模擬芯片龍頭如何崛起

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250014 模擬芯片的必要性 4 HYPERLINK l _TOC_250013 模擬芯片是處理外界信號(hào)的第一關(guān) 4 HYPERLINK l _TOC_250012 信號(hào)鏈和電源管理：兩類重要的模擬芯片 7 HYPERLINK l _TOC_250011 模擬芯片各細(xì)分市場(chǎng)中，龍頭遙遙領(lǐng)先 9 HYPERLINK l _TOC_250010 成長(zhǎng)邏輯：需求發(fā)展驅(qū)動(dòng)模擬芯片三大變化 10 HYPERLINK l _TOC_250009 下游變化：消費(fèi)電子占信號(hào)鏈比重減小 10 HYPERLINK l _TOC_250008 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化：電源管理明顯受益

2、于消費(fèi)電子和工業(yè)的增長(zhǎng) 13 HYPERLINK l _TOC_250007 商業(yè)模式變化：應(yīng)用型芯片的崛起降低自建廠房的重要性 15 HYPERLINK l _TOC_250006 估值邏輯：模擬芯片公司如何估值？ 16 HYPERLINK l _TOC_250005 指標(biāo)：歷史來看，PEG 相對(duì)較好 16 HYPERLINK l _TOC_250004 什么公司值得高估值？ 17 HYPERLINK l _TOC_250003 展望未來，中國(guó)能否出現(xiàn)下一個(gè)德州儀器？ 18 HYPERLINK l _TOC_250002 技術(shù)差距有望縮短 18 HYPERLINK l _TOC_250001

3、 巨大市場(chǎng)提供國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇 18 HYPERLINK l _TOC_250000 風(fēng)險(xiǎn)提示 20插圖目錄圖 1： 模擬芯片是信號(hào)處理必不可少的一環(huán) 4圖 2： 模擬芯片主要是信號(hào)鏈和電源管理芯片，2018 年市場(chǎng)規(guī)模 527 億美元 5圖 3： 從 60 年代至今，模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模已發(fā)展至近 600 億美元 5圖 4： 30 年來，模擬芯片的市場(chǎng)份額逐漸向龍頭集中 6圖 5： 運(yùn)放是許多模擬器件的基礎(chǔ)，比如濾波器就是由運(yùn)放和電阻組成 7圖 6： 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ DAC）和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC） 7圖 7： 電路中常見的電源管理需求 8圖 8： 穩(wěn)壓是電路的基本功能 8圖 9： 電源

4、管理芯片應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 9圖 10： LDO 和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器是常見的兩類電源管理芯片 9圖 11： 模擬芯片主要是信號(hào)鏈和電源管理芯片 9圖 12： 2015 年運(yùn)算放大器市場(chǎng)格局 10圖 13： 2018 年電源管理市場(chǎng)份額 10圖 14： 2010 年數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)份額 10圖 15： 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器龍頭亞德諾份額逐漸擴(kuò)大 10圖 16： 在 2000 年，消費(fèi)電子市場(chǎng)曾支撐 ADI 四分之一的營(yíng)收 11圖 17： 運(yùn)放下游市場(chǎng)中，消費(fèi)電子僅占 8% 11圖 18： 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器下游市場(chǎng)中，消費(fèi)電子占比較小 11圖 19： 飛機(jī)上具有多個(gè)傳感器，需要大量的信號(hào)鏈產(chǎn)品處理交互的需求 12圖

5、20： 消費(fèi)電子市場(chǎng)，信號(hào)鏈產(chǎn)品主要走“更高集成度、更小尺寸”的路線 12DONGXING SECURITIES東興證券深度報(bào)告P3模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？圖 21： 運(yùn)算放大器占模擬芯片比例減少 13圖 22： 從 80 年代開始，數(shù)模轉(zhuǎn)換器占模擬芯片比例減少 13圖 23： 從 80 年代開始，電源管理占模擬芯片比例大幅增加 14圖 24： 標(biāo)準(zhǔn)型模擬芯片出貨量大于應(yīng)用型 15圖 25： 市場(chǎng)規(guī)模上，應(yīng)用型模擬芯片大于標(biāo)準(zhǔn)型 15圖 26： ADI 的資本支出占經(jīng)營(yíng)性現(xiàn)金流比重減少 16圖 27： TI 三個(gè)階段的市值增長(zhǎng)與凈利 CAGR 相關(guān)性同樣較強(qiáng) 17圖 28： ADI 三個(gè)階

6、段的市值增長(zhǎng)與凈利 CAGR 相關(guān)性較強(qiáng) 17圖 29： MPS 市值穩(wěn)步增長(zhǎng) 18圖 30： 亞德諾早期發(fā)展依賴于政府營(yíng)收 19圖 31： 中國(guó)為全球半導(dǎo)體最大市場(chǎng) 19表格目錄表 1： 2018 年，前 10 大模擬芯片公司市占率超 50% 5表 2： 前 10 大模擬芯片公司擅長(zhǎng)領(lǐng)域 6表 3： 手機(jī)內(nèi)各功能模塊需要不同的電源管理器件配合 14表 4： 本土模擬芯片廠商代表 20P4東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？DONGXING SECURITIES模擬芯片的必要性模擬芯片是處理外界信號(hào)的第一關(guān)所有數(shù)據(jù)的源頭是模擬信號(hào)，模擬芯片是集成的模擬電路，用于處理模擬信號(hào)。模擬信號(hào)是

