1、国产模拟芯片研究框架 专题报告 证券研究报告 半导体行业 2020年5月27日 1 分析师： 陈杭执业证书编号： S08 核心观点 2 模拟芯片种类繁多，生命周期长，形成了长坡厚雪，强者恒强的行业格局。模拟芯片厂商通 过分拆、收购、合并发展，目前全球行业龙头都为国外厂商。根据2018年IC Insights数据， 全球前十大模拟芯片厂商市占率约为60%，全球模拟芯片龙头包括德州仪器、ADI、恩智浦、 意法半导体等。 行业受益于5G浪潮，同时新能源、物联网兴起推动模拟芯片行业发展。疫情影响下，手机市 场销量有所下滑。但国内5G新基建提速，年内预计将开通60万座基站。随着5G

2、网络的完善， 5G手机渗透率有望加速向上。汽车电动化推动车用半导体量价齐升，另一方面移动物联网时 代正逐渐向万物互联时代转变。 国产模拟龙头为圣邦股份、思瑞浦。圣邦股份主要布局电源管理芯片，思瑞浦主攻信号链模 拟芯片。目前两家均已进入华为供应链，随着国产替代进程不断加速，公司产品组合不断丰 富，国产模拟龙头有望快速成长。 2020年投资机会来自于国产替代、行业下游需求增长。国内模拟芯片厂商有望凭借持续加大 的研发投入和轻资产的Fabless模式提升空间，来缩小与国际水平的差距。建议关注相关产业 链标的：圣邦股份（300661.SH），思瑞浦（A20066.SH）。 风险提示：全球贸易局势紧张，

3、宏观环境恶化；行业整体发展不及预期；公司发展不及预期。 qRpQrQnOtOqRzQnPuMnRvN7N9RbRnPnNmOmMjMoOpReRmMnMbRrRvMMYrMqRMYmPmP 目录 3 模拟IC架构：信号链和电源管理 全球模拟IC行业格局：长坡厚雪，强者恒强 模拟IC行业发展驱动力：汽车电动化、工业物联、5G大潮 模拟芯片国产格局：北圣邦，南思瑞浦 目录 4 模拟IC架构：信号链和电源管理 全球模拟IC行业格局：长坡厚雪，强者恒强 模拟IC行业发展驱动力：汽车电动化、工业物联、5G大潮 模拟芯片国产格局：北圣邦，南思瑞浦 核心观点 5 模拟芯片主要分为电源管理和信号链。 模拟芯片

4、在信号链主要是处理、接收发送模拟信号，将光、磁场、温度、声音等信息转化为 数字信号，主要包括放大器、滤波器、变频等。 电源管理器件主要用于管理电池与电路之间的关系。负责电能转换、分配、检测的功能，因 此对电源管理芯片能够满足高稳定、低功耗等要求。电源管理元器件覆盖了AC/DC、DC/DC、 PMIC、LDO、PWM等方面。 模拟IC市场拆解 6资料来源：IC Insights，方正证券研究所 半导体 分立器件 集成电路 光电器件 传感器 分立器件 数字IC 模拟IC 通用模拟IC 特殊模拟IC 放大器/比较 器 接口 电源管理 信号转换 消费电子 计算机 通讯 汽车 工业/其他 模拟、数字芯片

5、对比 7资料来源：电子发烧友，方正证券研究所 模拟芯片数字芯片 特点 高信噪比、低失真、低耗电、高可 靠性和稳定性 高运算速度，低成本 应用范围电源管理、信号链、数模转换 逻辑运算处理与控制，数字信号编 码与解码 设计难度辅助工具少，学习曲线10-15年电脑辅助设计，学习曲线3-5年 工艺BCD、SiGe、GaAsCMOS 元器件布局 减少电阻、电容、电感，降低噪音、 失真 无需考虑噪音、失真影响 认证周期长，1年以上短，3个月左右 特殊封装工艺要求WCPS无 生命周期10年2-3年 替代性低高 产品特点少量多样量多少样 ASP价格低，稳定随时间递减 模拟芯片种类繁多 8资料来源：德州仪器，A

