1.模拟芯片在半导体行业中占据重要地位
1.1.模拟芯片是市场规模巨大的集成电路产品之一
（1）半导体产品通常可根据其类型划分为四大类，即光电器件、传感器器件、分立器 件和集成电路，模拟芯片市场规模占据整个半导体行业的 15.5%。在这些分类中，集成电路 在半导体行业市场规模中占据主导地位。集成电路涵盖了多个重要子领域，包括模拟芯片、 微处理器芯片、逻辑芯片以及存储芯片等。根据 WSTS 数据，2022 年全球半导体市场的总 规模为 5740.84 亿美元，其中集成电路市场规模占据整个半导体市场规模的 82.6%，模拟芯 片市场规模占据整个半导体市场规模的 15.5%。
（2）模拟信号用一系列连续变化的电磁波或电压信号来表示信息内容，其幅度取值具 有连续的特点；数字信号用离散信号表示信息内容，幅度的取值具有等距离散的特点。模拟 芯片专门设计用于捕获、处理和传输连续性模拟信号，例如声音、温度和光线，而不同于数 字信号的离散性。模拟芯片能够对实时变化的电压和电流信号进行广泛的处理，包括信号放 大、滤波、调制等操作，为模拟信号的采集、处理和传输提供了关键支持。模拟电路是模拟 芯片的基本构成元素，其组成部分主要包括电阻、电容、晶体管、二极管等元件，这些基本 元件形成了模拟电路的构建块，它们根据具体应用的要求被组合和配置，以执行各种信号处 理和控制任务。
（3）模拟芯片更注重技术经验积累，学习曲线高达 10-15 年，工程师与品牌是企业核 心；数字芯片对制程要求较高，因此随着设备与工艺迭代而进步，先进设备与工艺是核心。 模拟芯片和数字芯片在原理、工艺、产品生命周期、制程、价格、应用等方面均有区别。模 拟芯片更新周期长，设计稳定；数字芯片更新快，遵循摩尔定律。模拟芯片要求高精度，门 槛高；数字芯片对精度要求较低，关注位数。模拟芯片学习曲线长，数字芯片更短。模拟芯 片定制性强，替代性低；数字芯片通用性强，可互换。模拟芯片追求多样性；数字芯片追求 大规模生产。模拟芯片价格相对稳定；数字芯片价格易波动。
（4）很多时候一个科技产品中，模拟与数字芯片都是同时协作完成一个指引任务，数 模混合芯片也是我们常见的种类。在传感器领域，模拟芯片用于各种传感器产品中，如测温传感器、压力传感器和加速度传感器，以完成精确的模拟信号采集和处理任务，而数字芯片 用于后续数字接口输出。在音频领域，模拟芯片承担音频前端的模数转换、放大和滤波等处 理工作，而数字芯片则专注于音频的数字信号处理和存储。在显示领域，模拟芯片用于 CRT 显示器的扫描和放大电路，而数字芯片则负责 LCD/LED 显示器的控制和数字信号处理。在 测量仪表领域，模拟芯片负责信号放大、滤波和采样保持等前置模拟电路，以确保测量精度； 而数字芯片主要执行后续数字处理和显示任务。在通信领域，模拟芯片用于无线电的调制、 解调和放大等模拟信号处理工作，而数字芯片专注于数字信号的编码、解码和均衡等处理。 在控制领域，模拟芯片主要用于传感反馈的误差校正，而数字芯片用于执行主控制逻辑和算 法。
（5）模拟芯片细分品类众多，替代性较低。模拟芯片则更加注重满足现实世界的物理 需求以及特殊功能的实现，相对于数字芯片具有种类繁多的特点。模拟芯片龙头企业德州仪 器拥有近 14 万种模拟器件，大约有 17 个大类，每个大类又有十几到几十个场景应用不同 的子产品线；截至 2023 年，ADI 也有超过 75000 多种的模拟器件，产品广泛应用于工业、 汽车、通讯和消费领域。以国内龙头企业圣邦股份为例，细分品类电源管理芯片中的 DC-DC 转换器就高达 8 小类共 121 种产品，包括专用 DC/DC 转换器、LCM 偏置电源、同步整流 降压转换器等。
