從中興事件再到華為事件，中美之間的貿易摩擦促使我國芯片行業的國產替代趨勢愈演愈烈；在當前全球產業鏈、價值鏈、供應鏈秩序發生深刻變革的背景下，模擬 IC 行業的國產化進程也正在加速。
目前我國模擬 IC產品的國產替代化率不高，國外品牌在國內市場中佔據領先地位。模擬 IC 的設計不僅需要全面的專業知識，更需要設計師擁有長時間的經驗積累，通常優秀的模擬 IC 設計師甚至需要10 年以上的行業經驗。不過，模擬 IC 的市場競爭格局相對分散，下游應用廣泛，且我國是全球最大的應用市場。這也為模擬 IC 的國產替代帶來了機會。
1. 無處不在的模擬芯片
1.1 模擬，數字，A/D，D/A
信號的形式多種多樣，無處不在。根據《模擬電子技術基礎》一書中的定義，信號可根據對時間的連續與否被分為模擬信號和數字信號：模擬信號在時間和數值上均具有連續性；而數字信號則總是發生在離散的瞬間，在計算機中被表示為二進制（即 0 和 1）。現實生活中的大多數物理量都對應著模擬信號。
使用電子電路可以使模擬信號和數字信號之間進行互換。根據《模擬電子技術基礎》中的定義，對模擬信號進行數字化處理時，需要首先將其轉換為計算機能夠識別的數字信號，即稱為模-數轉換（簡稱 A/D 轉換，Analog to Digital）；經處理後，計算機輸出的數字信號常需轉換為能夠驅動負載的模擬信號，因而稱為數-模轉換（簡稱 D/A 轉換，Digital to Analog）。
1.2 模擬信號及其特徵
根據信號的分類，能夠處理模擬信號的芯片被稱為模擬芯片，同理能夠處理數字信號的芯片被稱為數字芯片，而既能處理模擬信號又能處理數字信號的混合芯片則隸屬於模擬芯片。
IC（Integrated Circuit），即集成電路，也被稱為芯片，是指通過在硅晶片上製造各種電子組件而形成的微觀電路陣列。IC 是半導體產業鏈中極為重要的一環，基本上所有的電子產品均由功能不同的模擬 IC（模擬芯片）和數字 IC（數字芯片）所構成。
不同於數字 IC，模擬 IC 的先進性主要體現在電路性能參數方面的改進，其迭代速度受摩爾定律的影響較小，產品擁有更長的生命週期。根據一些資料的觀點，數字 IC 更為強調運算速度與成本比的提升，其性能的改進由晶體管集成數量的增加和特徵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，因此數字 IC 的生命週期很短，大約僅為 1 至 2 年；而模擬 IC 的改進則更多地體現在電路速度、分辨率、功耗等參數方面的提升，強調的是高信噪比、低失真、低耗電和高穩定性，因而產品一旦達到設計目標就具備長久的生命力，生命週期可長達 10 年以上。
1.3 模擬芯片的種類
從功能角度來看，模擬電路主要可分為：（1）放大電路，即對信號功率、電流、電壓等進行放大；（2）信號轉換電路，即實現各種信號的轉換，如把電流信號轉換成電壓信號、把交流信號轉化成直流信號等；（3）運算電路，即執行電路的指數、微分、加減乘除等運算；（4）濾波電路，即實現信號的抗干擾、變換、提取等工作；（5）直 流電源，可以為各種電子線路提供電源，以及把交流電變為不同電流與電壓的直流電等。
由此，我們可以將模擬芯片劃分為：
（1）信號鏈產品，包括放大器、比較器、模擬開關等，主要功能為模擬信號的放大、變頻和濾波；（2）電源管理產品，包括線性穩壓器、DC/DC 開關穩壓器、電源MOSFETs、LED 驅動器等，主要功能以電路的降壓、升壓、穩壓和電壓反向等為主。
根據前瞻產業研究院的市場數據，2018 年全球電源管理和電壓控制類模擬芯片的市場佔比接近 60%，運算放大器和比較器的佔比合計達 16%，ADC/DAC（A/D 轉換，D/A 轉換）的市場佔比達 15%。
1.4 模擬芯片的設計與生產
從生產過程來看，IC 的設計與製造流程一般可分為上游設計、中游製造和下游封裝測試三個主要環節：在上游芯片設計企業完成電路設計後，中游的製造企業會逐步完成晶圓的加工和集成電路的製造，而後再由下游廠商完成芯片的封裝和最終測試。產業鏈中上游的 IC 設計屬於知識密集型行業，而中下游的製造封裝則屬於重資產行業，需要大量設備投入。
