模拟芯片市场，这几个赛道值得关注

路科验证 2022-04-06 12:08

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2021年，“缺芯”几乎伴随了模拟芯片行业一整年。

之所以模拟芯片会成为本轮“缺芯潮”的重点，一方面因为下游需求旺盛，另一方面也叠加了产能方面的供给不足。同时国内外疫情放大供需差距，也有恐慌性的囤积、贸易问题打乱全球芯片供应链，还有叠加各种黑天鹅事件导致的意外停工等等，都在一定程度上加剧了缺芯的程度。

而“缺芯”则带来了模拟市场规模前所未有的飙升。

IC Insights数据显示，模拟市场在2021年以30%的惊人增长将销售额提升至741亿美元的历史新高。出货量也同比攀升了22%，达到2151亿颗规模的创纪录水平。

模拟芯片市场近年来销售额和出货量走势（图源：IC Insights）

而强劲的市场需求和供应链中断相互作用，导致去年模拟芯片的平均销售价格上升了6%，这也是模拟IC平均价格在久违17年后（自2004年后）的再度翻涨。

无论是鉴于增长力度还是广度，去年的模拟芯片市场足以令人印象深刻。

近日，IC insights最新发布的报告称，继2021年模拟芯片销售额猛增30%之后，预计2022年模拟芯片将再次实现两位数的增长。报告指出，预计2022年模拟芯片总销售额将增长12%至832亿美元，单位出货量增长11%至2387亿颗，同时模拟芯片的平均销售价格将增至0.35美元。

报告称，2022年，ICInsights跟踪的每个主要通用模拟和特定应用模拟市场类别预计都将实现销售额增长，从放大器和比较器领域的7%增长到汽车专用模拟IC的17%增长。

2022年模拟IC销售预测（图源：IC Insights）

按照定制化程度划分，模拟芯片可以分为通用型芯片和专用型芯片。从上图可以看到，专用型芯片占据模拟芯片市场6成左右。

通用型芯片应用于不同场景中，设计性能参数不会特定适配于某类应用，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，生命周期最长，市场十分稳定。

专用型芯片则根据专用的应用场景进行标准化设计，一般集成了数字以及模拟IC，复杂度和集成程度更高，有的时候也叫混合信号IC。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。专用芯片一般按照下游应用场景划分，包括通信、汽车电子、消费电子、计算机以及工业市场，通常由于针对特定场景进行开发，附加价值及毛利率较高。

IC Insights指出，5G手机出货量及其基础设施的增长，是通信领域预计将在2022年模拟IC销售中占据最大份额的关键原因之一。此外，汽车市场将是今年模拟芯片增速最快的细分赛道之一。

另一方面，电源管理芯片将成为第二大模拟芯片市场。在功能上，电源管理芯片有助于调节电源使用，以保持设备运行温度，并帮助延长电池寿命。此外，它还调节诸如步进电机、通信接口和显示器背光等功能。

综合来看，今年模拟芯片市场增长的主要推动力预计将来自电源管理IC、汽车/通信等专用模拟芯片和信号转换器组件的强劲销售，受下游不断增长的汽车电子、通信、工控、消费等需求驱动。

模拟芯片的主要推动力

在特定芯片领域，汽车和通信市场拉动模拟芯片需求。

从IC Insights预测数据看，最大的下游应用是通信类市场，典型产品如基站信号链、射频IC等，预计2022年将实现14%的市场增速，市场规模高达262亿美元，市场占比约为31.5%；而近年来受益于新能源汽车行业需求发展，汽车模拟芯片市值增长最为迅猛，预计2022年市场份额将达到138亿美元，同比增长17%，已经成为下游第二大应用场景。

汽车模拟IC：受益电动汽车快速渗透

受益于电动汽车下游需求发展，汽车电子增长迅猛，已经成为了模拟芯片第二大下游应用场景，专用型模拟芯片市场份额占比达到16.6%。

相较于传统汽车，电动汽车对于模拟芯片的需求由电动化、智能化所催生。如动力系统、自动驾驶、车载娱乐、车身电子及照明等领域，其中涉及到多次电能转换。在电池管理系统方案中，除了正常的DC-DC转换器、LDO降压器件，由于电动车电池组电压可高达400V以上，还需要对电路进行较好的隔离设计。这个过程中就需要使用大量的模拟器件，同时智能驾驶在传感器方面的需求也将推动模拟芯片市场发展。

据统计数据，内燃车单车半导体价值约396美元，而电动汽车单车半导体价值量为834美元，半导体器件需求显著提高。行业龙头ADI预测，该趋势将带动ADI供应的单车价值量从2017年的250美金提升至2025年的600美金。

根据调研机构Canalys最新发布的数据显示，2021年全球电动汽车的销量为650万辆，比2020年增长了109% 。2028年电动汽车的销量将增加到3000万辆，到2030年，电动汽车将占全球乘用车总销量的近一半。

