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目錄010204030506模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,新能源/工業(yè)獲突破上市公司風(fēng)險(xiǎn)提示1.模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?63.7569.9871.9481.0483.3985.3699108.01102.23108.86140.5153.390501001502002502011年
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2022年模擬芯片 嵌入式處理 其他圖:2011~2022年TI各產(chǎn)品營收(億美元)資料來源:TI,華金證券研究所14%17%24%31% 31%33%35%36% 36%37%41%40%11%13%37%29%30% 26%25% 23% 23%27%24%20%8%11%13%13%15%18%19%20%21%20%21%25%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2011年
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2022年工業(yè) 個(gè)人消費(fèi) 汽車 通訊設(shè)備 企業(yè)系統(tǒng) 其他圖:2011~2022年TI下游應(yīng)用領(lǐng)域占比(
)資料來源:TI,華金證券研究所(其中,工業(yè)包含工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療安防、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等;個(gè)人消費(fèi)包括手機(jī)、便攜設(shè)備、PC、TV、平板、可穿戴等)1.1
2022年TI汽車工業(yè)占比652022年TI整體營收為200.28億美元,同比增9.18
,其中,模擬IC產(chǎn)品收入為153.39億美元,繼2021年實(shí)現(xiàn)29
增速后繼續(xù)增長9.17;從下游應(yīng)用看,TI重點(diǎn)發(fā)力汽車和工業(yè)領(lǐng)域,應(yīng)用占比從2011年的19
提升至65
,而個(gè)人消費(fèi)類則從2013年的37
降低至20
;1.模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?1.2
2026年TI產(chǎn)值約300億美元TI預(yù)計(jì)2026年公司營收約為300億美元,2030年預(yù)計(jì)達(dá)到450億美元,其中2022年TI有80產(chǎn)能自產(chǎn),預(yù)計(jì)到2030年超過90;2023年~2026年TI平均每年投資為50億美元,完成R
FAB2擴(kuò)產(chǎn)和L
FAB,建SMI(設(shè)備引入),SM2,同時(shí)建Melaka
2
A/T并引入設(shè)備;2026年以后SM2開始引入設(shè)備,建SM3,SM4地址年份產(chǎn)品工藝節(jié)點(diǎn)晶圓尺寸產(chǎn)能(萬片/月)Miho日本MEMS,DLP350,250nm8寸4Aizu日本模擬-8寸-MFAB(以前NS)美國1997模擬350,250,180nm8寸3.2LFAB
(以前美光)美國數(shù)字,混合信號(hào)等65-45nm12寸7R
FAB1美國(Richardson)2009模擬250,180nm12寸4.5R
FAB2美國(Richardson)2022模擬-12寸4DMOS5美國(Dallas)1984模擬,DLP250,180nm8寸7.5DMOS6美國(Dallas)2000數(shù)字,模擬130-45nm12寸2.5DFAB美國(Dallas)1966混合信號(hào),模擬-6寸,8寸4.2SFAB美國(Sherman)1965模擬6寸9.1FFAB德國模擬1000,180nm8寸3.75CFAB(以前SMIC)中國成都模擬8寸3SM
1-4美國(Sherman)2025模擬(25年量產(chǎn),支撐2025年~2035年
10年發(fā)展)圖:TI各工廠介紹圖:三大基地支撐TI長期發(fā)展資料來源:維基百科,TI,華金證券研究所資料來源:TI,華金證券研究所1.模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?1.3
12寸降成本約40
,直銷比例進(jìn)一步提升300mm模擬產(chǎn)線,芯片成本降低約40
;模擬IC重視高信噪比、低失真、低功耗、高可靠性等產(chǎn)品特點(diǎn),因此產(chǎn)品一旦設(shè)計(jì)定型就會(huì)有比較長的生命周期圖:率先步入300mm晶圓制造大幅度領(lǐng)先同行,產(chǎn)線可用20-30年資料來源:TI,華金證券研究所圖:2019年~2022年
TI直銷收入占比(
)/TI.com
渠道營收(十億美元)資料來源:TI,華金證券研究所2022年TI直銷比例提升至70
,與客戶建立更直接的關(guān)系;2021年TI.com線上收入接近20億美元;1.模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?1.4
規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?EETimes相關(guān)信息顯示,TI模擬信號(hào)團(tuán)隊(duì)展示了幾款新推出產(chǎn)品,包括數(shù)字隔離器
ISOW774x、以太網(wǎng)
PHY
DP83TG720-Q1、霍爾效應(yīng)位置傳感器
TMAG5170、無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
DRV8311
和數(shù)模轉(zhuǎn)換器
DAC63204,相關(guān)人員表示,至少有2-3款產(chǎn)品將在新的12寸晶圓廠即RFAB2生產(chǎn);從TI戰(zhàn)略可以看出,未來TI會(huì)重點(diǎn)突破汽車和工業(yè)市場,消費(fèi)類則保證一定毛利率水平且高ASP相關(guān)產(chǎn)品提升市場份額;80.00%70.00%60.00%50.00%40.00%30.00%20.00%2019年2020年2021年2022年前三季度圣邦股份思瑞浦納芯微南芯科技TI主要產(chǎn)品下游應(yīng)用納芯微可供銷售的料號(hào)數(shù)量約1200余款,傳感器、信號(hào)鏈、隔離、接口、功率驅(qū)動(dòng)、電源管理等2022年Q3公司汽車市場相關(guān)的收入占比約22%,信息通訊市場占比約13%,消費(fèi)電子市場占比約5%,工業(yè)市場占比約60%,工業(yè)市場中光伏、儲(chǔ)能等新能源領(lǐng)域的營收占比約21%圣邦股份25大類4,000余款消費(fèi)類電子、通訊設(shè)備、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、汽車電子等領(lǐng)域南芯科技-2022年上半年消費(fèi)電子市場占比超過95%思瑞浦1600多款料號(hào),信號(hào)鏈中線性產(chǎn)品占比50%左右,其余為接口與轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品;電源芯片中線性電源產(chǎn)品占絕大部分剩余為電源監(jiān)控、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)等公司2022年前三季度泛通訊市場55-60%,泛工業(yè)市場30%左右,汽車電子收入占比提高到5%以上,消費(fèi)、醫(yī)療及其他合計(jì)收入占比10%左右資料來源:Wind,華金證券研究所(其中TI毛利率為2022年全年數(shù)據(jù))資料來源:各公司公告,Wind,華金證券研究所圖:部分模擬IC廠商毛利率對(duì)比(
