模拟信号用一系列连续变化的电磁波或电压信号来表示信息内容，其幅度取值具有连续的特点；数字信号用离散信号表示信息内容，幅度的取值具有等距离散的特点。模拟芯片专门设计用于捕获、处理和传输连续性模拟信号，例如声音、温度和光线，而不同于数字信号的离散性。模拟芯片能够对实时变化的电压和电流信号进行广泛的处理，包括信号放大、滤波、调制等操作，为模拟信号的采集、处理和传输提供了关键支持。模拟电路是模拟芯片的基本构成元素，其组成部分主要包括电阻、电容、晶体管、二极管等元件，这些基本元件形成了模拟电路的构建块，它们根据具体应用的要求被组合和配置，以执行各种信号处理和控制任务。
3.模拟芯片和数字芯片的对比
模拟芯片是连接数字世界与现实世界的桥梁，产品具有较长的生命周期。模拟芯片可以把现实中的信号在通过传感器处理后的输出的电信号转化为模拟信号，并进一步的进行放大、滤波。与数字芯片相比，模拟芯片有很大不同：
（1）处理的信号不同
数字芯片是用来处理数字信号的，而模拟芯片是用来处理模拟信号的。数字信号是由0和1组成的二进制数，它可以在电子系统中进行存储、传输和运算。模拟信号是由连续变化的物理量表示的，它可以反映真实世界的信息，如声音、图像等。
（2）内部结构和工作原理不同
数字芯片主要由CMOS结构的晶体管组成，它们可以实现逻辑门、触发器、计数器等数字逻辑功能。模拟芯片主要由PN结构或其他特殊工艺的晶体管组成，它们可以实现放大器、滤波器、反馈电路等模拟电路功能。
（3）设计难度和要求不同
（4）生命周期不同
数字芯片的生命周期通常比模拟芯片短，数字芯片的生命周期只有1-2年，而TI表示模拟芯片的生命周期可长达10-15年，另外，从ADI收入的产品拆分来看，50%以上的收入由10年以上的产品贡献，因此一旦切入某个模拟芯片产品，该产品的收入贡献会长期且稳健。
4.模拟芯片细分品类众多，替代性较低
5.模拟芯片分类
模拟芯片工艺通常包括半导体基片、沟槽和井、氧化层、材料沉积和蚀刻、掺杂、金属层和测试和验证等。与数字芯片主要采用CMOS工艺不同，模拟芯片具有多种工艺选项，包括CMOS工艺以及Bipolar、DMOS、BiCMOS、BCD等其他工艺。CMOS工艺使用PMOS和NMOS晶体管，依赖电路结构获得参数匹配。Bipolar工艺使用双极晶体管构成模拟电路，通过精密的掺杂制程控制获得匹配性。DMOS工艺通过双重扩散制程使源极和漏极间隔很近，提高密度，用于构建驱动电路。BiCMOS工艺在同一芯片上集成BJT和CMOS器件，组成复杂混合信号电路。BCD工艺在一片硅基底上制作双极晶体管、CMOS和DMOS器件，可灵活搭配使用。
（2）按照定制化程度的情况，模拟芯片可以分为专用型芯片和通用型芯片
专用型芯片需要根据客户需求和特定系统设备对产品的参数、性能、尺寸的需求进行专门设计，因此定制化程度更高，相比于通用型芯片，专用型芯片往往具有设计壁垒高、毛利率更优等特点。在产品划分方面，专用型模拟芯片通常会依据下游应用领域以及产品进行细分；通用型芯片则为标准化产品，适配于各样的电子系统，生命周期更长。
（3）模拟芯片根据其功能和应用领域来分类，主要分为电源管理芯片和信号链芯片
信号链芯片能够高度集成、降低系统复杂度，它可采集各种信号类型，进行高精度、稳定的模数/数模转换，并实现数字滤波、信号增益等功能，具备灵活性和可扩展性，可根据需求定制和升级，其产品类别主要包括放大器、数模转换器、时钟器、定时器、比较器等。信号链芯片广泛应用于工业自动化、医疗设备和通信设备领域，提高控制和监测精度，为医疗诊断、通信质量和稳定性等提供支持。
（5）传感器本质也是将模拟的物理信号转换为可以量化的数字信号，如果可以集成到芯片大小，那这样的传感器也就是信号链产品的一种