全球电动汽车销量逆势增长（图源：Canalys）

模拟芯片作为汽车座舱、动力、车身域的重要组成部分，随着电动车加速渗透，模拟芯片价值量随之提升，打开行业空间。

另一方面，受中美贸易摩擦不确定性加剧影响，叠加智能车时代的到来，模拟芯片的国产化替代正从消费电子级向汽车电子和工控通讯级跃迁。

在当下的高端化跃迁浪潮中，为了追求更大的营收体量、更好的毛利率水平和更显著的竞争优势，头部国产模拟芯片厂商正通过大额研发投入和外部并购全面推动产品高端化和多样化发展。

通信领域：模拟芯片的利基市场

通信领域是模拟芯片最大终端下游市场。

上文提到，5G手机出货量及其基础设施的增长，是通信领域预计将在2022年模拟IC销售中占据最大份额的关键原因之一。

目前，我国已建成全球规模最大的光纤和4G移动通信网络，5G网络建设和应用也在加速推进。工信部数据显示,截至2022年2月，我国已累计建成开通5G基站150.6万个。预计到2022年底，我国5G基站超过200万个，5G的终端连接数达到6亿。随着5G网络的逐步完善，包括5G手机在内的终端设备的渗透率有望加速向上。

无论是智能手机还是基站等配套设施，一套完整的通信系统包含了从信号链到电源链的多种模拟芯片，对设备的正常运行发挥着重要作用。由于射频器件具有市场规模较大、产品通用化程度较高的特点，像Qorvo、Skyworks等海外大厂仅靠射频器件便实现了较大的营收体量，并形成了一系列专注于射频赛道的模拟厂商。

此外，5G三大场景定义万物互联时代，推动科技由移动物联网时代向万物互联时代转变，全球物联网连接数将由2019年的120亿增加到2025年的246亿，市场前景广阔。

其中，模拟芯片是实现“电子+”不可或缺的部分，在物联网的兴起及“电子+”的实现过程必然会推动模拟芯片需求增加。

TI官网指出，模拟芯片在通讯领域的应用可以分为四大类型，分别是宽带固定线路接入、数据通讯模块、有线网络和无线基础设施。IC Insights预计无线通信应用将占通信模拟领域91%的销售额，有线通信应用占9%。

无线通信市场无疑是接下来更值得关注的领域。

综合来看，汽车及通信仍是模拟IC市场的核心驱动因素。在汽车电子和5G通信催化下，快速拉动模拟产品需求，未来汽车电子和通信占比有望进一步提升，成为拉动模拟IC需求的重要动力。

长期来看，行业厂商将不断向利基市场倾斜，优质资源也将不断向头部企业靠拢，相关厂商话语权或将进一步提升。

华西证券表示，中国作为最大的终端市场为本土厂商提供了地利优势，随着国内5G基站及5G智能手机渗透加快，家电、快充等消费电子需求上升，以及国产模拟芯片向工控和汽车领域升级，有望快速拉动模拟产品需求，依托于终端客户均在国内的先发优势，国产龙头企业有望充分受益。

同时，为提升营收、毛利率和自身竞争优势，国内头部模拟芯片厂商大举投入内部研发和外部并购，全面推动产品向高端化和多样化发展。随着通信、汽车和工控客户的模拟芯片国产化替代完成后，将进一步强化头部国产模拟芯片厂商的优势地位。

电源管理芯片增速渐起

从应用角度看，模拟芯片分为信号链路和电源管理两大类，据Oppenheimer统计，2020年全部模拟IC市场中，信号链产品占比约为47%，电源链产品占比达到53%。

其中，电源链产品在通用和专用模拟芯片市场占比近似。IC Insights显示，在通用领域，电源管理芯片预计今年将以25.5%的市占率成为第二大模拟芯片市场，整体规模增速快于信号链。

电源管理芯片主要为电子设备提供各类电源管理解决方案，用于管理电池与电路之间的关系，负责电能转换、分配、检测及其他电能管理职责，包括PMIC、AC/DC、DC/DC、PWM、LDO稳压器和驱动IC等产品类别。

电源管理芯片分类和功能应用

电源管理芯片的下游应用领域众多，包括消费电子、通信、汽车电子、工业/医疗、军事/航天等。随着科技的进步和智能化浪潮，下游终端设备对效率以及体积的要求不断提升，对电源管理芯片提出了多样需求，为电源管理芯片市场发展提供了广阔的空间。

其中，包括手机在内的通讯设备和消费类电子产品是电源管理芯片的最大终端市场。以手机为例，由于手机各模块元器件正常工作适用的电压、电流不同，需要电源管理芯片提供电源转换、调节、开关、防护等各类解决方案，对转换类电源管理芯片需求出现上升趋势。

随着5G技术的发展，手机交互功能进一步增多，各功能模块对电源要求与3G、4G手机有所区别，对手机电源管理芯片的噪声水平、功耗等性能提出了更高要求；此外，5G技术的普及可能引发全球智能手机市场出现一波新的换机潮。

