竞争格局亦十分分散. 16 3.3 国内模拟 IC 行业的排头兵:矽力杰和圣邦股份 . 18 4. 新兴市场,增量机会 . 22 5. 国产替代机遇几何,当挽雕弓如满月 . 23 5.1 贸易摩擦加速国产替代,市场方为机遇之源 . 23 5.2 一二级市场联动,资本助力科技发展 . 25 5.3 自上而下,政策优势是行业企业成长红利 . 26 5.4 “人和”为胜,大国博弈人才为先 . 27 6. 建议关注模拟芯片相关标的 . 28 7. 风险提示 . 30 行业研究半导体产品与半导体设备 请
10、务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 3 图目录图目录 图 1 模拟信号与数字信号 . 7 图 2 模拟 IC 在半导体产业链中的分布 . 8 图 3 信号链电路及电源管理电路的原理示意 . 9 图 4 不同种类的模拟 IC 及主要品类市场占比 . 9 图 5 模拟 IC 产业链概览 . 10 图 6 全球模拟芯片下游应用市场的市占率分布 . 11 图 7 2016-2022 年模拟 IC 市场规模及其在全球市场中的占比 . 11 图 8 2009-2020 年全球模拟半导体行业的市场规模及增速 . 11 图 9 2018-2023 全球主要 IC 产品的复合年增长率预测 . 12 图 10
11、2019-2024 年全球模拟芯片市场增速对比 . 12 图 11 不同种类的模拟 IC 及主要品类市场占比 . 12 图 12 2016-2018 年 TI 总营收(百万美元)的区域结构 . 13 图 13 2016-2018 年 ADI 总营收(百万美元)的区域结构 . 13 图 14 2013-2018 年德州仪器的营收结构 . 14 图 15 2014-2018 年德州仪器的净利润和毛利率水平 . 14 图 16 2014-2018 年 TI 营业成本及三费情况(百万美元) . 15 图 17 2014-2018 年 TI 的研发投入规模 . 15 图 18 2012-2018 年我国
12、模拟 IC 市场规模及增速 . 16 图 19 2017 年我国模拟 IC 市场下游应用分布 . 16 图 20 全球及国内模拟 IC 市场对比 . 17 图 21 矽力杰集团架构及发展历史概览 . 19 图 22 矽力杰产品目录及其营收结构 . 19 图 23 2014-2018 年矽力杰的净利润和毛利率水平 . 20 图 24 2014-2018 年矽力杰的研发投入规模 . 20 图 25 2017-2018 年圣邦股份的营收结构(百万元) . 20 图 26 2017-2018 年圣邦股份的净利润和毛利率水平 . 20 图 27 2017-2018 年圣邦股份的研发投入规模 . 21 图
13、 28 2017-2018 年圣邦股份的产品市场分布(%) . 21 图 29 手机终端中无线通信模块的构成 . 22 图 30 全球射频器件及射频前端市场规模(百万美元) . 22 行业研究半导体产品与半导体设备 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 4 图 31 2017-2025 年全球物联网市场规模的统计及预测 . 23 图 32 2018 年全球物联网半导体设备出货量统计(十亿件) . 23 图 33 电动汽车电源管理电路示意图及全球电动汽车市场占比 . 23 图 34 近五年中国集成电路月度进出口金额(万美元) . 24 图 35 2008-2018 年我国集成电路市场规模与产值
14、的对比 . 24 图 36 2014-2018 年中国模拟 IC 市场的全球规模占比 . 25 图 37 近两年模拟 IC 美方 Top 5 厂商在中国/亚太的营收 . 25 图 38 科创板和股权市场的联动发力有助于行业企业发展成长 . 26 图 39 2016-2019H1 圣邦股份营业收入规模 . 28 图 40 2016-2019H1 圣邦股份净利润规模及毛利润水平 . 28 图 41 2016-2019H1 卓胜微营业收入规模 . 29 图 42 2016-2019H1 卓胜微净利润规模及毛利润水平 . 29 图 43 2016-2019H1 扬杰科技营业收入规模 . 29 图 44
