模拟芯片行业具备百花齐放、穿越周期的特点，市场历来由国际龙头把控。随着国内厂商设计与工艺能力提升及下游应用高景气带来供需端改善，叠加供应链安全考虑加速国产替代，我们认为国内模拟芯片行业发展浪潮正在开启，中国厂商有望迎快速发展机遇。
我们对模拟龙头核心竞争力进行拆解，总结了模拟芯片公司壁垒分析模型，以海外龙头为鉴梳理了国产厂商的发展机遇。
摘要
行业具有抗周期属性，全球市场集中度较低，进口替代空间广阔。模拟芯片产品生命周期长、下游应用广，行业具有抗周期属性，行业常出“百年老店”，龙头公司能实现强者恒强。2020年全球模拟芯片市场规模达557亿美元，中国是全球第一大市场，但自给率仍然较低，国产替代空间广阔。由于模拟芯片种类众多，头部厂商也较难取得垄断优势，整体竞争格局较为分散，我们认为该特性有助于国内厂商通过自身研发投入及并购从细分赛道切入，并通过产品线扩张逐步实现国产替代。
下游应用百花齐放，汽车、工业类贡献主要增长动能。从下游应用来看，汽车/通信/工业类产品占比较高，汽车类具备较高成长性；从增速来看，汽车类产品目前为模拟芯片贡献最大的成长动能，我们看好智能汽车的普及率提高、工业4.0的推进和通信技术的更新迭代等需求带动下游应用持续高景气：1)智能汽车渗透率有望加速提高，而汽车的电动化、智能化升级或将带动模拟芯片单车价值量提升；2)工业4.0时代自动化、能耗管理能力要求大幅提高，有望进一步促进对信号链和电源链产品的需求；3)5G落地或将带来基站和手机等应用中模拟芯片的量价双增。
以海外龙头为鉴，国内厂商有望迎来蓬勃发展机遇。相比海外龙头，国内厂商在工艺、产品目录等方面仍存在差距，但在头部客户、服务及供应链安全等方面具备优势。我们认为模拟芯片公司成长主要可分为细分产品型、细分品类型和平台型三类，国内模拟芯片公司有望利用自身优势从特定产品切入，再通过持续研发投入及并购整合不断扩展产品线，以此打开更大成长空间，享国产替代浪潮红利。
风险
国内厂商设计/工艺进展不及预期；国产替代不及预期；市场竞争加剧等。
正文
投资摘要
基于核心竞争力拆解的模型：何为模拟芯片公司壁垒？
对于模拟芯片公司，维持竞争力的核心在于可长期为客户提供全面、差异化产品的能力。其中，“全面”代表着产品品类的积累；“差异化”与产品性能相关，由工艺及设计结合提供，利于工艺设计协同的IDM或为最终解决方案；“长期”则代表模拟芯片公司维持壁垒的能力，可由研发平台建设叠加客户粘性驱动。因此，我们对核心竞争力进行拆解，总结了模拟芯片公司的分析模型：
产品品类：模拟芯片行业具有“百花齐放、穿越周期”的特性，因此投模拟行业本质上挑选的是长跑的胜者，而能够成为穿越周期的胜者依靠的是产品目录的拓展和下游应用领域的扩张。尽管模拟芯片行业下游应用广泛、产品种类繁多，但我们认为行业仍具备规模效应，与常规横向上的规模效应不同，模拟芯片行业的规模效应更体现于纵向产品长生命周期的积累，如行业龙头常青树产品生命周期可超10年，而客户一旦切入通常不会轻易替换，因此切入客户后可为公司持续贡献营收。此外，完整的产品目录可满足客户一站式采购的需求，进一步增加客户粘性并加深壁垒。
IDM模式：对于模拟芯片公司来说，提供差异化产品的能力可被视为核心竞争力之一。考虑到模拟芯片强应用相关的特性，“差异化”的含义之一在于可为客户提供定制化的产品。此外，“差异化”更体现在可为客户提供其他厂商无法提供的高性能产品方面，如厂商无法在性能上实现差异化则容易陷入低端市场的价格竞争，而“差异化”可通过设计与工艺结合实现。IDM模式具备1)利于设计与工艺协同；2)可针对产品开发定制化工艺等优点，此外由于模拟芯片量少样多的特性Foundry成本优势被弱化，因此长期来看IDM模式可协助模拟厂商构筑壁垒。现阶段对于国内厂商来说工艺水平是限制性能提升的关键因素，我们建议投资人关注国内模拟厂商代工平台或IDM模式的工艺进展。
研发平台的建设：我们认为，长期提供丰富的产品品类、差异化的性能及维持客户粘性以此成为长跑胜者的关键因素在于研发平台的建设。以差异化性能为例，差异化性能可通过设计与工艺实现：1)设计来说，与数字芯片具备丰富的EDA工具不同，模拟芯片设计可用设计软件有限，更依赖设计人员的经验积累；2)工艺来说，性能的提升也依靠大量工艺工程师依靠经验对参数进行调试。考虑到模拟工程师培养周期较长，品类的扩张也与持续的人才扩张及研发投入密切相关。因此，人才及研发投入是使模拟厂商成为长跑胜者的主要驱动力。
