当大家在茶余饭后关注半导体的国产替代战略，往往将半导体等同于CPU为代表的数字集成电路。但实际上，全球年规模4700亿美元半导体市场，包含数字芯片（3300亿美元）、模拟芯片（588亿美元）、传感器和分立器件四大类。今天要探讨的模拟芯片，虽然市场讨论不多，但实际上是一个非常容易诞生大公司的领域，值得密切关注。现在产业的核心问题是，圣邦股份(SZ:300661)、芯朋微(SH:688508)、矽力杰等谁会成为中国的德州仪器？半导体行业中，数字IC技术难度高，追求极致的效率，因此常谈的7nm、5nm、3nm就是指应用在数字IC制造环节的工艺制程，主要被少数几个跨国公司把控，国产化率极低，所以成为市场最为关注的领域。相对数字芯片和存储，模拟芯片的关注度要低很多，但实际上这是一个典型的厚雪长坡。
模拟芯片的核心作用就是连接现实世界与数字世界。我们生活的世界绝大部分信息都是由连续变量组成的，例如声波、光强、电流、温度等等，这些变量必须经过模拟芯片的处理，才能成为数字芯片能够计算的离散变量，即0-1变量。从结构上来说，模拟芯片主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟或连续信号的集成电路；从功能角度，模拟芯片可分为电源管理芯片（Power Management IC）以及信号链类芯片（Signal Chain）两大类，分别用于电子设备系统中的电能管理及模拟/数字信号之间的转换。
图2：模拟芯片是连接现实与数字世界的桥梁，资料来源：圣邦股份
正因为模拟 IC 是物理世界与数字世界之间连接的桥梁，模拟芯片被广泛用于工业，汽车，消费和通讯行业等终端市场，基本上可以说有电的地方，就有模拟芯片的需求。由于应用广泛，模拟芯片受到单一下游景气度的影响比较小，从历史数据来看，2000-2017年，模拟芯片的波动率为1.8%，而典型的周期行业存储器的同期波动率高达6.7%。所以我们在模拟芯片领域很少听到类似存储器领域那种波澜壮阔的商业故事，比如行业龙头德州仪器（TI，NASDAQ:TXN），是一家已经成立了90年的老店。作为集成电路的发明者，其现在仍稳居模拟芯片的龙头位置，市值高达1290亿美元（折合人民币9030亿元）。
图3：集成电路分类增速，资料来源：WSTS，国盛证券此外，模拟芯片并不是不瘟不火的行业，随着物联网时代的到来，模拟芯片的需求场景出现井喷。根据 IC insights 预测，2017-2022 年模拟芯片市场复合增速将达 6.6%，是半导体行业各细分赛道增长最快的。这个行业之所以头部企业比较稳定，一个重要原因就是模拟芯片并不遵循摩尔规律。因为模拟芯片产品的核心要求是高信噪比、高稳定性、高精度、低功耗，而这些要求并不需要硅片上元器件的集成度线性上升。所以，在数字芯片已经发展到 5nm 制程工艺，模拟芯片则采用成熟制程（0.13um，0.18um 是主流，最先进可达 28nm），而且除 TI 与 英飞凌（Infineon）拥有12 寸晶圆线外，其余模拟芯片厂商均选择在 8 寸晶圆线上生产。由于不用疲于奔命的赶先进制程，且下游客户对产品的验证周期很长，因此模拟芯片更是慢工出细活，某些明星产品生命周期可长达 10 年以上。因此这种面对众多下游、并不是赢者通吃的行业，对创业企业是相对友好的。强大如德州仪器，全球的市场份额也仅为18%。
图4：全球模拟芯片市场份额，资料来源：IC Insights模拟芯片虽然相对其他半导体赛道市场相对分散，但是实际护城河是相当深的。主要有三个原因：- 用户粘性：模拟芯片产品的可靠性至关重要，在验证合格后很少进行供应商切换。
- 料号众多：模拟芯片绝大部分都不是通用型的，而是专用型的，行业领头羊德州仪器产品料号超过十万种，ADI（模拟器件） 产品料号（产品编码）超过 4 万。
- 专利壁垒：领先的厂商通常拥有工艺专利或者封测厂等内部资源，坐拥更高技术壁垒，可以获得更强的盈利能力。
此外，由于不需追赶先进制程投资，IDM（垂直整合制造） 厂商制造产线折旧完成后，公司将获得较高的利润率。形成护城河的龙头企业可以长期享受超额利润。比如德州仪器的毛利率长期高达60%以上，2019年净利润超过50亿美元，可谓印钞机。