15、 2016-2019H1 扬杰科技净利润规模及毛利润水平 . 29 图 45 2016-2019H1 韦尔股份营业收入规模 . 30 图 46 2016-2019H1 韦尔股份净利润规模及毛利润水平 . 30 图 47 2016-2019H1 汇顶科技营业收入规模 . 30 图 48 2016-2019H1 汇顶科技净利润规模及毛利润水平 . 30 行业研究半导体产品与半导体设备 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 5 表目录表目录 表 1 模拟 IC 与数字 IC 的对比 . 8 表 2 IDM 与 Fabless 模式的对比 . 10 表 3 模拟 IC 终端市场典型应用场景 . 10
16、 表 4 2018 年全球 Top 10 模拟 IC 供应厂商的所属国家和成立时间 . 13 表 5 德州仪器主要模拟 IC 产品概览 . 14 表 6 德州仪器发展历史梳理 . 15 表 7 典型本土模拟 IC 厂商及其业务概览 . 17 表 8 2018 年典型本土模拟芯片厂商营收状况 . 18 表 9 圣邦股份主要模拟 IC 产品概览 . 21 表 10 华为供应链中可国产替代的芯片产品概览 . 24 表 11 近年来国家集成电路行业相关政策 . 27 行业研究半导体产品与半导体设备 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 6 投资要点投资要点 从中兴事件从中兴事件再再到华为事件,中美之
17、间的贸易摩擦到华为事件,中美之间的贸易摩擦促使促使我国芯片行业的国产替代趋势我国芯片行业的国产替代趋势 愈演愈烈;在当前全球产业链、价值链、供应链秩序发生深刻变革的背景下,我们看好愈演愈烈;在当前全球产业链、价值链、供应链秩序发生深刻变革的背景下,我们看好 模拟模拟 IC 行业的国产化进程,看好国内相关企业的成长行业的国产化进程,看好国内相关企业的成长发展发展和业绩突破。和业绩突破。 本篇报告中,我们首先介绍了模拟 IC 产品的分类和应用,随后梳理了全球模拟 IC 行业的市场规模及竞争格局,从而得出模拟 IC 行业的主要特征: (1)模拟模拟 IC 产品的种类丰富且生命周期较长。产品的种类丰富
18、且生命周期较长。模拟 IC 主要分为信号链产品和电 源管理产品,种类丰富且多元,以行业龙头厂商为例,德州仪器目前拥有超过 100000 种品类的产品。此外,模拟 IC 产品的迭代速度受摩尔定律影响较小,其产品生命周期可 超过 10 年。 (2)模拟模拟 IC 下游应用分布广泛且分散。下游应用分布广泛且分散。模拟 IC 可用于无线通信、汽车、工业、 消费电子等诸多领域,应用场景广泛且分散,全球市场中通信和汽车为最大应用市场。 (3)市场规模大,在全球半导体市场中的占比持续维持在市场规模大,在全球半导体市场中的占比持续维持在 22%左右。左右。2018 年全球 模拟半导体行业的市场规模约为 588
19、 亿美元,市场规模巨大,且近年来模拟 IC 在全球 半导体市场中的占比一直稳定在 22%左右。 (4)市场竞争格局分散,行业领军者以欧美厂商为主。市场竞争格局分散,行业领军者以欧美厂商为主。模拟 IC 市场不存在垄断或 寡头竞争情形,2018 年全球前十大模拟 IC 供应商基本全部为欧美企业,市占率总和约 为 60。 (5)IDM 与与 Fabless 模式并存,我们认为模式并存,我们认为 Fabless 为近年来行业趋势。为近年来行业趋势。对于模拟 IC 行业来说,IDM 模式较适合成熟且已占据一定市场份额的企业和相对稳定的市场,而 Fabless 模式则适合新兴市场或正在经历变革的市场。