图表：模拟芯片成长驱动力及竞争力拆解
资料来源：IDC，中金公司研究部
注：下游应用采用IDC数据，统计口径与WSTS口径不同
产品、行业及客户是模拟芯片公司成长的关键因素
我们认为，模拟厂商成长的关键是品类/下游行业的扩张及客户的切入。
产品品类方面，如前文所述，模拟芯片下游应用具备“百花齐放，各美其美”的特点，下游市场分散，除转换器、放大器等主流品类外，细分市场的空间通常较为有限，因此模拟厂商往往通过开发新的产品品类打开新的市场空间，实现较高营收增量。
下游行业方面，模拟芯片的下游行业较为分散，且专用型产品与行业结合紧密，因此模拟厂商不断拓宽新的下游行业可打开更大的成长空间。目前，中国模拟厂商在消费领域布局较多，在门槛及价值量较高且增速较快的工业、汽车等切入相对较少，随着厂商不断切入新的下游应用领域业绩有望随下游的蓬勃发展而水涨船高。
客户切入方面，模拟芯片行业客户粘性较高，切入大客户及标杆客户并为大客户提供定制化服务或为模拟芯片公司业绩带来长期增量。考虑到行业长尾属性，模拟厂商的高利润率通常由中小客户贡献，且切入大客户后中小客户通常会进行跟随，因此大小客户兼顾为目前主流策略。该策略要求模拟厂商具备较强的渠道能力，强渠道、精准把握客户需求并提供及时服务的能力可推动模拟公司逐步构筑客户壁垒，以此实现强者恒强。
模拟芯片：全球557亿美元市场，主要分为电源管理及信号链两类
模拟芯片：虚实之间，连接虚拟与现实的纽带
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信号的集成电路，是连接虚拟世界与现实世界的纽带。与时间及幅值等离散的数字信号不同，模拟信号是指时间及幅值连续变化的电信号。信号在模拟芯片中通常经历三个阶段：
输入：模拟芯片通过接收外部的连续输入信号，在电路中产生连续的电压或电流；
增益：模拟集成电路对电信号进行放大、混合、解调和滤波等一系列处理；
输出：经过处理的模拟信号可经模数转换成为离散的数字信号，方便存储及传输等。
图表：模拟芯片可将模拟信号转换为数字信号
资料来源：《模拟电子技术基础》，中金公司研究部
2020年全球市场规模557亿美元，2020-2022E CAGR为9.7%
模拟芯片属于半导体行业中的集成电路子行业，与数字芯片相对应(包含存储器、逻辑芯片、微处理器等)，主要可分为电源管理芯片和信号链芯片两类。根据WSTS，2020年全球模拟芯片市场规模达557亿美元，同比增长3.2%，约占全球半导体市场规模的13%，其中2020-2022E年CAGR达到9.7%，主要受益于汽车智能化趋势和工业数字化转型等需求推动模拟芯片出货量增加。根据WSTS，至2022年全球模拟芯片市场规模有望达到712亿美元。
图表：模拟类芯片占全球半导体市场的13%左右(2020年)
资料来源：WSTS，中金公司研究部
中国是全球模拟芯片第一大市场，目前自给率较低，国产替代空间广阔。根据WSTS数据，2020年中国模拟芯片市场规模占全球42%，达233亿美元，为全球第一大市场。我们认为，随着新能源汽车在中国快速渗透及工业数字化转型，中国的模拟芯片市场增长速度有望高于行业平均增速。根据中国半导体协会数据，2020年中国模拟芯片自给率仅为12%，近年来自给率呈上升趋势，国产替代空间广阔。我们认为，随国产产品性能提升及客户供应链安全考虑，中国模拟芯片企业有望在消费及汽车、工业等高门槛领域占领更多份额。
图表：全球模拟芯片市场规模及预测
资料来源：WSTS，中金公司研究部
图表：2020年全球模拟芯片市场规模地域分布
资料来源：WSTS，中金公司研究部
图表：中国模拟芯片自给率
资料来源：中国半导体协会，中金公司研究部
国际龙头以IDM模式为主，国内厂商多采用轻资产模式运营。尽管目前中国模拟芯片厂商收入规模、盈利能力均与全球龙头存在一定差距，但中国企业已经对产业链各环节基本形成覆盖。从商业模式来看，由于模拟芯片对设计与工艺协同及定制化工艺要求较高，德州仪器、亚诺德等国际龙头基本自有生产产线，采用IDM或Fablite模式运营。国内厂商收入规模、产品数量仍相对较小，多采用轻资产模式运营，借助代工龙头工艺平台设计产品。国内厂商中矽力杰率先采用虚拟IDM模式运营，拥有自己的专有制程积累。
图表：模拟芯片行业产业链情况
中资料来源：各公司官网，中金公司研究部
模拟芯片通常可分为电源管理芯片和信号链芯片