6、DI，方正证券研究所 放大器 运算放大器比较器仪表放大器 电路感应 放大器 可编程/ 可变增益 放大器 特殊功能 放大器 数据转换器 模数转换器数模转换器 集成型/特殊 功能数据转 换器 射频/微波 宽带收发 器、接收器 和发送器 混频器和调 制器 射频滤波器 射频放大器 毫米波传感 器 射频收发器 电源管理IC 直流/直流 开关稳压器 DC/AC控制 器和转换器 电池管理IC 线性/LDO 稳压器 监控器和电 压基准 多通道 IC 和 PMIC USB 电源产品 LED驱动器MOSFET 时钟/计时 时钟缓冲器抖动清除器网络同步器 时钟发生器振荡器RTC计时器 传感器 磁场传感器温度传感器光

7、传感器 电机驱动IC 显示器电源 与控制 栅极驱动器 电源开关. 接口 电路保护电平转换器隔离 信号调节器 串行器/解 串器 开关和传感 器检测器 信号链电源管理 模拟芯片工作原理 9资料来源：思瑞浦，方正证券研究所 放大 器 模数转换器 中央处理器 数模转换器 放大 器 电源管理芯片 （线性稳压器、电源监控芯片等） 现实世界 温度 压力 位置 速度 声音 光 电 连续的模拟信号处理通路：采集、放大、滤波等 连续的模拟信号输出通路：放大、驱动器输出等 信号链芯片工作原理 10资料来源：瑞萨电子，方正证券研究所 模拟芯片在信号链主要是处理、接收发送模拟信号，将光、磁场、温度、声音等信息转化为 数

8、字信号，主要包括放大器、滤波器、变频等。 图表：信号链解决方案 放 大 器 放 大 器 DCP 数码控制 分压计 实时时钟 低成本、低功率、 高精度 精密电流 仪器 信号传 感器 开关/ 多路复用器 ADCDACMCU 接口 基准电压 DCP 数码控制分压计 放 大 器 DCP 数码控制 分压计 低漂移、低功率、 低噪声 精密电流 仪器 高速 模拟IC放大器 11 输入前输入后 放大器包括运算放大器（op-amps）、仪表放大器、缓冲器、射频。 运算放大器采取数学运算方式放大、减少输入，因此常见于大多数电路板中。运算 放大器在类比输入上运作，可用于放大或减少输入，并执行加、减、微分与积分等 数

9、学运算。由于运算放大器的用途广泛，因此许多常见于多数电路板中。比较器在 大多数情况下是使用在专用的比较器集成电路，输出1/0（正极/负极电压），但也 可使用运算放大器替代。 射频PA多用于发射链路,将微弱信号放大为功率较高的信号。既在给定失真率条件 下，射频放大器能够产生最大功率输出，以此来驱动某一负载。 图表： 放大器正向放大信号 资料来源：瑞萨电子，方正证券研究所 模拟IC数据转换器 12 数据转换器将数字信号与模拟信号连接，实现信息的相互转换。数据转换器通常包括模拟-数 字转换器（ADCs）、数字-模拟转换器（DACs）、模拟前端集成电路， ADC是将模拟信号 转变为数字信号，DAC则相

10、反，是将数字信号转变为模拟信号。广泛应用于工业、通信、汽 车和消费电子方面。 根据德州仪器的投资方向，转换器正逐渐向高精度和高速度发展。高精度要求转换器具有小 体积、低功耗、高精度、高吞吐量的性能，而高速度则需要超高速和低功耗来实现。 图表： 模拟、数字信号相互转换 资料来源：德州仪器，方正证券研究所 图表： 转换器向小型化发展 输入 ADC DAC 滤波器 输出 数据转换器发展趋势 13资料来源：德州仪器，方正证券研究所 DAC8568 DAC 80580 TLY5631 ADS 1220 ADS 1219 ADS1240 200020092018 13.0mm 10.5mm 5.0mm 2