20、(6)模拟模拟 IC 设计的技术壁垒高,行业人才稀缺。设计的技术壁垒高,行业人才稀缺。模拟 IC 的设计不仅需要全面的 专业知识,更需要设计师拥有长时间的经验积累,通常优秀的模拟 IC 设计师甚至需要 10 年以上的行业经验。 在此之后,我们将研究范围聚焦至国内市场,从国内市场的市场规模、竞争格局, 新兴市场机会等方面,以及宏观背景、资本和人才等角度论证了国产替代的意义和可行 性,也论证了我们看好国内模拟 IC 企业后续成长的思路与逻辑: IC 产业是国民经济与社会发展的战略性、 基础性和先导性产业, 而目前我国模拟 IC 产品的国产替代化率不高, 国外品牌在国内市场中占据领先地位。模拟 IC
21、 的市场竞争格 局分散,下游应用广泛,且我国是全球最大的应用市场,因而从市场环境来看,我们认 为现有情况利于我国企业不断发展,深耕国内市场;而另一方面,国内芯片设计企业已 从最初的基础薄弱逐步发展、 成长, 本土模拟 IC 企业的不断崛起使得我国与世界领先水 平之间的技术差距正在逐步缩小,甚至在某些产品领域已达到和超越了世界先进水平; 此外,资本市场、国家政策支持、人才培养等因素亦助力国内 IC 企业不断成长。 由此,我们认为产业链重构、国产替代是国内模拟由此,我们认为产业链重构、国产替代是国内模拟 IC 行业的重大机遇,我们看好行业的重大机遇,我们看好 国内具有创新能力和先进技术的模拟国内具
22、有创新能力和先进技术的模拟 IC 企业企业,其发展和业绩增长值得期待。,其发展和业绩增长值得期待。 行业研究半导体产品与半导体设备 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 7 1. 无处不在的模拟芯片无处不在的模拟芯片 1.1 模拟,数字,模拟,数字,A/D,D/A 信号的形式多种多样,无处不在。根据信号的形式多种多样,无处不在。根据模拟电子技术模拟电子技术基础一书中的定义,信号基础一书中的定义,信号 可根据对时间的连续与否被分为模拟信号和数字信号可根据对时间的连续与否被分为模拟信号和数字信号:模拟信号在时间和数值上均具有 连续性; 而数字信号则总是发生在离散的瞬间, 在计算机中被表示为二进制
23、 (即 0 和 1) 。 现实生活中的大多数物理量都对应着模拟信号。 使用电子电路可以使模拟信号和数字信号之间进行互换使用电子电路可以使模拟信号和数字信号之间进行互换。 根据 模拟电子技术基础 中的定义,对模拟信号进行数字化处理时,需要首先将其转换为计算机能够识别的数字 信号,即称为模-数转换(简称 A/D 转换,Analog to Digital);经处理后,计算机输出 的数字信号常需转换为能够驱动负载的模拟信号,因而称为数-模转换(简称 D/A 转换, Digital to Analog)。 图图1 模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号 资料来源:模拟电子技术基础(童诗白著),触乐网援引林
24、博昱,海通证券研究所 1.2 模拟芯片及其特征模拟芯片及其特征 根据信号的分类,能够处理模拟信号的芯片被称为模拟芯片,同理能够处理数字信根据信号的分类,能够处理模拟信号的芯片被称为模拟芯片,同理能够处理数字信 号的芯片被称为数字芯片,而既能处号的芯片被称为数字芯片,而既能处理模拟信号又能处理数字信号的混合芯片则隶属于理模拟信号又能处理数字信号的混合芯片则隶属于 模拟芯片。模拟芯片。 IC(Integrated Circuit),即集成电路,也被称为芯片,是指通过在硅晶片上制造 各种电子组件而形成的微观电路阵列。IC 是半导体产业链中极为重要的一环,基本上所 有的电子产品均由功能不同的模拟 IC
25、(模拟芯片)和数字 IC(数字芯片)所构成。 模拟信号转换为数字信号的过程模拟信号转换为数字信号的过程 模拟信号 数字信号 模拟电子系统示意图模拟电子系统示意图 信号的 提取 信号的 驱动与 执行 信号的 加工 信号的 预处理 A/D 转换 D/A 转换 计算机或 其他数字 系统 行业研究半导体产品与半导体设备 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 8 图图2 模拟模拟 IC 在半导体产业链中的分布在半导体产业链中的分布 资料来源:电子发烧友,华强电子网,圣邦股份官网,圣邦股份招股说明书,德州仪器官网,EEPW,海通证券研究所 不同于数字不同于数字 IC,模拟,模拟 IC 的先进性主要体现在