（6）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。模拟芯片产业链的上 游包括半导体材料、晶圆制造和半导体设备等。其中，晶圆制造包括芯片制造、晶圆代工和 封装测试；半导体设备包括光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等；半导体材料则是生产芯片不 可或缺的晶圆、电子特气、湿化学品等。中游为模拟芯片的设计和销售，主要产品有电源管 理芯片、信号链芯片等；下游则是模拟芯片的应用领域，涵盖通信、汽车电子、工业及消费 电子等广泛行业。1）IDM 模式意味着集成设备制造，既具有自主芯片设计能力，又拥有自 主的芯片制造产能。这种模式的优势在于产能有保障，龙头厂商多采用这种模式；成本较低， 毛利率较高，在 60%-70%之间；产业链更长、利润空间更大。但这种模式需要大量资本投 入，适合体量大的公司。2）虚拟 IDM 模式是利用第三方的产能和工艺，进行快速设计和制 造。与传统 IDM 相比，少了晶圆代工的环节，与 Fabless 相比，多了封装测试和市场客户 的环节。相比纯 Fabless 模式，这种模式具备一定成本优势，可以更好地切入高端产品市场。 但与 IDM 模式相比，产能受制于人。3）Fabless 模式仅负责设计，产能全部依赖外部代工厂。目前国内模拟芯片企业大多采用 Fabless 模式，这种模式市场空间广阔，可以快速形成 产品，进入市场，但毛利率较低。
1.2.模拟芯片主要分为电源管理芯片和信号链芯片
（1）模拟芯片工艺具有种类繁多的特点，用于实现模拟集成电路的加工制造。这种工 艺旨在实现在模拟电路中处理连续信号的功能，这些信号可以代表声音、温度、光线等自然 现象。模拟芯片工艺通常包括半导体基片、沟槽和井、氧化层、材料沉积和蚀刻、掺杂、金 属层和测试和验证等。与数字芯片主要采用 CMOS 工艺不同，模拟芯片具有多种工艺选项， 包括 CMOS 工艺以及 Bipolar、DMOS、BiCMOS、BCD 等其他工艺。CMOS 工艺使用 PMOS 和 NMOS 晶体管，依赖电路结构获得参数匹配。Bipolar 工艺使用双极晶体管构成模拟电路， 通过精密的掺杂制程控制获得匹配性。DMOS 工艺通过双重扩散制程使源极和漏极间隔很 近，提高密度，用于构建驱动电路。BiCMOS 工艺在同一芯片上集成 BJT 和 CMOS 器件， 组成复杂混合信号电路。BCD 工艺在一片硅基底上制作双极晶体管、CMOS 和 DMOS 器 件，可灵活搭配使用。
（2）模拟芯片根据其功能和应用领域来分类，主要分为电源管理芯片和信号链芯片。 电源管理芯片是指用于管理电池与电路之间的关系，负责电能的转换、分配、检测和监控等 功能的集成电路。其芯片类别主要可以分为线性稳压器、电池管理芯片、DC/DC 开关稳压 器、AC/DC 转换器和控制器、LED 驱动器、显示电源驱动器和栅极驱动器等，应用于稳压 器、电源监控、电源开关、充电管理、电机控制、LED 驱动等。电源管理芯片具有以下特征： 零电流编程，最大输出电流 800mA；内置系统，无需外部组件；关闭模式下支持 25uA 的静 态电流；无涓流充电模式实现低功耗；软启动限制开机浪涌电流。
