中國模擬IC行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

中國模擬IC行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

一、模擬芯片及其特征

IC就是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，IC按功能可分為：數(shù)字IC、模擬IC、微波IC及其他IC。

數(shù)字IC就是傳遞、加工、處理數(shù)字信號的IC，是近年來應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的IC品種，可分為通用數(shù)字IC和專用數(shù)字IC。

模擬IC則是處理連續(xù)性的光、聲音、速度、溫度等自然模擬信號的IC，模擬IC按應(yīng)用來分可分為標(biāo)準(zhǔn)型模擬IC和特殊應(yīng)用型模擬IC。如果按技術(shù)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(shù)字信號的混合IC。

標(biāo)準(zhǔn)型模擬IC包括放大器，電壓調(diào)節(jié)與參考對比，信號界面，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，比較器等產(chǎn)品；特殊應(yīng)用型模擬IC主要應(yīng)用在通信、汽車、電腦周邊和消費(fèi)類電子等四個領(lǐng)域。

簡單總結(jié)一下二者的區(qū)別：數(shù)字電路IC就是處理數(shù)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(yùn)算放大器、線性穩(wěn)壓器、基準(zhǔn)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(xù)性，可以轉(zhuǎn)換為正弦波研究，而數(shù)字IC處理的是非連續(xù)性信號，都是脈沖方波。

不同數(shù)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(shù)，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,模擬技術(shù)分布于數(shù)字技術(shù)周邊,與數(shù)字技術(shù)密不可分。模擬IC在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的分布

不同于數(shù)字IC，模擬IC的先進(jìn)性主要體現(xiàn)在電路性能參數(shù)方面的改進(jìn)，其迭代速度受摩爾定律的影響較小，產(chǎn)品擁有更長的生命周期。根據(jù)電子發(fā)燒友網(wǎng)站和《模擬電路的技術(shù)演變（徐開元）》一文中的觀點(diǎn)，數(shù)字IC更為強(qiáng)調(diào)運(yùn)算速度與成本比的提升，其性能的改進(jìn)由晶體管集成數(shù)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(shù)字IC的生命周期很短，大約僅為1至2年；而模擬IC的改進(jìn)則更多地體現(xiàn)在電路速度、分辨率、功耗等參數(shù)方面的提升，強(qiáng)調(diào)的是高信噪比、低失真、低耗電和高穩(wěn)定性，因而產(chǎn)品一旦達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)就具備長久的生命力，生命周期可長達(dá)10年以上。

從功能角度來看，模擬電路主要可分為：

模擬IC的四大特點(diǎn)來說明模擬IC與數(shù)字IC的差異性：

《》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(yùn)算放大器和比較器的占比合計(jì)達(dá)16%，ADC/DAC（A/D轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換）的市場占比達(dá)15%。模擬IC的分類市場占比

從生產(chǎn)過程來看，IC的設(shè)計(jì)與制造流程一般可分為上游設(shè)計(jì)、中游制造和下游封裝測試三個主要環(huán)節(jié)：在上游芯片設(shè)計(jì)企業(yè)完成電路設(shè)計(jì)后，中游的制造企業(yè)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(chǎn)業(yè)鏈中上游的IC設(shè)計(jì)屬于知識密集型行業(yè)，而中下游的制造封裝則屬于重資產(chǎn)行業(yè)，需要大量設(shè)備投入。模擬IC產(chǎn)業(yè)鏈概覽

根據(jù)不同的生產(chǎn)形式，IC產(chǎn)業(yè)鏈還可以劃分為IDM模式和Fabless模式。IDM即企業(yè)擁有自己的晶圓廠，業(yè)務(wù)涵蓋設(shè)計(jì)、制造、封測等全產(chǎn)業(yè)鏈；Fabless模式是指公司自身只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷售，而將生產(chǎn)、測試、封裝等環(huán)節(jié)外包給其他公司。對比來看，IDM模式較適合成熟且已占據(jù)一定市場份額的企業(yè)，也比較適合穩(wěn)定的市場，而Fabless則適合新興市場或者正經(jīng)歷變革的市場。目前模擬IC行業(yè)中，IDM與Fabless模式并存，F(xiàn)abless為行業(yè)的發(fā)展趨勢IDM與Fabless模式的對比

