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1、中国模拟IC行业发展现状：市场规模大_竞争格局分散_市场空间广阔图 一、模拟芯片及其特征 IC就是半导体元件产品的统称，IC按功能可分为：数字IC、模拟IC、微波IC及其他IC。 数字IC就是传递、加工、处理数字信号的IC，是近年来应用最广、发展最快的IC品种，可分为通用数字IC和专用数字IC。 模拟IC则是处理连续性的光、声音、速度、温度等自然模拟信号的IC，模拟IC按应用来分可分为标准型模拟IC和特殊应用型模拟IC。如果按技术来分的话，模拟IC可分为只处理模拟信号的线性IC和同时处理模拟与数字信号的混合IC。 标准型模拟IC包括放大器，电压调节与参考对比，信号界面，数据转换，比较器等产品；
2、特殊应用型模拟IC主要应用在通信、汽车、电脑周边和消费类电子等四个领域。 简单总结一下二者的区别：数字电路IC就是处理数字信号的器件，比如CPU、逻辑电路等；而模拟电路IC是处理和提供模拟信号的器件，比如运算放大器、线性稳压器、基准电压源等，它们都属于模拟IC。模拟IC处理的信号都具有连续性，可以转换为正弦波分析，而数字IC处理的是非连续性信号，都是脉冲方波。 不同数字器件有不同的制程,所以需要不同的供电电压,因此更需要电源管理这一模拟技术，随着数字技术的发展,模拟技术分布于数字技术周边,与数字技术密不可分。数据来源：公开资料整理 不同于数字IC，模拟IC的先进性主要体现在电路性能参数方面的改
3、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。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就具备长久的生命力，生命周期可长达10年以上。模拟IC数字IC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更易失真不易失真替代性低高（可
4、用标准产品替代）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年产品特点少量多样量多样少产品生命周期长短平均零售价格低但稳定因时效性而变化数据来源：公开资料整理 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。数据来源：公开资料整理 模拟IC的四大特点来说明模拟
5、IC与数字IC的差异性：生命周期可长达10年。数字IC强调的是运算速度与成本比，数字IC设计的目标是在尽量低的成本下达到目标运算速度。设计者必须不断采用更高效率的算法来处理数字信号，或者利用新工艺提高集成度降低成本。因此数字IC的生命周期很短，大约为1年-2年。模拟IC强调的是高信噪比、低失真、低耗电、高可靠性和稳定性。产品一旦达到设计目标就具备长久的生命力，生命周期长达10年以上的模拟IC产品也不在少数。如音频运算放大器NE5532，自上世纪70年代末推出直到现在还是最常用的音频放大IC之一，几乎50%的多媒体音箱都采用了NE5532，其生命周期超过25年。因为生命周期长，所以模拟IC的价格
6、通常偏低。工艺特殊少用CMOS工艺数字IC多采用CMOS工艺，而模拟IC很少采用CMOS工艺。因为模拟IC通常要输出高电压或者大电流来驱动其他元件，而CMOS工艺的驱动能力很差。此外，模拟IC最关键的是低失真和高信噪比，这两者都是在高电压下比较容易做到的。而CMOS工艺主要用在5V以下的低电压环境，并且持续朝低电压方向发展。因此，模拟IC早期使用Bipolar工艺，但是Bipolar工艺功耗大，因此又出现BiCMOS工艺，结合了Bipolar工艺和CMOS工艺两者的优点。另外还有CD工艺，将CMOS工艺和DMOS工艺结合在一起。而BCD工艺则是结合了Bipolar、CMOS、DMOS三种工艺的