11、.4mm 3.0mm 3.5mm 8.2mm 3.5mm3.0mm 5.08mm 4.4mm 2.4mm DAC ADC 尺寸缩小18倍 功耗下降2倍 数据传输率提高67倍 精度上升96倍 尺寸缩小12倍 功耗下降2倍 数据传输率提高40倍 信号链其余模拟芯片细分类别 14资料来源：卓胜微，微芯、方正证券研究所 分类应用 接口器件 一般用于优化系统通信，提高信号范围和质量，增强运行可靠性。主要产品包括收发器、串行器/解串器和信 号调节器等。 时钟/计时显示、记录时间或数据，数据断点保护以及检测功能 传感器接受磁场、光、热感应 比较器 将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路，并将结果转换为

12、逻辑电平输出，常应用于波形变换、脉 冲振荡等电路 模拟射频芯片细分类别 功率放大器用于发射链路，将微弱信号放大为功率较高的信号 低噪声放大器用于接收来自天线中的小信号并放大信号功率 滤波器用于筛选信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率 包络追踪器用于提高承载高峰均功率比信号的功放效率 多工器是一组非叠加的滤波器，帮助通道的数位信号输往单一的接收端。 Tuner用于发射机和天线之间，调谐后实现阻抗匹配。 开关用于接收、发射通道之间的切换 模拟IC电源管理 15 电源管理器件主要用于管理电池与电路之间的关系。负责电能转换、分配、检测的 功能，因此对电源管理芯片能够满足高稳定、低功耗等

13、要求。电源管理元器件覆盖 了AC/DC、DC/DC、PMIC、LDO、PWM等方面。 资料来源：Richtek，方正证券研究所 图表： 电源管理应用实例 电源 充电器 电池 电量计 返驰控制器PFC控制器 低噪声 LDO DC/DC 升压转换 DC/DC 升降压 DC/DC 降压 DDR终结 电阻 音频 放大器 直流LED 驱动 交流LED 驱动 3V 有线模组 5V USB端口 3.3V 传感器 1V SoC 1.8V/0.9V DDR内存 8 扬声器 LED 背光 LCD面板 LED灯泡 13V/0.6A 交流线路 24/48V工业用电 12V消费适配器3V-4.2V电池 电源管理芯片工作

14、流程 16资料来源：OFweek，方正证券研究所 电源控制芯片 时钟电路 复位电路 电源开关 处理器 电池 充电电路 充电接口 输出供电电压 电源管理细分类别 17资料来源：EEfoucs，方正证券研究所 分类应用 电源管理 通过充电器、电量计、监控器、平衡器和保护器延长电池使用寿命，使电池使用更加 可靠。 AD-DC交流市电转换，通过变电器将交流电转变为直流电 DC-DC将电源（电池）的直流电压变成低压直流电压或高压直流电压 栅驱动芯片用于MOSFET、IGBT、GaNFET和SiCFET等 功率控制芯片降低开关功耗，提高驱动器效率，简化了控制和开关稳压器系统的设计 开关稳压器产生固定或可调

15、输出电压 LDO芯片敏感模拟系统且具有低压降电压的线性稳压器 接口热插拔芯片免除接入、拔除新接口带来的影响 LED驱动器应用于显示屏LED 背光驱动、LED 闪光灯驱动等领域 目录 18 模拟IC架构：信号链和电源管理 全球模拟IC行业格局：长坡厚雪，强者恒强 模拟IC行业发展驱动力：汽车电动化、工业物联、5G大潮 模拟芯片国产格局：北圣邦，南思瑞浦 核心观点 19 模拟芯片行业的特点是：长坡厚雪，强者恒强。主要是由于模拟芯片生命周期长，应用领域 繁多，并且价格低且稳定。因此模拟芯片行业龙头地位较为稳固，但市场空间巨大。 模拟芯片增速高于行业平均。主要增长动力来自新能源汽车、物联网、5G通信行

16、业的发展。 模拟芯片以成熟制程为主，可控制造、工艺改进加速模拟芯片差异化。模拟芯片不像数字芯 片追求先进制程，模拟芯片更加注重稳定和成本。因此模拟芯片产能主要在8寸晶圆，制程大 多集中在28nm以下。 长坡厚雪，强者恒强 20资料来源：思瑞浦招股说明书，方正证券研究所 强调可靠性和稳定性，一经量产往往具有长久生命力 生命周期长 分为线性器件、信号接口、数据转换、电源管理等 应用领域繁杂 设计人员既要熟悉设计和工艺流程，又要熟悉大部分元器件 人才培养时间长 功能细分多，不易受到单一产业景气度影响 价格低且稳定 模拟芯片增速高于行业平均 21资料来源：IC insights、方正证券研究所 图表：