二、模擬芯片的下游應(yīng)用

模擬芯片在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用可謂無處不在。實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)IC的內(nèi)部都包含了PLL（片內(nèi)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(tǒng)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(yè)、消費(fèi)電子等諸多領(lǐng)域。2019年通信和汽車市場仍為全球模擬IC的最大下游應(yīng)用市場，市場占比分別可達(dá)38.5%和24.0%。此外，近年來模擬IC在上述兩個市場的應(yīng)用占比也維持著穩(wěn)中有升的態(tài)勢，2018年模擬IC在通信領(lǐng)域的市場應(yīng)用占比為36.2%，較2014年上升了0.8個百分點(diǎn)，汽車市場的應(yīng)用占比為24%，較2014年上升了4.6個百分點(diǎn)。

模擬IC終端市場典型應(yīng)用場景

模擬IC在通信和汽車領(lǐng)域應(yīng)用的市占率合計(jì)已超過60%，在未來依然看好模擬IC在上述兩個市場的應(yīng)用前景。一方面，智能手機(jī)等終端的更新迭代將需要實(shí)現(xiàn)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(yīng)模擬IC產(chǎn)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(fù)雜，因而隨著電動汽車的逐步普及，模擬IC在汽車市場的應(yīng)用占比有望進(jìn)一步提升。

全球模擬芯片下游應(yīng)用市場的市占率分布

2.全球模擬IC市場規(guī)模及競爭格局

2.1全球模擬IC市場規(guī)模：江山如畫，靜中有動

模擬芯片市場規(guī)模大，在全球半導(dǎo)體市場中的占比超過五分之一。模擬IC產(chǎn)品的生命周期較長，下游應(yīng)用廣泛且分散，行業(yè)基本可認(rèn)為是電子產(chǎn)業(yè)的晴雨表，是整個市場發(fā)展情況的縮影。近年來，模擬IC行業(yè)的市場規(guī)模在全球半導(dǎo)體市場中的占比一直保持穩(wěn)定，維持在22%左右。靜中有動，行業(yè)自身增速波動明顯。雖然模擬IC在半導(dǎo)體市場中占比保持穩(wěn)定，但行業(yè)增速卻呈現(xiàn)明顯的波動性。2018年全球模擬半導(dǎo)體行業(yè)的市場規(guī)模約為588億美元，同比增速為10.78%；2019-2020年模擬IC行業(yè)市場規(guī)模將繼續(xù)保持在550億美元以上，但據(jù)預(yù)計(jì)2019年行業(yè)增速將有所回落。

2016-2022年模擬IC市場規(guī)模及其在全球市場中的占比

2009-2020年全球模擬半導(dǎo)體行業(yè)的市場規(guī)模及增速

從可比行業(yè)來看，2018至2023年全球模擬IC產(chǎn)品市場的復(fù)合年增長率將可達(dá)到7.4%，在可比產(chǎn)品行業(yè)中表現(xiàn)良好。分區(qū)域來看，亞太地區(qū)模擬IC行業(yè)的市場增速最快。對于模擬IC行業(yè)，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(shù)能力將直接影響IC產(chǎn)成品的質(zhì)量，而從需求端角度來看，下游市場對電子產(chǎn)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(qū)域，亞太地區(qū)擁有相對成熟的電子產(chǎn)業(yè)和多元的模擬IC供應(yīng)商，且下游市場容量較大，因而看好未來亞太地區(qū)，特別是中國模擬IC市場的持續(xù)增長。

三、我國模擬IC行業(yè)競爭格局亦十分分散模擬芯片市場規(guī)模大

與全球市場情況類似，國內(nèi)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(nèi)市場中占據(jù)領(lǐng)先地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)市場中市占率排名前五的公司全部為國外企業(yè)，對標(biāo)國外模擬IC龍頭，國產(chǎn)模擬IC產(chǎn)品在高端應(yīng)用領(lǐng)域仍處于相對劣勢地位，但隨著我國模擬集成電路企業(yè)的不斷崛起和發(fā)展，國內(nèi)高性能模擬IC與世界先進(jìn)技術(shù)間的差距正在逐步縮小。

全球及模擬IC市場應(yīng)用

國內(nèi)模擬IC市場應(yīng)用

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(nèi)市場Top5模擬IC供應(yīng)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(dǎo)模擬芯片市場，國產(chǎn)替代空間廣闊，目前不論是從全球市場還是國內(nèi)市場，模擬芯片的主要供應(yīng)商還是被德州儀器、英飛凌、Skyworks占據(jù)絕大部分份額。全球份額接近40%，中國也是占據(jù)30%份額。接近3000億的銷售規(guī)模，存在巨大的替代空間。