①线性稳压器通过获取输出电压反馈，然后经由误差放大器组成的控制电路，动态的调 节输入与输出之间的电压差，进而实现动态稳压的目的，其主要特点是输入电压大于输出电 压。线性稳压器具有输出电压精度高、成本低、封装小、外围器件少和噪声小的特点。普通 线性稳压器效率不高，且只能用于降压的场合，其效率取决于输出电压与输入电压之比，普 通线性稳压器在输入电压为 5V 的情况下，输出电压为 2.5V 时，效率只有 50％，其中约有 50％的电能被转化成热量流失掉了。在输入和输出电压之间的压差非常小（通常在几十毫伏 到几百毫伏间）的情况下，此时需要用到低压线性稳压器（Low Dropout Regulator，LDO）， 两者工作原理类似，但是效率相较普通线性稳压器较高。
②电池管理芯片用于控制充电和放电过程，以及监测和保护电池的工作状态；它可以确 保电池的安全、延长电池寿命，并提供充电状态显示和电池容量估算等功能。充电管理指充 电管理芯片通过对电池充电电流、电压等参数的监控和控制，判断电池的充电状态，并根据 需要调整充电电流和电压，以确保充电过程稳定和高效；放电管理指充电管理芯片监测电池 的放电电流和电压，以保证放电过程的安全和稳定，它能够监测电池的电量，预测剩余使用 时间，并在电池电量过低或过高时发出警报或采取相应的保护措施。锂离子电池 IC 是电池 管理芯片的一种，在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职 责，锂离子充电器 IC 用于调节锂离子电池的充电电流和电压。锂离子电池具有高能量密度、 高电压、大电流等优点，但没有记忆效应，必须采用特殊的 CC-CV 充电曲线充电，充电器 IC 可以根据温度和电压自动调整充电曲线，实现锂离子电池的快速充电。
③DC/DC 开关稳压器是指直流到直流电压稳压器，常指开关电源。DC/DC 开关稳压器 在工作中接通开关元件，从输入端向输出端供电，直至输出电压达到所需电压。当输出电压 达到规定值后，开关元件即关闭，不再消耗输入功率，通过高速重复这一动作，将输出电压 调节到规定值。根据功率管是外置还是内部集成，可以把 DC/DC 开关稳压器进一步分为直 流转换控制器与直流开关转换器，直流转换控制器通常针对大电流输出场景，内部集成功率 管的直流开关转换器通常应用于电流输出较小的场景。根据输出与输入电压之间的关系，又 可分为 Buck、Boost、Buck/Boost 几种常用架构。相比线性稳压器，开关稳压器有着效率 高、发热小和实现升降压转化的优势，但同时设计难度更高，外置部件多，噪音较大。
④AC/DC 转换器和控制器可将交流电转换为直流电，AC/DC 转换器分为 AC/DC 线性 电源和 AC/DC 开关电源，分别通过变压器方式和开关方式进行转换。1）变压器方式是最传 统的 AC/DC 转换方法。首先，交流电压通过变压器被降压到适当的交流电压（AC/AC 转换）， 降压值由变压器的绕组比设定。接下来，通过二极管桥式整流器对经过降压的交流电压进行 全波整流，转换为脉冲电压。最后，经电容器平滑并输出纹波小的直流电压。但是这种方式 有着明显的局限性，首先是变压器尺寸限制，其次需要较大的散热器，因此这类电源集成难 度较大。2）开关方式利用控制电路控制开关元件，获得稳定的预期的直流输出。相比使用 变压器，开关电源直接用二极管桥式整流器对交流电压进行整流，接着用电容器平滑直流电 压（脉冲电压），然后通过开关元件的 ON/OFF 对直流电压进行斩波（切割），并经过高频变 压器降压后传送到二次侧。在二次侧利用整流二极管对方波进行半波整流，之后用电容器对 其进行平滑，并输出直流电压。与变压器方式相比，开关方式电路结构较复杂，但使用的频 率更高（如 100kHz），可以实现变压器的小型化、轻便化。
