模拟芯片龙头如何崛起.docx

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1、1. 模拟芯片的必要性4模拟芯片是处理外界信号的第一关 41.1. 信号链和电源管理：两类重要的模拟芯片 7模拟芯片各细分市场中，龙头遥遥领先92. 成长逻辑：需求开展驱动模拟芯片三大变化10下游变化：消费电子占信号链比重减小 102.1. 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13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？ 16指标：历史来看，PEG相对较好163.1. 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？ 18技术差距有望缩短184.1. 巨大市场提供国产替代机遇18风险提示20插图目录图

2、图 图 图 图 图 图 图 图 图1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:模拟芯片是信号处理必不可少的一环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 从60年代至今，模拟芯片市场规模已开展至近600亿美元30年来，模拟芯片的市场份额逐渐向龙头集中运放是许多模拟器件的基础，比方滤波器就是由运放和电阻组成数据转换器包括数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC） 电路中常见的电源管理需求稳压是电路的基本功能电源管理芯片应用领域广泛LDO和DCDC转换器是常见的两类电源管理芯片 图11:模拟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13:20

3、18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，消费电子占比拟小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东富证券DONGXING SECURITIES东兴证券深度报告模拟芯片产业：龙头如何崛起？东兴证券深度报告模拟芯片产业：龙头如何崛起？PH80年代后期，ADI曾经依靠消费电子迅速开展。

4、6070年代在ADI开展的早期，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，消费电子市场兴起，ADI将开展重心转移到消费电子，其营收占 比在2000年一度至I 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%。2000200520122018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,东兴证券研究所如今，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

5、仅为12%o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，消费电子占比拟小消费电33%51%资料来源：Gartner2015,东兴证券研究所 资料来源：Gartner2015,东兴证券研究所我们认为，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6070年代模拟芯片开展的早 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，送到数字系统前，都需要信号链产品来处理。同时， 集成的产品更能降低

6、体积和本钱。因此，6070年代工业领域对信号链的需求，推动了早期ADI、德州仪器 等模拟巨头的成长。在1980-2000年，消费电子的交互需求经历从无到有的过程，同样驱动了信号链在消费 电子下游的增长。P12 东兴证券深度报告模拟芯片产业：龙头如何崛起？东*证春DONGXING SECURITIES转速计，飞行员从 转速计获妞发动 机的转速,并据此 调整飞机的动力w- -姿态仪：飞行员从姿态仪强加飞机的姿芯据此控制飞HOM-MW4嘘度计：这个很简 单.飞行员需要如 道机触内外的温 如果舱内温度过低.就要开服气加速僮计：当飞行、员推油门时加速 .F；2计可实用E机的 ,加速度,由此可估 计加速所

7、需时间,高度计:飞行员从高实那么为气压计气压计：指示客舱内的 气压,如果气压过低.那么放下氧图罩.否那么柒客而危险.驾驶室空速计:展示的是飞4 机在空中飞行的邃飞机都有危险调及/变速 埴 信:事模拟业路/逐位比拟Z Sigma-Delta(双积分ADC模/数转换单月机(MCU)数字信号处 理假设(DSP)嵌入式系统 (ARIHOS)/逐位比拟( Sigma- DeJta一途DAC国数/模转换针词理/受遗模拟电珞工控机 (X86)可战程数字 逻CPLD/FPGA数字处理数模混合系统Q视预/显示ST，-Ik-热/温度41-过福控制CZB-机电运动回)光执行给资料来源：模拟电子封路，东兴证券研究所信

8、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。东兴证券深度报告模拟芯片产业：龙头如何崛起？P5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527亿美元图3：从60年代至今，模拟芯片市场规模已开展至近600 亿美元市场规模增速东富证券

9、DONGXING SECURITIES资料来源：WSTS,东兴证券研究所资料来源：ADI, Gartner, WSTS, SIA,东兴证券研究所目前，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（ST Microelectronics）、恩智浦（NXP）、美 信（Maxim）、安森美（On Semi）、微芯科技（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

