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2020中国信号链电源管理模拟芯片产业市场需求分析研究行业报告（20页）.docx

编号：20029

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2020中国信号链电源管理模拟芯片产业市场需求分析研究行业报告（20页）.docx

1、2020年深度行业分析研究报告目录1.模拟芯片的必要性.41.1.模拟芯片是处理外界信号的第一关.41.2.信号链和电源管理：两类重要的模拟芯片.71.3.模拟芯片各细分市场中，龙头遥遥领先.92.成长逻辑：需求发展驱动模拟芯片三大变化.102.1.下游变化：消费电子占信号链比重减小.102.2.产品结构变化：电源管理明显受益于消费电子和工业的增长.132.3.商业模式变化：应用型芯片的崛起降低自建厂房的重要性.153.估值逻辑：模拟芯片公司如何估值？.163.1.指标：历史来看，PEG相对较好.163.2.什么公司值得高估值？.174.展望未来，中国能否出现下一个德州仪器？.184.1.技术

2、差距有望缩短.184.2.巨大市场提供国产替代机遇.18插图目录图1：模拟芯片是信号处理必不可少的一环.4图2：模拟芯片主要是信号链和电源管理芯片，2018年市场规模527亿美元.5图3：从60年代至今，模拟芯片市场规模已发展至近600亿美元.5图4：30年来，模拟芯片的市场份额逐渐向龙头集中.6图5：运放是许多模拟器件的基础，比如滤波器就是由运放和电阻组成.7图6：数据转换器包括数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）.7图7：电路中常见的电源管理需求.8图8：稳压是电路的基本功能.8图9：电源管理芯片应用领域广泛.9图10：LDO和DC-DC转换器是常见的两类电源管理芯片.9图11：模拟

3、芯片主要是信号链和电源管理芯片.9图12：2015年运算放大器市场格局.10图13：2018年电源管理市场份额.10图14：2010年数据转换器市场份额.10图15：数据转换器龙头亚德诺份额逐渐扩大.10图16：在2000年，消费电子市场曾支撑ADI四分之一的营收.11图17：运放下游市场中，消费电子仅占8%.11图18：数据转换器下游市场中，消费电子占比较小.11图19：飞机上具有多个传感器，需要大量的信号链产品处理交互的需求.12图20：消费电子市场，信号链产品主要走“更高集成度、更小尺寸”的路线.12图21：运算放大器占模拟芯片比例减少.13图22：从80年代开始，数模转换器占模拟芯片比

4、例减少.13图23：从80年代开始，电源管理占模拟芯片比例大幅增加.14图24：标准型模拟芯片出货量大于应用型.15图25：市场规模上，应用型模拟芯片大于标准型.15图26：ADI的资本支出占经营性现金流比重减少.16图27：TI三个阶段的市值增长与净利CAGR相关性同样较强.17图28：ADI三个阶段的市值增长与净利CAGR相关性较强.17图29：MPS市值稳步增长.18图30：亚德诺早期发展依赖于政府营收.19图31：中国为全球半导体最大市场.19表格目录表1：2018年，前10大模拟芯片公司市占率超50%.5表2：前10大模拟芯片公司擅长领域.6表3：手机内各功能模块需要不同的电源管理器

5、件配合.14表4：本土模拟芯片厂商代表.20qRsNoOsOrMoQtRmNuMoPoN7N8Q6MoMoOpNoOfQpPsPeRoOsN8OpPzQuOrQzQvPmRuN1.模拟芯片的必要性1.1.模拟芯片是处理外界信号的第一关所有数据的源头是模拟信号，模拟芯片是集成的模拟电路，用于处理模拟信号。模拟信号是在时间和幅值上都连续的信号，数字信号则是时间和幅值上都不连续的信号。外界信号经传感器转化为电信号后，是模拟信号，在模拟芯片构成的系统里进行进一步的放大、滤波等处理。处理后的模拟信号既可以通过数据转换器输出到数字系统进行处理，也可以直接输出到执行器。常见的数模混合系统包括：消费领域的手机