⑤驱动芯片用于控制和驱动其他电子器件的工作。其通常被用于激活、控制和管理各种 类型的设备,如电机、LED 灯、显示屏等。驱动芯片可以提供所需的电压、电流和信号,以确 保外部设备能够正常运行。以 LED 驱动芯片为例，由于 LED 是特性敏感的半导体器件，又 具有负温度特性，LED 驱动芯片就是在应用过程中对其进行稳定工作状态的保护，其主要作 用是将电源提供的直流电转化为 LED 所需要的恒定电流或者电压。通过对这两个参数的调 整，可以控制 LED 的亮度、颜色、闪烁频率等多个属性，进而实现相应的照明、显示和信 号功能。LED 驱动芯片分为恒压式驱动芯片、恒流式驱动芯片以及脉冲式驱动芯片。1）恒 压式驱动芯片成本较低，没有复杂的外围电路，恒定电压驱动造成驱动输出时电路电流的不 可控，无法保证 LED 亮度的一致性。2）恒流式驱动芯片保证了恒定的输出电流，较好的恒 流芯片可以做到 1%左右的恒流精度，且有简易的外围控制接口来灵活设置所需输出的电流 大小。这类芯片成本较高，外围电路复杂，同时供电时放电较快。3）脉冲式驱动芯片是以 高频率的脉冲发生器输出接口向 LED 灯供电。脉冲信号的高频率使人眼无法感觉出 LED 的 频闪，所以其一方面符合视觉需要，另一方面有效节约了电能输出。但该类芯片仅适合小功 率 LED 驱动应用。
（3）信号链芯片是指具备对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等处理功能的集成 电路。信号链芯片能够高度集成、降低系统复杂度，它可采集各种信号类型，进行高精度、 稳定的模数/数模转换，并实现数字滤波、信号增益等功能，具备灵活性和可扩展性，可根据 需求定制和升级，其产品类别主要包括放大器、数模转换器、时钟器、定时器、比较器等。 信号链芯片广泛应用于工业自动化、医疗设备和通信设备领域，提高控制和监测精度，为医 疗诊断、通信质量和稳定性等提供支持。
①运算放大器内部由输入段、增益段和输出段三段电路组成，比较器与放大器类似，但 原理上提升响应速度而省略相位补偿电容。输入段采用差分放大，放大正负输入端的电压差； 增益段进一步提高开放增益；输出段采用不同类型的电路结构和电流能力，防止负载影响放 大器性能。比较器电路与运算放大器类似，但未考虑负反馈电路使用，所以无防振用相位补 偿电容，省略相位补偿电容可提高响应速度。
②ADC 芯片根据采样速度和精度不同，可以分为闪烁型、管道型、逐次逼近型和 SigmaDelta 型；DAC 可以根据接口、输出信号、输出类型、工作原理、分辨率、应用场景等指标 分为不同类型。1）ADC 芯片中，闪烁型 ADC 速度最快但精度较低；管道型 ADC 速度也很 快但设计难度大；逐次逼近型 ADC 精度较高但速度一般；Sigma-Delta ADC 精度最高但速 度最慢。2）根据不同的分类标准，数模转换器（DAC）可以被分为不同的类型。根据数字 输入接口的不同，可以将 DAC 分为并行式和串行式。并行式 DAC 通过多个输入端口并行 地输入数字信号，而串行式 DAC 则通过一个输入端口按位串行输入数字信号。根据输出信 号类型的不同，DAC 可以分为电压型 DAC 和电流型 DAC。电压型 DAC 输出电压信号，电 流型 DAC 输出电流信号。电流型 DAC 通常用于模拟电路和信号处理器等领域。根据工作 原理的不同，DAC 可以分为加权电阻型 DAC、串行式 DAC 和压缩型 DAC 等。其中加权电 阻型 DAC 是最基本的数模转换器类型，通过不同的加权电阻来实现数字信号到模拟信号的 转换。根据分辨率的不同，DAC 可以分为低分辨率 DAC、中分辨率 DAC 和高分辨率 DAC 等。分辨率越高，表示 DAC 能够输出更多的数字信号，输出信号的精度越高。根据应用场 景的不同，DAC 可以分为通用型 DAC 和专用型 DAC。通用型 DAC 适用于多种应用领域， 而专用型 DAC 则针对特定的应用领域进行了优化和定制，例如音频 DAC 和视频 DAC 等。
