2024年模拟芯片行业发展趋势报告
1.模拟芯片：连接数字世界和物理世界的桥梁
集成电路按其功能通常可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路主要是指由电阻、电容、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理连续函数形式模拟信号（如声音、光线、温度等）的集成电路；与之相对应的是数字集成电路，后者是对离散的数字信号进行算术和逻辑运算的集成电路。模拟集成电路与数字集成电路对比，模拟集成电路设计门槛高、产品生命周期更长。
模拟芯片是连接数字世界和物理世界的桥梁。模拟芯片由电阻、电容、晶体管组成，处理连续性模拟信号的集成电路芯片被称为模拟芯片。模拟信号是指用电参数来模拟其他自然量而形成的电信号，模拟信号在给定范围内通常表现为连续的信号。外界信号经过传感器转化为电信号以后，以模拟信号的形式存在。模拟芯片可以作为人与设备沟通的界面，并让人与设备实现互动，是连接现实世界与数字虚拟世界的桥梁。
模拟芯片可分为通用模拟芯片和专用模拟芯片。通用型模拟芯片是标准化设计，适用于多类电子系统，生命周期长且市场稳定，专用型模拟芯片则针对特定场景设计，附加值高。通用型模拟芯片，也叫标准型模拟芯片，属于标准化产品，适用于多类电子系统，其设计性能参数不会特定适配于某类应用，可用于不同产品中。按产品类型一般包括信号链路的放大器和比较器、通用接口芯片、电源管理IC以及信号转换器ADC/DAC等都属于此类。产品细分品类最多，生命周期长，市场稳定。专用型模拟芯片根据专用的应用场景进行设计，一般集成了数字和模拟IC，复杂度和集成程度更高。典型产品包括手机中的射频器件，交换机中物理层的接口芯片，电池管理芯片（BMS）以及工业功率控制芯片等等，通常由于针对特定场景进行开发，附加价值及毛利率较高。根据ICInsights，2022年全球通用模拟芯片和专用模拟芯片占比分别为40%和60%。按照下游应用领域划分，通讯及汽车占据大部分市场。专用模拟芯片市场按照下游应用领域可分为消费、计算、通讯、汽车、工业及其他。
根据功能不同，通用模拟芯片又可以分为电源管理芯片（PMIC）和信号链芯片（Signal ChainIC）。电源管理IC(PMIC)——是电子设备中含的集成电路，通过多种电源管理功能控制电力流动。电源管理IC的性能和可靠性直接影响电子设备的性能。当电源管理IC失控时，终端设备将停止运作，甚至可能遭受不可恢复的损害。信号链芯片——是可以接收、传输、放大和过滤温度、压力、速度等现实世界中的模拟信号的集成电路。在使用时，模拟集成电路既可以单独使用，也可以与数字集成电路搭配使用。按照WSTS的分类，信号链模拟芯片可以归类为以放大器和比较器为代表的线性产品、以ADC和DAC为代表的转换器产品及各类接口产品。
模拟芯片厂商的经营模式主要有三种：IDM模式、虚拟IDM模式和Fabless模式，国际大厂多为IDM模式，目前国内厂商大多采用Fabless模式。
2.全球模拟芯片行业未来有望持续增长，2024年或将明显回暖
2.1通讯、工业和汽车为主要应用领域，新增长点助力模拟芯片行业持续发展模拟IC下游市场广泛，通讯、工业和汽车为主要应用领域，占比均超20%。模拟IC的下游市场分散且广泛，涉及通讯、汽车、工业、消费电子等诸多领域，其中，通讯（含智能手机）、工业和汽车占比较高，均超过20%。
新能源车市场保持增长态势，汽车有望带动模拟芯片需求增长。根据中国汽车工业协会的数据统计，国内外新能源车市场保持持续增长态势，2023年中国新能源汽车销售量949.5万辆，同比增长37.9%，全球占比超60%，连续9年位居世界第一；新能源汽车出口120.3万辆，同比增长77.2%，均创历史新高。目前，模拟芯片在车用芯片中占比约26%，随着政策与市场推动，新能源汽车渗透率的提高，电动化与智能化的发展有望促使汽车成为模拟芯片行业新的增长点之一。