6、、个人电脑、数码相机、麦克风、扬声器等，工业领域的温度检测器、心电图仪、飞机系统，汽车领域的倒车显示仪等，模拟芯片无处不在。图1：模拟芯片是信号处理必不可少的一环资料来源：模拟电子电路,信号以电的形式传递，根据电流/电压的强弱分成两类模拟信号，弱电和强电。信号链产品负责对弱电进行处理。电源管理产品主要对强电进行处理，亦处理弱电。全球模拟芯片市场空间近600亿美元。全球集成电路市场3402亿美元，模拟电路占15%。模拟电路中，信号链市场143亿美元，电源管理市场216亿美元。从1968年出现的第一个集成运放开始，到2018年，模拟芯片已成为一个全球规模近600亿美元的产业。图2：模拟芯片主要是信

7、号链和电源管理芯片，2018年市场规模527亿美元图3：从60年代至今，模拟芯片市场规模已发展至近600亿美元70060050040030020010000.91.24.658880%60%40%20%0%-20%-40%市场规模增速资料来源：WSTS，资料来源：ADI，Gartner，WSTS，SIA，目前，前10大模拟芯片公司占据过半的市场份额。2018年，前10大模拟芯片公司分别为德州仪器（TI）、亚德诺（ADI）、英飞凌（Infineon）、思佳讯（Skyworks）、意法半导体（STMicroelectronics）、恩智浦（NXP）、美信（Maxim）、安森美（OnSemi）、微芯

8、科技（Microchip）和瑞萨（Renesas）。其中，德州仪器擅长电源管理，是该领域的龙头；ADI以运算放大器起家，是数据转换器龙头，在运放、电源管理的市场份额靠前。英飞凌是从西门子集团中剥离，独立上市的半导体企业。目前排名靠前的模拟芯片公司，基本都是成立在集成电路诞生的60年代初和黄金的90年代，与集成电路行业共同成长，包括现龙头德州仪器（1930）、曾经的龙头国民半导体（1959），以及目前的次席亚德诺（1965）等，依靠对模拟技术的原始积累（Know-how）形成了核心竞争力。表1：2018年，前10大模拟芯片公司市占率超50%2018公司中文名成立时间市占率营收（亿美元）净利润率P

9、/E1TI德州仪器193018%10835%242ADI亚德诺19658%5524%233Infineon英飞凌19996%3814%324SkyworksSolutions思佳讯19626%3724%185STMicroelectronics意法半导体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瑞萨20021%97%16资料来源：ADI，Gartner，SIA，WSTS、在前十大模拟芯片公司中，德州仪器是第一个制造

10、出集成电路的公司，在电源管理和运算放大器这两个领域处于龙头地位，下游市场集中于工业和汽车电子市场。次席亚德诺是多年的数据转换器龙头，目前专注于工业和通信市场。英飞凌是著名的汽车电子厂商，在电源管理和功率半导体中排名靠前。思佳讯则是一家专注射频领域的模拟厂家，射频芯片巨头之一，主要客户为苹果等消费电子厂商，以及通信设备厂商供货。恩智浦、安森美、瑞萨均是实力较强的汽车电子厂商，美信则更专注于工业领域，微芯科技在模拟产品外，较为偏重于数字领域的MCU。表2：前10大模拟芯片公司擅长领域2018公司中文名专长领域主要下游市场1TI德州仪器电源管理及运算放大器龙头工业、汽车电子2ADI亚德诺数据转换器龙

11、头工业、通信3Infineon英飞凌电源管理、功率半导体汽车电子4SkyworksSolutions思佳讯射频开关、射频滤波器、射频功放消费电子、通信5STMicroelectronics意法半导体电源管理、传感器工业、汽车电子6NXP恩智浦安全认证、微控制器、RF电源汽车电子7Maxim美信微控制器工业8OnSemi安森美电源管理、功率半导体汽车电子9Microchip微芯科技微处理器、微控制器通信、汽车电子10Renesas瑞萨微控制器汽车电子资料来源：行业格局“一超N强”，龙头以外竞争分散。在模拟芯片领域，德州仪器是当之无愧的龙头，市场份额18%，从04年以来便稳居第一。而从行业第二名到

12、第十名份额均只有个位数，份额均较为接近。其中，第二名的亚德诺是通过在2017年收购产品线类似的凌特（LinearTech），超越英飞凌成为行业第二。因此，模拟芯片行业的竞争较为分散，是“一超（德州仪器）”和“N强（亚德诺、英飞凌、意法半导体等）”的格局。行业并购不断，竞争格局走向集中。1990年，德州仪器还不是模拟芯片的龙头，模拟芯片行业竞争高度分散，排名第一的国民半导体市占率仅7%，与前十名剩下的公司份额相近。然而到了2002年，意法半导体跃居第一，并占有了10%以上的市场。2004年开始，德州仪器开始稳居第一，份额遥遥领先。同时，排名靠后的公司通过不断地合并和收购，获取了更大的市场份额。重