10、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%资料来源：ADI , Gartner, SIA, WSTS、东兴证券研究所2018公司中文名成立时间市占率营收（亿美元）净利润率P/E1TI德州仪器193018%10835%242ADI亚德诺196

11、58%5524%233Infineon英飞凌19996%3814%324Skyworks Solutions思佳讯19626%3724%185ST Microelectronics意法半导体19875%3213%236NXP恩智浦20064%2624%127 oMaxim美信19834%2119%110/218On Semi安不不大19993%2011%239Microchip微芯科技19892%146%5010Renesas瑞萨20021%97%16在前十大模拟芯片公司中，德州仪器是第一个制造出集成电路的公司，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。

12、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。思佳讯那么是一家专注 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P6东兴证券深度报告模拟芯片产业：龙头如何崛起？东*证春DONGXING SECURITIES浦、安森美、瑞萨均是实力较强的汽车电子厂商，美信那么更专注于工业领域，微芯科技在模拟产品外，较为 偏重于数字领域的MCUo表2：前10大模拟芯片公司擅长领域资料来源：东兴证券研究所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

13、车电子2ADI亚德诺数据转换器龙头工业、通信3Infineon英飞凌电源管理、功率半导体汽车电子4Skyworks Solutions思佳讯射频开关、射频滤波器、射频功放消费电子、通信5ST Microelectronics意法半导体电源管理、传感器工业、汽车电子6NXP恩智浦平安认证、微控制器、RF电源汽车电子7Maxim美信微控制器工业8On Semi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

14、来便稳居第一。而从行业第二名到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(Linear Tech),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

15、通过不断地合并和收购，获取了更大的市场份额。重要的收购包括：国民半导体被德州仪器收购 (2011),飞思卡尔从摩托罗拉别离、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)o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排名199020022005201420181国民半导体7%意法半导体12%德州仪器17%德州仪器18%德州仪器18%2德州仪器6%诧州仪器11%意法半导体10%意法半导体6%亚德诺8%3东芝6%

16、英飞凌6%英飞凌 9%英飞凌6%英飞凌6%4三洋6%飞利浦5%飞利浦7%亚德诺6%思佳讯6%5松下6%亚德诺5%亚德诺6%思佳讯6%意法半导体5%6飞利浦5%国民半导体5%国民半导体5%美信4%美信4%7SGS-Thomson5%美信3%美信4%恩智浦4%恩智浦4%8NEC5%三洋3%凌特3%凌特3%安森美3%9摩托罗拉5%摩托罗拉3%飞思卡尔3%安森美3%微芯科技2%10日立4%东芝3%松下3%瑞萨3%瑞萨1%东富证券DONGXING SECURITIES东兴证券深度报告模拟芯片产业：龙头如何崛起？P7资料来源：WSTS, Dataquest,东兴证券研究所12 信号链和电源管理：两类重要的

17、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、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

18、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

19、电压转换器、滤波器、比拟器、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（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，比方滤波器就是由运放图6：数

20、据转换器包括数模转换器（DAC）和模数转换器和电阻组成（ADC）滤波器数字信号模拟信号东*证春DONGXING SECURITIES东*证春DONGXING SECURITIESP8东兴证券深度报告模拟芯片产业：龙头如何崛起？资料来源：东兴证券研究所资料来源：东兴证券研究所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_输出输直流（DC）交流（AC）交流（AC）整

21、流交流电力控制、变频、变相直流（DC）斩波逆变资料来源：开关电源原理与设计，东兴证券研究所 开关整流器（AC-DC）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。 交流一交流变频器（AC-AC）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。 直流一直流变换器（DC-DC）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（DC-AC）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inin资料来源：开关电源原理与设计，东兴证券研究所东富证券DONGXING SECURITIES东兴证