模拟芯片市场格局及国产替代趋势分析

欧美厂商垄断，国产替代潜力巨大。

1.欧美厂商占据绝对主导

中国是全球最大的半导体和模拟芯片市场。 IDC 数据显示，2020 年中国大陆占全球模拟芯片市 场的比例达到 36%，超过欧美及其他地区。国际模拟芯片大厂如德州仪器、亚德诺等收入来源市 场中，中国收入占比有明显提升的趋势。以亚德诺为例，2015 年至 2021 年，中国地区的收入占 比从 15%提升至 22 %，于 2020 年达峰值 24%。

我国的模拟芯片自给率较低，未来发展潜力大。前瞻产业研究院数据显示，2021 年中国模拟芯片 的自给率仅为12%左右，较2017年上升了6个百分点，总体呈上升趋势。就模拟芯片业务而言， 2021 年德州仪器营业总额为 1247 亿元（美元兑人民币汇率取 6.8），国内模拟芯片前十企业营 收与之相差较大。然而，目前国际 IC 厂商较为分散的经营格局为本土模拟集成电路的发展带来了 机遇，随着芯片国产替代的加速，未来我国模拟芯片将有较大的成长空间，自给率进一步提升。

欧美厂商占据绝大多数市场份额，行业集中度较低。根据 Frost& Sullivan 的统计数据，2019 年全 球前十模拟 IC供应商基本被欧美国家主导，共占据 67%左右的市场份额。德州仪器在模拟芯片中 表现强劲，2018-2019 年间占据 19%的市场份额，第二梯队亚德诺、英飞凌、意法半导体、思佳 讯也纷纷超过了 5%。模拟芯片整体呈现出较为分散的发展布局，剩余 IC 厂商对应市场占有率不 超过 1%，行业集中度较低。以电源管理芯片为例，IC Insights 数据显示，2020 年全球供应商前 五名依次为德州仪器、高通、亚德诺、美信、英飞凌，共占据 71%的市场份额。

模拟芯片竞争格局稳定，CR5、CR10 市场份额有所提升。据 IC Insights 统计，2017 到 2020 年 全球前十大模拟厂商变动不大，仅 Qorvo 在 2021 年跻身前十。模拟芯片在德州仪器、亚德诺、 思佳讯为代表的欧美厂商的带领下，逐渐形成了较为稳定的市场竞争格局。五年间，CR5 和 CR10 市场份额各提升了近 10%，市场集中度有所提升。

模拟芯片头部厂商的产品线与下游应用丰富。优秀的模拟芯片设计企业需要长期经验和技术的累 积，全球主要模拟芯片设计企业依靠丰富的技术及经验、大量的核心 IP 和产品类别形成了竞争壁 垒，规模不断壮大。全球领先的模拟IC厂商主要包括TI（德州仪器）、ADI（亚德诺）、Infineon （英飞凌）等，经过长时间的发展，均形成了丰富的下游应用领域和多元化的产品种类。

近年来国际模拟芯片巨头的产品布局向汽车、工业等下游领域倾斜。德州仪器 TI 2021 全年营业 收入为 183 亿美元，其中汽车和工业销售占其收入的 62% 以上，相比 2013 年的 42%占比有大 幅攀升。亚诺德 ADI 的汽车和工业下游收入占比由 2013 年的 61.6%上升至 2021 年的 71.3%。 在国际大厂将战略重心转移至工业和汽车领域之际，国内厂商有望以中低端消费电子产品为切入 口，占领中低端市场并向高端市场延伸，逐步实现差异化替代。

2.国内晶圆厂大幅扩产，助力模拟芯片上下游协同

模拟芯片生产工艺种类较多。相较于数字芯片多采用 CMOS 工艺，模拟芯片工艺种类较多。 CMOS 工艺的驱动能力较差，很难满足模拟电路高电压、低失真、高信噪比的需求，因而模拟 IC 早期使用 Bipolar 工艺。

但 Bipolar 工艺功耗大，因此出现了 BiCMOS 工艺，结合了 Bipolar 工艺和 CMOS 工艺两者的优 点。DMOS 工艺具有宽频率范围、高线性度的优点，主要应用于 RF 功率放大器等。BCD 工艺则 是结合了 Bipolar、CMOS、DMOS 三种工艺的优点。这些特殊工艺既需要晶圆代工厂的配合，也 需要设计者加以熟悉，而数字 IC 设计者基本不用考虑工艺问题。