7、在時(shí)間和幅值上都連續(xù)的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)則是時(shí)間和幅值上都不連續(xù)的信號(hào)。外界信號(hào)經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后，是模擬信號(hào)，在模擬芯片構(gòu)成的系統(tǒng)里進(jìn)行進(jìn)一步的放大、濾波等處理。處理后的模擬信號(hào)既可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸出到數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行處理，也可以直接輸出到執(zhí)行器。常見的數(shù)?；旌舷到y(tǒng)包括：消費(fèi)領(lǐng)域的手機(jī)、個(gè)人電腦、數(shù)碼相機(jī)、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器等，工業(yè)領(lǐng)域的溫度檢測(cè)器、心電圖儀、飛機(jī)系統(tǒng)，汽車領(lǐng)域的倒車顯示儀等，模擬芯片無處不在。圖1：模擬芯片是信號(hào)處理必不可少的一環(huán)資料來源：模擬電子電路, 東興證券研究所信號(hào)以電的形式傳遞，根據(jù)電流/電壓的強(qiáng)弱分成兩類模擬信號(hào)，弱電和強(qiáng)電。信號(hào)鏈產(chǎn)品負(fù)責(zé)對(duì)弱電進(jìn)行處理。電源管理產(chǎn)品

8、主要對(duì)強(qiáng)電進(jìn)行處理，亦處理弱電。全球模擬芯片市場(chǎng)空間近 600 億美元。全球集成電路市場(chǎng) 3402 億美元，模擬電路占 15%。模擬電路中，信號(hào)鏈?zhǔn)袌?chǎng) 143 億美元，電源管理市場(chǎng) 216 億美元。從 1968 年出現(xiàn)的第一個(gè)集成運(yùn)放開始，到 2018 年，模擬芯片已成為一個(gè)全球規(guī)模近 600 億美元的產(chǎn)業(yè)。DONGXING SECURITIES東興證券深度報(bào)告P5模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？圖2：模擬芯片主要是信號(hào)鏈和電源管理芯片，2018 年市場(chǎng)規(guī)模 527 億美元圖3：從 60 年代至今，模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模已發(fā)展至近 600億美元 70060050040030020010000.91.24

9、.658880%60%40%20%0%-20%-40%市場(chǎng)規(guī)模增速資料來源： WSTS， 東興證券研究所資料來源： ADI， Gartner， WSTS， SIA， 東興證券研究所目前，前 10 大模擬芯片公司占據(jù)過半的市場(chǎng)份額。2018 年，前 10 大模擬芯片公司分別為德州儀器（TI）、亞德諾（ADI）、英飛凌（Infineon）、思佳訊（Skyworks）、意法半導(dǎo)體（ST Microelectronics）、恩智浦（NXP）、美信（Maxim）、安森美（On Semi）、微芯科技（Microchip）和瑞薩（Renesas）。其中，德州儀器擅長(zhǎng)電源管理，是該領(lǐng)域的龍頭；ADI 以運(yùn)算放

10、大器起家，是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器龍頭，在運(yùn)放、電源管理的市場(chǎng)份額靠前。英飛凌是從西門子集團(tuán)中剝離，獨(dú)立上市的半導(dǎo)體企業(yè)。目前排名靠前的模擬芯片公司，基本都是成立在集成電路誕生的 60 年代初和黃金的 90 年代，與集成電路行業(yè)共同成長(zhǎng)，包括現(xiàn)龍頭德州儀器（1930）、曾經(jīng)的龍頭國(guó)民半導(dǎo)體（1959），以及目前的次席亞德諾（1965）等，依靠對(duì)模擬技術(shù)的原始積累（Know-how）形成了核心競(jìng)爭(zhēng)力。表1：2018 年， 前 10 大模擬芯片公司市占率超 50%2018公司中文名成立時(shí)間市占率營(yíng)收（億美元）凈利潤(rùn)率P/E1TI德州儀器193018%10835%242ADI亞德諾19658%5524%233I

11、nfineon英飛凌19996%3814%324Skyworks Solutions思佳訊19626%3724%185ST Microelectronics意法半導(dǎo)體19875%3213%236NXP恩智浦20064%2624%127Maxim美信19834%2119%218On Semi安森美19993%2011%239Microchip微芯科技19892%146%5010Renesas瑞薩20021%97%16資料來源： ADI，Gartner，SIA，WSTS、東興證券研究所在前十大模擬芯片公司中，德州儀器是第一個(gè)制造出集成電路的公司，在電源管理和運(yùn)算放大器這兩個(gè)領(lǐng)域處于龍頭地位，下游市