)圖:部分模擬IC公司主要產(chǎn)品及下游應(yīng)用目錄010204030506模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,新能源/工業(yè)獲突破上市公司風(fēng)險(xiǎn)提示2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)9資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察,華金證券研究所細(xì)分產(chǎn)品應(yīng)用線性產(chǎn)品信號(hào)放大器信號(hào)放大是模擬信號(hào)處理最常見的功能,一般通過運(yùn)算放大器連接成專用的放大電路來實(shí)現(xiàn)比較器比較器比較兩個(gè)輸入信號(hào)之間的大小輸出0或1的結(jié)果差分放大器將兩個(gè)輸入端電壓信號(hào)以固定增益放大,一般具有共模抑制作用,具有出色的輸出增益和相位匹配功能,一般用于信號(hào)傳輸或者ADC驅(qū)動(dòng)等場景運(yùn)算放大器種可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的放大電路,由三極管構(gòu)成,不僅可以放大信號(hào),同時(shí)也可以進(jìn)行加減乘除以及微積分等數(shù)學(xué)運(yùn)算,是典型的信號(hào)鏈通用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品音視頻放大器用于各類電子設(shè)備中對(duì)處理視頻、音頻信號(hào)有較高要求的應(yīng)用場景有源濾波器與無源型不同,有源濾波器利用三極管的截止功能進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)響應(yīng)頻段的不同可以分類低通、高通及帶通等等,一般應(yīng)用于各類通信場景的射頻電路中模擬開關(guān)模擬開關(guān)通過控制打開或關(guān)閉來選擇信號(hào)接通與否,或者從多個(gè)信號(hào)中選擇需要的信號(hào)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品高速/高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)高速/高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)接口芯片電路保護(hù)充當(dāng)電路中電壓、電流等指標(biāo)的“安全閥“,是針對(duì)ESD、浪涌、過壓、過流和EMI的電路保護(hù)隔離數(shù)字隔離產(chǎn)品為了保證電子系統(tǒng)的安全性,常用于工業(yè)、電力和醫(yī)療設(shè)備中電平轉(zhuǎn)換器將輸入信號(hào)從一個(gè)電壓域切換到另一個(gè)電壓域,用于解決不同電源域提供的不同器件之間的不兼容問題RS232/RS485/LVDS/CAN收發(fā)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)接口產(chǎn)品接口產(chǎn)品用于電子系統(tǒng)之間的數(shù)字信號(hào)傳輸。RS232接口標(biāo)準(zhǔn)是常用的串行通信接口;RS485接口標(biāo)準(zhǔn)適合多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信,在工業(yè)控制和通訊系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用LVDS接口以其速度快的特點(diǎn),常用于短距離,數(shù)據(jù)量大,速度要求高的工業(yè)、電力和通訊設(shè)備中;CAN收發(fā)器適用于新能源、汽車等需要高可靠性,高共模電壓的設(shè)備中2.1
信號(hào)鏈分類圖:信號(hào)鏈產(chǎn)品分類及產(chǎn)品應(yīng)用2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)28.0031.0035.0036.0037.0038.0040.0045.0033.2738.8933.7035.8637.5939.7539.7547.5322.0421.6124.6324.2024.2025.5025.5026.350204060801001202016年 2017年 2018年 2019年2020年2021年2022年2023年轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品接口產(chǎn)品放大器和比較器資料來源:思瑞浦,華金證券研究所2.2
2023年信號(hào)鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模118億美元在未來的一段時(shí)間內(nèi),摩爾定律依然有效,在其驅(qū)使下數(shù)字芯片的面積越來越小,與之配套的信號(hào)鏈模擬芯片也會(huì)在更多新技術(shù)的推動(dòng)下朝著小型化、低功耗和高性能的方向發(fā)展;全球信號(hào)鏈模擬芯片的市場規(guī)模將從
2016
年的
84
億美金增長至
2023
年的
118
億美金,平均年化復(fù)合增長率約
5.00
。在2019
年,放大器和比較器(線性產(chǎn)品類)是市場規(guī)模占比最高的品類,約占信號(hào)鏈模擬芯片市場規(guī)模的39
。微弱信號(hào)、高頻信號(hào)處理技術(shù)門檻非常高,國內(nèi)廠商在線性產(chǎn)品領(lǐng)域不斷追趕國際廠商,減小性能差距。圖:2016~2023年全球信號(hào)鏈產(chǎn)品市場規(guī)模(億美元) 圖:信號(hào)鏈芯片應(yīng)用簡化流程圖140資料來源:思瑞浦(招股說明書),華金證券研究所2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)2.3
運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器(Operational
Amplifier,Op-amp)是一種交直流耦合、差模輸入、通常為單端輸出的高增益電壓放大器,初期應(yīng)用于加法、減法、微分和積分這些模擬運(yùn)算電路中,可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大和傳輸?shù)裙δ?;運(yùn)放一般工作在線性區(qū)域內(nèi);運(yùn)放是一種高增益、高輸入電阻、低輸出電阻的放大器;圖:運(yùn)算放大器工作原理 圖:經(jīng)典LM741運(yùn)算放大器內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料來源:江蘇潤石,華金證券研究所資料來源:TI官網(wǎng),華金證券研究所2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)2.3
運(yùn)算放大器圖:理想運(yùn)算放大器電路圖雙極工藝CMOS工藝JFET工藝三極管(流控元件)MOSFET(壓控元件)、成本低JFET管(壓控元件)、成本更低響應(yīng)速度快、耐壓高更高輸入阻抗、耐壓低中等輸入阻抗-軌至軌輸入-低電壓噪聲(Noisecomer<10Hz)Noise
comer>1kHzNoise
comer<100Hz偏置電流高,不隨溫度發(fā)生變化偏置電流小、功耗低偏置電流小失調(diào)電壓低、溫漂低--專業(yè)音頻、醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化成本敏感系統(tǒng)、可穿戴便攜式設(shè)備電子開關(guān),緩沖放大器,集成器圖:運(yùn)算放大器不同工藝對(duì)比資料來源:先積集成,華金證券研究所運(yùn)放是一種高增益、高輸入電阻(輸入端沒有電流流入,虛擬斷路,壓降小很多,電壓可以全部給后段電路)、低輸出電阻(小到無線接近0,電壓會(huì)全部加載至負(fù)載)的放大器;開環(huán)增益無線大,越大越接近理想運(yùn)放;輸入端有深度負(fù)反饋后,兩側(cè)電壓基本相等稱為虛短;虛短和虛斷都是深度負(fù)反饋的結(jié)果;處理交流信號(hào)的能力,帶寬越大,放大更高頻率,有更高的運(yùn)行速度,不容易失真;共模抑制比CMRR,運(yùn)放只放大輸入信號(hào)的差值部分,對(duì)共模信號(hào)不計(jì);無直流誤差,當(dāng)輸入端為0時(shí),輸出端也為0;資料來源:先積集成,華金證券研究所2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)運(yùn)算放大器-重點(diǎn)參數(shù)帶寬:表示運(yùn)放能夠處理交流信號(hào)的能力即處理信號(hào)的頻率范圍,帶寬越高越好;壓擺率(SR):運(yùn)放連接閉環(huán)條件下,將一個(gè)大信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測得的輸出電壓的變化率。用
V/μs