全球5G手机出货量及占比（图源：Canalys）

根据市场调研公司Canalys预测，2023年全球5G手机出货量将达到7.74亿部，占整个智能手机市场份额的51.4%，为电源管理芯片带来了良好的市场机遇。

据统计，2018年整体电源链市场规模在250亿美元左右，新兴应用需求将持续引领市场高增长，预计2026年全球电源管理芯片市场规模将达到565亿美元，2018-2026年复合增速达10.69%。

中国大陆市场的增长将是未来最主要的成长动力，根据中国半导体行业协会统计，2015-2019年国内电源管理芯片市场规模始终保持增长的势头，由520亿元增长到720亿元，2020年继续增长至781亿元。

此外，目前电源管理方案也在不断升级，电源管理芯片从分立向集中式演进，集成度不断提升。

可见，无论是从产品还是市场角度，电源管理芯片都具备较大发展空间。

模拟芯片市场格局与本土机遇

回顾历史，模拟IC市场发展超过50年，产品迭代较慢，生命周期长，路径依赖特征不强，需要长期积累经验，且下游应用场景纷繁复杂，难以形成垄断，头部厂商格局稳定。

2015年至今，模拟市场以TI为首，ADI凭借领先的信号链能力紧随其后，英飞凌、ST、Sky、NXP等公司各自在功率器件、射频产品市场中拥有一席之地，形成稳定的“一超多强”格局。

2020年全球前十大模拟芯片厂商（图源：ICinsights）

模拟芯片市场集中度较低，2020年第一大厂商德州仪器的市占率不超过 20%，其余厂商市占率均不超过10%，前十大厂商合计市占率63%。竞争格局相对稳定，排名和市占率的变化主要来自兼并收购。

近段时间来，模拟大厂也动作频频。2021年末，TI宣布将在美国德克萨斯州新建12英寸晶圆制造基地，总投资额达300亿美元，将用于模拟和嵌入式处理产品的生产。计划建造4座工厂，第一座晶圆制造厂最早在2025年开始投产；去年早些时候，TI还以9亿美元收购了美光科技位于犹他州Lehi的一座12英寸晶圆制造厂，计划将其改造用于制造65nm和45nm工艺的模拟和嵌入式芯片。

此外，意法半导体（ST）也正在筹划与模拟晶圆厂Tower Semiconductor合作，积极扩大模拟IC的产能。

种种举措显示，模拟IC正受到市场广泛重视，在全球半导体产业旺盛需求推动下，模拟IC从市场规模到产能都将重拾涨势。

我国是全球模拟芯片最大的市场，2020年占全球市场的36%，但自给率仅约12%，国内市场被欧美头部模拟企业垄断。原因在于我国模拟芯片企业成立时间较晚，在产品数量和人员方面明显低于国际大厂，经营业绩方面则表现为收入、利润体量偏小，毛利率偏低。

当前，随着国产替代需求增加，在政策、资本、客户的支持下，我国模拟企业进入黄金发展期，得到了难得的验证和导入机会，增速明显快于海外企业。

在这个过程中，涌现出了一批本土优质企业，包括产品和下游都广覆盖的圣邦股份；聚焦泛通讯和泛工业领域的思瑞浦；以家电为立足点向其他领域拓展的芯朋微；以手机为立足点向其他领域进行拓展艾为电子、力芯微；以LED驱动为立足点向其他领域拓展的晶丰明源，以及在新能源汽车领域领跑的江苏润石科技等一众本土厂商。

近日，闻泰科技旗下的安世半导体也宣布进军模拟市场，开发复杂的带有稳压器和数据转换器的模拟芯片，以配合其分立功率器件，以丰富的产品组合，满足汽车行业严格的标准要求。

另一方面，不断整合并购带来的广泛产品线，自建IDM迅速匹配下游特定场景进行快速设计应用的能力，是模拟大厂持续引领行业发展的关键。

研发与销售相互促进构成模拟行业厂商的闭环护城河，而需求影响下的收购整合发展以及商业模式的选择则是厂商实现跨越式发展的跳板。半导体行业观察此前文章《模拟芯片巨头的殊途同归》对此进行了梳理和分析——“无论是模拟芯片大厂持续对生产产线的收购，还是IDM向Fab-lite模式的精简以及Fabless向晶圆产线的新建，都说明了制造对于芯片的重要性，在大宗产品领域，垂直整合仍具有很大的竞争意义。但同时，采取灵活的、适合自身的制造分配方式也是模拟芯片企业确保竞争力而必须综合考量的问题。”

整体来看，随着市场机遇和国产替代浪潮，国内模拟芯片企业要选择自身合适的商业模式，通过持续的人才培养、产品积累和客户开拓，逐渐缩小与国际大厂的差距。

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路科验证专注于数字芯片验证的系统思想和前沿工程领域。路桑是Intel资深验证专家，主持验证架构规划和方法学研究，担任过亿门级通信芯片的验证经理角色。在工程领域之外，他在西安电子科技大学和西安交通大学客座讲授芯片验证课程。著有书籍《芯片验证漫游指南》。

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