12、場(chǎng)集中于工業(yè)和汽車電子市場(chǎng)。次席亞德諾是多年的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器龍頭，目前專注于工業(yè)和通信市場(chǎng)。英飛凌是著名的汽車電子廠商，在電源管理和功率半導(dǎo)體中排名靠前。思佳訊則是一家專注射頻領(lǐng)域的模擬廠家，射頻芯片巨頭之一，主要客戶為蘋果等消費(fèi)電子廠商，以及通信設(shè)備廠商供貨。恩智P6東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？DONGXING SECURITIES浦、安森美、瑞薩均是實(shí)力較強(qiáng)的汽車電子廠商，美信則更專注于工業(yè)領(lǐng)域，微芯科技在模擬產(chǎn)品外，較為偏重于數(shù)字領(lǐng)域的 MCU。表2：前 10 大模擬芯片公司擅長(zhǎng)領(lǐng)域2018公司中文名專長(zhǎng)領(lǐng)域主要下游市場(chǎng)1TI德州儀器電源管理及運(yùn)算放大器龍頭工業(yè)、汽車電子2A

13、DI亞德諾數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器龍頭工業(yè)、通信3Infineon英飛凌電源管理、功率半導(dǎo)體汽車電子4Skyworks Solutions思佳訊射頻開關(guān)、射頻濾波器、射頻功放消費(fèi)電子、通信5ST Microelectronics意法半導(dǎo)體電源管理、傳感器工業(yè)、汽車電子6NXP恩智浦安全認(rèn)證、微控制器、RF 電源汽車電子7Maxim美信微控制器工業(yè)8On Semi安森美電源管理、功率半導(dǎo)體汽車電子9Microchip微芯科技微處理器、微控制器通信、汽車電子10Renesas瑞薩微控制器汽車電子資料來源： 東興證券研究所行業(yè)格局“一超 N 強(qiáng)”，龍頭以外競(jìng)爭(zhēng)分散。在模擬芯片領(lǐng)域，德州儀器是當(dāng)之無愧的龍頭，市場(chǎng)份

14、額 18%，從 04 年以來便穩(wěn)居第一。而從行業(yè)第二名到第十名份額均只有個(gè)位數(shù)，份額均較為接近。其中，第二名的亞德諾是通過在 2017 年收購(gòu)產(chǎn)品線類似的凌特（Linear Tech），超越英飛凌成為行業(yè)第二。因此，模擬芯片行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)較為分散，是“一超（德州儀器）”和“N 強(qiáng)（亞德諾、英飛凌、意法半導(dǎo)體等）”的格局。行業(yè)并購(gòu)不斷，競(jìng)爭(zhēng)格局走向集中。1990 年，德州儀器還不是模擬芯片的龍頭，模擬芯片行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)高度分散，排名第一的國(guó)民半導(dǎo)體市占率僅 7%，與前十名剩下的公司份額相近。然而到了 2002 年，意法半導(dǎo)體躍居第一，并占有了 10%以上的市場(chǎng)。2004 年開始，德州儀器開始穩(wěn)居第一，份額

15、遙遙領(lǐng)先。同時(shí)，排名靠后的公司通過不斷地合并和收購(gòu)，獲取了更大的市場(chǎng)份額。重要的收購(gòu)包括：國(guó)民半導(dǎo)體被德州儀器收購(gòu)（2011），飛思卡爾從摩托羅拉分離、最后被恩智浦收購(gòu)（2015），仙童半導(dǎo)體被安森美收購(gòu)（2016），Intersil被瑞薩收購(gòu)（2016），凌特被亞德諾收購(gòu)（2017）?？梢钥吹?，近 30 年來，整個(gè)模擬芯片行業(yè)不斷地整合，龍頭市占率不斷提高，行業(yè)不斷走向集中。圖4：30 年來，模擬芯片的市場(chǎng)份額逐漸向龍頭集中DONGXING SECURITIES東興證券深度報(bào)告P7模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？資料來源： WSTS， Dataquest，東興證券研究所信號(hào)鏈和電源管理：兩類重要

16、的模擬芯片信號(hào)鏈產(chǎn)品主要包括運(yùn)算放大器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，處理信息交互的需求。在數(shù)?；旌系南到y(tǒng)中，一個(gè)完整的信號(hào)處理過程如下：傳感器：通過傳感器獲取外界原始的物理信號(hào)，典型的包括聲音、圖像、溫度、濕度、壓力等，并轉(zhuǎn)換成于這些物理信號(hào)相對(duì)應(yīng)的連續(xù)時(shí)間模擬信號(hào)，典型形式為電壓/電流。放大器、濾波器：通過由放大器和濾波器構(gòu)成的信號(hào)調(diào)理單元對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理。放大器的作用是將微弱的模擬小信號(hào)進(jìn)行放大，以適配到 ADC 的滿量程輸入范圍；濾波器的作用主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行帶限，目的是滿足奈奎斯特采樣定理的要求。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器：通過 ADC 將處理后的電壓/電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為所對(duì)應(yīng)的離散數(shù)字量，提供給后續(xù)數(shù)字單元進(jìn)行處理。數(shù)