根據不同的生產形式，IC 產業鏈還可以劃分為 IDM 模式和 Fabless 模式。IDM 即企業擁有自己的晶圓廠，業務涵蓋設計、製造、封測等全產業鏈；Fabless 模式是指公司自身只負責芯片的電路設計與銷售，而將生產、測試、封裝等環節外包給其他公司。對比來看，IDM 模式較適合成熟且已佔據一定市場份額的企業，也比較適合穩定的市場，而 Fabless則適合新興市場或者正經歷變革的市場。目前模擬 IC行業中，IDM 與 Fabless模式並存，我們認為 Fabless 為行業的發展趨勢。
1.5 模擬芯片的下游應用
模擬芯片在電子產品中的應用可謂無處不在。實際應用中，大多數 IC 的內部都包含了 PLL（片內高速時鐘或本振）、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、消費電子等諸多領域。根據 Statista 援引權威機構 IC Insights 的市場數據，2019 年通信和汽車市場仍為全球模擬 IC 的最大下游應用市場，市場佔比分別可達 38.5%和 24.0%。此外，近年來模擬 IC 在上述兩個市場的應用佔比也維持著穩中有升的態勢，根據前瞻產業研究院的市場數據，2018 年模擬 IC 在通信領域的市場應用佔比為 36.2%，較 2014 年上升了 0.8個百分點，汽車市場的應用佔比為 24%，較 2014 年上升了 4.6 個百分點。
模擬 IC 在通信和汽車領域應用的市佔率合計已超過 60%，在未來我們依然看好模擬 IC 在上述兩個市場的應用前景。一方面，智能手機等終端的更新迭代將需要實現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模擬 IC 產品的需求；另一方面， 電動汽車對電源管理模塊的需求更高且更為複雜，因而隨著電動汽車的逐步普及，我們認為模擬 IC 在汽車市場的應用佔比有望進一步提升。
2. 全球模擬 IC 市場規模及競爭格局
2.1 全球模擬 IC 市場規模：江山如畫，靜中有動
模擬芯片市場規模大，在全球半導體市場中的佔比超過五分之一。模擬 IC 產品的生命週期較長，下游應用廣泛且分散，行業基本可認為是電子產業的晴雨表，是整個市場發展情況的縮影。近年來，模擬 IC 行業的市場規模在全球半導體市場中的佔比一直保持穩定，維持在 22%左右。
靜中有動，行業自身增速波動明顯。雖然模擬 IC 在半導體市場中佔比保持穩定，但行業增速卻呈現明顯的波動性。根據 Statista 援引市場權威機構 WSTS 的統計數據，2018 年全球模擬半導體行業的市場規模約為 588 億美元，同比增速為 10.78%；2019-2020 年模擬 IC 行業市場規模將繼續保持在 550 億美元以上，但據預計 2019 年行業增速將有所回落。
從可比行業來看，據全球市場研究機構 IC Insights 的測算，2018 至 2023 年全球模擬 IC 產品市場的複合年增長率將可達到 7.4%，在可比產品行業中表現良好。
分區域來看，亞太地區模擬 IC 行業的市場增速最快。對於模擬 IC 行業，特別是採用 Fabless 模式的廠商，從原材料供給端來看，芯片的晶圓製造工藝及封測技術能力將直接影響 IC 產成品的質量，而從需求端角度來看，下游市場對電子產品的旺盛需求將拉動上游模擬 IC 市場的增長。相較於世界其他區域，亞太地區擁有相對成熟的電子產業和多元的模擬 IC 供應商，且下游市場容量較大，因而我們看好未來亞太地區，特別是中國模擬 IC 市場的持續增長。
2.2 模擬 IC 行業競爭格局：龍頭不壟斷，一時多少豪傑
模擬 IC 行業不僅市場規模大，應用場景廣，且市場競爭分散，頭部供應商並未形成壟斷，市場中的領導者均以歐美廠商為主。
全球模擬 IC 市場可認為是多元競爭市場，競爭格局分散。模擬 IC 的應用場景眾多，下游市場分散且廣泛，因而我們認為行業內企業的發展空間也更為廣闊、多元，市場整體並不存在壟斷或寡頭競爭。根據 IC Insights 的統計數據，2018 年全球前十大模擬 IC供應商的市佔率總和約為 60％，銷售總額達 361 億美元，而 2017 年同比市佔率的總和接近 61％，集中度基本保持不變，但銷售總額約為 330 億美元。此外，從 TI（TexasInstruments）和 ADI（Analog Devices）的營收結構中可以看出，亞太和北美市場為二者貢獻了主要營收。
