2019年中国模拟芯片行业优势、市场规模及下游应用分析：通信、汽车、服务器等将驱动模拟 IC 行业不断成长[图]

模拟芯片文争 2020-04-13 06:37 来源：智研咨询

模拟芯片主要包括电源管理芯片和信号链芯片。其中，电源管理芯片是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的芯片，主要分为 AC-DC 交直流转换、DC-DC 直流和直流电压转换（适用于大压差）、电压调节器（适用于小压差）、交流与直流稳压电源。电源管理芯片在不同产品应用中发挥不同的电压、电流管理功能，需要针对不同下游应用采用不同的电路设计。当前，电源管理正往高速、高增益、高可靠性方向发展，发展电源管理芯片是提高整机技能的重要方式。信号链芯片则是一个系统中信号从输入到输出的路径中使用的芯片，包括信号的采集、放大、传输、处理等功能。

模拟 IC 分为通用型模拟 IC（39%）和专用型模拟 IC 或 ASSP（61%）。模拟 IC 可以分为通用性模拟 IC（或标准型模拟 IC）和专用型模拟 IC（包括模数混合芯片）。通用性模拟 IC 是通用产品，专用性模拟 IC 是为特定应用场景设计。

模拟芯片可分为标准模拟芯片和专用模拟芯片

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一、模拟芯片行业优势

模拟芯片中因电子系统基本均需供电，因此电源管理芯片为主体，占模拟芯片市场比例约为 53%，电源管理用途广泛成熟，技术迭代较慢，壁垒相对较低，因此国内布局广泛，布局企业包括圣邦股份、矽力杰、韦尔股份、富满电子、中颖电子、全志科技、瑞芯微等；信号链芯片市场占比约为 47%，国内布局企业主要包括圣邦股份、华为海思等。

模拟芯片市场分布

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模拟芯片种类繁杂，需要高知识产权制造工艺支撑。模拟芯片使用的下游领域广泛、需求分散，可以应用于消费电子、汽车电子、工控医疗等；而数字芯片下游需求主要集中在服务器与消费电子上。模拟芯片由于下游需求范围广，需要根据下游不同领域进行定制设计，且定制芯片功效发挥与芯片制造工艺相结合。国内大部分芯片厂商需要根据晶圆制造工厂标准工艺进行芯片生产，目前仅有少数国内厂商拥有成熟自主模拟 IC 制造工艺。

模拟芯片产品使用周期较长，价格相对较低。模拟芯片使用时间通常在 10 年以上，寻求高可靠性与低失真低功耗，而由于使用周期长，因此产品价格也较低，而数字芯片需满足下游不断变化的需求，生命周期仅有 1-2 年，平均成本高，因此价格处于高位。

模拟芯片的制程要求低，可采用工具有限。模拟芯片使用的制程相对数字芯片较落后，主要采用 0.18um/0.13um。在工艺方面，模拟芯片采用 BCD 工艺，主要用于高电压或大电流下驱动元器件，在高压下易实现低失真和高信噪比的效果；数字芯片采用 CMOS 工艺追逐高端制程，产品强调运算速度与成本优化，用于 5V 以下的低压环境，并在持续朝低压方向发展。工具使用上，数字芯片设计核心在于逻辑设计，可以通过软件模拟调试，EDA 工具丰富；而模拟芯片设计核心在于电路设计，需要根据实际参数调整，可以借助的 EDA 工具有限，远不及数字芯片。

模拟芯片设计工艺依赖人工经验积累、研发周期长。由于模拟芯片使用周期长，客户对产品性能要求十分严格，产品技术需要长年累月的经验积累；且模拟芯片相较数字芯片与元器件结合更加紧密，需要考虑元器件布局的对称结构和元器件参数匹配形式，需要设计人员充分熟悉了解元器件特性、拥有成熟的拓扑结构设计与布线能力，模拟芯片的设计十分依赖工作人员日积月累的经验。此外，数字芯片设计通常为大型团队作战，研发周期较短；而模拟芯片一般为小团队作战，研发周期较长。

模拟集成电路与数字集成电路的比较

芯片	模拟集成电路	数字集成电路
芯片功能	处理模拟信号	进行逻辑运算
芯片种类	种类繁杂，包括模数转换芯片 ADC、放大器芯片、电源管理芯片、PLL 等	CPU、内存芯片、DSP 芯片
工艺制程	不要求先进工艺，主要采用0.18um/0.13um	遵循摩尔定律，现阶段以 14nm/12nm
设计流程	电路设计——仿真——版图设计——后仿真——流片	数字前端——验证——综合——DFT——数字后端——后仿/Signoff——流片
设计难点	非理想效应过多，需要扎实的基础知识和丰富经验。	芯片规模大，工具运行时间长，工艺要求复杂，需要多团队共同协作。
工作内容	模拟设计：功能电路搭建和仿真。模拟版图：根据电路定制满足工艺要求的版图。	数字前端：从功能要求到 RTL 的实现和验证。数字后端：利用工具实现自动布局布线。
所需技能	模拟设计：熟悉模拟集成电路原理，拥有半导体物理及制造工艺知识；模拟版图：熟悉 layout 基础知识，了解不同工艺节点的设计规定和电路原理。	数字前端：了解通信协议或硬件架构，熟悉 verilog 语言和前端设计流程，了解FPGA 或 ASIC 平台仿真和调试。数字后端：熟悉后端流程，时序分析，和工艺器件基础。
设计工具	模拟设计：Cadence 仿真平台；模拟版图：Virtuoso	数字前端：VCS DC；数字后端：Innovus/ICC2