17、字處理：由數(shù)字處理系統(tǒng)（MCU、DSP 或 FPGA）對(duì)離散數(shù)字量進(jìn)行數(shù)字化處理，它通常用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理算法。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器：數(shù)字處理系統(tǒng)處理完以后的離散數(shù)字量送到了 DAC。通過它，再次轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬信號(hào)。濾波器：由于 DAC 輸出的信號(hào)中含有“臺(tái)階”型的高頻分量，因此需要使用重構(gòu)濾波器進(jìn)行進(jìn)一步處理濾除高頻噪聲，最終得到重構(gòu)后的模擬輸出信號(hào)。其中，最重要的是運(yùn)算放大器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。運(yùn)算放大器是模擬電路的“基礎(chǔ)積木”，應(yīng)用極為廣泛。運(yùn)算放大器是指對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行相加、積分等運(yùn)算的放大電路，常用于將微弱的小信號(hào)放大成大信號(hào)。同時(shí)，運(yùn)算放大器是構(gòu)成許多模擬器件的基礎(chǔ)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電流-電壓轉(zhuǎn)換器

18、、濾波器、比較器、線性穩(wěn)壓器等都需要運(yùn)放?？梢哉f，運(yùn)算放大器是模擬電路的“基礎(chǔ)積木”。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器是連接模擬與數(shù)字系統(tǒng)的橋梁，必不可少。模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）負(fù)責(zé)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）負(fù)責(zé)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。傳感器把真實(shí)世界的溫度、壓力、聲音等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這些信號(hào)大多為模擬信號(hào)，無法被數(shù)字系統(tǒng)識(shí)別與處理。只有通過 ADC 的轉(zhuǎn)換才能被 MCU 采集并處理。另外，揚(yáng)聲器等都需要模擬信號(hào)輸入才能工作，所以需要 DAC 把數(shù)字系統(tǒng)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。因此，只要涉及數(shù)字處理，就一定要有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。圖5：運(yùn)放是許多模擬器件的基礎(chǔ)，比如濾波器就是由運(yùn)放和電阻組成圖6：

19、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）P8東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？DONGXING SECURITIES資料來源： 東興證券研究所資料來源： 東興證券研究所電源管理是電子電路必要需求。只要是電子系統(tǒng)，均需要電源供電，常見的供電電源有電源適配器、蓄電池、等。根據(jù)輸入輸出電流類型，我們可以將電源管理器分為 4 大類型：AC-DC（整流）、AC-AC（變頻等）、 DC-DC（斬波）、DC-AC（逆變）。圖7：電路中常見的電源管理需求資料來源：開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)， 東興證券研究所開關(guān)整流器（ACDC）主要負(fù)責(zé)將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，常見的有筆記本電腦的電源適配器。交

20、流交流變頻器（ACAC）負(fù)責(zé)將某個(gè)頻率的交流電轉(zhuǎn)換為另一種恒定頻率或可變頻率的交流電。直流直流變換器（DCDC）將直流電轉(zhuǎn)換成另一種不同頻率、相位、電流、電壓特征的直流電。逆變器（DCAC）將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的開關(guān)變換器，有的稱其為變流器，是交流輸出開關(guān)電源和不間斷電源（UPS）的主要部件。圖8：穩(wěn)壓是電路的基本功能資料來源：開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)， 東興證券研究所DONGXING SECURITIES東興證券深度報(bào)告P9模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？電源管理芯片是集成的電源管理電路，主要功能是穩(wěn)壓、升降壓、恒流、交流直流轉(zhuǎn)換等，分為線性穩(wěn)壓器 (LDO)、電荷泵(Charger-pump)芯片、

21、DC-DC 轉(zhuǎn)換器(DC-DC)、交流直流轉(zhuǎn)換器(AC-DC)、LED 驅(qū)動(dòng)芯片等。典型的應(yīng)用是手機(jī)、筆記本電腦等消費(fèi)電子的充電器、LED 驅(qū)動(dòng)器。比如，穩(wěn)壓器對(duì) 220V 的市電降壓，并輸出穩(wěn)定的直流低壓供用筆記本電腦；LED 驅(qū)動(dòng)對(duì)手機(jī)內(nèi)部電源升壓，以驅(qū)動(dòng)攝像頭閃光燈。圖9：電源管理芯片應(yīng)用領(lǐng)域廣泛圖10：LDO 和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器是常見的兩類電源管理芯片LDO, 20.20%其它, 46.40%DC-DC轉(zhuǎn)換器, 15%驅(qū)動(dòng)器, 12%AC-DC轉(zhuǎn)換器, 6%資料來源：實(shí)例解讀模擬電子技術(shù)，東興證券研究所資料來源： 電子發(fā)燒友 2014， 東興證券研究所模擬芯片各細(xì)分市場(chǎng)中，龍頭遙遙

22、領(lǐng)先在模擬集成電路中，電源管理是最大的市場(chǎng)，規(guī)模約 216 億美元，占比 42%；信號(hào)鏈?zhǔn)袌?chǎng) 143 億美元（28%），射頻及其他產(chǎn)品市場(chǎng)約 158 億美元，占比 30%。在放大器領(lǐng)域，德州儀器占據(jù)近三分之一的市場(chǎng)（29%），亞德諾第二（18%）。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域，亞德諾是絕對(duì)的龍頭，目前占據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器半壁江山（48%），長(zhǎng)期領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。在電源管理領(lǐng)域，龍頭德州儀器占據(jù)超四分之一的市場(chǎng)份額（21%），高通（15%）、亞德諾（13%）、美信（12%）、英飛凌（10%）份額相近。圖11：模擬芯片主要是信號(hào)鏈和電源管理芯片資料來源： WSTS， 東興證券研究所P10東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：

