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1、集成型数据转换器产业发展前景预测与投资战略规划一、 模拟集成电路行业概况模拟集成电路一般分为信号链产品和电源管理产品。信号链产品和电源管理产品又有多种品类的产品，每一品类根据不同的终端产品应用又有不同的系列，因此模拟集成电路种类繁多。模拟集成电路下游客户以耐用可靠为主要需求，产品生命周期较长，最长可达10年以上。模拟集成电路主要追求的是产品的信噪比高、失真低、功耗低、可靠性高等，制程的缩小有时反而会导致性能的降低，目前模拟集成电路的主流工艺制程为018m和013m制程，比较先进的制程是65nm制程。模拟集成电路的性能考核标准在带宽、增益、面积、摆幅、噪声等多方面的折中。模拟集成电路设计的核心在
2、于电路设计，需要根据实际参数调整，要求设计工程师既要熟悉集成电路设计和晶圆制造的工艺流程，又要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性，对经验要求高，学习曲线在10-15年。与数字集成电路相比，模拟集成电路的制程要求较低，加之其拥有更长的生命周期，单款模拟集成电路的平均价格往往低于数字集成电路，但由于终端应用领域广，受单一产业景气度影响较低，价格波动较为稳定，且行业周期性较弱。二、 信号链芯片：受益于新技术和下游应用，规模稳步增长信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁。完整信号链的工作过程为：从传感器探测到真实世界实际信号，如电磁波、声音、图像、温度、光信号等，并将这些自然信号转化成模拟的电信号，通过
3、放大器进行放大，然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号，经过MCU或CPU或DSP等处理后，再经由DAC还原为模拟信号。信号链是电子设备实现感知和控制的基础，是电子产品智能化、智慧化的基础。受益于较长的生命周期和较分散的应用场景，信号链模拟芯片市场发展态势良好，行业规模稳步增长。信号链模拟芯片随下游发展一同演进，朝小型化、低功耗和高性能方向发展。ICInsights的报告显示，全球信号链模拟芯片的市场规模将从2016年的84亿美金增长至2023年的118亿美金，16-23年复合增长率约5%。其中，放大器和比较器、转换器产品是市场规模占比最高的两类，合计约占信号链模拟芯片市场规模的75%。三、
4、多因素驱动模拟芯片市场成长全球集成电路市场规模持续扩大，中国市场发展快速。根据Frost&Sullivan统计，2020年全球集成电路市场规模为3，546亿美元，伴随着以新能源汽车、5G、AIoT和云计算为代表的新技术的推广，集成电路产业将会迎来进一步发展，预计2025年将达到4，750亿美元，复合增长率约为6%。2020年中国集成电路行业市场规模为8，928亿元，同比增长18%。随着消费电子、汽车电子、工业控制、医疗电子等市场需求的不断提升，中国集成电路行业发展快速，未来五年将以16%的年复合增长率增长，至2025年市场规模将达到18，932亿元。模拟芯片全球市场规模稳步扩张，中国为其最主要
5、的消费市场。因其使用周期长的特性，模拟芯片市场增速表现与数字芯片略有不同。根据Frost&Sullivan统计，2021年全球模拟芯片行业市场规模约586亿美元，中国市场规模约2731亿元，占比七成左右，中国为全球最主要的消费市场，且增速高于全球模拟芯片市场整体增速。预计2025年中国模拟芯片市场规模将增长至3340亿元，20-25年复合增长率为6%。模拟芯片下游各细分市场快速扩大，通信市场规模最大，通信、汽车占比进一步提升。根据ICInsights统计，专用模拟芯片的下游市场主要包含通信、汽车、工业、计算机、消费电子等领域。通信是专用模拟芯片最重要的下游市场，包含手机、网络及通讯设备等，20