17、2018-2023年市场规模平均年增长速度图表： 2018-2023年出货量平均年增长速度 7.40% 7% 5.80% 5.60% 3.80% 模拟芯片 逻辑芯片 集成电路总体市场 存储芯片 微元器件 9.60% 9% 8.50% 8.40% 3.00% 模拟芯片 逻辑芯片 集成电路总体市场 微元器件 存储芯片 图表：芯片出货量拆分（百万件） 0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2016 2017 2018 2019 2023 数字IC模拟IC 模拟

18、芯片年平均增速位列集成电路细分 行业第一。根据IC Insights数据，模拟 芯片市场在2018-2023年的年平均增速 为7.40%，在集成电路总体市场中排名 最高。一方面由于模拟芯片种类繁多， 涉及的下游产品众多，另一方面5G、 新能源产业、物联产业发展都将推动模 拟芯片发展。 模拟芯片行业概况 22资料来源：IC insights、方正证券研究所 图表：2016-2023年模拟芯片市场规模图表： 2018-2023年模拟芯片年复合增长率 图表：预计2019模拟芯片市场拆分图表：预计2019年集成电路市场拆分 MOS逻辑芯 片 25% MPU 18% 模拟 15% DRAM 22% 闪存

19、 14% MCU/DSP 5% 其他记忆体 1% 放大器/ 比较器 6% 接口 4% 电源管理 24% 信号转换 6% 消费者 4% 计算机 4% 通讯 30% 汽车 17% 工业/其他 5% 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 2000222023 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 汽车 通讯 计算机 工业和其他 消费者 电源管理 信号转换 放大器/比较器 接口 功能细

20、分，价格稳定 23 资料来源：IC insights、方正证券研究所 图表：全球电源管理市场空间图表：全球信号转换市场空间 图表：全球接口芯片市场空间图表：全球放大器和比较器市场空间 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20,000 2000222023 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0 2,000 4,000

21、 6,000 8,000 10,000 12,000 2000222023 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 0.19 0.20 0.21 0.22 0 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 2000222023 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 200192020202

22、120222023 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 功能细分，价格稳定 24 资料来源：IC insights、方正证券研究所 图表：全球计算机模拟芯片市场空间图表：全球工业模拟芯片市场空间 图表：全球汽车模拟芯片市场空间图表：全球通讯模拟芯片市场空间 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 2000222023 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 10,000 20,000 30,000 40,

23、000 2000222023 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 0.43 0.435 0.44 0.445 0.45 0.455 0.46 0.465 0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 2000222023 市场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 2000222023 市

24、场价值（百万美元）单位数（百万）ASP（美元） 模拟芯片其他应用市场份额 25资料来源：Bloomberg、方正证券研究所 图表：模拟芯片工业端市场份额图表：模拟芯片有线通信市场份额 图表：模拟芯片无线通信市场份额图表：模拟芯片消费电子市场份额 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2005200620072008200920001620172018 德州仪器ADI三菱美信 安森美微芯博通意法半导体 和康电讯富士电子其他 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 1

25、00% 2005200620072008200920001620172018 博通德州仪器美信瑞萨电子ADI微芯 恩智浦安森美芯科和康电讯其他 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2005200620072008200920001620172018 博通德州仪器三星电子Dialog凌云ADI 美信Skyworks安森美Qorvo其他 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 200520062007200820

26、0920001620172018 博通德州仪器三星电子Dialog凌云ADI 美信Skyworks安森美Qorvo其他 模拟芯片厂商份额占比 26资料来源：IC insights、方正证券研究所 图表：模拟芯片主要厂商营收（百万美元）图表： 模拟芯片市场份额稳定 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000 2001620172018 德州仪器ADI英飞凌Skyworks 意法半导体恩智浦美信安森美 微芯瑞萨Linear 0% 10% 20% 30% 40% 5