模擬 IC 設計的技術壁壘高，行業人才稀缺；行業龍頭基本為歐美企業，且擁有較長髮展歷史。對比數字 IC，模擬 IC 的設計輔助工具較少，且設計時需綜合考慮電路功耗、精度、電源電壓等諸多因素，對設計經驗的要求很高，我們認為行業內公司需要在擁有先進技術的同時亦擁有一定時間的市場和人才積累，因而模擬 IC 行業的進入壁壘相對較高。不可否認的是，歐美企業的半導體技術為全球頂尖，目前模擬 IC 行業的龍頭廠商也以歐美企業為主，且全球前十大模擬 IC 供應廠商均具有較長時間的發展歷史。
2.3 透過德州儀器看行業，師夷長技
德州儀器，Texas Instruments（TI），是總部位於美國得克薩斯州的集成電路設計和製造廠商。公司成立於 1930 年，並於 1958 年發明了集成電路，可謂是 IC 行業的鼻祖。目前，公司擁有十萬種以上的模擬 IC 和嵌入式處理器產品，產品品類覆蓋極為廣泛。2018 年公司的市佔率為 18%，位居行業第一，是全球市場當之無愧的模擬 IC 龍頭。
從營收方面來看，2018 年公司模擬 IC 業務的銷售額高達 108 億美元，其中電源管理類產品、信號鏈產品和大容量芯片產品的佔比分別約為 45%，35%和 20%。但根據公司 2019 年三季度投資者會議，受到全球貿易局勢緊張等因素的影響，公司三季度模擬類業務收入下滑約 8%，且公司預計 Q4 營收會持續放緩。
梳理德州儀器的發展歷史，併購和創新是公司成長的主旋律。公司成立之初為小型油氣公司，上世紀 50 年代起更名為 TI。公司在上世紀 50 年代至 80 年先後發明了集成電路，MCU，DLP 芯片等產品，開創了行業先河。進入上世紀 90 年代後，公司因經營業績不佳而進行了一系列重大改組，也開始了大規模的併購之路。2000 年之後，TI 將業務重心轉移至半導體行業，逐漸放棄了傳感器與控制業務，並通過不斷產品創新和併購推動公司的持續發展。
300mm 晶圓生產為公司帶來成本優勢，公司重視研發投入。德州儀器是全球唯一擁有 300mm 晶圓生產工廠的模擬 IC 公司；與傳統的 200mm 晶圓相比，採用 300mm晶圓製作芯片可為公司降低約 40%的生產成本。公司在控制成本費用的同時，亦十分重視研發投入，2014 至 2018 年公司研發投入佔總收入的比分別為 10.41%，9.85%，10.25%，10.08%和 9.88%。
3. 我國模擬 IC 市場規模及競爭格局
3.1 我國模擬 IC 市場規模：全球佔比超 50%
中國模擬 IC 市場佔全球的比例超過了 50%，市場規模巨大。2018 年中國模擬芯片行業的市場規模達 2273.4 億元（約為 322 億美元），同比增速為 6.23%，近五年來的複合增速為 9.16%。而從產業鏈下游端來看，國內模擬 IC 市場的下游應用主要集中在網絡通信、消費電子、汽車電子等領域，其中網絡通信為最大應用市場。
3.2 我國模擬 IC 行業競爭格局亦十分分散
與全球市場情況類似，國內模擬 IC 市場的競爭格局亦十分分散，並不存在壟斷，但國外品牌在國內市場中佔據領先地位。根據前瞻產業研究院的統計，國內市場中市佔率排名前五的公司全部為國外企業，對標國外模擬 IC 龍頭，國產模擬 IC 產品在高端應用領域仍處於相對劣勢地位，但隨著我國模擬集成電路企業的不斷崛起和發展，國內高性能模擬 IC 與世界先進技術間的差距正在逐步縮小。
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，其市佔率之和約為 44%，而國內市場 Top 5 模擬 IC 供應商的市場份額總和約為35%，因而相較於全球市場，我國模擬 IC 市場 Top 5 廠商的市場集中度更低。
4. 新興市場，增量機會
我們認為，未來智能化、集成化、低能耗的電子產品需求將為 IC 行業提供全新的機遇，物聯網、人工智能、雲計算、新能源、汽車電子、醫療電子、可穿戴設備、5G 通訊等創新應用領域的發展也將推動 IC 設計行業不斷成長，行業廠商，特別是我國中小企業，應緊抓創新應用領域的增量機會，做大做強國內新興市場，從而在細分賽道上超越歐美龍頭，實現逆襲。
針對模擬 IC 行業的特點，我們看好模擬芯片在 5G、物聯網、智能電錶和電動汽車等新興領域的應用和發展前景。