③定时器与计数器是另外一种不同功能的信号链产品。定时器和计数器在逻辑实现上类 似，都是对输入脉冲信号进行计数。不同的是，计数器用来统计任意时间内的脉冲数，而定 时器需要脉冲频率固定，计数脉冲频率从而获得时间。定时器与计数器都是模拟信号链产品， 内部结构中又包括了部分数字芯片功能，从而实现整个产品功能。
（4）传感器本质也是将模拟的物理信号转换为可以量化的数字信号，如果可以集成到 芯片大小，那这样的传感器也就是信号链产品的一种。我们以最广泛的 CMOS 芯片为例子， CMOS 图像传感器采用 CMOS 工艺制程，集成像素传感单元、readout 电路、模拟前端信 号处理电路等模拟功能模块，在光电转换过程中实现光电转换与图像信号采集。最终，CMOS 芯片将光信号转换为数字信号整理而成的电子图片，而视频则是众多图片信号的集成，最终 光信号被记录在手机、电视、电脑、显示屏等多个电子终端设备上。由于 CMOS 规模较大， 又通常具备较高的标准性，市场通常将 CMOS 芯片从广义的信号链产品中分离出来。
2.模拟芯片有望从周期性低谷到复苏
2.1.半导体经历调整进入周期性低谷期，积蓄动力准备反弹
（1）从波动到复苏，全球模拟芯片市场受宏观经济环境和下游应用市场影响明显。从 2012 年到 2018 年，受汽车电子化、工业自动化等传统应用市场稳步增长的拉动，模拟芯片 市场规模保持稳定增长，年均复合增长率为 7.0%。但在 2019 年，受美国单方面的对华贸易 政策变化等影响，模拟芯片市场出现较大负增长，年增长率达到-8.3%。2021 年开始，随着 新冠疫情逐渐得到控制，各国经济开始恢复，模拟芯片市场重新进入快速增长通道。2020 年 到 2022 年，模拟芯片市场增速分别为 3.3%、33.0%和 14.0%，增速较 2019 年有明显反弹， 这主要是汽车电子化升级、工业自动化持续推进，以及 5G 商用和物联网应用带来的新增市 场需求的结果。根据预测，在以上需求拉动下，2023 年模拟芯片全球市场规模将达到 948 亿美元，较 2012 年的 393 亿美元增长超过 2.4 倍，但增速将放缓至约 12%，进入平稳增长 阶段。
（2）中国是全球最大的模拟芯片市场，增速较快且整体处于相对稳定的增长状态。从 区域市场来看，中国是全球最大的模拟芯片消费市场，根据 IC Insight 数据，2021 年中国大 陆模拟芯片市场占据全球市场的 43%。中国模拟芯片市场发展受到国内外经济环境的双重 影响，但中国模拟芯片市场的周期性特征相较于世界市场趋势性较弱，整体呈现较为稳健的 增长态势。2012 年-2019 年，中国市场模拟芯片销售规模持续稳定增长，年均复合增长率约 为 9.0%。但在 2020 年，受新冠疫情影响，中国市场增速明显放缓，全年增速仅为 0.3%， 是近 10 年来最低的增长率。2021 年开始，随着中国国内疫情防控形势向好，中国模拟芯片 市场恢复增长，2021 年和 2022 年增速分别达到 9.1%和 8.2%。预计 2023 年中国模拟芯片 市场增速将放缓至 2.4%，但规模将超过 3000 亿元人民币，约合 420 亿美元，占全球模拟 芯片市场规模的 44%左右。可以预见，中短期内中国仍将是全球最大的模拟芯片消费市场， 国内汽车、工业、通信等领域对模拟芯片的应用需求将持续拉动中国市场的产业增长。
