一、模擬芯片及其特征

    IC就是半導體元件產品的統稱，IC按功能可分為：數字IC、模擬IC、微波IC及其他IC。

    數字IC就是傳遞、加工、處理數字信號的IC，是近年來應用最廣、發展最快的IC品種，可分為通用數字IC和專用數字IC。

    模擬IC則是處理連續性的光、聲音、速度、溫度等自然模擬信號的IC，模擬IC按應用來分可分為標準型模擬IC和特殊應用型模擬IC。如果按技術來分的話，模擬IC可分為只處理模擬信號的線性IC和同時處理模擬與數字信號的混合IC。

    標準型模擬IC包括放大器，電壓調節與參考對比，信號界面，數據轉換，比較器等產品；特殊應用型模擬IC主要應用在通信、汽車、電腦周邊和消費類電子等四個領域。

    簡單總結一下二者的區別：數字電路IC就是處理數字信號的器件，比如CPU、邏輯電路等；而模擬電路IC是處理和提供模擬信號的器件，比如運算放大器、線性穩壓器、基準電壓源等，它們都屬于模擬IC。模擬IC處理的信號都具有連續性，可以轉換為正弦波研究，而數字IC處理的是非連續性信號，都是脈沖方波。

    不同數字器件有不同的制程,所以需要不同的供電電壓,因此更需要電源管理這一模擬技術，隨著數字技術的發展,模擬技術分布于數字技術周邊,與數字技術密不可分。

模擬IC在半導體產業鏈中的分布

數據來源：公開資料整理

    不同于數字IC，模擬IC的先進性主要體現在電路性能參數方面的改進，其迭代速度受摩爾定律的影響較小，產品擁有更長的生命周期。根據電子發燒友網站和《模擬電路的技術演變（徐開元）》一文中的觀點，數字IC更為強調運算速度與成本比的提升，其性能的改進由晶體管集成數量的增加和特征尺寸與晶體管尺寸的減少所決定，即戈登•摩爾提出的摩爾定律所決定，因此數字IC的生命周期很短，大約僅為1至2年；而模擬IC的改進則更多地體現在電路速度、分辨率、功耗等參數方面的提升，強調的是高信噪比、低失真、低耗電和高穩定性，因而產品一旦達到設計目標就具備長久的生命力，生命周期可長達10年以上。

數據來源：公開資料整理

    從功能角度來看，模擬電路主要可分為：

數據來源：公開資料整理

    模擬IC的四大特點來說明模擬IC與數字IC的差異性：

數據來源：公開資料整理

    智研咨詢發布的《2020-2026年中國模擬IC行業市場消費調查及投資前景評估報告》顯示：2018年全球電源管理和電壓控制類模擬芯片的市場占比接近60%，運算放大器和比較器的占比合計達16%，ADC/DAC（A/D轉換，D/A轉換）的市場占比達15%。

模擬IC的分類市場占比

數據來源：公開資料整理

    從生產過程來看，IC的設計與制造流程一般可分為上游設計、中游制造和下游封裝測試三個主要環節：在上游芯片設計企業完成電路設計后，中游的制造企業會逐步完成晶圓的加工和集成電路的制造，而后再由下游廠商完成芯片的封裝和最終測試。產業鏈中上游的IC設計屬于知識密集型行業，而中下游的制造封裝則屬于重資產行業，需要大量設備投入。

模擬IC產業鏈概覽

數據來源：公開資料整理

    根據不同的生產形式，IC產業鏈還可以劃分為IDM模式和Fabless模式。IDM即企業擁有自己的晶圓廠，業務涵蓋設計、制造、封測等全產業鏈；Fabless模式是指公司自身只負責芯片的電路設計與銷售，而將生產、測試、封裝等環節外包給其他公司。對比來看，IDM模式較適合成熟且已占據一定市場份額的企業，也比較適合穩定的市場，而Fabless則適合新興市場或者正經歷變革的市場。目前模擬IC行業中，IDM與Fabless模式并存， Fabless為行業的發展趨勢

IDM與Fabless模式的對比

    二、模擬芯片的下游應用

    模擬芯片在電子產品中的應用可謂無處不在。實際應用中，大多數IC的內部都包含了PLL（片內高速時鐘或本振）、電源管理模塊、高速接口等模擬電路，且很多電子系統的性能極限也由模擬IC（如射頻、高速ADC、低頻微弱信號放大器）所決定。模擬IC的下游市場分散且廣泛，涉及無線通信、汽車、工業、消費電子等諸多領域。2019年通信和汽車市場仍為全球模擬IC的最大下游應用市場，市場占比分別可達38.5%和24.0%。此外，近年來模擬IC在上述兩個市場的應用占比也維持著穩中有升的態勢， 2018年模擬IC在通信領域的市場應用占比為36.2%，較2014年上升了0.8個百分點，汽車市場的應用占比為24%，較2014年上升了4.6個百分點。
模擬IC終端市場典型應用場景

