经过多年积淀及发展，国内芯片产业生态发展逐渐完善，但模拟行业尚存在巨大进口替代空间。近期工控领域缺芯涨价尤显突出，国内模拟厂商在供应链替代需求叠加历史性芯片缺货大背景下，有望更进一步拓宽工业领域技术及产品边界。
模拟迎来黄金机遇期，工业市场需求潜力较大
从市场规模看，2021年模拟芯片行业实现了大幅跃升。根据梳理，2021年全球模拟芯片市场规模达到 739.14亿美元，同比增长30%。从近十年来的发展来看，模拟芯片占整体半导体市场规模比重一直维持在13%左右，相对比较稳定。
2013-2021年全球模拟芯片市场规模及占比情况
资料来源：Wind、芯八哥整理
从模拟芯片市场份额看，包括TI（德州仪器）、ADI（亚德诺）、Skyworks（思佳讯）、Infineon（英飞凌）、ST（意法半导体）等TOP10企业占比68%，近十年除了发生并购的之外，市场排名变化很小，集中化趋势凸显。
2021年全球TOP10模拟厂商及占比
排名 | 公司 | 归属 | 2020年营收（百万美元） | 2021年营收（百万美元） | 同比增长 | 市场占比 | 核心应用 |
1 | TI | 美国 | 10886 | 14050 | 29% | 19% | 工业、汽车、电子 |
2 | ADI | 美国 | 7722 | 9355 | 21% | 13% | 工业、通信、电子 |
3 | Skyworks | 美国 | 3970 | 5910 | 49% | 8% | 电子、通信 |
4 | Infineon | 德国 | 3820 | 4800 | 26% | 7% | 汽车、电子 |
5 | ST | 瑞士 | 3259 | 3906 | 20% | 5% | 工业、电子、汽车 |
6 | Qorvo | 美国 | 3182 | 3875 | 22% | 5% | 电子 |
7 | NXP | 荷兰 | 2466 | 3457 | 40% | 5% | 汽车、电子 |
8 | ONSemi | 美国 | 1606 | 2115 | 32% | 3% | 汽车、电子 |
9 | Microchip | 美国 | 1520 | 1839 | 21% | 3% | 通信、汽车、电子 |
10 | Renesas | 日本 | 890 | 1110 | 25% | 2% | 汽车、电子 |
注：各企业主要统计其模拟类产品营收
资料来源：IC insights、芯八哥整理
从下游应用占比来看，通信领域应用占比最大，汽车领域近年来发展较快，消费电子领域略有下滑。工业领域多年来维持在21%左右，年需求规模超过市场占比较为稳定，在工业4.0的浪潮下，未来在传感、电源管理、连接、信号处理等多种模拟芯片需求潜力巨大。
全球模拟芯片市场应用占比情况
资料来源：Wind、芯八哥整理
中国工业模拟芯片主要被欧美企业垄断，自给率较低
中国作为全球模拟芯片第一大市场，虽然近年来在工业市场上自给率有所提升，但主要市场仍旧被欧美企业垄断，自给率偏低，2021年约10%，远低于整体模拟市场14%的水平。
中国工业领域模拟芯片自给率情况
资料来源：Wind、芯八哥整理
从工业模拟产品市场竞争格局来看，第一梯队仍然是以TI、ADI及ST等为代表的欧美企业，部分国内企业通过近年竞争力提升进入第二梯队，但整体竞争力相比第一梯队仍有差距，以其中的电源管理芯片为例，国内前十的企业合计市场份额占比不到8%。
近年来，TI、ADI等国际大厂战略重心在向工业、汽车领域倾斜，为国内以圣邦微、思瑞浦及上海贝岭等以消费电子为切入点的企业提供了一定的生存空间，并逐渐在工控领域不断加强布局。
随着中美贸易摩擦加剧，2022年最新版的《瓦森纳协定》对于中国高端芯片产品的出口进一步加强了限制，在汽车及工业等模拟产品领域，如高端ADC和DAC等精度高于16bit、采样率高于 65MSPS 的都被限制出口。
《瓦森纳协定》对于高端ADC出口限制范围
资料来源：《瓦森纳协定》、芯八哥整理
为确保国内供应链安全，逐步实现工业等高端应用模拟产品国产替代势在必行。那么，国内目前主要的工业模拟企业主要有哪些呢？
国内外工业级模拟厂商对比，国产替代任重道远
根据梳理，目前全球工业模拟产品主要市场份额集中在TI、ADI及ST等一线模拟大厂，均采用IDM 模式，覆盖面基本包含信号链和电源链各个细分环节，以TI为例，模拟产品型号数量超过8万多款，其中工业领域核心产品就高达4万以上。国内企业主要采取Fabless模式，包括圣邦股份、思瑞浦、贝岭等领先企业在内，在产品覆盖面及型号数量方面远低于国外头部厂商。
国内外工业级模拟厂商对比
资料来源：Wind、芯八哥整理
从国内企业重点发展及布局情况来看，在工业级信号链产品方面，圣邦股份和思瑞浦料号数、覆盖面国内领先；工业级电源链产品方面，矽力杰、圣邦股份料号数、覆盖面处于国内领先。具体而言，圣邦股份和思瑞浦兼顾信号链和电源链，是国内工业级模拟产品主要的生产企业，芯朋微等具备电源管理产品种某些品类，应用相对有限；晶丰明源主打电源管理中的LED驱动产品，目前逐渐布局ADC等其他品类，在工业级模拟产品领域发展较快。芯海科技等作为新兴企业代表，重点围绕ADC相关产品进行布局。
国内工业模拟产品重点企业情况
资料来源：Wind、芯八哥整理
以目前重点攻关的ADC产品为例，圣邦、贝岭和思瑞浦等三大国产模拟芯片厂商侧重点各有不同。贝岭ADC采样速度最快，主要针对导航、医疗成像等领域；而圣邦股份 ADC采样精度最高，主要围绕对速度要求低的消费电子领域，思瑞浦则针对工控专门做了优化。
国内领先模数转换厂商对比
资料来源：贝岭、圣邦、思瑞浦
放大器产品方面，圣邦的高速运放SGM806x系列可以做到最高带宽500MHz，并且该系列压摆率在420V/us也处在较高水平，尤其在在低压应用领域，性能与ADI等大厂差距不大。
圣邦微与ADI高速运放性能指标对比
资料来源：圣邦微、ADI、芯八哥整理
今年以来，以TI、ADI等为代表的工业级模拟厂商交期大幅延长，反映出行业供货紧缺局面，而行业缺货是国产芯片完成替代的重要契机。同时，国内包括华虹、中芯国际等主要模拟代工厂新增代工产能的释放、BCD工艺良率不断提升，为圣邦、思瑞浦等Fabless企业提供了良好的发展机遇。
国内工业模拟产品重点国产替代企业一览
资料来源：芯八哥整理
写在最后
当前，工业4.0及疫情加速了工厂智能化、自动化进程，未来工厂自动化、机器人等相关应用的提速，对于传感器、数模信号转换及电源管理等需求将快速提升，国内领先布局企业有望迎来发展先机。