23、龍頭如何崛起？DONGXING SECURITIES圖12：2015 年運(yùn)算放大器市場(chǎng)格局圖13：2018 年電源管理市場(chǎng)份額德州儀其它,器, 21%29%英飛凌,10%高通,15%美信,12%亞德諾,13%思佳訊,意法半導(dǎo)體, 3%Intersil,3%2%其它,17%德州儀器, 29%恩智浦,3%安森美,4%凌特, 6%美信, 7%博通,8%亞德諾,18% 資料來源： Gartner， 東興證券研究所資料來源： Gartner， 東興證券研究所圖14：2010 年數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)份額圖15：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器龍頭亞德諾份額逐漸擴(kuò)大NXP, 2%飛兆半導(dǎo)體,2%意法半導(dǎo)體,4%國(guó)民半導(dǎo)體,4%凌特,

24、4%其它, 12%亞德諾, 48%美信, 6%德州儀器, 19%資料來源： Databeans，東興證券研究所資料來源： Gartner， 東興證券研究所市場(chǎng)對(duì)于模擬芯片的主要疑問在于：1）成長(zhǎng)邏輯：模擬芯片產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)受何種因素驅(qū)動(dòng)？2）估值邏輯：什么樣的模擬芯片公司值得高估值？下面，我們將會(huì)剖析模擬芯片的成長(zhǎng)邏輯和估值邏輯。成長(zhǎng)邏輯：需求發(fā)展驅(qū)動(dòng)模擬芯片三大變化下游變化：消費(fèi)電子占信號(hào)鏈比重減小模擬芯片下游的市場(chǎng)主要有工業(yè)、通訊、消費(fèi)電子和汽車，工業(yè)市場(chǎng)即工控和航空組成的市場(chǎng)，通訊市場(chǎng)主要是基站等通信設(shè)備，消費(fèi)電子即手機(jī)、筆記本電腦、MP3、數(shù)碼相機(jī)等的市場(chǎng)。DONGXING SECURIT

25、IES東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？P1180 年代后期，ADI 曾經(jīng)依靠消費(fèi)電子迅速發(fā)展。60-70 年代在 ADI 發(fā)展的早期，其業(yè)務(wù)大多集中在工業(yè)及軍用器材上。1985 年開始，受移動(dòng)通信推動(dòng)，消費(fèi)電子市場(chǎng)興起，ADI 將發(fā)展重心轉(zhuǎn)移到消費(fèi)電子，其營(yíng)收占比在 2000 年一度到 25%，推動(dòng)整體營(yíng)收翻 7 倍。而到 2018 年，消費(fèi)電子的營(yíng)收占比減少到 14%。圖16：在 2000 年，消費(fèi)電子市場(chǎng)曾支撐 ADI 四分之一的營(yíng)收資料來源： ADI， 東興證券研究所如今，信號(hào)鏈的下游市場(chǎng)中，消費(fèi)電子占比已經(jīng)很小。2015 年，運(yùn)算放大器芯片的下游主要是通信（36%）和工業(yè)（

26、33%），消費(fèi)電子占比僅有 8%。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的下游市場(chǎng)同樣，銷售給工業(yè)領(lǐng)域的占比超過 50%，而消費(fèi)電子占比僅為 12%。由此，我們提出第一個(gè)問題：為什么信號(hào)鏈產(chǎn)品的下游市場(chǎng)中，消費(fèi)電子的占比在縮??？圖17：運(yùn)放下游市場(chǎng)中，消費(fèi)電子僅占 8%圖18：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器下游市場(chǎng)中，消費(fèi)電子占比較小計(jì)算機(jī), 8%汽車, 15%消費(fèi)電子, 8%通信,36%計(jì)算機(jī),12%汽車, 7%消費(fèi)電通信,工業(yè), 33%工業(yè), 51% 子, 12%18%資料來源： Gartner 2015, 東興證券研究所資料來源： Gartner 2015， 東興證券研究所我們認(rèn)為，電子行業(yè)，一向是需求推動(dòng)技術(shù)增長(zhǎng)。信號(hào)鏈主要需求是交

27、互，在 60-70 年代模擬芯片發(fā)展的早期，信號(hào)鏈主要用于工業(yè)下游，工業(yè)設(shè)備連接電腦以及飛機(jī)的航電系統(tǒng)，起到工業(yè)設(shè)備、飛行設(shè)備與外界交互的功能。例如，飛機(jī)上有大量的傳感器以輔助飛行，送到數(shù)字系統(tǒng)前，都需要信號(hào)鏈產(chǎn)品來處理。同時(shí)，集成的產(chǎn)品更能降低體積和成本。因此，60-70 年代工業(yè)領(lǐng)域?qū)π盘?hào)鏈的需求，推動(dòng)了早期 ADI、德州儀器等模擬巨頭的成長(zhǎng)。在 1980-2000 年，消費(fèi)電子的交互需求經(jīng)歷從無到有的過程，同樣驅(qū)動(dòng)了信號(hào)鏈在消費(fèi)電子下游的增長(zhǎng)。P12東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？DONGXING SECURITIES圖19：飛機(jī)上具有多個(gè)傳感器，需要大量的信號(hào)鏈產(chǎn)品處理交互