26、电路性能参数方面的改进,其迭代速的先进性主要体现在电路性能参数方面的改进,其迭代速 度受摩尔定律的影响较小,产品拥有更长的生命周期。度受摩尔定律的影响较小,产品拥有更长的生命周期。根据电子发烧友网站和模拟电 路的技术演变(徐开元)一文中的观点,数字 IC 更为强调运算速度与成本比的提升, 其性能的改进由晶体管集成数量的增加和特征尺寸与晶体管尺寸的减少所决定,即戈 登 摩尔提出的摩尔定律所决定,因此数字 IC 的生命周期很短,大约仅为 1 至 2 年;而 模拟 IC 的改进则更多地体现在电路速度、分辨率、功耗等参数方面的提升,强调的是高 信噪比、低失真、低耗电和高稳定性,因而产品一旦达到设计目标
27、就具备长久的生命力, 生命周期可长达 10 年以上。 表表 1 模拟模拟 IC 与数字与数字 IC 的对比的对比 模拟模拟 IC 数字数字 IC 信号传输形式信号传输形式 以波的形式传递模拟信号 二进制数字信号传输 失真程度失真程度 更易失真 不易失真 替代性替代性 低 高(可用标准产品替代) 技术层次技术层次 设计门槛高,学习曲线 10-15 年 EDA 辅助设计,学习曲线 3-5 年 产品特点产品特点 少量多样 量多样少 产品生命周期产品生命周期 长 短 平均零售价格平均零售价格 低但稳定 因时效性而变化 资料来源:电子发烧友,Diffzi,海通证券研究所 1.3 模拟芯片的种类模拟芯片的
28、种类 从功能角度来看,模拟电路主要可分为:(1)放大电路,即对信号功率、电流、 电压等进行放大;(2)信号转换电路,即实现各种信号的转换,如把电流信号转换成 电压信号、把交流信号转化成直流信号等;(3)运算电路,即执行电路的指数、微分、 加减乘除等运算;(4)滤波电路,即实现信号的抗干扰、变换、提取等工作;(5)直 模拟 IC 数字 IC 集成电路 光电器件 传感器 信号链产品 电源管理产品 微型元件 逻辑电路 存储器 分立器件 OSD 放大器、比较器、模拟开关等 线性稳压器、DC/DC 开关稳压器、电源 MOSFETs、LED 驱动器等 PLDs、门阵列、显示驱动等 MPU、MCU、DSP
29、等 DRAM、Flash 等 半导体市场半导体市场 按产品分类按产品分类 二极管、三极管、功率晶体管等 发光二极管、发光数字管、光电耦合器等 应变式传感器、压电式传感器、压阻式传 感器、电感式传感器、电容式传感器、光 电式传感器等 行业研究半导体产品与半导体设备 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 9 流电源, 可以为各种电子线路提供电源, 以及把交流电变为不同电流与电压的直流电等。 由此,我们可以将模拟芯片划分为由此,我们可以将模拟芯片划分为: (1)信号链产品信号链产品,包括放大器、比较器、模拟开关等,主要功能为模拟信号的放 大、变频和滤波;(2)电源管理电源管理产品产品,包括线性稳压
30、器、DC/DC 开关稳压器、电源 MOSFETs、LED 驱动器等,主要功能以电路的降压、升压、稳压和电压反向等为主。 图图3 信号链电路及电源管理电路的原理示意信号链电路及电源管理电路的原理示意 资料来源:电子工程世界,海通证券研究所 根据前瞻产业研究院的市场数据,根据前瞻产业研究院的市场数据,2018 年全球电源管理和电压控制类模拟芯片的年全球电源管理和电压控制类模拟芯片的 市场占比接近市场占比接近 60%,运算放大器和比较器的占比合计达,运算放大器和比较器的占比合计达 16%,ADC/DAC(A/D 转换,转换, D/A 转换)的市场占比达转换)的市场占比达 15%。 图图4 不同种类的模拟不同种类的模拟 IC 及主要品类市场占比及主要品类市场占比 资料来源:圣邦股份招股说明书,E