之前文章主要讲了逻辑芯片、存储芯片和MCU的深度逻辑,今天我们接着讲模拟芯片,新关注的小伙伴建议看一下前面文章,这样有助于更好地理解芯片行业。
半导体产业链可大致分为IC设计、IC制造(晶圆制造)与封装测试三大环节。
我前面讲的逻辑芯片和存储芯片以及今天讲的模拟芯片都属于上图中的IC设计环节。
当前, 半导体芯片行业主要有三种运作模式,分别有IDM(虚拟IDM)、Fabless和Foundry模式。
主要特点:覆盖了芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身,就像光伏产业链一体化的企业一样。
主要优势:设计、制造、封装测试等环节协同优化,有助于充分发掘技术潜力,能有条件率先实验并推行新的半导体技术(如FinFet)。
这类企业主要有:三星、德州仪器(TI)、英特尔等半导体国际巨头,国内的企业有闻泰科技、华润微、扬杰科技等。
主要优势:资产较轻,初始规模小,创业难度相对较小,企业运行费用较低,转型相对灵活。
主要劣势:与IDM相比无法与工艺协同优化,因此难以完成指标严苛的设计,与Foundry相比需要承担各种市场风险,一旦失误可能风险很高。
这类企业主要有:联发科(MTK)、博通(Broadcom)等企业,国内的企业有华为海思、兆易创新、紫光国微、北京君正、韦尔股份、卓胜微、汇顶科技等。
主要特点:仅负责晶圆制造环节,不负责芯片设计,可以同时为多家IC设计公司提供晶圆代工服务,通俗点讲就是代工厂,最典型的就是台积电。
主要劣势:规模较大,维持生产线正常运作费用较高,需要持续投入维持工艺水平,一旦落后追赶难度较大。
这类企业主要有:SMIC、UMC、Global Foundry等国外企业,国内的企业有长电科技、华天科技、通富微电等。
虚拟IDM模式是指IC设计厂商在专注设计环节的同时,也拥有专有工艺技术,借助代工厂的产线进行晶圆制造工艺的开发和优化。
相较于IDM模式,虚拟IDM模式少了晶圆制造环节,减轻了企业初始进入成本;
相较于Fabless模式,多了自有的制作工艺,可以更好地进行产品定制化开发,优化产品性能和降低成本等优势。
虽然全球芯片市场的增量空间不是那么大,但是中国国内芯片市场的增量空间却很大,因为我国绝大多数芯片急需进口替代。
所以,国产替代的逻辑还在,卡脖子问题尚未解决,半导体板块就会一直有反复炒作的行情。
同时,由于半导体行业具有明显的周期性(当前就处于下行周期),所以我们该行业也需要做波段操作,并且配置的仓位也不宜过重。
根据SIA的数据,全球半导体销售额从1977年的35.5亿美元增长到2021年的5559亿美元,近十年的年均复合增速为6.4%。
中国半导体销售额从2015年的986亿美元增长到2021年的1925亿美元,占全球销售额的34.6%。
世界半导体贸易统计组织(WSTS)将所有半导体按照结构功能划分为集成电路、分立器件、光电子器件与传感器四大类。
按照2021年全球销售额来计算的线亿美元,占比分别为83.3%、7.8%、5.5%、3.4%。
集成电路又分为模拟芯片和数字芯片,其中数字芯片包括逻辑芯片、存储芯片和微处理器。
2021年集成电路中逻辑芯片、存储芯片、微处理器、模拟芯片的销售额分别为1548、1538、802、741 亿美元。
因为集成电路四个模块内容太多,限于篇幅,我计划用4篇文章来分别阐述,今天是第三篇。
模拟芯片指由电阻、电容、晶体管组成,用于处理连续形式信号(如声音、光、温度等)的集成电路,是连接物理世界与数字世界的桥梁。
大致原理:自然界的真实信号通过传感器提取后变为模拟信号,模拟信号需要经由模拟芯片处理后才能被数字芯片使用。
根据功能划分,可分为电源管理芯片、信号链芯片、射频芯片,其中电源管理芯片和信号链芯片占据超七成的市场份额(注:射频芯片不在本文讨论范围)。
电源管理芯片:是模拟芯片最大的细分市场,几乎存在于所有的电子产品和设备中,负责所需电能的变换、分配、检测和管理,是电能供应中枢和纽带。
信号链芯片:是连接物理世界和数字世界的桥梁,负责对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等,产品主要包括线性产品(放大器和比较器等)、ADC/DAC转换器产品、接口产品三大类。
作为处理外界信号的第一关,从全球模拟芯片终端应用领域看,其广泛应用于无线通信、汽车、工业、消费电子、电脑等领域,下游应用市场分布广泛又复杂。
2021年全球模拟芯片市场规模达到741.31亿美元,据IC insights最新预计,2022年全球模拟IC总销售额将达到832亿美元,同比增长约12%。
其中,2022年通用模拟芯片和专用模拟芯片的市场规模分别为329.17亿美元和502.96亿美元,占比分别为39.56%和60.44%。
专用模拟芯片市场:按照下游应用领域可分为通讯、汽车、工业及其他、消费、计算,其中通讯和汽车占据了80%的市场份额。
通用模拟芯片市场:按功能分为信号链和电源管理,电源管理芯片占60%以上份额。