我们以最广泛的CMOS芯片为例子，CMOS图像传感器采用CMOS工艺制程，集成像素传感单元、readout电路、模拟前端信号处理电路等模拟功能模块，在光电转换过程中实现光电转换与图像信号采集。最终，CMOS芯片将光信号转换为数字信号整理而成的电子图片，而视频则是众多图片信号的集成，最终光信号被记录在手机、电视、电脑、显示屏等多个电子终端设备上。由于CMOS规模较大，又通常具备较高的标准性，市场通常将CMOS芯片从广义的信号链产品中分离出来。
02
市场规模
1.国内模拟IC市场规模持续增长，国内模拟芯片行业百舸争流
国内模拟IC是全球模拟IC市场的主要参与者，持续稳步增长，国内模拟芯片行业百舸争流。据Frost&Sullivan数据，2023年中国模拟IC市场增长至3026.7亿元。随着越来越多模拟芯片优质公司上市，国内模拟芯片行业百舸争流。
2.全球模拟芯片行业市场：2023年整体需求疲软，2024年或将明显回暖
2023年全球半导体市场受到通胀和需求疲软影响，预计2024年将强劲复苏，长期趋势向好。WSTS预计2023年全球半导体市场规模预计将达到5150亿美元，降幅为10.3%。在全球市场中，2023年欧洲和日本预计将呈现增长态势，增长率分别为6.3%和1.2%。然而，其他地区则预计将面临衰退，美洲地区预计下降9.1%，亚太地区预计将下降15.1%。
受半导体市场整体影响，2023年模拟IC市场规模有所下降，伴随着市场逐渐回暖，未来模拟IC市场增长趋势明显。WSTS数据表明2023年模拟IC市场规模从2022年的889.8亿美元缩小至839.1亿美元。2024年模拟IC市场会随着半导体行业整体的回暖逐步确定增长趋势。
据MorderIntelligence预测，预计2024年全球模拟IC市场有望增长至912.6亿美元，2029年模拟IC市场有望增长至1296.9亿美元。其中亚太地区将成为市场最大的市场，也同时将成为增长速度最快的市场。
03
发展现状及竞争格局
1.全球模拟芯片行业竞争格局稳定且分散
目前全球模拟芯片行业竞争格局稳定且分散，头部企业较难取得垄断优势，CR5仅为52%。这主要是由于模拟芯片依靠工程师经验和技术，因而龙头公司在不同的行业和产品上都形成了独特的壁垒。此外，国际模拟巨头近年来加速向汽车、工业等高毛利的下游领域布局，也导致了竞争壁垒不断扩大。
2.国内模拟芯片产品类别与下游领域与海外龙头差距较大
3.模拟芯片行业有望迎来复苏
2022年以来，半导体行业进入下行区间，模拟芯片亦受到影响。加之海外巨头为了获取中国市场份额，启动了价格战，导致模拟芯片库存居高不下，价格也位于平均低位。不过随着AI产品创新、工业复苏以及国内厂商强劲的国产替代能力，目前海外巨头财报指引库存已恢复正常，行业正迎来复苏。
4.我国模拟芯片行业整体呈现出多而不强的特点
近年以来，国内半导体行业快速发展的同时，模拟芯片也取得了长足的进步。由于模拟芯片依赖工程师经验，制程要求不高，模拟芯片创业一度十分火热。来觅数据显示，全国模拟芯片企业数量超1,800家，多数成立于2018年之后。投融活动活跃的同时，模拟芯片资本市场表现也十分耀眼。自2019年以来，科创板共有26家模拟芯片公司，其中16家模拟芯片公司市值不超过50亿元。根据全球半导体贸易组织数据，2023年全球IC销售额中，模拟电路占比19%。而A股上市公司中模拟芯片公司营收占比27%，远超国际水平。相较海外，我国模拟芯片行业整体呈现出多而不强的特点。
5.国产替代正当时
04
商业模式
模拟芯片厂商的经营模式主要有三种：IDM模式、虚拟IDM模式和Fabless模式，国际大厂多为IDM模式，目前国内厂商大多采用Fabless模式。
1.IDM模式
2.虚拟IDM模式
虚拟IDM模式是利用第三方的产能和工艺，进行快速设计和制造。与传统IDM相比，少了晶圆代工的环节，与Fabless相比，多了封装测试和市场客户的环节。相比纯Fabless模式，这种模式具备一定成本优势，可以更好地切入高端产品市场。但与IDM模式相比，产能受制于人。
3.Fabless模式