（1）5G 射頻。對於終端設備，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：基帶芯片主要負責信號處理和協議處理，而射頻芯片主要負責射頻收發、頻率合成和功率放大。
相較之前的射頻技術，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，其僅需進行軟件升級；但對於射頻芯片來說，頻段的增加需要同步增加芯片內部結構中的接收通道，其為物理結構上的改變而非軟件升級，因而隨著 5G 的應用普及，終端設備的換代需求將推動射頻芯片市場的進一步快速擴張。目前，射頻芯片市場主要被歐美廠商把控，行業的龍頭廠商包括 Skyworks、Qorvo、Avago等，而根據電子發燒友網站數據，2017 年我國國產射頻芯片的市佔率僅為 2%。
對於射頻前端來說，其應用芯片主要包括功率放大器（PA：Power Amplifier），天線開關（Switch）、濾波器（Filter）、雙工器（Duplexer 和 Diplexer）和低噪聲放大器（LNA：Low Noise Amplifier）等。根據 Statista 援引 Yole 的統計預測，全球射頻器件和射頻前端模組的市場規模未來將迎來大幅增長。這對國產射頻前端芯片設計企業來說將是一個機遇。
（2）物聯網。根據 Statista 援引研究機構 IoT Analytics, Finch Capital 的數據和Statista 的預測，2025 年全球物聯網行業市場規模將達到 1.61 萬億美元，市場增速飛快，且物聯網連接數亦快速增長，根據電子發燒友網站預計，物聯網連接數將在 2021 年達到 160 億連接量，遠超傳統蜂窩連接。
物聯網模擬芯片的應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，在不同應用場景下，物聯網對模擬器件的要求亦不盡相同。隨著物聯網萬億市場的崛起，特別是我國物聯網領域的高速發展，我們看好模擬芯片在物聯網傳感器、電源管理和射頻前端等領域的應用增長潛力。
（3）電動汽車。如前所述，汽車領域是模擬 IC 重要的下游應用市場，根據 IC Insights 的統計，2018 年全球模擬芯片下游應用市場中汽車領域的佔比為 24%。模擬 IC是汽車電源管理系統的重要組成部分。
模擬IC有助於功率調節及降低設備的工作溫度, 以幫助延長電池供電設備的使用壽命，因而模擬 IC 對電動汽車來說尤為重要，相應地，電動汽車對電源管理模塊的需求也更高且更為複雜。因此，針對創新應用市場，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 行業提供了新的發展機遇。
5. 國產替代機遇幾何，當挽雕弓如滿月
5.1 貿易摩擦加速國產替代，市場方為機遇之源
當前受到全球貿易局勢緊張等宏觀因素的影響，我們認為國產替代是我國芯片行業發展的重中之重。中國的未來要靠科技創新，國產化趨勢將愈演愈烈。對於半導體產業來說，其原本是一個高度全球化、高度分工與合作的國際化產業，而在如今貿易摩擦頻出的大背景下，國產替代不僅是重中之重，更應勢在必行。
IC 行業國產化任重而道遠，差距轉化為機遇需重視 IC 設計。目前我國 IC 產業仍需大量依賴外國進口，行業進出口金額之間的差距巨大，且國內 IC 行業產值遠小於其市場規模，因而我們認為國產化之路可謂任重道遠。在整個 IC 產業鏈中，IC 設計是對科研水平、研發實力要求較高的部分，也是一個國家在芯片領域能力和地位的集中體現之一。
近年來我國集成電路產業鏈的結構逐步優化，IC 設計業在全行業中的佔比逐年提升，根據卓勝微招股書援引中國半導體行業協會的“十三五”展望，2020 年我國 IC 設計業、晶圓製造、封裝測試三業的佔比有望實現 4: 3: 3，其中 IC 設計行業的佔比最高。
市場在機遇便在，國產替代所提供的廣闊市場空間可以為本土模擬 IC 廠商深耕國內市場帶來絕佳的發展機遇。聚焦至模擬 IC 行業，如前所述 2018 年全球模擬半導體行業的市場規模約為 588 億美元，而中國市場模擬芯片行業的市場規模達 2273.4 億元（約為 322 億美元），中國市場在全球市場中的佔比超過 50%。巨量的市場規模，加之行業市場競爭格局分散，下游應用分佈廣泛，國內模擬 IC 企業的國產替代之路實則頗具優勢。