7、优点。在高频领域还有SiGe和GaAS工艺。这些特殊工艺需要晶圆代工厂的配合，同时也需要设计者加以熟悉，而数字IC设计者基本上不用考虑工艺问题。与元器件关系紧密模拟IC在整个线性工作区内需要具备良好的电流放大特性、小电流特性、频率特性等;在设计中因技术特性的需要，常常需要考虑元器件布局的对称结构和元器件参数的彼此匹配形式;模拟IC还必须具备低噪音和低失真性能。电阻、电容、电感会产生噪音或失真，设计者必须考虑到这些元器件的影响。对于数字电路来说是没有噪音和失真的，数字电路设计者完全不用考虑这些因素。此外由于工艺技术的限制，模拟电路设计时应尽量少用或不用电阻和电容，特别是高阻值电阻和大容量电容，只
8、有这样才能提高集成度和降低成本。辅助工具少测试周期长模拟IC设计者既需要全面的知识，也需要长时间经验的积累。模拟IC设计者需要熟悉IC和晶圆制造工艺与流程，需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性。通常很少有设计师熟悉IC和晶圆的制造工艺与流程。而在经验方面，模拟IC设计师需要至少3年-5年的经验，优秀的模拟IC设计师需要10年甚至更长时间的经验。模拟IC设计的辅助工具少，其可以借助的EDA工具远不如数字IC设计多。由于模拟IC功耗大，牵涉的因素多，而模拟IC又必须保持高度稳定性，因此认证周期长。此外，模拟IC测试周期长且复杂。数据来源：公开资料整理 智研咨询发布的2020-2026年中国模拟I
9、C行业市场消费调查及投资前景评估报告显示：2018年全球电源管理和电压控制类模拟芯片的市场占比接近60%，运算放大器和比较器的占比合计达16%，ADC/DAC（A/D转换，D/A转换）的市场占比达15%。数据来源：公开资料整理 从生产过程来看，IC的设计与制造流程一般可分为上游设计、中游制造和下游封装测试三个主要环节：在上游芯片设计企业完成电路设计后，中游的制造企业会逐步完成晶圆的加工和集成电路的制造，而后再由下游厂商完成芯片的封装和最终测试。产业链中上游的IC设计属于知识密集型行业，而中下游的制造封装则属于重资产行业，需要大量设备投入。数据来源：公开资料整理 根据不同的生产形式，IC产业链还
10、可以划分为IDM模式和Fabless模式。IDM即企业拥有自己的晶圆厂，业务涵盖设计、制造、封测等全产业链；Fabless模式是指公司自身只负责芯片的电路设计与销售，而将生产、测试、封装等环节外包给其他公司。对比来看，IDM模式较适合成熟且已占据一定市场份额的企业，也比较适合稳定的市场，而Fabless则适合新兴市场或者正经历变革的市场。目前模拟IC行业中，IDM与Fabless模式并存， Fabless为行业的发展趋势IDM与Fabless模式的对比生产模式比较优势比较劣势IDM可实现设计和生产的一体化，有效地确保芯片产品的性能和品质厂商需要综合考虑全产业链上的诸多因素，风险及不可控因素较多
11、，且产线投入很高Fabless企业在运营方向上的选择会更加灵活，对市场的适应和把握上也具有更大的自由度受托加工企业的产能直接决定了IC设计企业产品的出货量和交货周期 二、模拟芯片的下游应用 模拟芯片在电子产品中的应用可谓无处不在。实际应用中，大多数IC的内部都包含了PLL（片内高速时钟或本振）、电源管理模块、高速接口等模拟电路，且很多电子系统的性能极限也由模拟IC（如射频、高速ADC、低频微弱信号放大器）所决定。模拟IC的下游市场分散且广泛，涉及无线通信、汽车、工业、消费电子等诸多领域。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，市场占比分别可达38.5%和24.0%。此外，近