28、的需求資料來源：實(shí)例解讀模擬電子技術(shù)，東興證券研究所消費(fèi)電子市場(chǎng)的特點(diǎn)是產(chǎn)品變化迅速與成本優(yōu)先，因此比起工業(yè)市場(chǎng)追求的高精度、通訊市場(chǎng)追求的高速率，消費(fèi)電子市場(chǎng)的需求是更低的成本與更短的設(shè)計(jì)周期，集成的信號(hào)鏈產(chǎn)品比分立的更能滿足需求。近 10 年來，消費(fèi)電子在交互的需求對(duì)繼續(xù)帶動(dòng)信號(hào)鏈復(fù)雜程度的提升作用有限。也就是說，1）從性能來說，集成了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的微控制器已經(jīng)能滿足大部分消費(fèi)電子的性能要求。2）從成本來說，由于手機(jī)功能的增加，提高集成度更能減少能耗。3）從設(shè)計(jì)周期來看，分立的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器雖然性能更高，但是對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度要求更大，消費(fèi)電子廠商需要考慮一系列的速度、分辨率、功耗等問題，如果都

29、使用分立的信號(hào)鏈芯片，將很難適應(yīng)快速變換的市場(chǎng)需求。因此，近 10 年來，用于消費(fèi)電子的信號(hào)鏈產(chǎn)品更多地集成進(jìn)入微控制器/SoC 里，使得統(tǒng)計(jì)上來說，消費(fèi)電子這一下游市場(chǎng)增長(zhǎng)平緩。圖20：消費(fèi)電子市場(chǎng)，信號(hào)鏈產(chǎn)品主要走“更高集成度、更小尺寸”的路線資料來源： Databeans， 東興證券研究所DONGXING SECURITIES東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？P13產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化：電源管理明顯受益于消費(fèi)電子和工業(yè)的增長(zhǎng)從 90 年代開始，信號(hào)鏈產(chǎn)品的占比逐漸縮小。1981 年，運(yùn)算放大器市場(chǎng)規(guī)模占模擬芯片 19%，而 2018 年這一數(shù)字減少到 6%，市場(chǎng)規(guī)模也僅從 2 億美元增

30、長(zhǎng)到 35 億美元。數(shù)模轉(zhuǎn)換器同樣，從 1981 年到 2018 年，數(shù)模轉(zhuǎn)換器在模擬芯片的占比從 19%減少到 6%，市場(chǎng)規(guī)模從 3 億美元增長(zhǎng)到 39 億美元。圖21：運(yùn)算放大器占模擬芯片比例減少資料來源： ADI， Databeans， SIA, 東興證券研究所圖22：從 80 年代開始，數(shù)模轉(zhuǎn)換器占模擬芯片比例減少資料來源： ADI， Databeans， SIA, 東興證券研究所而電源管理芯片從 90 年代開始快速發(fā)展，成長(zhǎng)為模擬芯片產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要行業(yè)。1981 年，電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模僅有 1 億美元，而如今，已發(fā)展成為一個(gè) 250 億美元的行業(yè)。電源管理芯片占模擬芯片市場(chǎng)的比例，

31、從 1981 年的 8%、1995 年的 9%，迅速增大至如今的 43%（2018 年）。P14東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？DONGXING SECURITIES圖23：從 80 年代開始，電源管理占模擬芯片比例大幅增加資料來源： ADI， Databeans， SIA, 東興證券研究所由此，我們提出第二個(gè)問題，為什么電源管理產(chǎn)品在模擬芯片占比迅速增大？我們認(rèn)為，這是因?yàn)殡娫垂芾碓谙M(fèi)領(lǐng)域有持續(xù)的新需求驅(qū)動(dòng)。由于低功耗、低質(zhì)量和可便攜設(shè)備的發(fā)展，使得電源轉(zhuǎn)換效率技術(shù)和要求不斷發(fā)展。消費(fèi)電子對(duì)小功率節(jié)電的需求，推動(dòng)電源管理芯片行業(yè)的成長(zhǎng)。隨著消費(fèi)電子新增功能，音頻、攝像等，消費(fèi)電

32、子不斷復(fù)雜化，不僅電子產(chǎn)品的耗電量與日俱增，同時(shí)需要支持的電壓數(shù)量也變多，客觀需要電源管理芯片能在增加能源轉(zhuǎn)換效率、增加待機(jī)時(shí)間的同時(shí)，提高集成度以支持多個(gè)電壓。另外，由于鋰電池的功率密度發(fā)展減緩，因此只能從電源管理芯片上尋求突破。所以，消費(fèi)電子的發(fā)展，不斷驅(qū)使著模擬芯片廠商推出功能更復(fù)雜、更高效率、更低體積的電源管理芯片，促進(jìn)了電源管理芯片整個(gè)行業(yè)的成長(zhǎng)。表3：手機(jī)內(nèi)各功能模塊需要不同的電源管理器件配合功能要求對(duì)應(yīng)供電方式射頻 VCO 和 PLL低噪聲高抑制比線性穩(wěn)定器射頻功率放大器適應(yīng)范圍寬，效率高、電流大動(dòng)態(tài)調(diào)整的 DC/DC 轉(zhuǎn)化器基帶最高效率開關(guān)型降壓轉(zhuǎn)換器背光白色 LED高且穩(wěn)定的

