規模超千億！掘金工業級模擬芯片國產替代機會

經過多年積淀及發展，國內芯片產業生態發展逐漸完善，但模擬行業尚存在巨大進口替代空間。近期工控領域缺芯漲價尤顯突出，國內模擬廠商在供應鏈替代需求疊加歷史性芯片缺貨大背景下，有望更進一步拓寬工業領域技術及產品邊界。

 

模擬迎來黃金機遇期，工業市場需求潛力較大

從市場規模看，2021年模擬芯片行業實現了大幅躍升。根據梳理，2021年全球模擬芯片市場規模達到 739.14億美元，同比增長30%。從近十年來的發展來看，模擬芯片占整體半導體市場規模比重一直維持在13%左右，相對比較穩定。

2013-2021年全球模擬芯片市場規模及占比情況

資料來源：Wind、芯八哥整理

從模擬芯片市場份額看，包括TI（德州儀器）、ADI（亞德諾）、Skyworks（思佳訊）、Infineon（英飛凌）、ST（意法半導體）等TOP10企業占比68%，近十年除了發生并購的之外，市場排名變化很小，集中化趨勢凸顯。

2021年全球TOP10模擬廠商及占比

排名	公司	歸屬	2020年營收（百萬美元）	2021年營收（百萬美元）	同比增長	市場占比	核心應用
1	TI	美國	10886	14050	29%	19%	工業、汽車、電子
2	ADI	美國	7722	9355	21%	13%	工業、通信、電子
3	Skyworks	美國	3970	5910	49%	8%	電子、通信
4	Infineon	德國	3820	4800	26%	7%	汽車、電子
5	ST	瑞士	3259	3906	20%	5%	工業、電子、汽車
6	Qorvo	美國	3182	3875	22%	5%	電子
7	NXP	荷蘭	2466	3457	40%	5%	汽車、電子
8	ONSemi	美國	1606	2115	32%	3%	汽車、電子
9	Microchip	美國	1520	1839	21%	3%	通信、汽車、電子
10	Renesas	日本	890	1110	25%	2%	汽車、電子

注：各企業主要統計其模擬類產品營收

資料來源：IC insights、芯八哥整理

從下游應用占比來看，通信領域應用占比最大，汽車領域近年來發展較快，消費電子領域略有下滑。工業領域多年來維持在21%左右，年需求規模超過市場占比較為穩定，在工業4.0的浪潮下，未來在傳感、電源管理、連接、信號處理等多種模擬芯片需求潛力巨大。

全球模擬芯片市場應用占比情況

資料來源：Wind、芯八哥整理

 

中國工業模擬芯片主要被歐美企業壟斷，自給率較低

中國作為全球模擬芯片第一大市場，雖然近年來在工業市場上自給率有所提升，但主要市場仍舊被歐美企業壟斷，自給率偏低，2021年約10%，遠低于整體模擬市場14%的水平。

中國工業領域模擬芯片自給率情況

資料來源：Wind、芯八哥整理

從工業模擬產品市場競爭格局來看，第一梯隊仍然是以TI、ADI及ST等為代表的歐美企業，部分國內企業通過近年競爭力提升進入第二梯隊，但整體競爭力相比第一梯隊仍有差距，以其中的電源管理芯片為例，國內前十的企業合計市場份額占比不到8%。

近年來，TI、ADI等國際大廠戰略重心在向工業、汽車領域傾斜，為國內以圣邦微、思瑞浦及上海貝嶺等以消費電子為切入點的企業提供了一定的生存空間，并逐漸在工控領域不斷加強布局。

隨著中美貿易摩擦加劇，2022年最新版的《瓦森納協定》對于中國高端芯片產品的出口進一步加強了限制，在汽車及工業等模擬產品領域，如高端ADC和DAC等精度高于16bit、采樣率高于 65MSPS 的都被限制出口。

《瓦森納協定》對于高端ADC出口限制范圍

資料來源：《瓦森納協定》、芯八哥整理

為確保國內供應鏈安全，逐步實現工業等高端應用模擬產品國產替代勢在必行。那么，國內目前主要的工業模擬企業主要有哪些呢？

國內外工業級模擬廠商對比，國產替代任重道遠

根據梳理，目前全球工業模擬產品主要市場份額集中在TI、ADI及ST等一線模擬大廠，均采用IDM 模式，覆蓋面基本包含信號鏈和電源鏈各個細分環節，以TI為例，模擬產品型號數量超過8萬多款，其中工業領域核心產品就高達4萬以上。國內企業主要采取Fabless模式，包括圣邦股份、思瑞浦、貝嶺等領先企業在內，在產品覆蓋面及型號數量方面遠低于國外頭部廠商。

國內外工業級模擬廠商對比

資料來源：Wind、芯八哥整理

從國內企業重點發展及布局情況來看，在工業級信號鏈產品方面，圣邦股份和思瑞浦料號數、覆蓋面國內領先；工業級電源鏈產品方面，矽力杰、圣邦股份料號數、覆蓋面處于國內領先。具體而言，圣邦股份和思瑞浦兼顧信號鏈和電源鏈，是國內工業級模擬產品主要的生產企業，芯朋微等具備電源管理產品種某些品類，應用相對有限；晶豐明源主打電源管理中的LED驅動產品，目前逐漸布局ADC等其他品類，在工業級模擬產品領域發展較快。芯海科技等作為新興企業代表，重點圍繞ADC相關產品進行布局。

國內工業模擬產品重點企業情況

資料來源：Wind、芯八哥整理

以目前重點攻關的ADC產品為例，圣邦、貝嶺和思瑞浦等三大國產模擬芯片廠商側重點各有不同。貝嶺ADC采樣速度最快，主要針對導航、醫療成像等領域；而圣邦股份 ADC采樣精度最高，主要圍繞對速度要求低的消費電子領域，思瑞浦則針對工控專門做了優化。

國內領先模數轉換廠商對比

資料來源：貝嶺、圣邦、思瑞浦

放大器產品方面，圣邦的高速運放SGM806x系列可以做到最高帶寬500MHz，并且該系列壓擺率在420V/us也處在較高水平，尤其在在低壓應用領域，性能與ADI等大廠差距不大。

圣邦微與ADI高速運放性能指標對比

資料來源：圣邦微、ADI、芯八哥整理

今年以來，以TI、ADI等為代表的工業級模擬廠商交期大幅延長，反映出行業供貨緊缺局面，而行業缺貨是國產芯片完成替代的重要契機。同時，國內包括華虹、中芯國際等主要模擬代工廠新增代工產能的釋放、BCD工藝良率不斷提升，為圣邦、思瑞浦等Fabless企業提供了良好的發展機遇。

國內工業模擬產品重點國產替代企業一覽

資料來源：芯八哥整理

寫在最后

當前，工業4.0及疫情加速了工廠智能化、自動化進程，未來工廠自動化、機器人等相關應用的提速，對于傳感器、數模信號轉換及電源管理等需求將快速提升，國內領先布局企業有望迎來發展先機。