按照功能划分，模拟芯片可分为电源管理芯片(Power Management IC)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和模拟/数字信号之间的转换。根据WSTS，2020年电源管理芯片占全球通用模拟芯片市场规模的62%，电源管理芯片下游应用十分广泛，包括白色家电、消费电子等，如智能手机中显示屏供电管理芯片、充电管理芯片等；2020年信号链(含放大器、比较器、接口等)占全球通用模拟芯片市场规模的38%，近年来智能家居和可穿戴设备市场兴起为信号链芯片打开增长空间，如高保真音频驱动芯片在TWS中广泛使用。
图表：信号链与电源管理芯片在电路中的作用
资料来源：TI，中金公司研究部
电源管理芯片：电子设备能量管家，细分品类出货量全球第一
电源管理芯片包括线性稳压器(LDO)、电池管理芯片、DC-DC开关稳压器、AC-DC转换器和控制器、LED驱动等，主要负责电子设备系统中的电能监控、保护和分配等，其性能直接影响电子设备性能和使用寿命。电源管理芯片在电子产品及设备中几乎随处可见，出货量大，根据IC Insights数据，电源管理芯片为2020年半导体行业芯片出货量最大的品类，达约651亿颗。此外，电源管理芯片种类繁多，广泛应用于汽车、工业、消费电子、家电等多个领域，如显示电源芯片、电池充电及保护管理芯片、高压工业开关电源芯片等。
图表：电源管理芯片主要分类及应用
资料来源：各公司官网，中金公司研究部
我们认为，电源管理芯片直接影响电子设备的性能，目前电源管理芯片正朝着保真信号、提高功率密度、延长电池使用寿命、减少外界噪音干扰以及提高在高压下的安全性等方向发展，这对电源管理芯片的设计、制造工业和封装技术都提出了新的挑战。
信号链类芯片：连接现实世界与数字世界的桥梁
信号链类芯片主要包括线性产品、数据转换器、接口芯片、RF与微波等，主要负责将天线或传感器接收到的声音、温度、光信号或电磁波转换成数字信号方便进一步存储和应用等，因此被称为连接现实世界与数字世界的桥梁。从市场规模来看，根据WSTS，2024年全球通用型产品中信号链(含放大器、比较器、接口等)市场规模有望达到111亿美元，在通用型中占比较为稳定。
图表：信号链芯片芯片分类及应用
资料来源：各公司官网，中金公司研究部
总体来说，我们认为信号链产品朝着更高集成度、更低功耗、更稳定的方向发展。信号链芯片壁垒相对电源管理芯片较高，国内厂商目前正在汽车、工业等领域积极树立标杆客户，长期来看国产替代可期。
此外，按芯片的定制化程度划分，模拟芯片也可分为通用型及专用型产品。
通用型(General Purpose Analog)一般指已完成设计的标准化的器件，其性能及参数已经确定，不会特定适配一类应用，根据WSTS数据2020年在模拟芯片中占比42%。
专用型(Application Specific Analog)则是指根据特定的应用场景设计的产品，一般对性能、大小、功耗等有特殊要求，根据WSTS数据2020年占比为58%。由于集成度和复杂度较高，这类产品需要设计公司有完整的设计能力，壁垒相对较高，产品的毛利率也较高。
行业特征：百花齐放，穿越周期
#1 产品生命周期长、下游应用广，行业具有抗周期属性
模拟芯片产品生命周期长、下游应用广，行业具有抗周期属性。根据WSTS，2020年全球模拟芯片市场规模达557亿美元，半导体整体市场占比为12.9%。模拟芯片产品具备生命周期长、下游应用分散的特性，受单一下游市场需求波动影响较小，与半导体行业周期性波动相比，模拟芯片市场规模波动相对较小，我们认为未来模拟芯片市场规模占半导体行业比重有望稳定在13%左右。
图表：全球模拟行业的波动小于整体半导体行业
资料来源：WSTS，中金公司研究部
产品生命周期长：与数字芯片追求运算效率与成本不同，模拟芯片评价标准重点在于电路速度、分辨率、功耗、信噪比、稳定性等指标，因此产品认证过程更复杂、周期更长，迭代过程受摩尔定律影响更小，最终达标产品生命周期也更长。模拟芯片用途广泛，许多产品生命周期可超5年，龙头所产拳头产品可超10年。
产品下游应用广：模拟芯片的信号链、电源链产品几乎存在于所有电子产品中，应用领域广泛，主要可分为通信、汽车、工业+(工业与政府)、消费、计算机等大类。受益于21世纪通信技术的更新迭代，通信领域市场占比长期保持领先；近年来智能电动汽车渗透率提高，我们看好汽车领域的占比进一步提升。