不同模拟芯片厂商的生产模式存在差异，IDM 模式集芯片设计、晶圆生产、封装测试为一体， Fabless 模式下芯片设计厂商与芯片制造、封装测试环节相对独立。德州仪器、ADI 等国际模拟 IC 大厂大都采用 IDM 模式，可以更好发挥自身的特色制造工艺优势；而国内模拟 IC 厂商由于规 模较小，当前以 Fabless 模式为主。 模拟芯片采用成熟晶圆制造工艺，并大量采用 8 英寸产线制造，IDM 龙头公司中仅德州仪器通过 自有 12 英寸产线制造模拟芯片。据德州仪器，与采用 200mm 晶圆生产相比，采用 300mm 晶圆 制造模拟 IC可将未封装芯片成本降低 40%，完成封装和测试的 IC成本可降低约 20%。2009年， 德州仪器布局 RFAB 工厂，成为第一家在 12 英寸产线上制造模拟电路的公司。2010 年，公司收 购两家晶圆厂，其中一座可同时兼顾 200mm 和 300mm 的生产。2015 年，公司将旧的 DMOS 6 晶圆厂过渡到 300mm。RFAB2 厂在 2022 年下半年开始投产，公司还收购了位于 Lehi 的一座 12 英寸晶圆制造厂 LFAB。公司计划在谢尔曼新建 4 座工厂。2019 年德州仪器 47%的模拟产品收入 来自 12 英寸产线；2020 年德州仪器大约一半的模拟器件是在 12 英寸晶圆上制造的。

国内代工厂能够满足模拟芯片的制程和工艺要求，可以与模拟芯片设计厂商进行有效协同，随着 晶圆厂持续的产能扩张和技术迭代，模拟芯片的国产化有望加速推进。相比 TI、ADI、英飞凌等 国际大厂都采用 IDM 模式，国内模拟 IC 设计厂商大都采用 Fabless 模式。制程方面，模拟芯片 对制程的要求较低，不追求摩尔定律，目前主流节点还在从 180 纳米向 130 纳米迁移，小部分先 进产品用到 28 纳米制程，国内晶圆代工厂能够满足模拟芯片的制程要求。工艺方面，模拟芯片 通常采用 BCD 工艺，实现在高压和大电流的条件下驱动元器件。BCD 已经成为电源管理、显示 驱动等 IC 制造工艺的选择。而国内主流晶圆厂对 BCD 工艺平台均有所布局，华虹半导体的 90 纳米 BCD 平台已经规模量产，中芯国际 55 纳米 BCD 平台也进入产品导入期。

缺货周期已成为国内厂商完成客户验证、实现产品导入的重要窗口期。模拟芯片产品生命周期长， 一旦打入客户，即可持续供货数年以上。国产模拟芯片厂商绑定代工厂新建产能，加速了产品导 入和客户验证。华虹无锡 12 英寸特色工艺晶圆产能已达 6.5 万片/月，还在扩产中；粤芯半导体 规划的 12 英寸芯片生产平台将实现近 8 万片/月的高端模拟芯片产能规模；华润微计划建设产能 3 万片/月的 12 英寸中高端功率半导体项目，并在 22 年实现产能贡献。国内代工厂产能的释放， 叠加国产模拟芯片品质的突破，国内模拟 IC 厂商有望进一步加速国产化，实现业绩的快速增长。

各模拟芯片公司与国内外多家主流晶圆厂建立合作，保证供货渠道畅通。国内模拟芯片厂商积极 与主流晶圆厂合作协同，在工艺节点突破和产能保障上具备优势。其中，圣邦股份自成立之初便 和台积电展开合作，并一直维护良好的合作关系；明微电子与华润微、中芯国际、上海先进、 Tower、合肥晶合等多家头部晶圆厂建立战略合作关系，采取多家协调策略来保障产能供给。

此外，国内部分头部公司开始向 Fab-lite 转变。部分头部公司已开始向虚拟 IDM、Fab-lite等模式 转变，如：卓胜微、思瑞浦、杰华特等，Fab-lite 模式让设计与制造工艺更紧密结合，有利于公司 做出差异化产品。华润微、士兰微等 IDM 公司也持续丰富模拟电路产品线。

3.国内模拟厂商实力提升，国产替代未来可期

国内模拟 IC 厂商营收快速增长，规模不断壮大。近年来国内各模拟 IC 厂商迅速拓展产品品类， 持续投入研发，取得了长足的进步。艾为电子等数 10 家已上市的国内模拟芯片企业的营收均保持 快速增长，2017 年主要厂商营收规模均没有突破 7 亿元，但 2021 年艾为电子、晶丰明源和圣邦 股份等公司营收已迅速突破 20 亿元。同时，受益于模拟芯片下游景气度高企，国内各模拟厂商 营收增速保持上行趋势，平均营收增速从 2017 年的 29%增长至 2021 年的 107%。其中，思瑞 浦和纳芯微连续三年营收增速几乎都保持在 100%以上，发展势头强劲。