12、年来模拟IC在上述两个市场的应用占比也维持着稳中有升的态势， 2018年模拟IC在通信领域的市场应用占比为36.2%，较2014年上升了0.8个百分点，汽车市场的应用占比为24%，较2014年上升了4.6个百分点。模拟IC终端市场典型应用场景终端市场应用示例通信平板电脑，手机，射频开关，路由器，基站，电源等汽车EV/HEV，电源管理，动力系统，照明，自动驾驶，传感器，AI等工业智慧城市，安全与监控，机器视觉，马达控制，机器人，电力解决方案，工业自动化，AR/VR，AI，工业诊断等消费家用娱乐系统及机顶盒，白色家电，USBTypeC，无人机，AR/VR，可穿戴设备等计算机笔记本电脑，台式电脑，U
13、SBTypeC，显卡，电源，云计算等数据来源：公开资料整理 模拟IC在通信和汽车领域应用的市占率合计已超过60%，在未来依然看好模拟IC在上述两个市场的应用前景。一方面，智能手机等终端的更新迭代将需要实现更高的传输效率和更好的通讯效果，由此将拉动市场对相应模拟IC产品的需求；另一方面，动汽车对电源管理模块的需求更高且更为复杂，因而随着电动汽车的逐步普及，模拟IC在汽车市场的应用占比有望进一步提升。数据来源：公开资料整理 2.全球模拟IC市场规模及竞争格局 2.1全球模拟IC市场规模：江山如画，静中有动 模拟芯片市场规模大，在全球半导体市场中的占比超过五分之一。模拟IC产品的生命周期较长，下游应
14、用广泛且分散，行业基本可认为是电子产业的晴雨表，是整个市场发展情况的缩影。近年来，模拟IC行业的市场规模在全球半导体市场中的占比一直保持稳定，维持在22%左右。静中有动，行业自身增速波动明显。虽然模拟IC在半导体市场中占比保持稳定，但行业增速却呈现明显的波动性。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%；2019-2020年模拟IC行业市场规模将继续保持在550亿美元以上，但据预计2019年行业增速将有所回落。数据来源：公开资料整理数据来源：公开资料整理 从可比行业来看， 2018至2023年全球模拟IC产品市场的复合年增长率将可达到7.4%，在可比产品行业
15、中表现良好。分区域来看，亚太地区模拟IC行业的市场增速最快。对于模拟IC行业，特别是采用Fabless模式的厂商，从原材料供给端来看，芯片的晶圆制造工艺及封测技术能力将直接影响IC产成品的质量，而从需求端角度来看，下游市场对电子产品的旺盛需求将拉动上游模拟IC市场的增长。相较于世界其他区域，亚太地区拥有相对成熟的电子产业和多元的模拟IC供应商，且下游市场容量较大，因而看好未来亚太地区，特别是中国模拟IC市场的持续增长。 三、我国模拟IC行业竞争格局亦十分分散模拟芯片市场规模大 与全球市场情况类似，国内模拟IC市场的竞争格局亦十分分散，并不存在垄断，但国外品牌在国内市场中占据领先地位。据统计，国
16、内市场中市占率排名前五的公司全部为国外企业，对标国外模拟IC龙头，国产模拟IC产品在高端应用领域仍处于相对劣势地位，但随着我国模拟集成电路企业的不断崛起和发展，国内高性能模拟IC与世界先进技术间的差距正在逐步缩小。数据来源：公开资料整理数据来源：公开资料整理 值得注意的是，全球市场的前五大模拟IC厂商，即TI，ADI，Infineon，Skyworks和ST，其市占率之和约为44%，而国内市场Top5模拟IC供应商的市场份额总和约为35%，因而相较于全球市场，我国模拟IC市场Top5厂商的市场集中度更低。 海外巨头主导模拟芯片市场，空间广阔，目前不论是从全球市场还是国内市场，模拟芯片的主要供应
17、商还是被德州仪器、英飞凌、Skyworks占据绝大部分份额。全球份额接近40%，中国也是占据30%份额。接近3000亿的销售规模，存在巨大的替代空间。数据来源：公开资料整理数据来源：公开资料整理 四、新兴市场，增量机会 未来智能化、集成化、低能耗的电子产品需求将为IC行业提供全新的机遇，物联网、人工智能、云计算、新能源、汽车电子、医疗电子、可穿戴设备、5G通讯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，特别是我国中小企业，应紧抓创新应用领域的增量机会，做大做强国内新兴市场，从而在细分赛道上超越欧美龙头，实现逆袭。针对模拟IC行业的特点，看好模拟芯片在5G、物联网、智能电表和电动