我们认为，模拟芯片行业下游应用广泛的特点对公司销售渠道提出了较高要求。全球龙头德州仪器、亚德诺各有约10万、12.5万客户，国内龙头圣邦股份也有约2000个客户。大多模拟芯片厂商采用分销为主、直销为辅的销售模式：
分销：由于模拟行业终端客户数量较多、分布较广，分销模式可以大大降低自建渠道的难度和销售费用，加快资金周转速度；同时，分销商也可以利用自身拥有的广泛客户资源帮助公司快速定位并拓展客户，有利于产品的有效推广。另一方面，分销商也会代理厂商的竞争对手，或存在囤货炒货产品挤压渠道等，一定程度上存在影响收入的可能。
直销：厂商通常为采购量较大、知名度较高的下游行业龙头客户提供直销服务，可以减少利润损失、节约采购成本，缩短客户需德求响应时间，适宜满足专用产品大客户的个性化要求。
目前通信、汽车应用领域的大客户数量较多、专用需求占比较大；在已有强有力品牌、产品及客户基础的条件下，全球龙头公司率先扩大直销比例，为尽快配合客户需求、抢占新兴市场。2017年起，德州仪器逐渐降低分销比例，通过大客户直销、小客户网站销售的方式，2020年已将分销收入占比降至50%。我们认为，目前行业多数公司仍将以分销为主，将精力主要集中于设计与研发工作。
#2 竞争格局：全球市场集中度较低，进口替代空间广阔
全球模拟芯片行业竞争格局较为分散，中国尤为明显。由于模拟芯片种类众多，头部厂商也较难取得垄断优势，整体竞争格局较为分散。根据IC Insights统计，2020年全球第一大模拟芯片厂商德州仪器市场占有率为19%，CR5仅48%。头部厂商通过并购和自身研发投入实现强者恒强，份额逐步向龙头集中，但我们认为模拟特性将让行业长期保持分散，中国厂商有切入机会。
图表：模拟芯片全球竞争格局较为分散，头部厂商份额稳中有升
资料来源：IC Insights，中金公司研究部
中国自给率较低，进口替代空间广阔。虽然中国是全球模拟芯片第一大市场，但自给率仍然较低。根据WSTS数据统计，2020年中国是全球模拟芯片最大的消耗国，占比达到42%，对应市场规模为233亿美元，同时在过去两年增速高于全球其他市场。但目前中国模拟芯片的自给率仍然较低，市场仍为TI、NXP、Infineon等欧美厂商主导，模拟芯片龙头矽力杰与圣邦2020年收入分别为139亿新台币和11.97亿元，全球市占率仅为约0.92%/0.34%，进口替代空间广阔。
#3 设计与工艺紧密结合，制造工艺或为模拟芯片重要壁垒
模拟芯片与数字芯片在设计难度、性能、制程等方面存在较大区别
在设计难度方面，数字芯片更加看重逻辑设计，可在系统级上进行设计，同时拥有成熟的EDA辅助设计软件，而模拟芯片需在电路级上进行设计，可使用的EDA软件也相对较少，所以更加依赖人工设计，对工程师的要求更高，优秀模拟芯片设计工程师资源尤为稀缺。
在制程与性能要求方面，模拟芯片所要求的高信噪比、高稳定性、高精度、低功耗等特性并不会随着集中度的提升而线性上升，因此通常采用成熟制程(0.13um，0.18um是主流)。为了降低制造成本，模拟芯片IDM龙头TI与Infineon等正逐渐将更多产能转换为12寸晶圆线，国内模拟芯片厂商大多选择在8寸晶圆线上生产。
图表：模拟芯片与数字芯片在设计难度、性能、制程等方面存在较大区别
资料来源：《微电子概论》，中金公司研究部
差异化产品通常需定制化工艺，设计与特色工艺结合构筑壁垒
模拟芯片下游应用广泛且多样化，而产品性能与下游应用相关，因此需要通过特色工艺与设计结合实现定制化需求。何为特色工艺？半导体工艺可分为特色工艺与逻辑工艺，与模拟相关的特色工艺通常包括BiCMOS工艺、BCD工艺、RF/Mixed-signal CMOS工艺和RF-SOI工艺等，也包含基于GaAs、GaN、SiC等化合物半导体的晶圆生产线。与逻辑工艺对比，特色工艺具备非尺寸依赖及工艺器件多样化等特点：
非尺寸依赖：长期以来，集成电路工艺技术依靠工艺线宽的缩小推进，但随最小线宽进入纳米尺度，单纯缩小线宽提升集成度遇到短沟道电流等问题，且集成电路的可靠性和高频性能也受到影响，因此集成电路工艺沿着More Moore、More than Moore及先进封装三条路径发展，其中特色工艺可视为More than Moore路线。特色工艺由于对器件高频和高压的要求通常使用成熟制程，这也间接使得特色工艺建厂和维护成本较低。