13、要的收购包括：国民半导体被德州仪器收购（2011），飞思卡尔从摩托罗拉分离、最后被恩智浦收购（2015），仙童半导体被安森美收购（2016），Intersil被瑞萨收购（2016），凌特被亚德诺收购（2017）。可以看到，近30年来，整个模拟芯片行业不断地整合，龙头市占率不断提高，行业不断走向集中。图4：30年来，模拟芯片的市场份额逐渐向龙头集中资料来源：WSTS，Dataquest，1.2.信号链和电源管理：两类重要的模拟芯片信号链产品主要包括运算放大器和数据转换器，处理信息交互的需求。在数模混合的系统中，一个完整的信号处理过程如下：传感器：通过传感器获取外界原始的物理信号，典型的包括声音、

14、图像、温度、湿度、压力等，并转换成于这些物理信号相对应的连续时间模拟信号，典型形式为电压/电流。放大器、滤波器：通过由放大器和滤波器构成的信号调理单元对模拟信号进行处理。放大器的作用是将微弱的模拟小信号进行放大，以适配到ADC的满量程输入范围；滤波器的作用主要是对信号进行带限，目的是满足奈奎斯特采样定理的要求。数据转换器：通过ADC将处理后的电压/电流信号转换为所对应的离散数字量，提供给后续数字单元进行处理。数字处理：由数字处理系统（MCU、DSP或FPGA）对离散数字量进行数字化处理，它通常用于实现数字信号处理算法。数据转换器：数字处理系统处理完以后的离散数字量送到了DAC。通过它，再次转换

15、成连续的模拟信号。滤波器：由于DAC输出的信号中含有“台阶”型的高频分量，因此需要使用重构滤波器进行进一步处理滤除高频噪声，最终得到重构后的模拟输出信号。其中，最重要的是运算放大器和数据转换器。运算放大器是模拟电路的“基础积木”，应用极为广泛。运算放大器是指对模拟信号进行相加、积分等运算的放大电路，常用于将微弱的小信号放大成大信号。同时，运算放大器是构成许多模拟器件的基础，数模转换器、电流-电压转换器、滤波器、比较器、线性稳压器等都需要运放。可以说，运算放大器是模拟电路的“基础积木”。数据转换器是连接模拟与数字系统的桥梁，必不可少。模数转换器（ADC）负责将模拟信号转换成数字信号，数模转换器（

16、DAC）负责将数字信号转换为模拟信号。传感器把真实世界的温度、压力、声音等转换成电信号，这些信号大多为模拟信号，无法被数字系统识别与处理。只有通过ADC的转换才能被MCU采集并处理。另外，扬声器等都需要模拟信号输入才能工作，所以需要DAC把数字系统输出的数字信号转换成模拟信号。因此，只要涉及数字处理，就一定要有数据转换器。图5：运放是许多模拟器件的基础，比如滤波器就是由运放和电阻组成图6：数据转换器包括数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）资料来源：资料来源：电源管理是电子电路必要需求。只要是电子系统，均需要电源供电，常见的供电电源有电源适配器、蓄电池、等。根据输入输出电流类型，我们可以将

17、电源管理器分为4大类型：AC-DC（整流）、AC-AC（变频等）、DC-DC（斩波）、DC-AC（逆变）。图7：电路中常见的电源管理需求资料来源：开关电源原理与设计，开关整流器（ACDC）主要负责将交流电转换成直流电，常见的有笔记本电脑的电源适配器。交流交流变频器（ACAC）负责将某个频率的交流电转换为另一种恒定频率或可变频率的交流电。直流直流变换器（DCDC）将直流电转换成另一种不同频率、相位、电流、电压特征的直流电。逆变器（DCAC）将直流电转换成交流电的开关变换器，有的称其为变流器，是交流输出开关电源和不间断电源（UPS）的主要部件。图8：稳压是电路的基本功能资料来源：开关电源原理与设计