18、汽车等新兴领域的应用和发展前景。 （1）5G射频。对于终端设备，其无线通信模块主要由芯片平台、射频前端和天线三部分构成。其中，芯片平台主要包括基带芯片、射频芯片及电源管理芯片：基带芯片主要负责信号处理和协议处理，而射频芯片主要负责射频收发、频率合成和功率放大。相较之前的射频技术，5G最大变化便是引入了高频率频段。5G频段的增加对基带芯片的面积和成本几乎没有影响，其仅需进行软件升级；但对于射频芯片来说，频段的增加需要同步增加芯片内部结构中的接收通道，其为物理结构上的改变而非软件升级，因而随着5G的应用普及，终端设备的换代需求将推动射频芯片市场的进一步快速扩张。目前，射频芯片市场主要被欧美厂商把控
19、，行业的龙头厂商包括Skyworks、Qorvo、Avago等， 2017年我国国产射频芯片的市率仅为2%。对于射频前端来说，其应用芯片主要包括功率放大器（PA：PowerAmplifier），天线开关（Switch）、滤波器（Filter）、双工器（Duplexer和Diplexer）和低噪声放大器（LNA：LowNoiseAmplifier）等。预测，全球射频器件和射频前端模组的市场规模未来将迎来大幅增长。国内企业中，看好射频前端芯片设计企业卓胜微。数据来源：公开资料整理 （2）物联网。据预测2025年全球物联网行业市场规模将达到1.61万亿美元，市场增速飞快，且物联网连接数亦快速增长，预
20、计物联网连接数将在2021年达到160亿连接量，远超传统蜂窝连接。 物联网模拟芯片的应用主要包括集成在传感器/模组中的基带芯片和射频芯片等，在不同应用场景下，物联网对模拟器件的要求亦不尽相同。随着物联网万亿市场的崛起，特别是我国物联网领域的高速发展，看好模拟芯片在物联网传感器、电源管理和射频前端等领域的应用增长潜力。数据来源：公开资料整理数据来源：公开资料整理 （3）电动汽车。如前所述，汽车领域是模拟IC重要的下游应用市场，据统计，2018年全球模拟芯片下游应用市场中汽车领域的占比为24%。模拟IC是汽车电源管理系统的重要组成部分。模拟IC有助于功率调节及降低设备的工作温度,以帮助延长电池供电
21、设备的使用寿命，因而模拟IC对电动汽车来说尤为重要，相应地，电动汽车对电源管理模块的需求也更高且更为复杂。因此，针对创新应用市场，电动汽车普及率的提升将拉动市场对电源管理类模拟IC的需求，亦为模拟IC行业提供了新的发展机遇。数据来源：公开资料整理 五、机遇几何，当挽雕弓如满月 、贸易摩擦加速，市场方为机遇之源 当前受到全球贸易局势紧张等宏观因素的影响，是我国芯片行业发展的重中之重。中国的未来要靠科技创新，国产化趋势将愈演愈烈。对于半导体产业来说，其原本是一个高度全球化、高度分工与合作的国际化产业，而在如今贸易摩擦频出的大背景下，不仅是重中之重，更应势在必行。IC行业国产化任重而道远，差距转化为
22、机遇需重视IC设计。目前我国IC产业仍需大量依赖外国进口，行业进出口金额之间的差距巨大，且国内IC行业产值远小于其市场规模，因而国产化之路可谓任重道远。在整个IC产业链中，IC设计是对科研水平、研发实力要求较高的部分，也是一个国家在芯片领域能力和地位的集中体现之一。近年来我国集成电路产业链的结构逐步优化，IC设计业在全行业中的占比逐年提升，根据卓胜微招股书援引中国半导体行业协会的“十三五”展望，2020年我国IC设计业、晶圆制造、封装测试三业的占比有望实现4:3:3，其中IC设计行业的占比最高。数据来源：公开资料整理 市场在机遇便在，所提供的广阔市场空间可以为本土模拟IC厂商深耕国内市场带来绝