5G技术的快速普及和应用，为模拟芯片在通讯领域迎来了新的增长机遇。根据工信部数据显示，截至2023年底，中国的5G基站建设数量已经达到337.7万个，5G技术在国民经济的71个主要行业中得到应用，应用案例数量超过9.4万个，5G行业虚拟专网数量也超过了2.9万个。随着国内5G技术快速普及，在工业、矿业、电力、港口、医疗等多个行业中的应用不断深化和推广，未来对混合信号处理系统提出了更高的带宽和速率需求，模拟芯片需求有望持续增长。
在人工智能的浪潮下，服务器市场出货量稳步增长，有望带动模拟芯片的快速增长。随着人工智能产业快速增长，对算力需求提升持续爆发，AI服务器作为大模型训练和推理的核心基础设施，出货量亦有望快速增长。根据Statista数据，2023年全球服务器出货量为1381.4万台，同比上涨1.49%。人工智能的加速发展，AI服务器的需求迎来快速上升，成为撬动服务器市场的新增长点。据IDC数据显示，2023年全球AI服务器市场规模211亿美元，预计2024-2025年CAGR将达22.7%。在服务器场景中的电压/电流检测、比较电路和过流保护、时钟、电压监控、系统供电等都会用到大量的模拟芯片，模拟芯片在服务器领域的需求有望持续释放。
2.2全球模拟芯片行业市场：2023年整体需求疲软，2024年或将明显回暖2023年全球半导体市场受到通胀和需求疲软影响，预计2024年将强劲复苏，长期趋势向好。WSTS预计2023年全球半导体市场规模预计将达到5150亿美元，降幅为10.3%。在全球市场中，2023年欧洲和日本预计将呈现增长态势，增长率分别为6.3%和1.2%。然而，其他地区则预计将面临衰退，美洲地区预计下降9.1%，亚太地区预计将下降15.1%。2024年，随着下游人工智能、高性能运算、新能源汽车等领域需求增长，以及智能手机、个人计算机为代表的消费电子等市场需求逐渐回暖，2024年全球半导体行业或将明显回暖。根据WSTS数据，2024年的增长率将达到11.8%。
受半导体市场整体影响，2023年模拟IC市场规模有所下降，伴随着市场逐渐回暖，未来模拟IC市场增长趋势明显。WSTS数据表明2023年模拟IC市场规模从2022年的889.8亿美元缩小至839.1亿美元。2024年模拟IC市场会随着半导体行业整体的回暖逐步确定增长趋势。据Morder Intelligence预测，预计2024年全球模拟IC市场有望增长至912.6亿美元，2029年模拟IC市场有望增长至1296.9亿美元。其中亚太地区将成为市场最大的市场，也同时将成为增长速度最快的市场。
3.复盘海外龙头企业德州仪器和亚德诺成长之路，我们得到哪些启示？
从全球模拟芯片市场份额来看，模拟芯片市场仍由境外企业主导。德州仪器龙头效应明显，占据市场总份额19%；亚德诺紧随其后，市场份额占比约为9%。
3.1产品种类众多，工业、汽车为下游主要应用市场产品线众多，产品类型丰富。德州仪器（TI）主要业务是模拟芯片和嵌入式处理器等，产品分类包括放大器、音频、时钟和计时、ADC/DAC、DLP、接口、隔离器件、逻辑和电压转换、MCU和处理器、电机驱动、电源管理、射频和微波、传感器、开关和多路复用器、无线连接等17个类别，产品系列有80000多个器件。TI产品线可以分为模拟（电源和信号链）、嵌入式处理器和其他三大部门。2023年，TI实现营业收入175.19亿美元；其中模拟部门收入占74%，嵌入式处理器占19%，其他部门占7%。TI的产品销售给超过100,000个客户，客户群多元化，超过40%的收入来自TI最大的100家以外的客户。
TI产品下游应用广泛，工业和汽车两个领域收入占比超过70%。按照下游应用分类，TI 2023年的收入占比构成为：工业占40%、汽车占34%、个人电子设备占15%、通信设备占5%、企业级系统占4%、其他占2%。其中，2023年约75%的收入来自直接销售，25%的收入来自代理商等其他模式销售。
亚德诺的产品线涵盖了模拟芯片的关键领域，拥有超过75000个产品型号。亚德诺提供了从模拟到数字、从电源管理到传感器和执行器的广泛产品系列，以及高性能的数字信号处理器。产品可分为以下五大类型：模拟和混合信号产品、电源管理产品、放大器/射频和微波产品、基于MEMS技术的传感器和执行器产品、传感器和执行器和数字信号处理和系统产品（DSPs）。2023年，ADI的产品销售给超过125,000个客户，实现营业收入123.06亿美元；其中超过50%的收入来自工业领域，24%来自汽车领域。