工艺器件多样化：特色工艺的产品由于下游应用的定制化需求，针对不同种类的产品，工艺平台多，可选用器件和模块类型多。以意法半导体BCD工艺为例，制程从0.32μm到90nm一共超过10个不同的工艺平台。这也间接导致了产品料号种类多，市场份额比较分散，长尾效应明显。
模拟芯片需要设计跟工艺深度结合，两者缺一不可。
设计工艺协同优化趋势：工艺平台中的器件存在随机涨落和可变性，影响功耗、成本和良率等重要指标。优秀的工艺平台能做到DTCO(设计工艺协同优化)，从而提升设计的效率和芯片的性能，甚至能弥补设计上的不足。
工艺水平决定设计的发挥空间：模拟芯片设计受工艺制约，高性能的设计如无工艺匹配通常也难以实现。国内模拟芯片厂商目前产品性能普遍受生产工艺所限，国内晶圆厂在特色工艺平台的先进性和完整度方面落后于TI、ADI等海外IDM厂商。我们认为，考虑到高性能需通过工艺与设计结合实现，IDM或虚拟DM模式或为国内模拟龙头成长的必经之路。
图表：半导体工艺发展路线图
资料来源：陈铭，《BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺技术的发展、现状及展望》。集成电路应用，2014,1674-2583，中金公司研究部
BCD工艺目前为模拟芯片主流工艺
BCD工艺是将Bipolar(双极)、CMOS器件和DMOS器件集成到同一芯片上的单片集成工艺技术，最早由意大利SGS微电子(意法半导体前身之一)于1980年代提出。
双极、CMOS、DMOS在模拟芯片不同步骤中各具优势：1)双极型工艺噪声低、精度高适合生产模拟功能器件；2)CMOS工艺功耗低且集成度高，适合处理数字信号；3)DMOS工艺适用于生产高电压，大电流的功率集成电路。BCD工艺将三种器件集成到一起，综合了三种工艺功能和性能的优势，并降低了成本。自诞生以来，BCD工艺被业界广泛采用并不断改进，在电源管理和模拟数据采集等领域广泛应用。
BCD工艺的优势包括降低模拟芯片的功耗、减少不同模块之间相互干扰以及降低制造成本等：
降低功耗：如果使用三个分立器件进行工作，在系统内部传导转化过程中会损耗大量能量。BCD工艺以更高的集成度减少了互连过程系统的能量损耗。
减少干扰：BCD工艺的高度集成避免了不同芯片之间的干扰和不兼容等情况，增强运行稳定性。
减少制造成本：BCD工艺可降低产品的尺寸，由于不需要增加太多额外的工艺步骤，总体而言减少原材料和封装成本。
图表：BCD工艺示意图
资料来源：ST官网，中金公司研究部
图表：主要制造工艺对比图
资料来源：ST官网，TSMC官网，中金公司研究部
BCD工艺的发展路径是More Moore和More than Moore齐头并进。BCD工艺的发展主流是基于CMOS工艺平台开发路径，BCD特征尺寸匹配CMOS特征尺寸，高电压下的功率器件与数字电路密度耦合。自第一代4μm的BCD工艺推出以来，2018年BCD工艺开发节点到65nm(BCD11)，同期先进的数字芯片制程为10nm，BCD特征尺寸缩小进度相对落后几代。BCD工艺中器件丰富且特性差别较大，除了更新CMOS的制程，优化功率器件的结构和使用新型隔离工艺等也是BCD工艺的发展的重要法则。因此，BCD工艺的发展并不是单一的制程更新。
从下游应用的角度来看，BCD工艺主要朝向高压、高功率和高密度三个方向发展。
高压BCD:高压BCD通常可集成耐压100-700V范围的器件，其难点在于在制程不断缩小的情况下兼容低压控制电路和耐高压功率器件DMOS，目前ST的高压BCD可集成800V输出电压的高电压DMOS级和低压控制电路。高压BCD在电子照明及工控中广泛应用。
高功率BCD:高功率BCD通常适用于中等电压、大电流驱动应用，发展重点在于降低成本及优化功率器件结构等。高功率BCD在汽车电子领域中有广泛应用。
高密度BCD:是指能在同一芯片上集成更多样化的复杂功能，并保证其运行的稳定性，电压范围一般在5-70V之间。为了集成更多复杂功能，高密度BCD工艺一般要求CMOS制程比较先进。高密度BCD在消费电子类低电压场景应用广泛，如手机背光驱动、快充、电源管理芯片等。
除了BCD工艺外，常用的模拟芯片生产工艺还有CMOS、BiCMOS、RF/Mixed-signal CMOS和RF-SOI等。生产模拟芯片的CMOS工艺与标准CMOS工艺逻辑匹配，从而达到相互兼容的状态。标准模拟CMOS技术主要用于LDO、DC/DC转换器、音频放大器等。BiCMOS、RF/Mixed-signal CMOS和RF-SOI主要用于手机无线通信、IoT设备、毫米波雷达等领域。总体来说，我们认为能提供良好的模块、丰富优质的器件和工艺流程选择的工艺平台可覆盖更多的产品。