6、22年全球市场规模为262亿美元，占整个模拟芯片市场的32%。汽车是专用模拟芯片增速最快的下游市场，22年增速为17%，2022年市场规模为137亿美元，位居第二。四、 集成电路设计行业概况（一）全球集成电路设计行业发展概况从集成电路产业链整体看，集成电路设计领域处于产业上游，具有轻资产的特征，毛利率较高，且具有较高的技术壁垒，需要投入大量高端专业人才，以及长时间的技术积累和经验沉淀。集成电路设计行业的发展情况受下游市场需求的驱动较为明显，近年来，随着全球集成电路产业的快速发展，全球集成电路设计行业总体呈现增长态势。根据ICInsights数据显示，全球集成电路设计产业销售额从2013年的79
7、2亿美元增长至2021年的1，777亿美元，年均复合增长率约为1063%。目前，全球集成电路设计市场较为集中。据ICInsight统计，2021年全球Fabless模式芯片设计企业的总销售额占全球半导体市场总销售额的348%。其中，从地区分布来看，销售额排名前三的依次为美国、中国台湾及中国大陆，销售额占比分别为68%、21%及9%，而IDM模式芯片企业销售额排名前三的依次为美国、韩国和欧洲，销售额占比分别为47%、33%和9%。总体看来，美国在全球芯片设计行业仍处于主导地位。（二）中国集成电路设计行业发展概况我国的集成电路设计产业虽起步较晚，但在宏观经济稳步增长、下游市场持续拉动以及政策扶持不
8、断加码等有利因素的驱动下，已成为全球集成电路设计行业市场增长的主要驱动力。从产业规模来看，我国集成电路设计行业始终保持着持续快速发展的态势，销售额从2013年的8088亿元增长至2021年的4，519亿元，年均复合增长率约为2399%。随着集成电路设计行业的发展，我国IC设计企业的数量逐年增加，根据中国半导体行业协会集成电路设计分会的公开数据，截至2021年12月，我国IC设计企业数量为2，810家，较2020年增长2669%，同时国内大陆也涌现出一批技术水平较高、本土化程度高、专注于细分市场领域的优质IC设计企业，圣邦股份、紫光展锐等设计企业已具备国际竞争力。未来，随着产业政策、下游市场的持
9、续向好，我国集成电路设计行业的市场规模有望进一步扩大。从产业结构来看，随着我国集成电路产业的发展，IC设计、IC制造和封装测试三个子行业的格局正在不断变化，我国集成电路产业链的结构也在不断优化。根据中国半导体行业协会数据，2013年-2016年，我国集成电路设计行业的市场规模在行业中的占比从3224%增长至3793%，于2016年首次超过封装测试行业，成为市场规模占比最高的细分领域。2021年，我国集成电路设计行业的市场规模为4，519亿元，占集成电路产业整体市场规模的比例提高至4321%，产业链结构进一步优化。五、 模拟芯片：集成电路的重要部分模拟芯片负责处理连续的模拟信号。半导体市场主要包
10、括集成电路（即芯片）、分立器件、光电子器件、传感器等四大类产品，其中集成电路市场占比最大。集成电路按其功能通常可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路主要是指在现实世界与物理世界之间，由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起，用来产生、放大和处理连续函数形式的模拟信号（如声音、光线、温度等）；数字集成电路是对离散的数字信号（如用0和1两个逻辑电平来表示的二进制码）进行算术和逻辑运算的集成电路。模拟芯片是电子系统中不可或缺的部分。与数字集成电路相比，模拟集成电路应用领域繁杂、生命周期长、人才培养时间长、价低但稳定。模拟芯片可广泛应用于消费类电子、通讯设备、工业控制、医疗仪器、汽
11、车电子等领域，以及物联网、新能源、智能穿戴、人工智能、智能家居、智能制造、5G通讯等各类新兴电子产品领域。模拟芯片人才培养周期长，经验依赖提升技术壁垒。模拟集成电路设计主要是通过有经验的设计人员进行晶体管级的电路设计和相应的版图设计与仿真，需要额外考虑噪声、匹配、干扰等诸多因素，要求其设计者既要熟悉集成电路设计和晶圆制造的工艺流程，又需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性。而数字集成电路设计大部分是通过使用硬件描述语言以基本逻辑门电路为单位在EDA软件的协助下自动综合产生，布图布线也是借助EDA软件自动生成。与数字集成电路相比，模拟芯片设计自动化程度低，加上辅助设计工具少、测试周期长等原因，模