我们常谈中国经济转型的核心驱动力是，从“人口红利”转向“工程师红利”，中国制造业由此从“制造”走向“创造”。而模拟芯片是最为体现工程师红利的行业。和数字电路相比，模拟电路设计对工程师经验要求较高，需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性，顶尖的模拟设计工程师在模拟领域拥有20 到 30 年的经验。国内领先的模拟芯片企业如矽力杰、圣邦股份的核心创始人都是来自国际大厂的著名设计师。在半导体国产替代的国家战略背景下，芯片的政策加持被提到前所未有的高度。作为创新周期相对长的非标准化产品，锦缎研究院认为模拟芯片是国产替代最有望成功的细分领域之一，而且这个领域利润极为丰厚，创业者也具备自下而上的强大动能。 截至 2018 年底，中国共有近1700 家芯片设计企业，其中大多数为模拟电路设计公司，而目前真正产品线布局及客户导入做的比较成功的仅有矽力杰、圣邦股份等少数公司。随着资本市场的大力支持，中国企业可能再也不需要重演矽力杰2013年只能赴中国台湾证券市场上市的心酸历程。随着圣邦股份2017年创业板上市，我们看到越来越多的模拟芯片公司完成上市，包括卓胜微(SZ:300782)、芯朋微(SH:688508)、上海贝岭(SH:600171)、富满电子(SZ:300671)、晶丰明源(SH:688368)等。毫无疑问，每一个模拟芯片公司都有一个TI梦，我们复盘德州仪器的成长历程，发现其无非是两条腿走路：首先是内部高强度研发积累料号。哪怕已进入稳定阶段，自 2014 年起，TI公司研发投入占营业收入比重控制在10%左右，年研发投入绝对金额超10亿美元；另一条腿就是收购。这主要是因为模拟芯片下游过于分散，很多时候收购比自己做来得更直接，据不完全统计，德州仪器进行了36次并购。显然国内模拟芯片企业虽然起步很晚，但目前仍是按照这个正确的方向在推进。
图5：全球模拟芯片代表性企业料号对比，资料来源：公司资料（1）矽力杰：国内规模最大的模拟芯片厂商，当年迫于创业板停摆的无奈，远走中国台湾上市。创始人陈伟，曾就职于MPS（芯源半导体），拥有超过15年在美国电源管理芯片行业的工作经验。公司专注于电源管理芯片，国内模拟芯片市场份额约1.5%，目前矽力杰在收入规模、ROE（净资产收益率）等指标上保持领先。（2）圣邦股份(SZ:300661)：2007年创立，创始人张世龙曾在德州仪器担任电子设计工程师，并兼任质量评审委员会委员和两届轮值主席。目前公司收入规模来仅次于矽力杰排名第二，目前产品包括电源管理及信号链两大产品线，已经有 1,200 多种料号，产品线丰富程度领先，且公司有望保持每年推出 200 余款新产品。尽管非常看好这个赛道，国内的龙头企业也正保持不错的势头，且在正确的方向上，但锦缎研究院认为行业玩家目前仍面临着几个棘手的问题。模拟芯片行业的规模效应十分明显，只有收入规模大的企业，才会通过采取IDM的方式，构建成本优势。以德州仪器为例，其是全球唯一拥有 12 寸产线的模拟 IDM 厂商，据称可以使其相对竞争对手获得40%左右的成本优势。在巨大的规模经济下，德州仪器的毛利率长期维持在60%以上，比竞争对手高出10个点以上。2019年全球前两名的模拟厂商 TI/ADI收入分别为 144 亿/60 亿美元，是我国模拟龙头矽力杰收入体量的 41/17倍，是圣邦股份的 130/54 倍。因此，目前还处在创业阶段的国产模拟芯片企业离TI梦，还有遥不可及的距离。
图6：国内模拟芯片代表性公司与全球巨头收入规模对比（2019年，亿美元），资料来源：Bloomberg由于模拟芯片本身的高技术含量，且涉及到众多料号，形成知识产权的专利保护是成熟企业的必经之路，而显然国内企业当前在这个方面仍十分欠缺，如果不能补强，则早晚要被行业龙头薅羊毛。在模拟芯片领域，历史上就发生过一次经典海内外企业对峙的案例。2010年3月，MPS在美国联邦加州中区地方法院，对矽力杰提起专利侵权诉讼,状告矽力杰恶意侵害有关高效率低压，低电流转换器的专利。经过反复拉锯，矽力杰选择了庭外和解。另外一个著名案例发生在国内企业之间，晶丰明源在科创板上市过程中，遭到矽力杰的专利狙击，科创板上市委审议会议曾因此取消审议晶丰明源发行上市申请。华为自2019年5月被美国商务部加入实体清单后，为了供应链的安全，华为开始大量导入国产供应商，因此相关的半导体公司股价涨幅巨大，以圣邦股份为例，2019年下半年股价从不到100元涨到300元左右。
图7：圣邦股份历史股价与事件冲击，资料来源：Wind，中金公司但随着近期美国计划对华为极限施压，最坏情景下华为如手机等业务可能直接将被迫暂停。潜在失去华为大客户，将是国内模拟芯片公司不得不面对的现实，而这一冲击带来的负面影响，在极高估值的背景下，将可能被放大。以上，基于对这个赛道的看好，我们将保持对这个行业中主要公司的跟踪，未来也会就市场关注高的上市企业进行专题分析。
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来源：锦缎（ID：jinduan006），作者：海星，文章首发日期：2020年8月25日
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