表示。一般而言,低功耗的運(yùn)放壓擺率低,壓擺率較高的運(yùn)放功耗相對(duì)較大;壓擺率決定信號(hào)的變換率,是高速運(yùn)放的關(guān)鍵指標(biāo);最大差模輸入電壓:運(yùn)放兩輸入端能承受的最大差模輸入電壓,超過此電壓時(shí),差分管將出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象;最大共模輸入電壓:共模電壓超過此值時(shí),輸入差分對(duì)管出現(xiàn)飽和,放大器失去共模抑制能力;輸入失調(diào)電壓:使輸出電壓為零時(shí)在輸入端所加的補(bǔ)償電壓,一般Vos約為(1~10)mV,高質(zhì)量運(yùn)放Vos在1mV以下;輸入偏置電流:第一級(jí)放大器輸入晶體管的基極直流電流。這個(gè)電流保證放大器工作在線性范圍,為放大器提供直流工作點(diǎn);共模抑制CMRR:當(dāng)運(yùn)放作于線性區(qū)時(shí),運(yùn)放差模增益與共模增益的比值,一般運(yùn)放的共模抑制比在80~120dB之間;資料來源:先積集成,華金證券研究所2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)2.3
運(yùn)算放大器—分類資料來源:先積集成,華金證券研究所2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)產(chǎn)品型號(hào)上市公司產(chǎn)品類別工作電壓范圍(V)輸入失調(diào)電壓(μV)增益帶寬積(MHz)壓擺率(V/μs)共模抑制比(dB)電壓噪聲(nV/√Hz) 溫度(℃)用途LTC622xADI高速運(yùn)放覆蓋廣8905001000.88A/D轉(zhuǎn)換器、光學(xué)電子器件,濾波器等LMH670xTI高速運(yùn)放(帶寬和失真)7203100671.83高速閃存A/D和D/A轉(zhuǎn)換器極為理想的選擇,極高信號(hào)保真度的寬動(dòng)態(tài)范圍SGM806x圣邦股份高速運(yùn)放(實(shí)力相當(dāng)強(qiáng)勁)500420快速的穩(wěn)定時(shí)間和低失真使該運(yùn)算放大器適用于高速ADC/DAC,功耗極低;在國內(nèi)基站、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、光電二極管前置放大器等市場TPH2504思瑞浦高速運(yùn)放(TPH250x系列)2.5V~5.5V1mV250180656.5-40℃至
+125℃產(chǎn)品型號(hào)上市公司產(chǎn)品類別工作電壓范圍(V)輸入失調(diào)電壓(μV)增益帶寬積(MHz)壓擺率(V/μs)共模抑制比(dB)電壓噪聲(nV/√Hz)溫度(℃)用途SGM8557H-1AQ圣邦股份高精度/低噪聲/大電流輸出2.7V~
5.5V15157.5120-40℃至
+125℃車規(guī)級(jí)Grade1LTC8876先積集成高精度(低壓)2.0V~5.5V3502020-8失調(diào)電壓(最小值)為350μVLTA77先積集成高精度(高壓)5V~44V250.90.480.5DIO2362帝奧微高精度1.8V~5.5V350.30.16最大靜態(tài)功耗低至27uA產(chǎn)品型號(hào)上市公司工作電壓范圍(V)最大失調(diào)電壓(μV)最大溫度漂移電壓噪聲(0.1~10Hz)GBW(MHz)共模抑制比(dB)壓擺率(V/μs)LTC8554先積集成1.8V~5.5V80.04μV/℃1.5μVpp1.51.2TP5594思瑞浦1.8V~5.5V200.01μV/℃14nV/√Hz3.31272.5NCS333ASN2T1G安森美1.8V~
5.5V100.07μV/℃0.350.15OPA388TI50.005μV/℃7nV/√Hz10資料來源:各公司官網(wǎng),華金證券研究所2.3
運(yùn)算放大器—產(chǎn)品對(duì)比根據(jù)我們產(chǎn)業(yè)鏈研究,目前國內(nèi)供應(yīng)商運(yùn)放產(chǎn)品的替代已漸入深水區(qū),進(jìn)軍車規(guī)領(lǐng)域;2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)2.4
高速M(fèi)IPI開關(guān)MIPI(Mobile
Industry
Processor
Interface,移動(dòng)行業(yè)處理器接口)的目的是把手機(jī)內(nèi)部的接口如攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標(biāo)準(zhǔn)化,從而減小手機(jī)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和增加設(shè)計(jì)靈活性,共享主芯片接口資源;手機(jī)變焦時(shí)需要在幾個(gè)攝像頭中切換,實(shí)現(xiàn)焦距從超廣角到長焦的覆蓋,MIPI開關(guān)負(fù)責(zé)完成攝像頭的切換。一般手機(jī)平臺(tái)的CSI(CameraSerial
Interface)接口有限,不可能給每個(gè)攝像頭都分配CSI接口,通過MIPI開關(guān)可以共享平臺(tái)的CSI接口;圖:MIPI開關(guān)在D-PHY協(xié)議下的應(yīng)用資料來源:艾為電子,華金證券研究所圖:MIPI接口比DVP接口信號(hào)線少很多資料來源:艾為電子,華金證券研究所2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)攝像頭像素1200萬1500萬2000萬3000萬4000萬5000萬6000萬MIPI開關(guān)帶寬要求0.9GHz1.2GHz1.5GHz2.25GHz3.0GHz3.75GHz4.5GHz2.4
高速M(fèi)IPI開關(guān)—重要參數(shù)之帶寬MIPI開關(guān)的帶寬選擇根據(jù)使用的攝像頭的像素來確定;每條數(shù)據(jù)通道的傳輸速率:其中:每個(gè)像素點(diǎn)10bit(比較通用),2000萬像素輸出,采用D-PHY
4條數(shù)據(jù)通道,輸出幀率為30fps(30fps基本感覺不到畫面的遲鈍,提升至60fps,可以得到更流暢的畫面)圖:攝像頭像素與MIPI開關(guān)帶寬對(duì)比表資料來源:艾為電子,帝奧微,華金證券研究所2000萬像素?cái)z像頭的幀率30fps45fps60fps90fpsMIPI開關(guān)帶寬要求1.5GHz2.25GHz3.0GHz4.5GHz2.4
高速M(fèi)IPI開關(guān)—重要參數(shù)之帶寬BW帶寬GHz數(shù)據(jù)通道數(shù)VCC輸入范圍工作溫度封裝AW356453.541.65V~5.0V0V~1.3VFCBGA2.4*2.4DIO162861.65V~5.5V-40~85℃LGA
1.7*2.4高速M(fèi)IPIDIO164241.65V~5.5V-40~85℃QFN
3.4*2.5高速M(fèi)IPIDIO16473.541.65V~5.0V0V~1.3V-40~85℃WLCSP0.4mm
pitchDIO16462.541.65V~5.0V0V~1.3V-40~85℃WLCSP0.4mm
pitchDIO16441.541.65V~4.5V-40~85℃WLCSP0.4mm
pitch圖:艾為電子
vs
帝奧微MIPI開關(guān)性能對(duì)比2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)圖:帝奧微MIPI開關(guān)參數(shù)與同行對(duì)比關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)DIO1647國際競品一國內(nèi)競品一與同類產(chǎn)品對(duì)比參數(shù)指標(biāo)注釋-3db差分帶寬(GHz)相當(dāng)帶寬越大可以傳輸?shù)男盘?hào)頻率越快1.25GHz處隔離度(dB)-25-24-24領(lǐng)先信號(hào)會(huì)從開關(guān)的一個(gè)輸入端口耦合到輸出端口,該指標(biāo)絕對(duì)值越大,隔離性越好1.25GHz處通道間串?dāng)_(dB)-30-30-30相當(dāng)信號(hào)會(huì)從開關(guān)的一個(gè)輸入端口串?dāng)_到相鄰?fù)ǖ赖妮斎攵?,該指?biāo)絕對(duì)值越大,串?dāng)_越小工作電壓范圍(V)1.65-5.01.5-5.01.65-5.0相當(dāng)電源供電范圍,范圍越大使用場合越多資料來源:艾為電子官網(wǎng),帝奧微官網(wǎng),華金證券研究所2.線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)高性能模擬開關(guān)包括:通用模擬開關(guān)(功耗低、速度快、一致性高、體積小、壽命長);高保真音頻開關(guān)(高保真,總諧波THD指標(biāo)可以超過-100dB,廣泛應(yīng)用于全球高端耳機(jī)品牌);高速
USB
開關(guān)(主要用于不同的串行信號(hào)或者模擬信號(hào)之間的切換,共享
USBType
C
接口的
D+/D-數(shù)據(jù)信號(hào)線,廣泛應(yīng)用于手機(jī)產(chǎn)品)等;目前,手機(jī)、平板電腦以及超薄筆記本電腦用Type
C
接口將供電、數(shù)據(jù)傳輸和音視頻傳輸三合一2.4