3.2顺应半导体发展周期，持续加大资本性支出以及研发两大龙头企业持续加大资本性支出，过去10年CAPEX不断增加。2013—2023年，TI的资本性支出由4.1亿美元增长到2023年的50.7亿美元；ADI的资本性支出由1.2亿美元增长至12.6亿美元。2024年，德州仪器持续扩大资本性支出，Q1资本性支出为12.48亿美元，较去年同期增长27.09%。同样亚德诺也采取了持续扩张的策略，2024年Q1资本性支出为2.23亿美元，较去年同期增长26.58%。
两大龙头企业的研发投入整体而言在不断加码。2013-2023年，TI的研发费用从15.22亿美元增加到18.63亿美元，ADI的研发费用也从2013年的5.13亿美元增加到了2023年的16.60美元，十年复合增长率为12.46%。
顺应半导体发展周期，不断进行研发与扩产。根据ADI对于过往半导体历程的总结与预测，每隔10-20年行业内都会发生一次技术变革，两大龙头企业在此期间不断地投入研发并持续进行资本性，结合并购策略，扩张产品线。
3.3通过并购拓宽产品线，推动技术创新与知识产权的优化组合3.3.1德州仪器（TI）：通过不断并购持续完善产品线1999年，德州仪器（TI）收购了Unitrode和Power Trends等7家企业。包含拥有射频业务的Butterfly VLS和ATL Research A/S、DSP相关编码软件的Telogy Networks、宽带业务相关的Libit Signal Processing以及从事开关稳压器业务的Power trends 和汽车传感器的Integrated Sensors Solutions。其中最大的一笔是，TI 以12 亿美金并购了Unitrode 的电源管理IC、电池管理IC 和接口等业务，进一步巩固了TI模拟市场的份额。2000年，德州仪器（TI）收购了Burr Brown（别称：BB）。TI花费76亿美元收购Burr-Brown，补充了TI的数据转换器和放大器产品组合，极大增强了其在数据转换器和放大器市场的竞争力使TI在模拟业务排名中仅次于ADI，位居第二。2011年，德州仪器（TI）收购了国家半导体National Semiconductor（别称：NS、NSC）。TI花费65亿美元并购National Semiconductor，此次并购进一步完善了德州仪器在电源管理、显示驱动器、音频运算放大器、通信接口产品（以太网）和数据转换方案等领域的产品布局。同时，通过吸收National Semiconductor的产能，德州仪器实现了晶圆制造产能的显著提升。
3.3.2亚德诺（ADI）：不断完善业务范围，从射频产品到智能生活产品2014年，ADI收购了射频厂商Hittite Microwave，以扩大其在射频频谱、微波和毫米波技术方面的产品供应。该收购帮助ADI射频技术不再局限于6GHz以下，实现了从0到110GHz RF频段、微波频段、毫米波频段的全频段覆盖，拥有完整的射频产品解决方案。2017年，ADI并购了电源厂商Linear Technology Corporation（别称：凌力尔特、凌特、LTC）。ADI瞄准凌力尔特的高性能电源技术，其产品能将电源模块的封装体积做到极小，在提高电源效率的同时，提高电磁兼容性，大幅度降低对外辐射的干扰，进一步满足未来愈发严格的汽车应用需求。2021年，ADI完成了收购美信Maxim Integrated Products（别称：美信、马克西姆）。亚德诺通过此次交易在5G通信和汽车市场的份额得到了显著提升，并为其现有产品组合增添了新的活力，进一步巩固了在模拟芯片领域的市场地位。2024年4月，Resideo Technologies, Inc.（一家领先的技术驱动产品和解决方案制造商和ADI全球分销商）收购Snap One Holdings Corp.（一家领先的智能生活产品、服务和专业集成商软件提供商）。交易完成后，Snap One将整合到Resideo的ADI全球分销业务中。此次收购将把Snap One在智能生活集成商方面的能力与ADI在相邻安防产品分销方面的互补地位结合起来。