全球模擬IC市場格局

中國模擬IC市場格局

四、新興市場，增量機(jī)會

未來智能化、集成化、低能耗的電子產(chǎn)品需求將為IC行業(yè)提供全新的機(jī)遇，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、新能源、汽車電子、醫(yī)療電子、可穿戴設(shè)備、5G通訊等創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展也將推動IC設(shè)計(jì)行業(yè)不斷成長，行業(yè)廠商，特別是我國中小企業(yè)，應(yīng)緊抓創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域的增量機(jī)會，做大做強(qiáng)國內(nèi)新興市場，從而在細(xì)分賽道上超越歐美龍頭，實(shí)現(xiàn)逆襲。針對模擬IC行業(yè)的特點(diǎn)，看好模擬芯片在5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能電表和電動汽車等新興領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展前景。

（1）5G射頻。對于終端設(shè)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(gòu)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(fù)責(zé)信號處理和協(xié)議處理，而射頻芯片主要負(fù)責(zé)射頻收發(fā)、頻率合成和功率放大。相較之前的射頻技術(shù)，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(jìn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)中的接收通道，其為物理結(jié)構(gòu)上的改變而非軟件升級，因而隨著5G的應(yīng)用普及，終端設(shè)備的換代需求將推動射頻芯片市場的進(jìn)一步快速擴(kuò)張。目前，射頻芯片市場主要被歐美廠商把控，行業(yè)的龍頭廠商包括Skyworks、Qorvo、Avago等，2017年我國國產(chǎn)射頻芯片的市率僅為2%。對于射頻前端來說，其應(yīng)用芯片主要包括功率放大器（PA：PowerAmplifier），天線開關(guān)（Switch）、濾波器（Filter）、雙工器（Duplexer和Diplexer）和低噪聲放大器（LNA：LowNoiseAmplifier）等。預(yù)測，全球射頻器件和射頻前端模組的市場規(guī)模未來將迎來大幅增長。國內(nèi)企業(yè)中，看好射頻前端芯片設(shè)計(jì)企業(yè)卓勝微。

全球射頻器件及射頻前端市場規(guī)模（百萬美元）

（2）物聯(lián)網(wǎng)。據(jù)預(yù)測2025年全球物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到1.61萬億美元，市場增速飛快，且物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)亦快速增長，預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將在2021年達(dá)到160億連接量，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)蜂窩連接。

物聯(lián)網(wǎng)模擬芯片的應(yīng)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(yīng)用場景下，物聯(lián)網(wǎng)對模擬器件的要求亦不盡相同。隨著物聯(lián)網(wǎng)萬億市場的崛起，特別是我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的高速發(fā)展，看好模擬芯片在物聯(lián)網(wǎng)傳感器、電源管理和射頻前端等領(lǐng)域的應(yīng)用增長潛力。

2017-2025年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測

2018年全球物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體設(shè)備出貨量統(tǒng)計(jì)（十億件）

（3）電動汽車。如前所述，汽車領(lǐng)域是模擬IC重要的下游應(yīng)用市場，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球模擬芯片下游應(yīng)用市場中汽車領(lǐng)域的占比為24%。模擬IC是汽車電源管理系統(tǒng)的重要組成部分。模擬IC有助于功率調(diào)節(jié)及降低設(shè)備的工作溫度,以幫助延長電池供電設(shè)備的使用壽命，因而模擬IC對電動汽車來說尤為重要，相應(yīng)地，電動汽車對電源管理模塊的需求也更高且更為復(fù)雜。因此，針對創(chuàng)新應(yīng)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(yè)提供了新的發(fā)展機(jī)遇。全球電動汽車市場銷售預(yù)測