高性能模擬開關(guān)圖:帝奧微手機(jī)模擬芯片解決方案模擬開關(guān)的主要功能是完成信號(hào)鏈路中的信號(hào)切換,其采用
MOS
管開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)鏈路關(guān)斷或打開;資料來源:帝奧微招股說明書,華金證券研究所目錄010204030506模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,新能源/工業(yè)獲突破上市公司風(fēng)險(xiǎn)提示3.1
模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(Analog-to-Digital
Converter)3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段21圖:并聯(lián)型AD工作原理模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一種輸入為模擬信號(hào),輸出為數(shù)字信號(hào)的混合信號(hào)集成電路SAR架構(gòu)Delta-Sigma架構(gòu)輸入信號(hào)采樣方式每個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)果僅對(duì)信號(hào)采樣一次每個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)果對(duì)信號(hào)采樣多次取平均采樣速度較快較慢分辨率很高(音頻體重秤儀器儀表等)延遲延遲低功耗和采樣成正比替代程度架構(gòu)比較高端 國內(nèi)替代已經(jīng)較為成熟資料來源:電子發(fā)燒友,華金證券研究所3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段3.1SAR
ADC逐次逼近型ADC(SuccessiveApproximation
ADC)采用的是一種反饋比較型電路結(jié)構(gòu);SAR
ADC也經(jīng)常稱作二進(jìn)制搜索ADC,主要應(yīng)用于中高分辨率和中高轉(zhuǎn)換速率的場合,工作原理是基于二進(jìn)制算法,通過對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行采樣,將采樣值依次與DAC生成的參考電壓值進(jìn)行比較,最后得到由最高位到最低位的邏輯輸出;SARADC主要分為四個(gè)部分:采樣保持電路,模擬比較器,SAR逐次逼近寄存器和DAC數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器圖:SAR
ADC四部分電路資料來源:Digi-Key,華金證券研究所3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段3.1
Pipeline
ADC(流水線型ADC)(Pipeline
ADC)流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器在精度、速度和功耗等方面具有很好的平衡,精度較高的同時(shí)轉(zhuǎn)換速度較快,廣泛應(yīng)用于無線通信、數(shù)字視頻等高速高精度領(lǐng)域;在流水線ADC中,輸入信號(hào)經(jīng)過采樣之后,順序地沿著流水線移動(dòng),逐漸進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換,每一步轉(zhuǎn)換得到一定數(shù)量的數(shù)字輸出位,最高有效位最先得到,最低有效位最后得到圖:
流水線型ADC組成結(jié)構(gòu)資料來源:芯力特官網(wǎng),華金證券研究所3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段3.1
ADC性能指標(biāo)模數(shù)轉(zhuǎn)換階段一:采樣,衡量指標(biāo)是采樣速率,表示ADC芯片可以轉(zhuǎn)換多大帶寬的模擬信號(hào);采樣單位:每秒采樣次數(shù)SPS;例如ADC有1Msps和1G
sps即分別代表每秒采樣100萬次和10億次;模數(shù)轉(zhuǎn)換階段三:量化,即將采樣的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),轉(zhuǎn)換精度越高,轉(zhuǎn)化出來的信號(hào)與原來的信號(hào)差距越小,轉(zhuǎn)換精度單位位數(shù)Bit,分辨率越高,ADC可識(shí)別更小的輸入電壓的變化;速率和精度兩個(gè)指標(biāo)相互制約,兩者很難同時(shí)兼得;ADC芯片選擇需要關(guān)注的參數(shù)速率、精度、量程、DNL、INL、ADC輸出接口、通道數(shù)和封裝。量程是指模擬信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍比較大,有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)電壓的情況;ADC輸出接口,分為并行輸出/SPI/I2C/單線串行總線接口等;通道數(shù)需要滿足整個(gè)采集系統(tǒng)的需求,封裝決定了ADC及外圍電路在PCB占面積大??;最低有效位和LSB和最高有效位MSB;MSB的權(quán)重是2n-1
,LSB的權(quán)重是1;關(guān)鍵動(dòng)態(tài)參數(shù):信噪比和總諧波失真體現(xiàn)了噪聲水平和線性度信噪比SNR:一般用來量化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)噪聲,它是輸入信號(hào)功率與噪聲功率的比值,一般使用dB
作為單位;該參數(shù)就是描述對(duì)噪聲的抑制能力,一般市場上普通的音頻設(shè)備一般要求SNR大于60dB,微軟對(duì)于聲卡的SNR規(guī)定則大于80dB;總諧波失真THD:測量信號(hào)的失真成分,總諧波失真是指用信號(hào)源輸入時(shí),輸出信號(hào)(諧波及其倍頻成分)比輸入信號(hào)多出的額外諧波成分,通常用百分?jǐn)?shù)來表示。一般來說,1MHz頻率處的總諧波失真最小,因此不少產(chǎn)品均以該頻率的失真作為它的指標(biāo)。所以測試總諧波失真時(shí),是發(fā)出1MHz的聲音來檢測,并希望這個(gè)值越小越好;3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段精度相互制約xxxxxxxxx
速度FlashPipelineΣ-△TIF&I功耗SAR3.1
ADC應(yīng)用場景不同ADC都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)場合,在選用
ADC
時(shí),主要需考慮應(yīng)用的精度、速度等核心指標(biāo),也要考慮輸入信號(hào)的形式
單端或差動(dòng)輸入)、輸入信號(hào)范圍、輸入通道類型和數(shù)量、工作電源、內(nèi)部基準(zhǔn)、激勵(lì)源等多種具體功能上的差異。圖:不同ADC的主要應(yīng)用場景 圖:不同ADC所偏向的核心指標(biāo)各異資料來源:高速高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵技術(shù)研究(南京大學(xué),朱從益),華金證券研究所資料來源:高速高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵技術(shù)研究南京大學(xué),朱從益),華金證券研究所3.1
各家ADC對(duì)比3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段型號(hào)廠商類型ADC分類采樣速率(sps)分辨率(轉(zhuǎn)換精度)VDD(V)INLDNL(LSB,
Max)通道數(shù)溫度封裝TPAFE516思瑞浦SAR
ADC高精度ADC0.35M164.75~5.25±2±18-40to
+125LQFP10X10-64TPC5120思瑞浦SAR
ADC高精度ADC1M122.7~5.5±1.5±1.516-40to
+125TSSOP38,QFN5×5-32TPC5121思瑞浦SAR
ADC高精度ADC1M122.7~5.5±1.5±1.58-40to
+125QFN4×4-24TPC5160思瑞浦SAR
ADC高精度ADC600K164.5~5.5±0.7±0.51-40to
+125MSOP10TPC5161思瑞浦SAR
ADC高精度ADC600K164.5~5.5±0.7±0.51-40to
+125MSOP10TPC5180思瑞浦SAR
ADC高精度ADC300K184.5~5.5±2.2±0.71-40to
+125MSOP10SGM58031圣邦股份delta-sigma
ADC高精度ADC6.25~