27、0% 60% 70% 80% 90% 100% 200172018 德州仪器ADI英飞凌Skyworks 意法半导体恩智浦美信安森美 微芯瑞萨Linear其他 模拟芯片厂商通过分拆、收购、合并发展。1999年摩托罗拉分拆出安森美，同年西门子分拆 出英飞凌，2006年飞利浦半导体业务分拆形成恩智浦。2009年日电半导体业务与瑞萨合并形 成瑞萨电子，国家半导体则在2011年被德州仪器收购。美信在1995年尚排在20名开外，但在 完成一系列收购后，在2018年跻身前十。 日本退出，欧美称霸模拟芯片市场 27资料来源：IC insights、Gartner、方正证券研究所 排名1

28、995国家/地区2018国家/地区 1意法半导体欧洲德州仪器美国 2飞利浦欧洲ADI美国 3国家半导体美国英飞凌欧洲 4摩托罗拉美国Skyworks美国 5德州仪器美国意法半导体欧洲 6东芝日本恩智浦欧洲 7三洋日本美信美国 8ADI美国安森美美国 9西门子欧洲微芯美国 10日电日本瑞萨日本 图表：模拟芯片市场份额排名 模拟芯片行业收购兼并发展 28资料来源：公司官网，方正证券研究所 2011.042011.09 2013.12 2014.022014.062015.042015.04 2015.052015.052015.11 2016.07 2016.09 2016.09 2017.03

29、2016.01 2018.032018.08 并购国家半导体 收购 NetLogic Microsystems 收购 LSI 并购超群半导体 收购HITTITE微 波公司 收购美国国际整 流器公司IR 收购飞思卡尔 收购Micrel 合并 收购飞兆半 导体 收购Atmel 收购Linear 收购Intersil 收购OneTree 收购仙童 半导体 收购IDT 收购美高森美 收购Dialog PMIC资产 2018.102019.06 收购 Quantenna 收购赛普拉斯 收购钰泰 2019.062019.12 2006.09 飞利浦半导体业 务分拆 2009.04 与NEC半导体业 务合并

30、 模拟芯片增长高于行业平均 29资料来源：思瑞浦、圣邦股份、矽力杰、德州仪器、方正证券研究所 图表：模拟芯片产品种类数量对比 图表：思瑞浦营收与产品数量同步增长 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 0 50 100 150 200 250 300 350 200182019 营业收入（百万元）产品数量 14383 260 114 44 德州仪器 矽力杰 圣邦股份 思瑞浦 图表：2019年营业收入对比（百万美元） 模拟芯片行业重视积累，产品种类积累带 来业绩增长。德州仪器在经历了90年的 发展后积累了12.5万种模拟芯片产

31、品，并 且每年将新增3000-4000种。国产模拟 龙头圣邦股份2019年积累了1400多种模 拟芯片产品。根据思瑞浦数据，公司营收 往往与产品数量保持相同趋势，主要由于 模拟芯片生命周期较长，收入重叠将会推 动公司业绩增长。 125000 2000 1400 912 德州仪器 矽力杰 圣邦股份 思瑞浦 模拟芯片以成熟制程为主 30资料来源：台积电、SEMI、方正证券研究所 图表：模拟芯片多使用成熟制程图表： 8寸晶圆产量按应用划分 模拟芯片以8寸晶圆为主，制程集中在28nm以下。2006年与2018年相比，随着大多数内 存生产迁移到300mm晶圆厂，200mm的内存芯片份额已经下降到2%左右

32、。同时在逻辑、 MPU设备的生产中也出现了类似的300mm转换。另一方面，分立器件、电源、MEMS和 模拟芯片到从150mm生产向200mm生产过渡。受PMIC、显示驱动芯片、CMOS图像传 感器、MCU、MEMS和其他需要90nm以上工艺制程的设备的强劲需求的推动，8英寸晶 圆片需求量上升。 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 20062018 模拟芯片分立器件Foundry 存储芯片逻辑芯片+MPUMEMS+其他 可控制造、工艺改进加速模拟芯片差异化 31资料来源：德州仪器、方正证券研究所 0 2 4 6 8 10 12 20102011