18、，电源管理芯片是集成的电源管理电路，主要功能是稳压、升降压、恒流、交流直流转换等，分为线性稳压器(LDO)、电荷泵(Charger-pump)芯片、DC-DC转换器(DC-DC)、交流直流转换器(AC-DC)、LED驱动芯片等。典型的应用是手机、笔记本电脑等消费电子的充电器、LED驱动器。比如，稳压器对220V的市电降压，并输出稳定的直流低压供用笔记本电脑；LED驱动对手机内部电源升压，以驱动摄像头闪光灯。图9：电源管理芯片应用领域广泛图10：LDO和DC-DC转换器是常见的两类电源管理芯片LDO,20.20%其它,46.40%DC-DC转换器,15%驱动器,12%AC-DC转换器,6%资料来

19、源：实例解读模拟电子技术，资料来源：电子发烧友2014，1.3.模拟芯片各细分市场中，龙头遥遥领先在模拟集成电路中，电源管理是最大的市场，规模约216亿美元，占比42%；信号链市场143亿美元（28%），射频及其他产品市场约158亿美元，占比30%。在放大器领域，德州仪器占据近三分之一的市场（29%），亚德诺第二（18%）。在数据转换器领域，亚德诺是绝对的龙头，目前占据数据转换器半壁江山（48%），长期领先于竞争对手。在电源管理领域，龙头德州仪器占据超四分之一的市场份额（21%），高通（15%）、亚德诺（13%）、美信（12%）、英飞凌（10%）份额相近。图11：模拟芯片主要是信号链和电源管理

20、芯片资料来源：WSTS，图12：2015年运算放大器市场格局图13：2018年电源管理市场份额思佳讯,意法半导体,3%2%其它,17%德州仪其它,29%德州仪器,21%Intersil,3%器,29%恩智浦,3%英飞凌,高通,15%安森美,4%凌特,6%博通,8%亚德诺,18%10%美信,12%亚德诺,13%意法半导体,美信,7%资料来源：Gartner，资料来源：Gartner，图14：2010年数据转换器市场份额图15：数据转换器龙头亚德诺份额逐渐扩大其它,12%NXP,2%飞兆半导体,2%4%国民半导体,4%亚德诺,48%凌特,4%美信,6%德州仪器,19%资料来源：Databeans，

21、资料来源：Gartner，市场对于模拟芯片的主要疑问在于：1）成长逻辑：模拟芯片产业的成长受何种因素驱动？2）估值逻辑：什么样的模拟芯片公司值得高估值？下面，我们将会剖析模拟芯片的成长逻辑和估值逻辑。2.成长逻辑：需求发展驱动模拟芯片三大变化2.1.下游变化：消费电子占信号链比重减小模拟芯片下游的市场主要有工业、通讯、消费电子和汽车，工业市场即工控和航空组成的市场，通讯市场主要是基站等通信设备，消费电子即手机、笔记本电脑、MP3、数码相机等的市场。80年代后期，ADI曾经依靠消费电子迅速发展。60-70年代在ADI发展的早期，其业务大多集中在工业及军用器材上。1985年开始，受移动通信推动，消

22、费电子市场兴起，ADI将发展重心转移到消费电子，其营收占比在2000年一度到25%，推动整体营收翻7倍。而到2018年，消费电子的营收占比减少到14%。图16：在2000年，消费电子市场曾支撑ADI四分之一的营收资料来源：ADI，如今，信号链的下游市场中，消费电子占比已经很小。2015年，运算放大器芯片的下游主要是通信（36%）和工业（33%），消费电子占比仅有8%。数据转换器的下游市场同样，销售给工业领域的占比超过50%，而消费电子占比仅为12%。由此，我们提出第一个问题：为什么信号链产品的下游市场中，消费电子的占比在缩小？图17：运放下游市场中，消费电子仅占8%图18：数据转换器下游市场中，消费电子占比较小消费电消费电通信,计算机,8%子,8%通信,36%计算机,12%子,12%18%汽车,15%工业,33%汽车,7%工业,51%资料来源：Gartner2015,资料来源：Gartner2015，我们认为，电子行业，一向是需求推动技术增长。信号链主要需求是交互，在60-70年代模拟芯片发展的早期，信号链主要用于工业下游，工业设备连接电脑以及飞机的航电系统，起到工业设备、飞行设备与外界交互的功能。例如，飞机上有大量的传感器以辅助飞行，送

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