960163~
5.51604-40to
+125MSOP-10
TDFN-3×3-10LSGM58200圣邦股份delta-sigma
ADC高精度ADC6.25~
960243~
5.51604-40to
+125MSOP-10
UTQFN-2×1.5-10LSGM5200圣邦股份SAR
ADC(22.09)高精度ADC1M122.7~
5.250016-40to
+125TSSOP-38,
TQFN-5×5-32LSGM58600圣邦股份delta-sigma
ADC高精度ADC2.5~
60000244.75~
5.251202-40to
+125SSOP-28
TQFN-5×5-28LSGM58601圣邦股份delta-sigma
ADC高精度ADC2.5~
60000244.75~
5.251208-40to
+125SSOP-28
TQFN-5×5-28LSGM58602圣邦股份delta-sigma
ADC高精度ADC2.5~
60000244.75~
5.251204-40to
+125TQFN-5×5-20LSGM58031B圣邦股份delta-sigma
ADC高精度ADC6.25~
960163~
3.6104-40to
+125MSOP-10
TDFN-3×3-10L3PA9280思瑞浦pipeline
ADC高速ADC32M82.7~5.5-0.21-40to
+85SSOP283PA1030思瑞浦pipeline
ADC高速ADC50M102.7~5.5-0.31-40to
+85TSSOP28CS1242芯??萍糳elta-sigma
ADC高精度ADC24±152ME9601上海貝嶺(南京微盟)delta-sigma
ADC高精度ADC80242.7~5.52TSSOP24/TSSOP16BLAD16Q125上海貝嶺高速ADC125M16±2.2±0.254-40to
+85與AD9656兼容,低功耗小尺寸,應(yīng)用于電量采集資料來源:各公司官網(wǎng),華金證券研究所3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段3.2
ADC市場格局2022年全球ADC市場規(guī)模為33.75億美元,F(xiàn)uturemarket預(yù)測2022~2032
10年復(fù)合增長率為5.5
,預(yù)計(jì)到2032年規(guī)模增長至57.62億美元;從具體產(chǎn)品類型占比看,PipelineADC受益于4G/5G設(shè)備應(yīng)用占比從2019年的33提升至44
;從區(qū)域劃分看,2022年北美占比約34.5
,歐洲占比大約為21.1,亞太地區(qū)大約30;供應(yīng)商還是以海外的ADI和TI為主;33.75010203040502022年2032年E資料來源:Futuremarket,華金證券研究所資料來源:華金證券研究所復(fù)合增速5.5 7款A(yù)DC特征主要應(yīng)用delta-sigma
ADC成本低,轉(zhuǎn)換速率慢,轉(zhuǎn)換精度高體重秤,儀器儀表等SAR
ADC架構(gòu)比delta-sigma高端,速率在幾十兆用在工業(yè),低端通信pipeline
ADC采樣精度高,速率快,從flash架構(gòu)演變而來,速率較快應(yīng)用在通信和軍工領(lǐng)域市場容量較大圖:全球ADC市場規(guī)模(億美元) 圖:不同類型ADC應(yīng)用對(duì)比 圖:國內(nèi)ADC廠商60 57.62 2022年9月推出SGM5200SAR
ADC主打通信(多通3款高精度ADC
道ADC/DAC集成2款高精度ADC
產(chǎn)品)和工業(yè)等領(lǐng)域,有兩款pipeline
ADC專注電表市場,計(jì)量芯片,有pipeline積累高精度ADC,
體重秤等市場速度低資料來源:各公司官網(wǎng),華金證券研究所3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段資料來源:思瑞浦官網(wǎng),華金證券研究所3.2
DAC性能數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC功能是將數(shù)字編碼轉(zhuǎn)換成離散的階梯電壓或者電流,是模擬量輸出和控制的核心器件;通用性DAC芯片大多用來輸出直流信號(hào),而精密較高(12~16bit)、速度較低(<10MHz),一般稱為精密DAC;圖:DAC靜態(tài)指標(biāo)(基于實(shí)際DAC與理想DAC輸出曲線的比較) 圖:DAC動(dòng)態(tài)指標(biāo)(輸出從0到滿擺幅變化的時(shí)間
setting
time)資料來源:思瑞浦官網(wǎng),華金證券研究所3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段資料來源:思瑞浦,華金證券研究所結(jié)構(gòu)R-srtingR2RMDAC優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)簡單線性度好線性度好單調(diào)性好噪聲小Vref可變范圍寬Glitch小輸出阻抗不變速度快缺點(diǎn)相對(duì)精度有限Glitch相對(duì)較大輸出阻抗變化與code有關(guān)需要內(nèi)置輸出bufferVref電流與code有關(guān)輸出反向速度相對(duì)較低應(yīng)用場合閉環(huán)系統(tǒng)精密儀器工業(yè)控制可調(diào)基準(zhǔn)源工業(yè)控制交流應(yīng)用3.2
DAC結(jié)構(gòu)及各家產(chǎn)品對(duì)比DAC結(jié)構(gòu)一般分為三大類,R-string、R-2R、MDAC; 圖:各類型DAC對(duì)比資料來源:思瑞浦,華金證券研究所3.模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段3.2
DAC工藝及各家產(chǎn)品對(duì)比工藝角度DAC與ADC類似,采用雙極型或CMOS工藝。DAC主要供應(yīng)商與ADC類似,以德州儀器、亞德諾和美信等為主;比較典型的產(chǎn)品DAC產(chǎn)品中,亞德諾AD9162采用65nmCMOS工藝,AD9164采用28nmCMOS工藝,而德州儀器的DAC38RF89采用40nmCMOS工藝。資料來源:各公司官網(wǎng),華金證券研究所產(chǎn)品型號(hào)廠商DAC分類采樣速率(sps)分辨率(轉(zhuǎn)換精度)VDD(V)INLDNL(LSB,
Max)通道數(shù)溫度封裝形式TPC2161思瑞浦高精度DAC-162.7~5.5±1±11-40to
+105SOP14TPC2160思瑞浦高精度DAC-162.7~5.5±1±11-40to
+105SOP8TPC112S1思瑞浦高精度DAC-122.7~5.5±2±11-40to
+125MSOP8TPC114S1思瑞浦高精度DAC-142.7~5.5±8±11-40to
+125MSOP8TPC116S1思瑞浦高精度DAC-162.7~5.5±16±11-40to
+125MSOP8TPC112S4思瑞浦高精度DAC-122.7~5.5±2±14-40to
+125TSSOP16TPC116S4思瑞浦高精度DAC-162.7~5.5±16±14-40to
+125TSSOP16TPC112S8思瑞浦高精度DAC-122.7~5.5±2±18-40to
+125TSSOP16,QFN4X4-16TPC116S8思瑞浦高精度DAC-162.7~5.5±16±18-40to
+125TSSOP16,QFN4X4-16TPC112S8U思瑞浦高精度DAC-122.7~5.5±2±18-40to
+125TSSOP16,QFN4X4-16SGM5347-8圣邦股份-90k82.8~
28-40to
125SOIC-16
TSSOP-16SGM5347-10圣邦股份-83k102.8~
88-40to
125SOIC-16
TSSOP-16SGM5347-12圣邦股份-77k122.8~
5.530.38-40to
125SOIC-16
TSSOP-16SGM5348-8圣邦股份-200k82.8~
28-40to
125TSSOP-16
TQFN-3×3-16LSGM5348-10圣邦股份-200k102.8~
88-40to
125TSSOP-16
TQFN-3×3-16LSGM5348-12圣邦股份-140k122.8~
5.530.38-40to
125TSSOP-16
TQFN-3×3-16LSGM5349-16圣邦股份-140k162.7~
5.580.48-40to
+125TSSOP-16
TQFN-4×4-16LSGM5351-16圣邦股份-100k162.7~
5.560.51-40to
+125MSOP-8SGM5352-16圣邦股份--162.7~
5.560.54-40to
+125WLCSP-1.64×1.62-16B
TSSOP-16SGM5355-16圣邦股份--162.7~
5.560.51-40to
+125WLCSP-0.82×1.22-6B