33、200018 150/200mm300mm 200mm 晶圆产线 300mm 晶圆产线 样本销售价格$1.00$1.00 成本：芯片成本$0.20$0.12 封装成本$0.20$0.20 总计$0.40$0.32 毛利率60%68% 图表：德州仪器12寸晶圆收入占比上升（十亿美元）图表：晶片尺寸上升成本下降 300mm晶圆对于模拟芯片制造是优势。根据德州仪器数据，300mm晶圆将会使得芯片成 本下降40%。2018年德州仪器模拟芯片收入约有45%由300mm晶圆贡献，同时模拟芯片 的增量大多来自于300mm。相比较Fabless居多的数字芯片，模拟芯

34、片公司大多采用IDM 生产方式，因此可控制造、工艺改进将会加速模拟芯片差异化。 150mm晶圆将缺少市场增量。150mm晶圆厂制造工艺主要都是第一代硅基MOS技术， 如BiCMOS、DMOS、金属栅CMOS，多晶硅栅CMOS，以及BiPolar等，主要应用在传统 应用上，如电源管理、照明、和放大器等。这些芯片的性能指标相对不高，且整体处于萎 缩态势。 目录 32 模拟IC架构：信号链和电源管理 全球模拟IC行业格局：长坡厚雪，强者恒强 模拟IC行业发展驱动力：汽车电动化、工业物联、5G大潮 模拟芯片国产格局：北圣邦，南思瑞浦 核心观点 33 国际模拟芯片龙头逐渐从消费电子转向工业控制、汽车电子

35、领域。大电流、高电压将会提高 模拟芯片设计难度，提升产品毛利。因此国际模拟芯片龙头逐渐将研发方向转向工业控制和 汽车电子等大电流、高电压的应用场景下。 新能源汽车模拟芯片半导体用量增加。新能源汽车，包括PHEV和BEV，增加了充电、AC/DC、 DC/DC等电力系统，BMS增强新能源汽车续航功能。另外一方面，智能驾驶在传感器方面的 需求将推动模拟芯片市场发展。 5G三大场景定义万物互联时代，推动科技由移动物联网时代向万物互联时代转变。工业4.0依 靠模拟芯片，重视五个领域包括软件可配置系统、云端连接、机器检测、系统安全以及机器 人。 5G发展初启，基站建设需求旺盛。国内5G新基建提速，年内预计

36、将开通60万座基站。随着 5G网络的完善，5G手机渗透率有望加速向上。 从德州仪器看行业未来发展方向 34资料来源：德州仪器、方正证券研究所 行业研发投入情况 占德州仪器营收百分比 2001620172018 工业大幅增长30%31%31%33%35%36% 汽车大幅增长12%13%15%18%19%20% 消费电子下降32%29%30%26%25%23% 通信设备模拟芯片略微上涨15%17%13%13%12%11% 企业体系平稳6%6%6%6%6%7% 其他平稳5%4%5%4%3%3% 向高电压、大电流发展 35资料来源：晶丰明源招股说明书，方正证券研究所 消费电子 智

37、能家居 汽车电子 工业控制 高电压 大电流 小电流 低电压 国际模拟芯片龙头逐渐从消费电子转向工业控制、汽车电子领域。一方面，消费电子、智能 家居的电源管理芯片毛利大约为40%，电动汽车、工业控制领域的电源管理芯片大约为60%。 另一方面，电压越高，电流越大，设计难度越大，目前国产替代的主要领域在消费电子，因 此圣邦股份已经打入华为供应链中代替德州仪器等美系厂商。 图表：工业、汽车端设计难度大 新能源汽车快速发展 36资料来源：EV Sales，方正证券研究所 图表：全球新能源汽车销量（万辆） 中国是全球最大的新能源汽车市场，汽车电子产业有国产替代的肥沃土壤。我国的新能源汽 车市场占全球市场的

38、一半以上，是全球最大的新能源汽车市场。根据ev sales数据，2019年 全球新能源汽车销量为215万辆，中国市场销量就达到了116万辆，中国市场占全球比重达 54%。 国家政策大力扶持，2020年电动汽车出货量有望延续高增长的趋势。国务院于2016年11月 印发的“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知提出，到2020年，新能源汽车实 现当年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆。2019年国内新能源汽车出货为116万辆， 距离十三五规划2020年出货量目标有较大的距离。 0 50 100 150 200 250 20019 图表：中国新能源汽车销量（万辆） 0