數據來源：公開資料整理

    模擬IC在通信和汽車領域應用的市占率合計已超過60%，在未來依然看好模擬IC在上述兩個市場的應用前景。一方面，智能手機等終端的更新迭代將需要實現更高的傳輸效率和更好的通訊效果，由此將拉動市場對相應模擬IC產品的需求；另一方面，動汽車對電源管理模塊的需求更高且更為復雜，因而隨著電動汽車的逐步普及，模擬IC在汽車市場的應用占比有望進一步提升。

    全球模擬芯片下游應用市場的市占率分布

數據來源：公開資料整理

    2.全球模擬IC市場規模及競爭格局

    2.1全球模擬IC市場規模：江山如畫，靜中有動

    模擬芯片市場規模大，在全球半導體市場中的占比超過五分之一。模擬IC產品的生命周期較長，下游應用廣泛且分散，行業基本可認為是電子產業的晴雨表，是整個市場發展情況的縮影。近年來，模擬IC行業的市場規模在全球半導體市場中的占比一直保持穩定，維持在22%左右。靜中有動，行業自身增速波動明顯。雖然模擬IC在半導體市場中占比保持穩定，但行業增速卻呈現明顯的波動性。2018年全球模擬半導體行業的市場規模約為588億美元，同比增速為10.78%；2019-2020年模擬IC行業市場規模將繼續保持在550億美元以上，但據預計2019年行業增速將有所回落。

    2016-2022年模擬IC市場規模及其在全球市場中的占比

數據來源：公開資料整理

    2009-2020年全球模擬半導體行業的市場規模及增速

數據來源：公開資料整理

    從可比行業來看， 2018至2023年全球模擬IC產品市場的復合年增長率將可達到7.4%，在可比產品行業中表現良好。分區域來看，亞太地區模擬IC行業的市場增速最快。對于模擬IC行業，特別是采用Fabless模式的廠商，從原材料供給端來看，芯片的晶圓制造工藝及封測技術能力將直接影響IC產成品的質量，而從需求端角度來看，下游市場對電子產品的旺盛需求將拉動上游模擬IC市場的增長。相較于世界其他區域，亞太地區擁有相對成熟的電子產業和多元的模擬IC供應商，且下游市場容量較大，因而看好未來亞太地區，特別是中國模擬IC市場的持續增長。

    三、我國模擬IC行業競爭格局亦十分分散模擬芯片市場規模大

    與全球市場情況類似，國內模擬IC市場的競爭格局亦十分分散，并不存在壟斷，但國外品牌在國內市場中占據領先地位。據統計，國內市場中市占率排名前五的公司全部為國外企業，對標國外模擬IC龍頭，國產模擬IC產品在高端應用領域仍處于相對劣勢地位，但隨著我國模擬集成電路企業的不斷崛起和發展，國內高性能模擬IC與世界先進技術間的差距正在逐步縮小。

    全球及模擬IC市場應用

數據來源：公開資料整理

    國內模擬IC市場應用

數據來源：公開資料整理

    值得注意的是，全球市場的前五大模擬IC廠商，即TI，ADI，Infineon，Skyworks和ST，其市占率之和約為44%，而國內市場Top5模擬IC供應商的市場份額總和約為35%，因而相較于全球市場，我國模擬IC市場Top5廠商的市場集中度更低。

    海外巨頭主導模擬芯片市場，國產替代空間廣闊，目前不論是從全球市場還是國內市場，模擬芯片的主要供應商還是被德州儀器、英飛凌、Skyworks占據絕大部分份額。全球份額接近40%，中國也是占據30%份額。接近3000億的銷售規模，存在巨大的替代空間。

    全球模擬IC市場格局

數據來源：公開資料整理

    中國模擬IC市場格局

數據來源：公開資料整理

    四、新興市場，增量機會

    未來智能化、集成化、低能耗的電子產品需求將為IC行業提供全新的機遇，物聯網、人工智能、云計算、新能源、汽車電子、醫療電子、可穿戴設備、5G通訊等創新應用領域的發展也將推動IC設計行業不斷成長，行業廠商，特別是我國中小企業，應緊抓創新應用領域的增量機會，做大做強國內新興市場，從而在細分賽道上超越歐美龍頭，實現逆襲。針對模擬IC行業的特點，看好模擬芯片在5G、物聯網、智能電表和電動汽車等新興領域的應用和發展前景。