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二、模拟芯片行业市场规模

智研咨询发布的《2020-2026年中国模拟芯片行业市场经营风险及投资前景分析报告》数据显示：2018 年全球半导体市场规模达到 4688 亿美元，同比增长 13.7%。其中，模拟芯片、微处理器、逻辑芯片和存储器市场规模分别为 588 亿美元（+10.7%）、 672 亿美元（+5.2%）、1093 亿美元（+6.9%）和 1580 亿美元（+27.4%）。 2019 年因行业景气度下行，市场规模为 4121 亿美元，下滑约 12%。模拟芯片占据全球半导体市场的份额为 13%，占据集成电路市场的份额为 15%。

全球半导体市场规模

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模拟芯片因其长使用周期的特性，市场增速表现与数字芯片不一致。市场规模呈现稳步扩张的态势，2016-2019 年同比增速分别为 5%、10%、10%、8%，相比数字芯片增速波动较小。而从出货量上看，模拟芯片出货稳居市场前列， 2018 年出货 1774 亿个，同比去年增长 15%。单个均价为 0.34 美元/个，相较逻辑芯片的 2.01 美元/个与存储芯片的 3.87 美元/个，价格较为低廉。

模拟 IC 市场占据全球 IC 市场 15%的份额

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模拟 IC 出货量居市场前列

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模拟芯片市场的集中度相较于数字芯片较低，但整体仍呈现寡头垄断态势。2018 年全球前 10 大模拟芯片厂商销售额达到 361 亿美元，同比增长 9.4%，占到模拟 IC 行业产值的 61%。德州仪器、亚德诺、英飞凌分别以 108、55、38 亿美元位列前三，德州仪器占据模拟 IC 行业的行业龙头地位，全球市占率达 18%。

2018 年全球前十大模拟 IC 公司

排名	公司	公司英文名	2018 收入（百万美元）	2018 增（%）	市占率（%）
1	德州仪器	Texas Instruments	10801	9	18
2	亚德诺	Analog Devices	5505	7	9
3	英飞凌	Infineon	3810	14	6
4	思佳讯	Skyworks Solutions	3686	-1	6
5	意法半导体	ST	3208	26	5
6	恩智浦	NXP	2645	10	4
7	美信	Maxim	2125	5	4
8	安森美半导体	ON Semi	1990	11	3
9	微芯科技	Microchip	1389	22	2
10	瑞萨电子	Renesas	900	-2	1

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中国 IC 整体供不应求，模拟芯片供应商仍以国外企业为主。中国目前是全球最大的电子产品生产及消费市场，从 2013 年到 2018 年仅中国半导体集成电路市场规模就从 820 亿美元扩大至 1550 亿美元，年均复合增长率约为 13.58%。仅半导体集成电路产品的进口额从 2015 年起已连续四年位列所有进口商品中的第一位，不断扩大的中国半导体市场依赖进口，中国半导体产业自给率较低。2018 年我国半导体自给率仅为 15%。

中国占全球半导体消费市场的绝大部分

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我国半导体自给率仍较低

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模拟芯片领域，随着整机出口市场回暖，我国模拟 IC 市场呈现增长态势，在全球占有较高市场份额。全球模拟芯片市场规模地域分布上，中国大陆占据 36% 的比例，亚洲其他国家占据 32%的比例。2018 年我国模拟芯片市场规模 2273 亿元，同比去年增长 6.2%。国内模拟芯片同样主要采自德州仪器、恩智浦、英飞凌、思佳讯、意法半导体等模拟芯片大厂。

全球模拟芯片规模地域分布

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中国模拟芯片市场规模公司分布

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2013-2018 年中国模拟芯片市场规模与增长情况

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模拟 IC 有望在未来五年内，在主要集成电路细分市场中增长最为强劲，年复合增长率达到 7.4%，超过 IC 整体市场复合增长率 6.8%。预计到 2023 年，全球模拟芯片市场规模可超 800 亿美元。其增长的主要推动力来自电源管理 IC、专用模拟芯片和信号转换器组件的强劲销售，受下游不断增长的通信、工控、汽车电子等需求驱动。

2018-2023芯片细分市场年复合增长率预测

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三、模拟IC下游应用

模拟 IC 的下游应用涵盖 B 端与 C 端，主要应用在网络通信、消费电子、汽车电子、工业控制、计算机等领域。网络通信是模拟 IC 应用需求最广的领域，2019 年预计需求占比为 38.5%；应用需求在其后的依次为汽车电子、工业控制、消费电子、计算机、政府军事，比例分别为 24.0%、 19.0%、10.2%、7.0%、1.3%。

2014-2019 年模拟芯片下游变化

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专用型模拟 IC（ASSP）占模拟 IC 市场的 61%，市场约 327 亿美元。 ASSP 市场可以按最终应用进一步细分为以下细分部分：消费者、计算、通信（基站和手机）、汽车和工业/其他。其中通信应用占比最高，接近一半。

专用型模拟 IC 下游应用

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放大器占据标准模拟市场的 16%，市场约 36 亿美元。TI 在放大器领域拥有最高的市场份额，其次是 ADI。下游应用来看通信、工业/医疗占比较高。

放大器下游应用

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通信、汽车、服务器等将驱动模拟 IC 行业不断成长。（1）基站端，从 4G 到 5G，模拟 IC（除射频）外，ASP 将从 4G 的 50 美金左右增长到 5G 的 100 美金左右。（2）手机快充以及如 TWS 等可穿戴和物联网产品，都将带来模拟 IC 用量的增长。（3）模拟 IC 目前每辆汽车的价值量高达 200 美金，随着汽车电动化和电子化的趋势，未来 ASP 将持续提升。（4）云计算，人工智能的爆发也是未来模拟芯片行业的重要增长点，以处理数据用的服务器为例，单个服务器模拟 IC 的价值量在 50 美金以上。

模拟芯片在不同下游产品的单机价值量