（1）信号链和电源管理芯片双管齐下，产品发力中高端线。帝奥微成立于 2010 年， 2022 年于上交所科创板上市，股票代码 688381.SH。公司产品分为信号链模拟芯片和电源 管理模拟芯片两大系列，主要应用于消费电子、智能 LED 照明、通讯设备、工控和安防以 及医疗器械等领域，产品已进入众多知名终端客户的供应链体系，如 OPPO、小米、山蒲照 明、大华、海康威视、通力、华勤以及闻泰等。
（2）营收短期承压，净利润同比降幅扩大。2018 至 2021 年，公司业绩高速增长，2021 年公司营收同比上升 105.1%，净利润同比上升 310.8%。2022 年以来，受下游市场整体表 现低迷、供需关系错配等因素影响，导致半导体市场整体下行，同时公司面对同行业产品降 价压力，加大研发投入且受到 2023 年前三季度股份支付费用的影响，公司净利润进一步收 窄。2023 年前三季度，公司营收 2.96 亿元，同比下降 26.3%，净利润 0.33 亿元，同比下 降 79.5%。
（3）毛利趋于稳定，各费用支出上行显著。2021 年，公司毛利率大幅上升至 53.6%， 此后趋于稳定，2023 年前三季度公司毛利率维持在 48.9%，净利率有较大的下滑，至 11.2%。 销售、管理和研发费用在 2023 年前三季度都有较大幅度的上升，公司销售、管理人员增加，且公司加大了对汽车领域的研发投入，持续引入研发技术人才，应相的职工薪酬费用以及直 接投入材料费用增加，致使公司销售、管理和研发费率分别上升至 8.5%、17.8%和 32.7%。
（4）电源管理和信号链芯片业务平分秋色，共同驱动公司业绩增长。2018 年以来，公 司电源管理和信号链芯片营收相近，均占公司营收 50%左右。1）信号链芯片方面，公司产 品包括高性能运算放大器、高性能模拟开关、MIPI 开关等系列。公司是国内少数既可以提供 低功耗、超宽输入电压范围的低边采样高精度运算放大器，又可以提供高边电流采样高压高 精度运算放大器产品的供应商。2）电源管理芯片方面，公司产品包括高低压直流转换器、 IR LED 驱动、全系列线性充电、开关充电、AC/DC 的控制器、过压保护负载开关和电池保 护芯片等从墙端到电池端系统级充电解决方案。产品涵盖从 5V 到 40V 输入的降压系列，最 大输出电流可以达到 6A。公司是国内安防监控领域 DC/DC 转换芯片以及 LED 驱动芯片的 供应商之一。
（5）率先布局车规领域，新增长未来可期。公司在消费电子和智能 LED 照明领域业务 较为成熟且仍在不断迭代更新，2021 年，公司应用于消费电子和智能 LED 照明领域的产品 收入合计占比 82.22%。为进一步拓宽产品市场，公司率先布局汽车电子领域，2023 年上半 年，消费电子领域，公司推出具有 11GHz 的超高带宽模拟开关，将拓展到头部通讯客户中。 汽车电子领域，公司推出了一系列产品，包括国内首款车规级 5.8GHz 的超高速模拟开关、 国内首款用于汽车车身控制的 15A H 桥直流电机驱动产品等产品；公司还推出了运算放大 器系列车规产品，包括具有 0 至 70V 共模电压范围的电流监控运算放大器；高压、低噪声、 低功率的双路运算放大器；高带宽、高压摆率、低噪声的高压运算放大器；稳压器系列产品 包括可在 3V 至 40V 输入电压范围内工作的具有极低静态电流的低压差线性稳压器；具有95dB 超高 PSRR、低至 10uVRMS 超低噪声、超高精度的低差线性稳压器；具有电源正常 指示功能的 500mA 可提供快速线路和负载瞬态性能的超低压降稳压器产品。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
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