33、輸出電流和電壓電荷泵或電感升壓轉(zhuǎn)換器OLED 顯示屏超低電源抑制比LDO音頻放大噪音抑制比、高功率、低電壓LDO閃光燈白光 LED高壓、大電流高效率開關(guān)式 DC/DC資料來源： 水木清華、東興證券研究所工業(yè)領(lǐng)域大功耗器件節(jié)電的需求，同樣推動(dòng)了電源管理芯片行業(yè)的成長(zhǎng)。工業(yè)領(lǐng)域的能耗主要來自于電機(jī)和照明，電機(jī)主要是泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、傳輸機(jī)等，電機(jī)消耗的能量幾乎占工業(yè)電力消耗的 80%。因此，工業(yè)領(lǐng)域?qū)?jié)能的要求，促使電源管理芯片不斷提高轉(zhuǎn)換效率。比如，使用變速電機(jī)能節(jié)省 40%的能耗，使用高效的開關(guān)電源可以節(jié)省 35%的能耗，這背后均是由更先進(jìn)的電源管理芯片支撐。DONGXING SECURITI

34、ES東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？P15未來，新需求將會(huì)繼續(xù)推動(dòng)電源管理發(fā)展。LED 照明從最初的簡(jiǎn)單邏輯控制到如今調(diào)光、變色等更個(gè)性化的要求，對(duì)電源芯片提出更復(fù)雜的智能化控制需求。另外，一些設(shè)備為適應(yīng)便攜性趨勢(shì)，設(shè)備供電方式從適配器供電轉(zhuǎn)變?yōu)殡姵毓╇姡瑤砗芏嚯姵毓╇娤到y(tǒng)的芯片需求。商業(yè)模式變化：應(yīng)用型芯片的崛起降低自建廠房的重要性標(biāo)準(zhǔn)型和應(yīng)用型的模擬芯片，在出貨量和市場(chǎng)規(guī)模的結(jié)構(gòu)上截然相反。在出貨量上，標(biāo)準(zhǔn)模擬芯片占比（64%）遠(yuǎn)高于特殊應(yīng)用模擬芯片（36%），但在市場(chǎng)規(guī)模上是特殊應(yīng)用模擬芯片（62%）高于標(biāo)準(zhǔn)模擬芯片（38%）。占比。由此，我們提出第三個(gè)問題，為什么應(yīng)用型模

35、擬芯片市場(chǎng)規(guī)模更大？圖24：標(biāo)準(zhǔn)型模擬芯片出貨量大于應(yīng)用型圖25：市場(chǎng)規(guī)模上，應(yīng)用型模擬芯片大于標(biāo)準(zhǔn)型出貨量市場(chǎng)規(guī)模資料來源： ICE, 東興證券研究所資料來源： ICE, 東興證券研究所我們認(rèn)為，應(yīng)用型模擬芯片面對(duì)的是定制化的需求，附加值更高。工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是模擬器件性能改進(jìn)的兩大方法。標(biāo)準(zhǔn)型模擬芯片是通用化的，各個(gè)廠家的設(shè)計(jì)都相差不大，因而附加值低，廠商間競(jìng)爭(zhēng)更多依靠制程和工藝，對(duì)自建廠房有很大的要求。由此，我們提出第三個(gè)問題，為什么說應(yīng)用型模擬芯片降低了自建廠房的重要性？標(biāo)準(zhǔn)型模擬芯片面對(duì)的是低成本、低體積的通用化需求，因而更注重工藝。實(shí)現(xiàn)低成本主要是通過縮短芯片制程以減少線寬，因此能夠

36、實(shí)現(xiàn)同樣性能下的更小體積、更低成本。早期模擬芯片主要需求是標(biāo)準(zhǔn)化的通用芯片，比如，ADI 在 80-90 年代通過迅速投資建廠，積累了明顯的制程優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用型模擬芯片面對(duì)的是千差萬別的需求，因而更注重設(shè)計(jì)，附加值更高。在后期，隨著電子系統(tǒng)復(fù)雜程度提高，對(duì)某一類細(xì)分行業(yè)進(jìn)行專門的定制變得更重要，特別是在工業(yè)領(lǐng)域，許多客戶在速度、精度、集成性、成本、體積方面的要求都不一致，需要模擬芯片廠商做出取舍，以達(dá)到整體最優(yōu)，這需要有經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。自建廠房以提升制程的重要性降低了，因此，到了 2000 年之后，ADI 的資本支出占經(jīng)營(yíng)性現(xiàn)金流的比重大大減少，大多數(shù)芯片都使用臺(tái)積電代工。P16東興證