图表：BCD工艺演进图
资料来源：ST，中金公司研究部
#4 国内厂商以Fabless起步，IDM或为龙头成长终局
模拟芯片公司从生产模式可以分为三类：IDM、虚拟IDM和Fabless。IDM模式指企业自建产线，经营内容涵盖芯片设计、制造、封测等主要环节，对资本投入要求较高。虚拟IDM模式，指设计厂商拥有自己的工艺平台，晶圆厂会配合设计厂商导入特有的制造工艺和专有设备，但产线本身并不属于设计厂商。Fabless指没有制造能力，只专注于集成电路设计的模式，对资本投入要求低，但生产工艺受晶圆厂技术限制。
龙头多采用IDM模式，有效提高利润率
我们认为，IDM模式可从收入和成本两方面有效提高模拟厂商的盈利能力。
收入端：IDM模式有利于结合自有工艺，提高高端产品研发效率。IDM厂商利用自有产线可以快速响应设计需求、验证特色工艺，提高高端产品竞争力和营收占比，从而提高总体毛利率水平。
成本端：IDM模式可保障产能，规模化生产降低制造成本。多数模拟厂商使用8寸晶圆，在目前全球8寸晶圆厂产能紧张的情况下，IDM厂商产能不足的风险大大降低，可根据需求自由调整生产计划。采用IDM模式的公司体量更大，规模化批量生产可进一步降低制造成本，提高毛利率。
德州仪器、亚德诺等龙头均采用IDM模式生产，毛利率高达60%以上；而仅设计芯片、将制造及封测等环节外包的Fabless公司毛利率相对较低。
图表：经营模式对比
资料来源：各公司年报，中金公司研究部
Fabless使得厂商可专注于设计，为中小规模厂商的起步方式
国内多数模拟厂商采用Fabless模式，这是由企业的发展阶段所决定的。芯片制造环节为重资产模式，对前期资本积累要求较高，多数体量不足的公司均采用Fabless模式，与Foundry公司保持密切合作以尽量保持良好产能供给。由于模拟芯片行业集中度仍较低，Fabless厂商可通过深耕细分领域进行进口替代，在企业发展初期实现较高增长和原始积累。
虚拟IDM助力设计与工艺结合兼顾资本投入，或为良好的过渡模式
从Fabless直接进入IDM模式跨度过大，虚拟IDM是良好的过渡模式。虚拟IDM的资产投入远低于IDM模式，Fabless公司转入时风险相对较低。虚拟IDM模式结合自有工艺平台协助Foundry公司生产，也可在产线中安装自有设备、并提供人员支持，公司通常拥有工艺专利或封测厂等内部资源。这让虚拟IDM有能力拓展高端产品，与相对低毛利的Fabless厂商实现差异化竞争。代表厂商如芯源系统、矽力杰等。
整体而言，我们认为，IDM优势明显，或为模拟龙头厂商的必经之路；同时，短期内，Fabless模式可帮助规模较小的公司专注设计、更灵活切入高成长赛道，也有自身优势；而虚拟IDM兼顾设计、工艺的结合与前期资本投入，是较好的过渡模式。
#5 产品线实力为竞争要素之一，内生外延发展扩充料号数量
模拟芯片种类多而杂，用户粘性较强，内部研发、外部并购为模拟公司成长的重要方式。模拟芯片下游应用分散、芯片种类繁多，按功能划分为信号链和电源链，往下又可划分出各子类、具体产品及不同应用需求的具体产品；根据年报信息，德州仪器目前已拥有8万种产品，仅通用型放大器包括运算放大器、仪表放大器等便有超2000种。
模拟芯片单品价格较低，但生命周期长，产品料号数量与公司营收呈现强正相关关系；同时，由于对产品性能稳定性的重视，客户较少切换供应商，产品用户粘性较强。因此，模拟厂商多通过内生研发、外向并购提升自身产品线的广度及深度，在“用户粘性”的基础上，为单位客户提供更加丰富多样的产品。
图表：模拟厂商产品料号数量与公司营收
资料来源：公司年报，中金公司研究部
注：圣邦料号采用当期产生收入贡献的统计口径
内部研发：设计难度高，依赖资深工程师和研发投入。模拟芯片性能指标复杂，设计环节具有辅助工具少、经验要求高、操作非标准、多学科复合、测试周期长等特点，要求工程师在电路级进行设计，熟悉制造工艺、元器件特性，常常需要工程师有10-15年以上经验积累，因此技术壁垒高、人才较为稀缺。公司需要不断投入研发以扩张产品条线，研发人员占员工总数比例、行业研发费用率相对更高。全球龙头德州仪器一向重视产学研结合及内部培训，创建著名的基尔比实验室，2020年研发投入达15.3亿美元，研发费用率达10.6%，总计拥有专利61316个；对比之下，国内龙头圣邦股份2020年研发投入为2.07亿元(约合0.32亿美元)，仍有较大提升空间。