国内模拟 IC 厂商毛利率保持高位。2021 年国内主要模拟厂商毛利率均保持高位，平均值达 50%， 其中明微电子、思瑞浦、圣邦股份的毛利率分别为 65%、61%和 55%。此外，在行业高景气和 产能短缺的背景下，近两年整体行业毛利率也有所提升，均值从 2017 年的 37%提升至 2021 年 的 50%，其中思瑞浦和纳芯微近五年毛利率稳定保持在 50%以上。

国内模拟厂商产品加速布局，数量质量双管齐下。产品数量和技术先进性是模拟集成电路企业技 术实力和核心竞争力的综合体现。产品数量方面，国内厂商近年来积极拓展产品型号数量。圣邦 股份 2017-2020 年每年推出新产品二、三百款，2021 年推出新产品数量增至 500 余款，增速明显提升，覆盖信号链和电源管理两大领域的 25 大类产品，可销售产品近 3800 款。产品质量 方面，国内模拟厂商依靠持续的研发投入和技术突破，部分产品的核心技术指标已经有所突破。 以思瑞浦高精度低功耗电源监控芯片为例，其阈值电压、复位时间、静态功耗等一系列指标都已 达到国际同业水平。

国内模拟 IC 厂商产品线丰富，应用领域广泛。国内模拟厂商产品线都较为丰富，其中艾为电子拥 有音频功放芯片、电源管理芯片等 800 余款产品，思瑞浦拥有线性稳压器、电源监控产品等 1,400 种产品。此外，国内模拟厂商下游应用与客户覆盖领域较为多元化，其中晶丰明源下游主 要客户为 LED 照明企业，力芯微主要面向消费电子领域，纳芯微产品应用于信息通讯、工业控制、 汽车电子和消费电子等领域。

由于产品迭代相比数字芯片更慢，模拟芯片研发投入适中。2021 年国内主要模拟芯片厂商研发 费用率集中在 10%-30%区间内，其中艾为电子、圣邦股份和思瑞浦的研发费用位居前三，分别 为 4.2 亿、3.8 亿和 3 亿元；从研发人员数量及占比上来看，2021 年主要模拟芯片厂商的研发人 员占比均在 40%以上，艾为电子和圣邦股份的研发人员数量最多。

本土模拟厂商人均创利创收表现亮眼。人均创利创收可以衡量公司的科技含量和竞争力。2021 年德州仪器人均创利为 200 万元，人均创收为 412 万元（美元兑人民币汇率取 6.8）。2021 年国 内主要模拟厂商人均创利 114 万元，人均创收 317 万元，正逐渐接近德州仪器等国际大厂。在该 项指标表现上，国内模拟厂商中卓胜微人均创利和创收分别为 392 万和 695 万元，均处于行业 上游水平。

国内模拟IC上市公司向汽车等高端领域扩展。除了在国际巨头逐步减少投入的消费电子领域快速 增长，竞争力较强的国内模拟芯片公司也向国际巨头重视的汽车领域进军。纳芯微今年前三季度 在消费电子、通讯、工业控制、汽车电子四大领域占比依次为9%、13%、60%、18%，汽车营 收占比在三季度提升至22%，随着相应车规级产品的陆续推出，由汽车领域贡献的营收有望持续 提升。

圣邦股份在汽车后装市场已经形成销售规模，在前装市场也深度耕耘，组建了专业的汽车电子团 队，陆续推出几十款信号链和电源管理车规级芯片，在验证评审阶段或已进入销售阶段。首款支 持 AEC-Q100 车规标准的电压基准芯片 LM431BQ 已经正式规模交付用户，公司后续将从汽车 系统出发，提供更加丰富的系统级解决方案。 思瑞浦已建立完整的汽车电子质量管理体系并通过相关客户的认可，车规级放大器及车规级线性 电源等多颗芯片产品已实现批量供货，信号链、接口、高边开关、DCDC、电池管理等各个产品 线会陆续推出相应的车规级产品。在 22 年前三季度汽车电子收入占比提高到 5%以上。

艾为电子掌握了线性马达 AAE 闭环控制技术，是 LCC 的迭代升级，芯片硬件级闭环检测，可以 自动完成辅助刹车。汽车客户包括比亚迪、零跑、五菱等，正在建设艾为车规中心，集成研发中 心、实验中心、测试中心、展示平台在内的完整生态链。 杰华特自 2021 年相继研发车规 DrMOS 产品以及 90A DrMOS 产品，智能功率级模块产品持 续增强竞争力，1H22 汽车营收近 650 万元，占比近 1%。 希荻微进入国际品牌前装市场，已经完成一系列汽车品牌的供应商资质导入，应用于奥迪、现代、 起亚、小鹏、红旗、问界、雷诺、长安等品牌汽车。公司的系列 AEC-Q100 标准车规级模拟芯 片产品正在开发中。目前车规级产品占总销售比例较低，预计在 3-5 年内会有较快速度的增长。