37、券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？DONGXING SECURITIES圖26：ADI 的資本支出占經(jīng)營(yíng)性現(xiàn)金流比重減少資料來源： ADI， 東興證券研究所未來，應(yīng)用型的模擬芯片將推動(dòng)無晶圓廠商蓬勃發(fā)展。由于臺(tái)積電、中芯國(guó)際等晶圓代工廠商的出現(xiàn)，使得芯片公司可以避開大量的建廠負(fù)擔(dān)，專注于芯片應(yīng)用本身，促成了一批優(yōu)秀無晶圓廠（Fabless）的誕生。中國(guó)大陸的 IC 設(shè)計(jì)產(chǎn)值從 2010 年 56.6 億美元逐年成長(zhǎng)至 2016 年 247.5 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 28%，無晶圓廠商數(shù)從 2012 年的 569 家，增加至 2016 年的 1,362 家。未來，隨著各行業(yè)對(duì)應(yīng)用型芯片的需

38、求增加，擁有優(yōu)秀設(shè)計(jì)研發(fā)能力的無晶圓廠商將有望脫穎而出。估值邏輯：模擬芯片公司如何估值？指標(biāo)：歷史來看，PEG 相對(duì)較好我們認(rèn)為，從歷史來看，PEG 相對(duì)于 PE，更適合作為模擬芯片公司的估值指標(biāo)?？v觀全球前兩大模擬芯片公司的市值變化，我們發(fā)現(xiàn)凈利 CAGR 和市值增長(zhǎng)比較相關(guān)，而 PE 相對(duì)參考性比較低。例如，模擬芯片龍頭 TI 公司，在 80-90 年代 PE 為 5 倍，但市值不增，與凈利潤(rùn) 0.1%的 CAGR 比較接近。在第二和第三階段同樣，只有市值 CAGR（第二階段 19%；第三階段 6%）。同樣地，ADI 亦是凈利潤(rùn) CAGR 與市值 CAGR 最為接近。DONGXING SE

39、CURITIES東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？P17圖27：TI 三個(gè)階段的市值增長(zhǎng)與凈利 CAGR 相關(guān)性同樣較強(qiáng)資料來源： TI，東興證券研究所圖28：ADI 三個(gè)階段的市值增長(zhǎng)與凈利 CAGR 相關(guān)性較強(qiáng)資料來源： ADI， 東興證券研究所什么公司值得高估值？我們認(rèn)為，對(duì)于高增長(zhǎng)、下游穩(wěn)定的模擬芯片公司，可以給予較高的估值。例如，專注工業(yè)領(lǐng)域的 MPS（Monolithic Power System），同時(shí)產(chǎn)品主要是增長(zhǎng)迅速的電源管理芯片，估值一直處于較高水平。P18東興證券深度報(bào)告模擬芯片產(chǎn)業(yè)：龍頭如何崛起？DONGXING SECURITIES工業(yè)市場(chǎng)穩(wěn)定性高，客戶黏性

40、強(qiáng)，前景廣闊。工業(yè)市場(chǎng)的用戶分散, 但對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和工程技術(shù)支持非常重視。工業(yè)市場(chǎng)的產(chǎn)品前期設(shè)計(jì)時(shí)間很長(zhǎng), 但是一旦電路設(shè)計(jì)出來以后, 產(chǎn)品具有很長(zhǎng)的壽命，一般有了一個(gè)模擬電路產(chǎn)品, 都傾向于在以后設(shè)計(jì)中繼續(xù)使用。因此，工業(yè)市場(chǎng)具有穩(wěn)定高、客戶粘性強(qiáng)的特點(diǎn)。另外，由于工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)高，因此產(chǎn)品毛利往往亦比較高。未來年，隨著工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的自動(dòng)化程度提高，應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的模擬芯片市場(chǎng)有望迎來較快的增長(zhǎng)。圖29：MPS 市值穩(wěn)步增長(zhǎng)資料來源： MPS， 東興證券研究所展望未來，中國(guó)能否出現(xiàn)下一個(gè)德州儀器？技術(shù)差距有望縮短模擬芯片技術(shù)進(jìn)步依賴于經(jīng)驗(yàn)積累。不同于大部分?jǐn)?shù)字芯片，模擬芯片技術(shù)發(fā)展不依賴于

41、摩爾定律，技術(shù)發(fā)展主要以實(shí)驗(yàn)的次數(shù)、對(duì)材料等的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累為主。因此，模擬芯片設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)積累程度，對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的技術(shù)水平和整體性能起到了至關(guān)重要的作用，一般要擁有 510 年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)才能夠獨(dú)立完成芯片設(shè)計(jì)。像德州儀器、亞德諾等老牌的模擬芯片大廠，積累了大量研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)模擬芯片企業(yè)與國(guó)外巨頭差距客觀存在。我國(guó)工程師紅利將有利于縮短中外技術(shù)差距。我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)，基本是上從上世紀(jì)九十年代才剛剛起步，雖然目前與國(guó)外巨頭還存在一定差距，但我國(guó)僅花了近二十年的時(shí)間，就實(shí)現(xiàn)了國(guó)外四五十年的技術(shù)發(fā)展歷程，整體實(shí)力突飛猛進(jìn)。同時(shí)，我國(guó)工程師隊(duì)伍正不斷壯大，2017 年，我國(guó)高等院校培養(yǎng)的芯片專業(yè)領(lǐng)域畢業(yè)生約 20 萬人，其中與集成電路強(qiáng)相關(guān)的微電子科學(xué)與工程、微電子學(xué)與固體電子學(xué)