39、 20 40 60 80 100 120 140 20019 智能化、电气化、自动驾驶引领汽车发展 37资料来源：集邦咨询、Yole、方正证券研究所 图表：新能源汽车价值增量 汽车电动化后，半导体器件价值量上升。相较于传统汽车，新能源汽车在充电桩、电池管理、 车载充电、动力系统和舒适系统等方面对半导体器件有了新的需求。同时在DC/DC电源、中 变频器、发电机和车载电池方面产生了新的增量。其中全混合动力电动车和插电混合在中变 频器和发电机的价值增量较高。插电混合和纯电动车大部分都是以电力作为主要动力来源， 相较于轻混合动力和全混合动力，在车载电池上更多的增量。 图表：新能源

40、VS传统汽车 转化设备 轻混合动力 电动车 全混合动力 电动车 插电混合纯电动 DC/DC电源 $8M-$74M$50M-$144M 中变频器 $25M- $221M $625M-$1126M$69M-$243M 发电机$303M-$751M 车载电池$33M-$141M 新能源汽车 充 电 桩 电 池 管 理 车 载 充 电 动 力 系 统 舒 适 系 统 照 明 系 统 变 速 箱 控 制 EP S 转 向 助 AB S系 统 引 擎 控 制 传统汽车 BMS是模拟芯片厂商新战场 38资料来源：ADI、方正证券研究所 BMS 温度检测 电流传感器 电机与控制 CPU 充电 显示 负载 锂电

41、池组 BMS是模拟芯片厂商新战场 39资料来源：德州仪器、方正证券研究所 德州仪器和ADI的BMS业务逐渐成为汽车端收入重要组成部分。除此之外，它们也拥有多种信息娱乐和汽 车安全产品组合。美信近一半的汽车端收入来自于信息娱乐，但只有15%的汽车端收入来自电源管理系统 （BMS）。 BMS是电池组稳定运行的核心。BMS管理输出、充放电，并在车辆运行期间对电池进行精确测量，同时提 供保护措施，防止电池受到损害。新能源汽车电池组是由多组独立的电池单元组成，这些电池单元稳定运 行才能为汽车提供最大的电力输出。如果电池单元之间失去均衡，电池的充电过程过早终止，进而会缩短 电池的总体寿命。因此BMS中电池

42、管理IC提供了高度精确的测量，让车辆能够更安全地运行，且最大化每 次充电后的续航里程。 图表：德州仪器新能源汽车布局方向 I（INV）电 力动力输入 系统 D（DC/DC） 板上电源管 理系统 B（BMS） 电池管理充 放电及精度 测量 O（OBC） 板上的充电 系统 适于高效率直流快速充电的三相 SiC 提升混动/电动汽车牵引逆变器 功率的新设计 为车辆热管理提供保障的高精度 温度传感设计 智能化、电气化、自动驾驶引领汽车发展 40资料来源：ADI、方正证券研究所 -14 -39 -20 -108 -108 -49 -86 -244 -147 -25 -47 -26 -139 -250 -3

43、5 -43 -33 -17 -300-250-200-150-100-500 2018 56 142 59 127 125 53 92 252 149 25 46 25 131 234 33 39 27 13 0500300 电气传统系统 燃料电池 ADAS模拟 元件，如时钟、模拟-数字转换器(ADC)；微控制器 (MCUs)和数字信号处理器(dsp)等数字组件。在元 件集成封装后，将大幅缩减元器件尺寸。 图表：德州仪器毫米波解决方案 MCU处理器 XTALPMIC 数字信号处理模拟前端 前端MCUTX/RX LDO LDO 前端MCUTX/RX 功率 FET 功率 FE