模擬 IC 國產替代具有可行性，看好行業企業未來的成長與發展。過去國內模擬 IC企業由於發展歷史短、起點低、工藝落後等因素，在技術和生產規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品市場。但近年來，擁有先進技術的本土模擬 IC 企業的不斷崛起使得我國與世界領先水平之間的技術差距正在逐步縮小，不少國內企業已填補了我國高端模擬 IC 市場的空白，甚至在某些產品領域達到和超越了世界先進水平。我們看好國內具有創新技術的先進模擬 IC 企業，其後續發展潛能有待釋放。
5.2 一二級市場聯動，資本助力科技發展
科創板促進股權市場融資，一二級資本市場聯動助力行業企業快速成長。一二級資本市場實則是聯動的整體，我們認為二級市場的繁榮也必將帶動一級市場的資本流入，科創板打通了“募投管退”的股權投資閉環，從而引導更多資本助力我國科技企業的發展。
根據鏈聞援引清科研究中心的行業數據，2019 年上半年我國半導體、電子及光電設備行業的股權投資熱度較 2018 年有顯著增加，我們認為一級市場的投資放大效應亦將幫助行業企業快速成長。因而，我們認為在目前的資本市場環境下，一二級市場的聯動發力不僅為行業企業提供了便捷的融資渠道，亦間接推動了企業的研發投入和團隊擴張，由此形成了企業持續發展的良性循環，從而助力行業企業在國產化進程中的突圍與成長。
5.3 自上而下，政策優勢是行業企業成長紅利
集成電路是國民經濟和社會發展的戰略性、基礎性和先導性產業，近年來國家在高度重視推動集成電路產業的發展，也頒佈和實施了一系列配套扶持政策。
2014 年 6 月，國務院批覆同意《國家集成電路產業發展推進綱要》，其中提出了以下發展目標：到 2015 年，移動智能終端、網絡通信等部分重點領域集成電路設計技術接近國際一流水平；到 2020 年，移動智能終端、網絡通信、雲計算、物聯網、大數據等重點領域集成電路設計技術達到國際領先水平，產業生態體系初步形成；到 2030 年，集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平，一批企業進入國際第一梯隊，實現跨越發展。此外，2019 年 5 月國務院總理李克強在主持召開國務院常務會議時提出，要延續集成電路和軟件企業所得稅優惠政策，吸引國內外投資更多參與和促進信息產業發展。
國家政策對行業企業的支持是國內模擬 IC 行業突圍之路的堅實後盾。我們認為，國家政策的推動與支持將加快國內 IC 行業的成長，且其所產生的資本、人才等的集聚效應也將為行業企業帶來發展源動力。
5.4 “人和”為勝，大國博弈人才為先
惟創新者進，惟創新者強，惟創新者勝。半導體設計行業屬於技術密集型產業，富有技術創新力的研發隊伍是企業核心競爭力的體現。但就目前來看，我國半導體設計行業專業人才較為匱乏，雖然近年來專業人才的培養規模不斷擴大，但仍然供不應求，難以滿足行業發展的需要，且行業內具有豐富經驗的高端技術人才更為稀缺。
相對於歐美國家，我國集成電路人才的培養和沉澱相對滯後，但近年來情況有所改善。根據賢集網援引《中國集成電路產業人才白皮書（2017-2018）》的統計，截止到2017 年底，我國集成電路產業從業人員規模為 40 萬人左右，其中設計業的從業人員為14 萬人，製造業從業人數為 12 萬人，封裝測試業從業人數為 14 萬人；與此同時，我國集成電路行業技術類從業人員規模為 33 萬人左右，約佔總從業人數的 83%，2017 年同比增加近 4 萬人。
國內集成電路行業的快速發展，以及極優的創業和就業環境吸引了大量國外人才的迴流，也加大了國內高等院校對集成電路產業的重視，但現階段下我國集成電路產業設計業的人才供給仍存在較大缺口，高端設計人才緊缺的狀況未能得到很好改善。
綜上所述，我們從國內市場規模，以及宏觀背景、資本、政策和人才等角度分析了我國模擬 IC 行業及整個集成電路產業的現狀和潛在機遇，也論證了模擬芯片國產替代的意義和可行性。由此，我們看好模擬 IC 行業的國產化進程，看好國內相關企業的成長髮展和業績突破。
來源：海通證券《江山如畫，一時多少豪傑——全球模擬芯片行業梳理，國產替代機遇幾何》
分析師：陳平、蔣俊
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