图表：近十年模拟芯片行业主要并购事件
资料来源：公司年报，中金公司研究部
外部并购：收购可帮助厂商根据市场研判快速切入成长性较高的赛道。模拟芯片的大类产品间扩张门槛较高，高端产品性能要求高、认证周期长、订单难度大，模拟厂商可以通过收购迅速拓展产品种类、提升市场份额，同时整合客户资源、丰富销售渠道。自成立以来，德州仪器通过收购进行了四次战略转型，1996-2011年间分别出售18家公司、收购33家公司，并于2011年收购美国国家半导体后在模拟行业中遥遥领先。近年兼并事件频发，2020年，亚德诺通过收购美信提升了在高性能电源链产品和汽车、数据中心等下游领域的份额。
增长动能：汽车/通信/工业类产品占比较高，汽车类具备较高成长性
下游应用来看，汽车/通信/工业类占比较高，为主要应用市场。模拟芯片下游应用领域较为分散，主要包括通信、汽车、工业+(工业与政府)、消费、计算机等大类，2020年市场规模占比分别为26.9%、22.5%、27.3%、13.2%、7.1%。
图表：2016-2020年全球模拟芯片下游应用中，汽车/通信/工业为主要应用市场
资料来源：WSTS，中金公司研究部
从增速来看，汽车类产品目前仍为模拟芯片贡献主要成长动能，2021E - 2025E CAGR达13.2%，主要得益于智能电动汽车渗透率的提高。除此以外，工业领域也是另一高成长市场，2021E-2025E年CAGR达到4.5%。我们认为，智能电动汽车的普及率提高、工业4.0的推进和通信技术的更新迭代等需求将带动整体模拟市场继续扩张，我们看好汽车领域的占比进一步提升。
图表：模拟芯片下游应用分类定义
资料来源：安森美官网，IDC，IC Insights，中金公司研究部
汽车：智能化、电动化渗透率提升，2021E - 2025E CAGR 13.2%
电动化、智能化分别提升电源链、信号链需求，根据WSTS统计，2020年汽车领域模拟芯片市场规模达142亿美元。根据IDC数据，汽车模拟芯片市场规模2021E-2025E CAGR有望达到13.2%，同时2020年模拟芯片汽车领域集中度相对较高、CR10达88.1%，其中德州仪器、瑞萨、安森美分别占据23.9%、20.7%、8.6%。
图表：2020年模拟芯片汽车领域市场份额
资料来源：IDC，中金公司研究部
图表：模拟芯片汽车领域主要应用
资料来源：德州仪器官网，中金公司研究部
工业：工业4.0时代模拟芯片作用突出，2021E - 2025E CAGR 4.5%
工业4.0时代自动化、能耗管理能力要求大幅提高，根据WSTS统计，2020年工业领域(包含政府类)模拟芯片市场规模达152亿美元。根据IDC，工业模拟芯片市场规模2021E-2025E CAGR有望达到4.5%，同时工业领域集中度相对较高、CR10达85.6%，其中德州仪器、亚德诺、瑞萨分别占据28.6%、16.5%、10.3%。
图表：2020年模拟芯片工业领域市场份额
资料来源：IDC，中金公司研究部
消费：产品集成度提高，2021E - 2025E CAGR 4.2%
便携、低能耗需求促进集成度提高，根据WSTS统计，2020年消费领域模拟芯片市场规模达74亿美元。根据IDC，消费模拟芯片市场规模2021E-2025E CAGR为4.2%，2020年模拟芯片消费领域CR10达73.1%，其中德州仪器、瑞萨、Dialog半导体分别占据22.3%、11.9%、10.0%。
图表：2020年模拟芯片消费领域市场份额
资料来源：IDC，中金公司研究部
图表：模拟芯片消费领域主要应用
资料来源：德州仪器官网，中金公司研究部
通信：5G落地驱动量价双增，2021E - 2025E CAGR 2.1%
5G落地带来基站和手机等应用量价双增，根据WSTS统计，2020年全球通信领域模拟芯片市场规模达150亿美元。根据IDC，通信领域模拟芯片市场规模2021E-2025E CAGR为2.1%，2020年模拟芯片通信领域CR10为69.2%，其中都博通、德州仪器、亚德诺分别占据17.1%、14.0%、6.3%。
图表：2020年模拟芯片通信领域市场份额
资料来源：IDC，中金公司研究部
图表：模拟芯片通信领域主要应用
资料来源：德州仪器官网，电子发烧友，中金公司研究部
计算：云计算服务器驱动，2021E - 2025E CAGR 0.3%