MSOP-8SGM5353-16圣邦股份--162.7~
1-40to
+125SOIC-83PD9708E思瑞浦高速DAC125M82.7~51TSSOP283PD5651E思瑞浦高速DAC125M102.7~51TSSOP28DAC38RF89德州儀器該產(chǎn)品屬于禁運(yùn)范圍8400M142-40to
85目錄010204030506模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,新能源/工業(yè)獲突破上市公司風(fēng)險(xiǎn)提示4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.1
驅(qū)動(dòng)IC分類及市場規(guī)模分類主要原理市場規(guī)模海外廠商國內(nèi)廠商電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)際驅(qū)動(dòng)電機(jī)的是大電壓、大電流,所以需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,將控制電路的PWM輸出轉(zhuǎn)換為高電壓、大電流Transparency數(shù)據(jù)顯示,2022年電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC市場規(guī)模為40億美元,2031年預(yù)計(jì)69億美元羅姆,英飛凌,美信,TI等納芯微,芯朋微峰岹科技等面板顯示驅(qū)動(dòng)IC主要功能是對(duì)顯示器的成像進(jìn)行控制,通過對(duì)屏幕亮度和色彩的控制實(shí)現(xiàn)圖像在屏幕上的呈現(xiàn)JW
Insights,2021年為135億美元,預(yù)計(jì)2022年下降至127億美元三星,聯(lián)詠,silicon
works,Himax等韋爾股份,集創(chuàng)北方,奕斯偉,晶門科技,格科微等按顯示面板可以分為LCD驅(qū)動(dòng)(電壓驅(qū)動(dòng))、OLED驅(qū)動(dòng)芯片;按集成程度可以分為TDDI和DDICLED顯示驅(qū)動(dòng)IC用于控制LED顯示屏的色彩、亮度、對(duì)比度等圖像效果,被廣泛應(yīng)用在LED全彩顯示屏、LED小間距顯示屏等-聚積,集成北方富滿,明微等LED照明驅(qū)動(dòng)IC使LED處在最合適的電壓、電流狀態(tài)中穩(wěn)定工作,有單段或多段恒流、開關(guān)調(diào)光調(diào)色、準(zhǔn)全電壓恒流、可控硅調(diào)光調(diào)色、開關(guān)分段、恒功率控制等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于家居照明、辦公照明商業(yè)照明、市政照明等照明領(lǐng)域-晶豐明源,士蘭微,明微電子等,,資料來源:Transparency,CINNO
Research,華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.1
驅(qū)動(dòng)電路為控制電路與電能變換主電路之橋梁圖:采用電力電子器件控制電能的轉(zhuǎn)換 圖:電力電子器件可控類分類資料來源:西理工??茀f(xié),華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.1
驅(qū)動(dòng)芯片工作原理推挽電路由上N下P管組成;提高M(jìn)OS管的開關(guān)速度;MOS管開啟時(shí),充電電流由上管提供;MOS管關(guān)斷時(shí),放電電流由下管流通;當(dāng)Vcc電壓與輸入電壓差距較大時(shí),N管損耗較大,發(fā)熱嚴(yán)重,前側(cè)引入放大電路升高輸入電壓;放大電路驅(qū)動(dòng)電路資料來源:西理工校科協(xié),華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.1
不同驅(qū)動(dòng)芯片工作原理半橋驅(qū)動(dòng)ICVswVgVsVg低端驅(qū)動(dòng)IC12V12V當(dāng)輸入“1”時(shí),out端輸出12V,MOS管導(dǎo)通;當(dāng)輸入“0”時(shí),out端輸出0V,MOS管截止;低端IC指的是MOS一端接地;常見的低端驅(qū)動(dòng)IC有UCC27517/EG27517/SGM48000/MAX15070等資料來源:西理工??茀f(xié),華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.2
隔離芯片隔離器件是將輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出,以實(shí)現(xiàn)輸入、輸出兩端電氣隔離的一種安規(guī)器件;一般來說,涉及到高電壓(強(qiáng)電)和低電壓(弱電)之間信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè)備大都需要進(jìn)行電氣隔離并通過安規(guī)認(rèn)證。隔離器件廣泛應(yīng)用于信息通訊、電力電表、工業(yè)控制、新能源汽車各個(gè)領(lǐng)域。例如新能源汽車電池電壓400V~800V,需保護(hù)人身和設(shè)備安全(安規(guī)需求);同時(shí),性能需求噪聲與干擾隔離;根據(jù)納芯微招股說明書,2020年數(shù)字隔離類芯片在工業(yè)領(lǐng)域上使用最多,占比達(dá)28.58
,其次是汽車電子行業(yè),占比達(dá)16.84
,通信領(lǐng)域位居第三,占比達(dá)14.11。2026年工業(yè)領(lǐng)域、汽車電子領(lǐng)域和通信領(lǐng)域在數(shù)字隔離類芯片的市場占比將分別穩(wěn)定在28.80
、16.79
和14.31
。圖:數(shù)字隔離芯片工業(yè)領(lǐng)域,28.80汽車電子,16.79通信領(lǐng)域,14.31航空與安防,10.92電力能源,12.57其他,7.60產(chǎn)品種類功能實(shí)現(xiàn)數(shù)字隔離器隔離接口數(shù)字隔離器+接口芯片隔離運(yùn)放數(shù)字隔離器+運(yùn)放芯片隔離驅(qū)動(dòng)數(shù)字隔離器+驅(qū)動(dòng)芯片隔離電源數(shù)字隔離器+電源管理芯片圖:2026年數(shù)字隔離類芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域()圖:數(shù)字隔離芯片種類資料來源:納芯微招股說明書,華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.2
隔離芯片圖:光耦電氣隔離電路圖無電氣連接圖:磁隔離驅(qū)動(dòng)前級(jí)電路后級(jí)電路圖:隔離芯片分類兩個(gè)區(qū)域間不建立電流直接流動(dòng)的路徑,雖然電流無法直接流過,能量或者信號(hào)經(jīng)由其他方式傳遞資料來源:西理工??茀f(xié),華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.2
隔離芯片核心指標(biāo)①—CMTICMTI(Common
mode
transient
immunity)是隔離產(chǎn)品最重要的指標(biāo)之一,是指共模電壓在快速上升時(shí)(或下降)引起的干擾,上升的斜率越大引起的干擾沖擊就越大,用dV/dt表示,單位為(V/ns或者KV/μs);CMTI,共模瞬變抗擾度,衡量器件在共模瞬變時(shí)依然能夠正常傳輸信號(hào)的能力,反映出隔離產(chǎn)品對(duì)共模瞬變干擾的抑制能力;圖:CMTI,共模瞬變抗擾度資料來源:思瑞浦,華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.2
隔離芯片核心指標(biāo)②—VIORM最大重復(fù)峰值隔離電壓(VIORM):在
IEC60747-5-5
和
VDE
0884-11中定義為隔離器能夠承受的最大重復(fù)峰值電壓,本規(guī)范旨在鑒定隔離器持續(xù)工作期間,加載在兩端的最高電壓;隔離產(chǎn)品的使用壽命,安規(guī)具有嚴(yán)格的規(guī)定;
VDE0884-11明確規(guī)定VIORM需要基于嚴(yán)格的TDDB分析報(bào)告;VDE
-0884-11隔離產(chǎn)品安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)隔離增強(qiáng)型隔離VISOM測試電壓=VISOM*1.3測試電壓=VISOM*1.6測試電壓-Vpd1.5*VIROM1.875*VIORMVIORMTDDB測試報(bào)告TDDB測試報(bào)告最少有效時(shí)長20年*1.320年*1/875失效率1000ppm1ppm圖:VDE