    （1）5G射頻。對于終端設備，其無線通信模塊主要由芯片平臺、射頻前端和天線三部分構成。其中，芯片平臺主要包括基帶芯片、射頻芯片及電源管理芯片：基帶芯片主要負責信號處理和協議處理，而射頻芯片主要負責射頻收發、頻率合成和功率放大。相較之前的射頻技術，5G最大變化便是引入了高頻率頻段。5G頻段的增加對基帶芯片的面積和成本幾乎沒有影響，其僅需進行軟件升級；但對于射頻芯片來說，頻段的增加需要同步增加芯片內部結構中的接收通道，其為物理結構上的改變而非軟件升級，因而隨著5G的應用普及，終端設備的換代需求將推動射頻芯片市場的進一步快速擴張。目前，射頻芯片市場主要被歐美廠商把控，行業的龍頭廠商包括Skyworks、Qorvo、Avago等， 2017年我國國產射頻芯片的市率僅為2%。對于射頻前端來說，其應用芯片主要包括功率放大器（PA：PowerAmplifier），天線開關（Switch）、濾波器（Filter）、雙工器（Duplexer和Diplexer）和低噪聲放大器（LNA：LowNoiseAmplifier）等。預測，全球射頻器件和射頻前端模組的市場規模未來將迎來大幅增長。國內企業中，看好射頻前端芯片設計企業卓勝微。

    全球射頻器件及射頻前端市場規模（百萬美元）

數據來源：公開資料整理

    （2）物聯網。據預測2025年全球物聯網行業市場規模將達到1.61萬億美元，市場增速飛快，且物聯網連接數亦快速增長，預計物聯網連接數將在2021年達到160億連接量，遠超傳統蜂窩連接。

    物聯網模擬芯片的應用主要包括集成在傳感器/模組中的基帶芯片和射頻芯片等，在不同應用場景下，物聯網對模擬器件的要求亦不盡相同。隨著物聯網萬億市場的崛起，特別是我國物聯網領域的高速發展，看好模擬芯片在物聯網傳感器、電源管理和射頻前端等領域的應用增長潛力。

    2017-2025年全球物聯網市場規模的統計及預測

數據來源：公開資料整理

    2018年全球物聯網半導體設備出貨量統計（十億件）

數據來源：公開資料整理

    （3）電動汽車。如前所述，汽車領域是模擬IC重要的下游應用市場，據統計，2018年全球模擬芯片下游應用市場中汽車領域的占比為24%。模擬IC是汽車電源管理系統的重要組成部分。模擬IC有助于功率調節及降低設備的工作溫度,以幫助延長電池供電設備的使用壽命，因而模擬IC對電動汽車來說尤為重要，相應地，電動汽車對電源管理模塊的需求也更高且更為復雜。因此，針對創新應用市場，電動汽車普及率的提升將拉動市場對電源管理類模擬IC的需求，亦為模擬IC行業提供了新的發展機遇。

全球電動汽車市場銷售預測

數據來源：公開資料整理

    五、國產替代機遇幾何，當挽雕弓如滿月

    １、貿易摩擦加速國產替代，市場方為機遇之源

    當前受到全球貿易局勢緊張等宏觀因素的影響，國產替代是我國芯片行業發展的重中之重。中國的未來要靠科技創新，國產化趨勢將愈演愈烈。對于半導體產業來說，其原本是一個高度全球化、高度分工與合作的國際化產業，而在如今貿易摩擦頻出的大背景下，國產替代不僅是重中之重，更應勢在必行。IC行業國產化任重而道遠，差距轉化為機遇需重視IC設計。目前我國IC產業仍需大量依賴外國進口，行業進出口金額之間的差距巨大，且國內IC行業產值遠小于其市場規模，因而國產化之路可謂任重道遠。在整個IC產業鏈中，IC設計是對科研水平、研發實力要求較高的部分，也是一個國家在芯片領域能力和地位的集中體現之一。近年來我國集成電路產業鏈的結構逐步優化，IC設計業在全行業中的占比逐年提升，根據卓勝微招股書援引中國半導體行業協會的“十三五”展望，2020年我國IC設計業、晶圓制造、封裝測試三業的占比有望實現4:3:3，其中IC設計行業的占比最高。