按照WSTS的分类,信号链模拟芯片可以归类为以放大器和比较器为代表的线性产品、以ADC和DAC为代表的转换器产品及各类接口产品。
其中,ADC/DAC转换器为模拟芯片中难度最大,高速、高精度ADC被誉为模拟行业“皇冠上的明珠”,存在极高的设计和制造壁垒。
按照 IC Insights 的预测,2022年在通用模拟芯片市场中,放大器&比较器、接口芯片、转换器和电源管理芯片的占比分别为13.61%、9.20%、12.77%和64.41%。
我国是全球模拟芯片最大的下游市场,占全球市场比重的36%,替代空间广阔。
随着新技术和产业政策的双轮驱动,未来中国模拟芯片市场将迎来发展机遇,预计到2025年中国模拟芯片市场将增长至3339.5亿元,年复合增长率约5.9%。
全球模拟芯片竞争格局相对分散,呈现“一超多强”的局面,2021年全球前十大模拟芯片公司合计市占率为68.3%。
其中,排名第一的是TI(德州仪器)市占率为19%,ADI位居第二,市占率为12.7%。此外,英飞凌、ST、Qorvo、NXP等均取得5%以上的市场份额。
模拟IC行业的主要特点是生命周期长、品类多且复杂、设计难度高、人才稀缺、下游应用广泛。
目前国内大多数模拟芯片厂商都以电源管理芯片为主,而专注于信号链器件的公司还不多。
这主要是由于微弱信号、高频信号处理技术门槛高,国内在信号链产品进口替代尚处于起步阶段。
在电源管理领域:以圣邦股份为龙头,思瑞浦、艾为电子、上海贝岭、富满微、晶丰明源、芯朋微、明微电子、力芯微、芯海科技、必易微、臻镭科技、希荻微、英集芯、杰华特(刚上市)等。
在信号链领域:以思瑞浦为龙头,圣邦股份、帝奥微、艾为电子、上海贝岭、纳芯微、芯海科技、杰华特(刚上市)等。
注:备注一栏本来是打算罗列每家产品的应用领域,但鉴于实在太过庞杂就没做细分了,以后有机会在重新弄一下,如果有粉丝愿意帮忙,我将感激不尽。
在生产工艺方面:目前,全球前十大模拟芯片企业普遍采用的是IDM模式或者虚拟IDM模式,能够更好地进行设计工艺协同优化,加快产品迭代。
而国内,除了刚上市的杰华特采用的是虚拟IDM模式,其他的模拟芯片企业全部都是Fabless模式。
一方面,消费电子、智能家居的电源管理芯片毛利大约为40%,电动汽车、工业控制领域的电源管理芯片大约为60%。
另一方面,电压越高,电流越大,设计难度越大,目前国产替代的主要领域在消费电子。
鉴于模拟芯片涉及的公司太多,也太复杂,本文仅以电源管理芯片龙头圣邦股份和信号链龙头思瑞浦为例,简单对比,感兴趣的小伙伴可以自己梳理一下其他相关公司的产品信息。
2021年在电子所有细分板块中,模拟芯片设计毛利率位居所有细分行业第一,达到49.11%,远高于第二名的半导体设备40.41%和第三名的数字芯片设计的38.32%。
从净利率上,模拟芯片设计依旧在所有电子细分板块中排名第一,2021年模拟芯片设计净利率为28.89%。
由于信号链产品在通讯及工业领域应用较多,国内公司电源管理产品主要应用于消费电子等领域;
因此从整体上看,信号链产品毛利率高于电源管理产品,其中,臻镭科技毛利率最高,主要是因为其客户面向军品所致。
从模拟芯片下游应用领域占比来看,80%以上的市场份额集中在通信、汽车、工业领域,而国内企业大多集中在中低端消费领域。
上图为国内主要公司下游应用占比,其中,思瑞浦90%的产品集中在通信和工业领域,而圣邦股份、艾为电子等企业大多集中在消费领域。
2021年圣邦股份的信号链产品毛利率为60.77%,电源管理芯片产品毛利率为53.03%;
2021年思瑞浦的信号链芯片产品毛利率为63.48%,电源管理芯片产品毛利率为50.37%。
其中,在信号链线性产品(放大器和比较器)领域,思瑞浦位列全球12,亚洲地区第9名。
其他的譬如:刚上市的杰华特,采取虚拟IDM模式,臻镭科技面向军用领域,芯海科技产品主要集中在信号链领域的ADC,帝奥威信号链和电源管理均衡发展,纳芯微是国内细分领域隔离芯片龙头,这几家有特色的企业都值得细细研究。
PS:本来模拟芯片这篇文章也是打算写成万字长文的,但鉴于相关上市公司太多了,实在是精力有限,难以在一篇文章将每家公司的优劣点表述清楚。
所以最终也是删删减减,就写了模拟芯片行业的现状,对模拟芯片板块感兴趣的小伙伴可以自己细细挖掘一下我文章中提到的18家上市公司。
单纯就目前公司市值角度来看,只有圣邦股份最高600多亿,其他的如思瑞浦、纳芯微在300多亿,再者就是刚上市的虚拟IDM模式的杰华特200多亿,其他的多为100亿和50亿档次的梯队。
作为一个门外汉,很难有自信说最终国内哪家公司会在未来的市场中大放光彩,我个人还是倾向于强者恒强,要投就投龙头--圣邦股份和思瑞浦,相对而言确定性更高一点。
但如果论未来潜力最大的黑马是谁,我不敢断言。我相信在这一批50-100亿的公司当中,肯定有个别黑马脱颖而出,未来会涌现一些十倍的大牛股,成长为500亿甚至千亿市值的公司,毕竟模拟芯片行业赛道广阔,足够这些企业成长。
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