0884-11隔離產(chǎn)品規(guī)定指標(biāo)圖:TDDB測試資料來源:思瑞浦,華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.2
隔離芯片—關(guān)鍵參數(shù)圖:隔離產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)等典型應(yīng)用中,使用PWM脈寬控制柵極驅(qū)動(dòng)或MOSFET,功率器件往往工作在硬開關(guān)狀態(tài)下,若使用普通的硅基MOSFET,產(chǎn)生的CMTI通常在40以內(nèi),大多數(shù)隔離產(chǎn)品CMTI都可以滿足該需求,而同樣條件下,若使用第三代化合物半導(dǎo)體,比如SiC或者GaN,開關(guān)速度更快,特別是下降沿時(shí)會(huì)更加惡劣。隨著新能源的普及,越來越多的場景使用SiC或者GaN
,必須提高隔離產(chǎn)品的CMTI能力圖:MOS/GaN
不同導(dǎo)通電阻下CMTI值資料來源:思瑞浦,電子工程世界,華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足性能指標(biāo)NSi822XTPT7740NSi812X國際競品一國際競品二國際競品三指標(biāo)含義信號(hào)傳輸速率150Mbps100Mbps150Mbps150Mbps150Mbps100Mbps信號(hào)傳輸數(shù)率,數(shù)值越大覆蓋的應(yīng)用越廣泛傳輸延時(shí)
(最大值)15ns12ns15ns13ns13ns16ns信號(hào)輸入到輸出的延時(shí),數(shù)值越小越好CMTI
(最小值)±200kV/μS±200kV/μS±100kV/μS±75kV/μS±35kV/μS±85kV/μS隔離兩端共模瞬態(tài)抗干擾能力,指標(biāo)越大,抗干擾能力越強(qiáng)新能源普及,SiC等器件使用必須提高CMTIESD防護(hù)HBM±8kV±8kVIEC
ESDHBM±6kV--HBM±6kV抗靜電能力,數(shù)值越大越好工作電流1.5mA/ch
(1Mbps)1.5mA/ch
(1Mbps)2.55mA/ch
(1Mbps)1.6mA/ch
(1Mbps)1.7mA/ch
(1Mbps)電流越小,功耗越低工作溫度
范圍-40°C~125°C-40°C~125°C-40°C~125°C-40°C~125°C-40°C~125°C-40°C~125°C溫度范圍越寬越好隔離耐壓
(窄體封裝)3.75kV
RMS5kV
RMS3.75kV
RMS3kV
RMS3.75kV
RMS3kV
RMSUL1577認(rèn)證的1分鐘交流電氣隔離耐壓值,越高越好浪涌抗擾度±7kV10KV
peak±7kV±10kV±4kV±5kV浪涌耐壓是模擬雷擊場景,值越高,越不容易雷擊損壞4.2隔離芯片—產(chǎn)品參數(shù)對(duì)比隔離耐壓
抗共模噪聲能力
圖:數(shù)字隔離芯片性能指標(biāo)對(duì)比EMC性能(浪涌/ESD)工作溫度范圍資料來源:思瑞浦官網(wǎng),納芯微官網(wǎng),華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.3
隔離驅(qū)動(dòng)光隔離驅(qū)動(dòng)IC隔離驅(qū)動(dòng)IC光隔離驅(qū)動(dòng),用光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離驅(qū)動(dòng);光耦存在速度問題,開關(guān)頻率不會(huì)很高;需要隔離的12V電源;無電氣連接需要隔離的12V電源(連接右側(cè)VDDA);OUTA連接功率器件柵級(jí);常用Si8233/NSi6602/UCC21520等;資料來源:西理工??茀f(xié),華金證券研究所4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足4.3
光伏領(lǐng)域電容隔離替代光耦隔離圖:單相逆變器拆解圖薄膜電容,國內(nèi)較好的法拉電子等用量較大電容,國內(nèi)江海股份等,用量較大霍爾電流傳感器,德國VAC,納芯微等電感,磁芯(橫店東磁)等MCU,瑞薩/TI/ST,國內(nèi)兆易創(chuàng)新等有對(duì)標(biāo)TI產(chǎn)品IGBT,英飛凌/IXYS,國內(nèi)斯達(dá)/宏微/揚(yáng)杰等光耦驅(qū)動(dòng),納芯微等運(yùn)放和比較器,TI資料來源:電子工程專輯,華金證券研究所容耦隔離成本低,集成度高,溫度范圍寬;而光耦隔離抗共模能力差,集成度差,溫度范圍受限4.驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,市場空間足資料來源:納芯微,華金證券研究所4.3
隔離驅(qū)動(dòng)—車規(guī)應(yīng)用圖:汽車零部件隔離應(yīng)用及原因車載充電器/直流變換器電池管理系統(tǒng)(BMS)電機(jī)驅(qū)動(dòng)逆變器空調(diào)壓縮機(jī)PTC驅(qū)動(dòng)器安規(guī)需求:電池電壓400V~800V,需要保護(hù)人身和設(shè)備安全;共地需求:信號(hào)源與處理單元不共地,如相電流檢測;性能需求:噪聲,干擾隔離圖:新趨勢下對(duì)隔離和驅(qū)動(dòng)IC的要求800V高壓三電系統(tǒng)SiC功率器件更高的隔離耐壓工作電壓>1000V更高的CMTICMTI至少大于100kV/μs更大的爬電距離Creepage>15mm隔離IC寬柵極電壓擺幅大峰值輸出電流快速上升/下降時(shí)間超低傳播延遲米勒鉗位驅(qū)動(dòng)IC目錄010204030506模擬IC龍頭發(fā)力汽車工業(yè)領(lǐng)域,規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?線性產(chǎn)品替代漸入深水區(qū),追趕性能指標(biāo)模數(shù)A/D和數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換芯片處起步階段驅(qū)動(dòng)IC加速追趕,新能源/工業(yè)獲突破上市公司風(fēng)險(xiǎn)提示5.部分上市公司產(chǎn)品整理線性產(chǎn)品接口產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器隔離產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品運(yùn)算放大器比較器模擬開關(guān)I2CCANRS232RS485LVDS高精度轉(zhuǎn)換器高速轉(zhuǎn)換器馬達(dá)驅(qū)動(dòng)?xùn)偶?jí)驅(qū)動(dòng)高速運(yùn)放低噪聲運(yùn)放微功耗運(yùn)放低功耗運(yùn)放零漂運(yùn)放高精度運(yùn)放高壓運(yùn)放音/視頻驅(qū)動(dòng)比較器高/低壓開關(guān)MIPI開關(guān)高精度DAC高精度ADC高速DAC高速ADC數(shù)字隔離器隔離CAN隔離485隔離I2C隔離采樣隔離ADC非隔離柵級(jí)驅(qū)動(dòng)隔離柵級(jí)驅(qū)動(dòng)思瑞浦√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√圣邦股份√√√√√√√√√√√√納芯微√√√√√√√√√√sigma-delta√√√艾為電子√√√帝奧微√√√√√√√√上海貝嶺有運(yùn)放類產(chǎn)品√√有接口類產(chǎn)品有ADC類產(chǎn)品√5.1
圣邦股份:平臺(tái)型企業(yè),新品新領(lǐng)域突破公司產(chǎn)品覆蓋信號(hào)鏈和電源管理兩大領(lǐng)域。擁有三十大類4000余款可銷售型號(hào),包括各類運(yùn)算放大器及比較器、驅(qū)動(dòng)器、模擬開關(guān)、溫度傳感器、ADC、DAC等,廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、消費(fèi)類電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器和汽車電子等領(lǐng)域,以及物聯(lián)網(wǎng)、新能源和人工智能等新興市場。產(chǎn)品性能和品質(zhì)對(duì)標(biāo)世界一流模擬芯片廠商同類產(chǎn)品,部分關(guān)鍵性能指標(biāo)有所超越。公司連續(xù)十三年蟬聯(lián)“十大中國IC設(shè)計(jì)公司”,是唯一連續(xù)獲此殊榮的企業(yè)。圖:圣邦股份產(chǎn)品分類 圖:圣邦股份2017年至今產(chǎn)品大類和料號(hào)變化情況產(chǎn)品分類放大器比較器模數(shù)轉(zhuǎn)換器電壓參考數(shù)模轉(zhuǎn)換器溫度傳感器射頻開關(guān)模擬開關(guān)邏輯類芯片音頻、視頻驅(qū)動(dòng)器DC-DC線性穩(wěn)壓器LED驅(qū)動(dòng)器負(fù)載開關(guān)過壓保護(hù)器件微處理器復(fù)位芯片鋰電池充電管理芯片柵極驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)MOSFET16161625253010001000140016003800400005001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,5000510152025303520172018201920202021至今產(chǎn)品大類(種)資料來源:公司公告,華金證券研究所料號(hào)數(shù)量(款)抓住國產(chǎn)替代機(jī)遇,步入快速發(fā)展階段。2021年公司實(shí)現(xiàn)營收22.38億元,同比增長87.07