23、佳的发展机遇。聚焦至模拟IC行业，如前所述2018年全球模拟半导体行业的市场规模约为588亿美元，而中国市场模拟芯片行业的市场规模达2273.4亿元（约为322亿美元），中国市场在全球市场中的占比超过50%。巨量的市场规模，加之行业市场竞争格局分散，下游应用分布广泛，国内模拟IC企业的之路实则颇具优势。模拟IC具有可行性，看好行业企业未来的成长与发展。过去国内模拟IC企业由于发展历史短、起点低、工艺落后等因素，在技术和生产规模上都与世界龙头厂商存在着较大的差距，因而也大多集中在中低端产品市场。但近年来，拥有先进技术的本土模拟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，不
24、少国内企业已填补了我国高端模拟IC市场的空白，甚至在某些产品领域达到和超越了世界先进水平。看好国内具有创新技术的先进模拟IC企业，其后续发展潜能有待释放。 、“人和”为胜，大国博弈人才为先 近些年来，在国家政策扶持以及市场应用带动下，中国集成电路产业保持快速增长，继续保持增速全球领先的势头。受此带动，在国内集成电路产业发展中，集成电路设计业始终是国内集成电路产业中最具发展活力的领域，增长也最为迅速。中国集成电路设计销售额由2015年的1325亿元增至2019年的3063.5亿元，这也是我国IC设计行业收入首次突破3000亿元，年复合增长率23.3%。数据来源：公开资料整理 随着芯片制造工艺精益
25、求精、晶圆尺寸不断扩大，集成电路行业企业为维持其竞争优势，投资规模日趋增长，投资压力日渐增大。在此背景下，有实力涵盖集成电路设计、制造、封装和测试的垂直一体化芯片制造商越来越少，集成电路行业在经历了多次结构调整之后，形成了设计、制造、封装和测试独立成行的垂直分工模式。其中，集成电路设计行业处于集成电路产业链的最上游，负责芯片的开发设计，分析定义目标终端设备的性能需求和产品需求，是引领集成电路产业发展、推动产业创新的关键环节，对芯片的性能、功能和成本等核心要素起着至关重要的作用。 2019年中国集成电路产业销售收入为7562.3亿元，同比增长15.80%，其中集成电路设计业销售收入为3063.5
26、亿元，同比增长21.6%，占总值40.5%；晶圆制造业销售收入为2149.1亿元，同比增长18.20%，占总值的28.40%；封测业销售收入为2349.7亿元，同比增长7.10%，占总值的31.1%。数据来源：公开资料整理 从产业结构来看，随着我国集成电路产业的发展，IC设计、芯片制造和封装测试三个子行业的格局正在不断变化，我国集成电路产业链结构也在不断优化。我国集成电路设计业占我国集成电路产业链的比重一直保持在35%以上，并由2015年的36.7%增长至2019年的40.5%，发展速度总体高于行业平均水平，已成为集成电路各细分行业中占比最高的子行业。数据来源：公开资料整理 惟创新者进，惟创新
27、者强，惟创新者胜。半导体设计行业属于技术密集型产业，富有技术创新力的研发队伍是企业核心竞争力的体现。但就目前来看，我国半导体设计行业专业人才较为匮乏，虽然近年来专业人才的培养规模不断扩大，但仍然供不应求，难以满足行业发展的需要，且行业内具有丰富经验的高端技术人才更为稀缺。相对于欧美国家，我国集成电路人才的培养和沉淀相对滞后，但近年来情况有所改善。截止到2017年底，我国集成电路产业从业人员规模为40万人左右，其中设计业的从业人员为14万人，制造业从业人数为12万人，封装测试业从业人数为14万人；与此同时，我国集成电路行业技术类从业人员规模为33万人左右，约占总从业人数的83%，2017年 同比增加近4万人。国内集成电路行业的快速发展，以及极优的创业和就业环境吸引了大量国外人才的回流，也加大了国内高等院校对集成电路产业的重视，但现阶段下我国集成电路产业设计业的人才供给仍存在较大缺口，高端设计人才紧缺的状况未能得到很好改善。综上所述，从国内市场规模，以及宏观背景、资本、政策和人才等角度分析了我国模拟IC行业及整个集成电路产业的现状和潜在机遇，也论证了模拟芯片的意义和可行性。由此，看好模拟IC行业的国产化进程，看好国内相关企业的成长发展和业绩突破。