五、國產(chǎn)替代機(jī)遇幾何，當(dāng)挽雕弓如滿月

１、貿(mào)易摩擦加速國產(chǎn)替代，市場方為機(jī)遇之源

當(dāng)前受到全球貿(mào)易局勢緊張等宏觀因素的影響，國產(chǎn)替代是我國芯片行業(yè)發(fā)展的重中之重。中國的未來要靠科技創(chuàng)新，國產(chǎn)化趨勢將愈演愈烈。對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)，而在如今貿(mào)易摩擦頻出的大背景下，國產(chǎn)替代不僅是重中之重，更應(yīng)勢在必行。IC行業(yè)國產(chǎn)化任重而道遠(yuǎn)，差距轉(zhuǎn)化為機(jī)遇需重視IC設(shè)計(jì)。目前我國IC產(chǎn)業(yè)仍需大量依賴外國進(jìn)口，行業(yè)進(jìn)出口金額之間的差距巨大，且國內(nèi)IC行業(yè)產(chǎn)值遠(yuǎn)小于其市場規(guī)模，因而國產(chǎn)化之路可謂任重道遠(yuǎn)。在整個IC產(chǎn)業(yè)鏈中，IC設(shè)計(jì)是對科研水平、研發(fā)實(shí)力要求較高的部分，也是一個國家在芯片領(lǐng)域能力和地位的集中體現(xiàn)之一。近年來我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，IC設(shè)計(jì)業(yè)在全行業(yè)中的占比逐年提升，根據(jù)卓勝微招股書援引中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的“十三五”展望，2020年我國IC設(shè)計(jì)業(yè)、晶圓制造、封裝測試三業(yè)的占比有望實(shí)現(xiàn)4:3:3，其中IC設(shè)計(jì)行業(yè)的占比最高。

2008-2018年我國集成電路市場規(guī)模與產(chǎn)值的對

市場在機(jī)遇便在，國產(chǎn)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(nèi)市場帶來絕佳的發(fā)展機(jī)遇。聚焦至模擬IC行業(yè)，如前所述2018年全球模擬半導(dǎo)體行業(yè)的市場規(guī)模約為588億美元，而中國市場模擬芯片行業(yè)的市場規(guī)模達(dá)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(guī)模，加之行業(yè)市場競爭格局分散，下游應(yīng)用分布廣泛，國內(nèi)模擬IC企業(yè)的國產(chǎn)替代之路實(shí)則頗具優(yōu)勢。模擬IC國產(chǎn)替代具有可行性，看好行業(yè)企業(yè)未來的成長與發(fā)展。過去國內(nèi)模擬IC企業(yè)由于發(fā)展歷史短、起點(diǎn)低、工藝落后等因素，在技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)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(chǎn)品市場。但近年來，擁有先進(jìn)技術(shù)的本土模擬IC企業(yè)的不斷崛起使得我國與世界領(lǐng)先水平之間的技術(shù)差距正在逐步縮小，不少國內(nèi)企業(yè)已填補(bǔ)了我國高端模擬IC市場的空白，甚至在某些產(chǎn)品領(lǐng)域達(dá)到和超越了世界先進(jìn)水平?？春脟鴥?nèi)具有創(chuàng)新技術(shù)的先進(jìn)模擬IC企業(yè)，其后續(xù)發(fā)展?jié)撃苡写尫拧?/p>

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(yīng)用帶動下，中國集成電路產(chǎn)業(yè)保持快速增長，繼續(xù)保持增速全球領(lǐng)先的勢頭。受此帶動，在國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，集成電路設(shè)計(jì)業(yè)始終是國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)中最具發(fā)展活力的領(lǐng)域，增長也最為迅速。中國集成電路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)行業(yè)收入首次突破3000億元，年復(fù)合增長率23.3%。

2015-2019年中國集成電路設(shè)計(jì)銷售收入及增長走勢

隨著芯片制造工藝精益求精、晶圓尺寸不斷擴(kuò)大，集成電路行業(yè)企業(yè)為維持其競爭優(yōu)勢，投資規(guī)模日趨增長，投資壓力日漸增大。在此背景下，有實(shí)力涵蓋集成電路設(shè)計(jì)、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(yè)在經(jīng)歷了多次結(jié)構(gòu)調(diào)整之后，形成了設(shè)計(jì)、制造、封裝和測試獨(dú)立成行的垂直分工模式。其中，集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)處于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，負(fù)責(zé)芯片的開發(fā)設(shè)計(jì)，分析定義目標(biāo)終端設(shè)備的性能需求和產(chǎn)品需求，是引領(lǐng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對芯片的性能、功能和成本等核心要素起著至關(guān)重要的作用。

2019年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入為7562.3億元，同比增長15.80%，其中集成電路設(shè)計(jì)業(yè)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(yè)銷售收入為2149.1億元，同比增長18.20%，占總值的28.40%；封測業(yè)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(chǎn)業(yè)收入結(jié)構(gòu)

從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，隨著我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，IC設(shè)計(jì)、芯片制造和封裝測試三個子行業(yè)的格局正在不斷變化，我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化