;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤6.99億元,同比增長142.21
。2019年起公司憑借國產(chǎn)替代的機(jī)會(huì),營收增速不斷上升;盡管2022年前三季度由于終端市場需求疲軟增速放緩,但仍保持57.12的高增速。毛利率穩(wěn)中有升。公司毛利率自2016年起穩(wěn)步提升,2022年前三季度公司綜合毛利率為58.51,盈利能力穩(wěn)健。圖:圣邦股份營收及同比(億元,
) 圖:圣邦股份毛利率(
)2.272.493.263.944.525.325.727.9211.9722.3824.120%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%05101520253020122013201420152016201720182019202020212022前三季度45.19%資料來源:公司公告,華金證券研究所40.37%40.65%40.24%43.43%45.94%46.88%48.73%55.50%58.51%40%44%
45.70%48%52%56%60%20122013201420152016201720182019202020212022前三季度5.1
圣邦股份:平臺(tái)型企業(yè),新品新領(lǐng)域突破1.312.073.784.4010%12%14%16%18%00.511.522.533.544.52021年研發(fā)支出3.78億元,占營收的比例為16.89
;2022年前三季度進(jìn)一步加大研發(fā)投入,達(dá)4.40億元,研發(fā)支出占營收的比例超18。2022H1公司研發(fā)人員共708人,占公司員工總數(shù)的比例為69.96
;研發(fā)人員中本科學(xué)歷及以下390人,碩士學(xué)歷及以上318人,從事集成電路行業(yè)10年以下419人,10年及以上289人;上市以來進(jìn)行了四次股權(quán)激勵(lì),加強(qiáng)人才梯隊(duì)的建設(shè)以及核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定。圖:圣邦股份研發(fā)支出及占營收的比例(億元,
) 圖:圣邦股份2022H1研發(fā)人員學(xué)歷構(gòu)成(
)5 20%2019202020212022前三季度本科及以下,
55.08%資料來源:公司公告,華金證券研究所碩士及以上,
44.92%5.1
圣邦股份:平臺(tái)型企業(yè),新品新領(lǐng)域突破應(yīng)用領(lǐng)域代表客戶通訊聯(lián)想,中興,小米,金立,宇龍酷派,華勤,龍旗等長虹,九洲,創(chuàng)維,康佳,海爾,海信,中興,HUMAX,PBI等消費(fèi)電子晶匯,高標(biāo),TP-Link,同維,WTD,海康,大華等工業(yè)控制魚躍,超思等醫(yī)療儀器航盛,TTE等汽車電子消費(fèi)類非手機(jī),
30%消費(fèi)類手機(jī),
20%汽車,
5%通信、基站、醫(yī)療、工控等泛工業(yè)領(lǐng)域,45%公司產(chǎn)品覆蓋了百余個(gè)細(xì)分市場領(lǐng)域、幾千家客戶,在客戶資源數(shù)量和質(zhì)量上具備較為明顯的優(yōu)勢。公司在消費(fèi)類電子、通訊設(shè)備、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、汽車電子等應(yīng)用領(lǐng)域保持了穩(wěn)健的發(fā)展,同時(shí)公司也在物聯(lián)網(wǎng)、新能源、人工智能、5G通訊等應(yīng)用領(lǐng)域積極布局,研發(fā)相關(guān)新品,占領(lǐng)市場先機(jī)、拓展市場份額。2022年公司非消費(fèi)類營收占比持續(xù)提高,手機(jī)領(lǐng)域占比降低至20左右。圖:圣邦股份產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域和客戶 圖:圣邦股份2022年前三季度按下游應(yīng)用分類(
)資料來源:公司公告,華金證券研究所5.1
圣邦股份:平臺(tái)型企業(yè),新品新領(lǐng)域突破5.2
納芯微:隔離+龍頭,聚焦汽車/工業(yè)領(lǐng)域公司圍繞信號(hào)感知、系統(tǒng)互聯(lián)、功率驅(qū)動(dòng)三大板塊布局,提供傳感器、信號(hào)鏈、隔離、接口、功率驅(qū)動(dòng)、電源管理等豐富的半導(dǎo)體產(chǎn)品及解決方案,并被廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)控制、信息通訊及消費(fèi)電子領(lǐng)域;截至2022H1,公司料號(hào)共有1100余款。2022H1出貨量超過8億顆;公司憑借過硬的車規(guī)級(jí)芯片開發(fā)能力和豐富的量產(chǎn)、品控經(jīng)驗(yàn),積極布局應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域的芯片產(chǎn)品,已成功進(jìn)入主流汽車供應(yīng)鏈并實(shí)現(xiàn)批量裝車。圖:納芯微產(chǎn)品布局 圖:納芯微2022H1營收按產(chǎn)品分類(
)信號(hào)感知,
19.40%資料來源:公司公告,華金證券研究所隔離接口,
35.99%驅(qū)動(dòng)采樣,
44.61%業(yè)務(wù)快速擴(kuò)張,獲高速增長:從2018年起公司營收高速增長,2022年實(shí)現(xiàn)營收16.73億元,同比增長94.02,盡管2022年消費(fèi)市場需求疲弱,但公司專注的汽車電子、光伏、電力儲(chǔ)能、功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)等下游應(yīng)用領(lǐng)域整體需求旺盛,公司搶抓機(jī)遇,不斷推出應(yīng)用于汽車、工業(yè)等高壁壘行業(yè)的芯片產(chǎn)品;毛利率相對(duì)穩(wěn)定:公司憑借產(chǎn)品的高性能、高可靠性優(yōu)勢獲取了較強(qiáng)的議價(jià)能力,保持一定的毛利率水平;2021年毛利率為53.50。圖:納芯微營收及同比(百萬元,
) 圖:納芯微毛利率(
)8.1818.3829.1229.8340.2292.10241.99862.091672.620%50%100%150%200%250%300%02004006008001,0001,2001,4001,6001,80020142015201620172018201920202021202244.38%資料來源:公司公告,華金證券研究所45.51%51.82%51.04%56.73%58.35%54.32%53.50%40%44%48%52%56%60%201420152016201720182019202020215.2
納芯微:隔離+龍頭,聚焦汽車/工業(yè)領(lǐng)域逆勢加強(qiáng)研發(fā):在半導(dǎo)體行業(yè)下行期間,公司持續(xù)追加研發(fā)支出;2022年前三季度研發(fā)支出2.50億元,同比增長272.25,占營收的比例超18,主要系公司研發(fā)人員人數(shù)及平均薪酬均有所增長。研發(fā)團(tuán)隊(duì)高學(xué)歷,管理層技術(shù)深厚。2022H1公司研發(fā)人員共241人,占公司員工總數(shù)的比例為49.39;研發(fā)人員中碩士及以上的人數(shù)占比為59.33
。管理層出身于清華、北大、復(fù)旦等國內(nèi)頂尖高校;三名產(chǎn)品線總監(jiān)擁有10以上的IC設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)且都曾就職于ADI。2022年5月公司實(shí)行股權(quán)激勵(lì)方案,覆蓋180人。圖:納芯微研發(fā)支出及占營收的比例(億元, 圖:納芯微2022H1研發(fā)人員學(xué)歷構(gòu)成(
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