Fabless模式仅负责设计，产能全部依赖外部代工厂。国内模拟芯片公司以灵活的fabless模式为主，该种模式下创业企业的开发成本更低，仅付出初期的设计开发费用便可交由后端的晶圆代工厂流片。这种模式在模拟芯片初期的国产替代中取得了巨大的发展，但模拟芯片企业后期进军高端和布局差异化赛道，必将逐步走向“虚拟IDM”和“IDM模式”。
05
海外龙头复盘启示
1.产品种类众多，工业、汽车为下游主要应用市场
TI产品线可以分为模拟（电源和信号链）、嵌入式处理器和其他三大部门。2023年，TI实现营业收入175.19亿美元；其中模拟部门收入占74%，嵌入式处理器占19%，其他部门占7%。TI的产品销售给超过100,000个客户，客户群多元化，超过40%的收入来自TI最大的100家以外的客户。
TI产品下游应用广泛，工业和汽车两个领域收入占比超过70%。按照下游应用分类，TI2023年的收入占比构成为：工业占40%、汽车占34%、个人电子设备占15%、通信设备占5%、企业级系统占4%、其他占2%。其中，2023年约75%的收入来自直接销售，25%的收入来自代理商等其他模式销售。
2023年，ADI的产品销售给超过125,000个客户，实现营业收入123.06亿美元；其中超过50%的收入来自工业领域，24%来自汽车领域。
2.顺应半导体发展周期，持续加大资本性支出以及研发
两大龙头企业的研发投入整体而言在不断加码。2013-2023年，TI的研发费用从15.22亿美元增加到18.63亿美元，ADI的研发费用也从2013年的5.13亿美元增加到了2023年的16.60美元，十年复合增长率为12.46%。
顺应半导体发展周期，不断进行研发与扩产。根据ADI对于过往半导体历程的总结与预测，每隔10-20年行业内都会发生一次技术变革，两大龙头企业在此期间不断地投入研发并持续进行资本性，结合并购策略，扩张产品线。
3.通过并购拓宽产品线，推动技术创新与知识产权的优化组合
2014年，ADI收购了射频厂商HittiteMicrowave，以扩大其在射频频谱、微波和毫米波技术方面的产品供应。该收购帮助ADI射频技术不再局限于6GHz以下，实现了从0到110GHzRF频段、微波频段、毫米波频段的全频段覆盖，拥有完整的射频产品解决方案。
4.海外龙头企业发展历程对于国内模拟芯片发展的启示
（1）持续研发投入，顺应行业发展周期
打破国际巨头的技术壁垒，需要持续投入研发资金，扩大研发团队，提升产品设计和创新能力。针对行业发展趋势进行有的放矢地研发。
（2）积极拓展产品线、加大资本性支出和进行品牌建设
可以采取并购的方式积极拓展产品线，加大资本性支出，在质量和技术性能得到提升的基础上，提升产能，拓展市场，树立品牌形象，提高市场份额。
（3）优化经营模式
国内模拟芯片公司可根据自身情况选择合适的经营模式，并持续优化以适应市场竞争和行业发展趋势。
06
产业链及下游情况
1.模拟芯片产业链梳理
模拟芯片产业链的上游包括半导体材料、晶圆制造和半导体设备等。其中，晶圆制造包括芯片制造、晶圆代工和封装测试；半导体设备包括光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等；半导体材料则是生产芯片不可或缺的晶圆、电子特气、湿化学品等。中游为模拟芯片的设计和销售，主要产品有电源管理芯片、信号链芯片等；下游则是模拟芯片的应用领域，涵盖通信、汽车电子、工业及消费电子等广泛行业。
2.下游情况
模拟芯片的下游市场分散且广泛，涉及通讯、汽车、工业、消费电子等诸多领域，其中，通讯（含智能手机）、工业和汽车占比较高，均超过20%。从增速来看，目前汽车类产品是模拟芯片贡献主要成长动能，根据中国电动汽车百人会数据显示，2020年全球单车模拟芯片价值量约150美元，到2027年，单车模拟芯片价值量将达到300美元，年复合增长率超过10%，电动化与智能化的发展使汽车成为模拟芯片潜力最大的下游应用。