服务器需求拉动，根据WSTS统计，2020年计算领域模拟芯片市场规模达40亿美元。根据IDC，计算领域模拟芯片市场规模2021E-2025E CAGR为0.3%，2020年模拟芯片计算机领域CR10达78.5%，其中德州仪器、瑞萨、安森美分别占据20.7%、10.0%、8.4%。
图表：模拟芯片计算领域主要应用
资料来源：德州仪器官网，中金公司研究部
图表：2020年模拟芯片计算领域市场份额
资料来源：IDC，中金公司研究部
以国际龙头为鉴，国内厂商的发展机会
相比国际龙头，国内厂商在工艺、产品目录等方面仍有差距
生产工艺相对落后：国外头部模拟厂商基本采用IDM模式，能够更好的进行DTCO(设计工艺协同优化)，加快产品迭代。不仅如此，国外头部厂商长期以来引领特色工艺发展，工艺平台的完整性和先进性普遍领先国内代工厂。模拟芯片中高端产品需要定制化工艺和器件，国内厂商仍有较大提升空间。
产品目录不够丰富：国外龙头模拟厂商产品料号多，产品组合丰富，更容易为客户提供一站式解决方案，客户粘性强。TI提供约8万种产品，每年新增超过600个；相比之下，截至1H21国内头部模拟厂商圣邦股份有3,500余款可供销售产品，每年新增200余款。总体来看，国内模拟厂商产品目录增速可观，但总量仍处于劣势。
国产厂商在头部客户、服务、供应链安全等方面具有优势
头部客户优势：中国为模拟芯片最大的下游市场，下游市场的头部客户对国产模拟厂商有较强的带动作用，国内模拟厂商靠近终端客户，有望实现产品快速迭代缩短技术差距。
售后服务优势：国内厂商由于市场地位的原因会提供更全面的售前售后服务。我们认为，国内模拟芯片企业由于本土的优势有能力进一步改善服务方式和管理策略，未来有望提供更高效、优质的服务。
供应链安全：长期以来，模拟芯片由于单价较低，客户对价格相对不敏感，更注重性能和可靠性，欧美模拟龙头主导国内市场。但随着供应链安全考虑逐步得到重视，终端厂商愿意给国内模拟芯片公司更多验证机会。具体来说，研发能力较强、产品料号尤其是高端料号数量多、客户资源广的模拟厂商是下游大型企业愿意深度合作、共同成长的对象，切入标杆客户积累的技术经验和利润能助力先行者形成丰富的产品目录以及发展定制化工艺，逐步构建技术、工艺、客户层面的壁垒。
长尾市场机会：模拟芯片由于品类众多，单一厂商难以覆盖所有细分种类的模拟芯片。国产模拟厂商可以从国际龙头的一个细分产品出发，通过更快的供货速度和更低的供应门槛切入国际龙头忽略的长尾市场，为自己提供成长机会。
小而美，还是大而全？
我们认为，模拟厂商的成长路径主要可分为三种模式：
专注细分产品的模拟精品店：这类企业聚焦于电源或信号链中某一细分品类产品，因为模拟芯片行业市场总量大、下游应用分散，因此可以支撑该类发展模式。
专注细分品类的模拟超市：这类企业主要营收来自信号链类产品或电源管理类产品，在信号链或电源管理领域能提供套片的综合供应商，且技术上有一定优势。
大而全的平台型百货商店：在电源管理和信号链均占有重要地位，产品目录非常广泛，可以提供电源管理配套信号链的完整解决方案。
图表：模拟厂商分类与成长路径
资料来源：中金公司研究部
国内模拟芯片公司的成长通常可分为三个阶段：
第一步，专注于某一类产品。公司初期资源相对有限，使用Fabless模式运营。考虑到创始人通常有特定产品的背景，公司可以替代国际龙头相应细分产品，获得企业发展的第一桶金，得到“根据地”。
第二步，扩充产品线、补齐产品品类。国外模拟龙头都有较为丰富的产品目录，因此部分初创公司在第一阶段于细分领域胜出后，通常会将收益持续投入研发，快速扩充产品线，考虑到模拟芯片重视know-how及产品研发周期，部分厂商会选择内生和外延协同发展逐步建立起产品目录护城河。
第三步，持续切入高端产品。高端产品通常毛利较高，因此产品目录壁垒之外，公司需要持续加大研发投入，提升团队技术水平，打入国际大厂垄断的高端产品领域，建立技术的护城河。
总体来说，我们认为国内模拟芯片行业方兴未艾，市场空间广阔，国内厂商有望把握蓬勃发展机遇。和国际龙头规模对比，产品目录、营收、人员等角度来看国内公司仍有较大的成长空间。考虑到行业属性，模拟芯片或许较难产生全球垄断型龙头，但考虑到行业百花齐放、各美其美的特性，我们认为国内各细分领域都有望出现把握自身优势、有竞争力的公司。与海外厂商相比，国内厂商有较大的成长和并购整合空间，我们认为，未来并购整合、内生外延发展并重或为中国模拟龙头企业成长的重要途经。
文章来源：中金点睛