44、T 典型24 GHz解决方案 毫米波SoC LDO PMIC 毫米波集成SoC Ti 毫米波解决方案 天线 天线 天线 VS 图表：毫米波解决方案简图 毫米波传输方兴未艾 47资料来源：德州仪器，方正证券研究所 24 GHz将被更高频代替。由于欧洲电信标准协会和美国联邦通信委员会制定了频谱法规和标准， 24 GHz的UWB将被淘汰。截至2022年1月1日，24 GHz超宽带将不再允许在欧洲和美国用于 工业用途。60 GHz频段的射频使用不受法规的限制，因此60GHz成为全球工业环境中雷达传感 应用的良好替代方案。60 GHz的使用将会使得波长变短。由于更长的波长需要更大的天线阵列， 但是，当波

45、长变短时，可以使天线阵的尺寸减到最小，从而达到相同的性能。 物体 EVM测出距离（m） 80120160 卡车 汽车 摩托车 人 金属椅子 大型犬 硬币 图表：物体距离检测图表：高频缩小天线尺寸 模拟芯片在物联网价值链 48 资料来源： RedChalk ，方正证券研究所 安全 接入 核心：路由和光学 工业4.0依靠传感器等多种模拟芯片 49资料来源：ADI，方正证券研究所 图表：工业4.0模拟芯片应用领域 工业4.0重视五个领域包括软件可配置系统、云端连接、机器检测、系统安全以及机器人。软件可配置是将 数字、模拟的输入、输出口进行配置，减少设备重复投入使用。云端连接将设

46、备联网，实现智能分析和控 制。机器检测更多依赖传感器，对设备运行状态检测，提高生产线运行效率，MEMS作为机器检测的核心， 正逐渐在物联网应用中发挥更多的作用。系统安全依靠隔离技术，给管理人员创造安全操作空间。机器人 作为完整的运转体系，需要包括传感、电源管理、连接、信号处理等多种模拟芯片。 现场仪器仪表 压力变送器 电磁流量变 送器 超声流量变 送器 差分压力流 量变送器 雷达液位变 送器 温度控制器 运动控制 互连运动位置反馈电流反馈 数字隔离工业通信 状态控制 有线工业 接口 工业物联 无线技术 PLC和DCS 温度模拟 输入 通道间隔离 模拟输入 群组隔离 模拟输入 通道间隔离 模拟输

47、出 群组隔离模 拟输出 功能安全 过程控制和 工厂自动化 机器人和合 作机器人 运动控制工业通信 温度变送器 模拟器件提升机器人能力 50 资料来源： ADI，方正证券研究所 位置传感 有线连接 驱动/逆变器控制 无线连接 环境感知传感 状态检测 末端执行器 功能安全 运动控制； 隔离器； 精密ADC转换器 工业以太网； 接口与隔离器； 状态监控； 加速度计； 传感器； 检测故障 运动控制； 磁场传感器； 接口与隔离； 同步采样ADC 3D飞行时间； 高性能信号处理技术； 雷达； 惯性测量单元 精密ADC 5G技术 5G三大场景定义万物互联时代 51资料来源：36氪、Skyworks、ADI、

48、方正证券研究所 0 2 4 6 8 10 12 14 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 2G3G3.5G4G5G 时延（Ms）速度（Gbps） 图表：5G需求增多图表：2G网络到5G网络，时延与速度的变化 图表：3次信息浪潮驱动模拟芯片市场 第一次浪潮1950s-1970s大型主机多人-1台设备 第二次浪潮1980s-2010个人电脑1人-1台设备 第三次浪潮2010-物联设备1人-多台设备 从“香农定律”看通信技术演进方向 52资料来源：Yole、方正证券研究所 换机周期带动模拟芯片收入上升 53资料来源：Strategy analytics、Bloomberg

49、、IDC、Yole、方正证券研究所 图表：5年时间4G渗透率反超3G 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 20001620172018 2G3G4G 图表：模拟芯片各代手机收入拆分（百万美元） 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 2011 Q2 2011 Q4 2012 Q2 2012 Q4 2013 Q2 2013 Q4 2014 Q2 2014 Q4 2015 Q2 2015 Q4 2016 Q2 2016 Q4 2017 Q2 2017 Q4 2018 Q2 2018 Q4 2019 Q2 2019 Q4 2020 Q2 3.5G手机2.5G手机3G手机4G手机2G手机 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2002120222023 2G/3G4G5G 0 500 1,000 1,50