    2008-2018年我國集成電路市場規模與產值的對

數據來源：公開資料整理

    市場在機遇便在，國產替代所提供的廣闊市場空間可以為本土模擬IC廠商深耕國內市場帶來絕佳的發展機遇。聚焦至模擬IC行業，如前所述2018年全球模擬半導體行業的市場規模約為588億美元，而中國市場模擬芯片行業的市場規模達2273.4億元（約為322億美元），中國市場在全球市場中的占比超過50%。巨量的市場規模，加之行業市場競爭格局分散，下游應用分布廣泛，國內模擬IC企業的國產替代之路實則頗具優勢。模擬IC國產替代具有可行性，看好行業企業未來的成長與發展。過去國內模擬IC企業由于發展歷史短、起點低、工藝落后等因素，在技術和生產規模上都與世界龍頭廠商存在著較大的差距，因而也大多集中在中低端產品市場。但近年來，擁有先進技術的本土模擬IC企業的不斷崛起使得我國與世界領先水平之間的技術差距正在逐步縮小，不少國內企業已填補了我國高端模擬IC市場的空白，甚至在某些產品領域達到和超越了世界先進水平。看好國內具有創新技術的先進模擬IC企業，其后續發展潛能有待釋放。

    ２、“人和”為勝，大國博弈人才為先

    近些年來，在國家政策扶持以及市場應用帶動下，中國集成電路產業保持快速增長，繼續保持增速全球領先的勢頭。受此帶動，在國內集成電路產業發展中，集成電路設計業始終是國內集成電路產業中最具發展活力的領域，增長也最為迅速。中國集成電路設計銷售額由2015年的1325億元增至2019年的3063.5億元，這也是我國IC設計行業收入首次突破3000億元，年復合增長率23.3%。

    2015-2019年中國集成電路設計銷售收入及增長走勢

數據來源：公開資料整理

    隨著芯片制造工藝精益求精、晶圓尺寸不斷擴大，集成電路行業企業為維持其競爭優勢，投資規模日趨增長，投資壓力日漸增大。在此背景下，有實力涵蓋集成電路設計、制造、封裝和測試的垂直一體化芯片制造商越來越少，集成電路行業在經歷了多次結構調整之后，形成了設計、制造、封裝和測試獨立成行的垂直分工模式。其中，集成電路設計行業處于集成電路產業鏈的最上游，負責芯片的開發設計，分析定義目標終端設備的性能需求和產品需求，是引領集成電路產業發展、推動產業創新的關鍵環節，對芯片的性能、功能和成本等核心要素起著至關重要的作用。

    2019年中國集成電路產業銷售收入為7562.3億元，同比增長15.80%，其中集成電路設計業銷售收入為3063.5億元，同比增長21.6%，占總值40.5%；晶圓制造業銷售收入為2149.1億元，同比增長18.20%，占總值的28.40%；封測業銷售收入為2349.7億元，同比增長7.10%，占總值的31.1%。

    2019年中國集成電路產業收入結構

數據來源：公開資料整理

    從產業結構來看，隨著我國集成電路產業的發展，IC設計、芯片制造和封裝測試三個子行業的格局正在不斷變化，我國集成電路產業鏈結構也在不斷優化。我國集成電路設計業占我國集成電路產業鏈的比重一直保持在35%以上，并由2015年的36.7%增長至2019年的40.5%，發展速度總體高于行業平均水平，已成為集成電路各細分行業中占比最高的子行業。

    2015-2019年中國IC設計收入占集成電路總值比重情況

數據來源：公開資料整理

    惟創新者進，惟創新者強，惟創新者勝。半導體設計行業屬于技術密集型產業，富有技術創新力的研發隊伍是企業核心競爭力的體現。但就目前來看，我國半導體設計行業專業人才較為匱乏，雖然近年來專業人才的培養規模不斷擴大，但仍然供不應求，難以滿足行業發展的需要，且行業內具有豐富經驗的高端技術人才更為稀缺。相對于歐美國家，我國集成電路人才的培養和沉淀相對滯后，但近年來情況有所改善。截止到2017年底，我國集成電路產業從業人員規模為40萬人左右，其中設計業的從業人員為14萬人，制造業從業人數為12萬人，封裝測試業從業人數為14萬人；與此同時，我國集成電路行業技術類從業人員規模為33萬人左右，約占總從業人數的83%，2017年

    同比增加近4萬人。國內集成電路行業的快速發展，以及極優的創業和就業環境吸引了大量國外人才的回流，也加大了國內高等院校對集成電路產業的重視，但現階段下我國集成電路產業設計業的人才供給仍存在較大缺口，高端設計人才緊缺的狀況未能得到很好改善。綜上所述，從國內市場規模，以及宏觀背景、資本、政策和人才等角度分析了我國模擬IC行業及整個集成電路產業的現狀和潛在機遇，也論證了模擬芯片國產替代的意義和可行性。由此，看好模擬IC行業的國產化進程，看好國內相關企業的成長發展和業績突破。