12、拟电路设计更依赖于人工设计，对工程师的经验要求也更高，培养一名优秀的模拟集成电路设计师往往需要10年甚至更长的时间。按定制化程度，模拟芯片可分为通用模拟芯片和专用模拟芯片。通用型模拟芯片，也叫标准型模拟芯片，属于标准化产品，适用于多类电子系统，其设计性能参数不会特定适配于某类应用，可用于不同产品中。专用型模拟芯片根据专用的应用场景进行设计，一般集成了数字和模拟IC，复杂度和集成程度更高，有的时候也叫混合信号IC。根据ICInsights，2022年全球通用模拟芯片和专用模拟芯片占比分别为40%和60%。电源管理和信号链芯片是模拟芯片的重要组成部分。广义模拟芯片市场包含信号链、电源管理和射频三大
13、类。其中，电源管理芯片主要是指管理电池与电能的电路，包括充电管理芯片、转换器产品、充电保护芯片、无线充电芯片、驱动芯片等；信号链芯片主要是指用于处理信号的电路，包括线性产品、转换器产品、接口产品等。六、 集成电路行业基本情况集成电路是采用特定的制造工艺，将晶体管、电容、电阻和电感等元件以及布线互连，制作在若干块半导体晶片或者介质基片上，进而封装在一个管壳内，成为具有某种电路功能的微型电子器件。相对于传统的分立电路，集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性强、性能好、成本低、能耗较小、故障率低、便于大规模生产等优点，并在各领域得到广泛的应用。集成电路产业作为信息技术产业群的基
14、础和核心，已成为关系国民经济和社会发展的的战略性、基础性和先导性产业，是转变经济发展方式、调整产业结构、保障国家安全的重要支撑，也是培育和发展战略性新兴产业、推动信息化与工业在集成电路技术进步基础上的全球信息化、网络化和知识经济浪潮，进一步提高了集成电路产业的地位。（一）集成电路的分类模拟集成电路是主要用来产生、放大和处理连续性的声、光、电、电磁波、速度、温度和湿度等自然模拟信号的集成电路；数字集成电路主要用来运算、存储、传输、转换和处理离散的数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号，如电学1和0信号）的集成电路。与数字集成电路相比，模拟集成电路具有设计门槛高、产品种类复杂、工艺制程要求低和
15、生命周期长等特点。（二）集成电路产业链集成电路产业链包括集成电路设计、制造、封装测试等环节，各环节均具有独特的技术体系及特点，现已分别发展成独立、成熟的子行业。集成电路设计处于集成电路产业链的前端，是根据终端产品市场的需求设计开发各类芯片产品，通过架构设计、电路设计和物理设计，将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的设计版图，集成电路设计是后续集成电路制造环节的基础，其设计水平的高低直接决定了芯片的功能、性能及成本。集成电路制造是通过版图文件生产掩膜，并通过氧化、光刻、掺杂、溅射、刻蚀等制造工艺过程，将掩膜上的电路图形复制到晶圆基片上，从而在晶圆基片上形成具备特定功能的集成电路，其技术含量高、
16、工艺复杂，在芯片生产过程中处于至关重要的地位。集成电路封装是将加工完成后的晶圆切割、焊线、封装，保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤，增强芯片的散热性能，实现电气连接，确保电路正常工作；集成电路测试主要是对封装完毕的芯片产品的功能、电参数和性能进行测试，以筛选出不合格的产品，并通过测试结果来发现芯片设计、制造及封装过程中的质量缺陷，测试合格后，芯片成品即可使用。七、 国内模拟集成电路产业发展概况根据统计数据，2012-2020年期间，我国模拟集成电路行业市场规模由1，3685亿元增长至2，6666亿元，年均复合增长率达870%，明显高于同期全球复合增长率。此外，我国已成为全球模拟集成电路最大应用市场。近年来，我国模拟集成电路应用市场占全球市场份额不断扩大，占全球市场规模超过50%，国内模拟集成电路行业巨大的市场需求给了本土企业广阔的发展空间。目前，我国在5G商业应用领域处于领先地位，同时也在不断推动工