总结：德州仪器和亚德诺通过不断地研发投入、技术创新、扩产和并购策略，拓展新的产品线，实现了其在模拟芯片领域的差异化竞争。德州仪器凭借其在信号链和电源管理领域的全面布局，以及在多个细分品类中的技术领先优势，实现了与竞争对手的差异化。亚德诺通过不断地技术创新和产品线扩展，强化了其在模拟芯片领域的竞争力。IDM模式使得德州仪器与亚德诺产能有保障，成本较低，产业链更长、利润空间更大。
海外龙头企业发展历程对于国内模拟芯片发展的启示：1.持续研发投入，顺应行业发展周期：打破国际巨头的技术壁垒，需要持续投入研发资金，扩大研发团队，提升产品设计和创新能力。针对行业发展趋势进行有的放矢地研发。2.积极拓展产品线、加大资本性支出和进行品牌建设：可以采取并购的方式积极拓展产品线，加大资本性支出，在质量和技术性能得到提升的基础上，提升产能，拓展市场，树立品牌形象，提高市场份额。3.优化经营模式：国内模拟芯片公司可根据自身情况选择合适的经营模式，并持续优化以适应市场竞争和行业发展趋势。
4.国内模拟IC市场规模持续增长，国内模拟芯片行业百舸争流
国内模拟IC是全球模拟IC市场的主要参与者，持续稳步增长，国内模拟芯片行业百舸争流。据Frost&Sullivan数据，2023年中国模拟IC市场增长至3026.7亿元。随着越来越多模拟芯片优质公司上市，国内模拟芯片行业百舸争流。
4.1圣邦股份：深耕模拟集成电路芯片设计，国内模拟集成电路设计行业领先企业深耕高性能模拟，部分技术指标处于行业领先地位。公司主营业务为模拟集成电路的研发与销售，属于半导体集成电路产业中的集成电路设计行业，是国内为数不多的“货架式”模拟电路设计公司。公司产品全面覆盖信号链及电源管理两大领域，有32 大类5,200 余款可供销售产品。部分关键技术指标达到国际领先，可实现进口替代，在消费类电子、工业控制、物联网、人工智能、云计算、新能源、汽车电子、医疗电子、可穿戴设备及通讯等领域。
圣邦股份2023年业绩承压，2024Q1下游市场回暖。2023 年，受到全球宏观经济疲软以及半导体整体需求低迷。圣邦股份2023年度公司实现营业收入26.16亿元，同比下降17.94%；实现扣非归母净利润2.12亿元，同比下降74.99%。2023年毛利率49.60% 较去年同期下降9.38pct。2024年随着人工智能、高性能运算、新能源汽车等需求的持续增长以及消费电子市场的回暖，2024年Q1公司实现营业收入7.29亿元，同比增长42.03%；实现扣非归母净利润5045.36万元，同比增长713.11%。2024年Q1 毛利率为52.49%，环比增加5.27pct。持续发掘市场需求，重点推进以车规级芯片为代表的核心技术的研发。2024年，公司在继续强化现有核心竞争力技术和产品的基础上，关注和探索新的高端技术和产品领域。圣邦股份将继续大力推进在车规级芯片技术、高精度低噪声信号放大及调理技术、低功耗放大器及比较器技术、高精度高速AD/DA 数据转换等技术的研发工作。不断扩展高性能运放及比较器、扩大模数/数模转换、完善DC/DC 转换器等产品线，同时健全小逻辑系列产品线。
4.2希荻微：国内领先的电源管理及信号链芯片供应商国内领先的电源管理及信号链芯片供应商，率先突破国际品牌汽车前装市场。希荻微是国内领先的半导体和集成电路设计企业之一，主营业务包括电源管理芯片和信号链芯片两类的模拟集成电路的研究。公司下游客户包括三星、小米、谷歌、罗技等的消费电子设备。与国内外同行业公司相比，希荻微核心技术开发的消费电子类及车载类DC/DC芯片、超级快充芯片和端口保护及信号切换芯片中，部分产品型号在国内处于领先地位。公司自主研发的车规级电源管理芯片产品达到了AEC-Q100 标准，且其DC/DC芯片已进入Qualcomm 的全球汽车级平台参考设计，实现了向Joynext、Yura Tech 等汽车前装厂商的出货，应用于奥迪、现代、起亚、小鹏、红旗、问界、长安等中欧日韩多个品牌汽车。同时，公司新增音圈马达驱动芯片产品线，持续完善消费电子产品布局。
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