半导体行业深度：模拟芯片公司如何穿越周期成长

复盘：德州仪器如何穿越周期成长？ 1）业务维度：过去20年里，德州仪器经历了四轮科技周期，第一轮周期中，TI从繁杂的大集团完成转型，布局DSP和模拟相关产品；第二轮周期中，TI通过OMAP处理器大放异彩；第三轮周期中，TI走上专注模拟之路；第四轮周期中，TI依靠工业和汽车模拟芯片创下业绩新高，并削减代理，强调成本控制与产品供应能力； 目前，站在新一轮周期的起点之上，我们看好AI、电车智能化及AIOT创新对模拟芯片的长期需求。 2）并购维度：90年代以来，德州仪器完成近30次剥离与并购，我们大致分为以下三大转型期。1996年起“先破后立”，布局“互联网时代”；2002年开始重心转向手机处理器；2008年开始全面转向模拟，聚焦汽车与工业市场。在三轮外延并购，聚焦转型之下，德州仪器奠定了模拟IC龙头地位。 3）扩产维度：2009年起，德州仪器率先开始了从8吋到12吋产线的迁移，让芯片制造成本降低40%。此外，在本轮周期底部，德州仪器逆周期扩产，计划在2021-2030年新增6座12吋晶圆厂，以支持未来10余年的增长。我们认为随着业务端逐渐趋于稳定，成本管控和产品供应能力或成为TI未来重点发力的方向。 知底：为何模拟IC赛道长坡厚雪？ 1）电子设备“理解”和“运行”的基础，注重深耕细作+长期积累。信号链模拟芯片充当外部模拟信号和处理器能“理解”的数字信号之间的桥梁，而电源链模拟芯片作为电子设备的“心脏”，完成着供应能量的使命，是电子设备运行的基础。因此，几乎所有电子设备中都能见到模拟芯片的踪影。 相比于数字芯片通过推出某个热卖产品而迅速带动收入的模式，模拟芯片更注重长期积累，通过料号和产品的积累实现营收的稳步增长。我们认为“通过某一强势产品切入市场，再围绕该市场，迎合客户需求，拓展其他产品，最后进一步提供一整套解决方案或者参考设计。”这或是国内模拟公司做大做强的标准路径。 2）攻守兼备：广阔市场空间与高增速+优秀的抗周期属性。根据Statista数据，2023年全球模拟芯片市场规模达到773亿美元，约占全球半导体市场规模的19%。 受益于AI及汽车电气化等需求的快速增长，预计2023-2029年6年市场规模CAGR将达到8.5%。同时，广泛的下游应用、多样化的产品种类以及产品的长生命周期等特性也有效地降低了模拟芯片行业的整体风险和不确定性，为模拟芯片公司提供了更为稳健的经营环境。 3）竞争格局分散，国产替代空间广阔。我国是最大的模拟芯片市场，但2023年自给率却仅有15%，国外龙头厂商在中国的营业收入远远超过本土厂商，例如2023年TI和ADI在中国的收入分别达到了33亿美元和22亿美元，作为对比，中国大陆龙头厂商圣邦股份在大陆和思瑞浦在境内的收入仅1.4亿美金和1.2亿美金，如此矛盾在逆全球化趋势之下或将有所改观。此外，模拟芯片行业竞争格局分散，2021年CR5在50%左右，分散特征也给予了国产厂商切入的契机。 破局：国内模拟IC如何突破深水区？ 1）本轮国产芯片周期的起承转合： 起（2019年）：美国限制本土厂商对华为等终端厂商的芯片供应，直接刺激了国内终端厂商对国产芯片的倾斜采购，国产模拟芯片厂商在消费领域逐步切入。 承（2019-2021年）：5G和AIOT等科技创新带动消费电子需求快速提升，同时疫情对供应链造成影响。因此，下游厂商采取保守的库存策略，拉动了模拟芯片需求。 转（2021-2023年）：由于需求不及预期，且此前下游的备货策略导致渠道和终端库存较高。行业竞争加剧，内卷+外卷严重，模拟芯片行业因此来到下行周期。 合（2024年后）：目前消费领域已复苏，我们预计随着汽车和工业端库存逐步去化，在AI与汽车智能化的趋势下，模拟芯片需求和市场规模将稳步提升。 2）“转”→“合”，当下模拟芯片行业在什么位置？ 短期看库存：库存周期接近尾声，消费电子率先复苏； 中期看格局：新“国九条”+“科八条”齐发力，加速行业资源整合，竞争状况有望优化； 长期看需求：AI+汽车电动化趋势贡献增量，国产替代空间广阔； 3）破局策略：“研发创新+并购扩张”或将是模拟IC行业发展的主旋律。 复盘TI来看，TI在其发展历程中曾经历过数次模拟芯片公司的收购，包括美国国家半导体和Burr-brown等，这些收购迅速扩充了TI的产品组合和客户资源；同时，向工控和汽车等高端市场转型也是发展的必然选择，TI自2007年起一方面通过收购其他公司扩充市场和技术，另一方面将更多资源投入汽车和工控，2013年后逐步取得成效：汽车和工业收入占比迅速提升。工控和汽车市场壁垒高、市场广且产品寿命长，为TI模拟龙头的地位打下了坚实的基础。 结合TI发展之路，我们认为当下国产模拟厂商既有充分的内部条件去并购和发展高端市场，外部的环境也决定行业必须去整合资源，走向高端： 第一，2023年之前，一级市场火热，加上半导体行业也一直是国内政策重点发力的方向，不少模拟IC公司在此背景下积累了充足的资金，具备了并购优质标的的能力。同时，融资环境的紧缩和行业竞争的加剧迫使一些中小型公司考虑被并购。 第二，国内模拟芯片厂商借助贸易冲突的机遇取得了发展，但这种供应链的倾斜不会永远持续。为了与国际领先企业竞争甚至拓展海外市场，国内厂商需将目光放得更长远，发展高端市场，重视研发投入和资源整合，形成投入正向循环。 第三，国内模拟厂商往往采用Fabless模式，工艺开发能力和成本控制能力有限。 而海外模拟大厂积极扩产，全面转向12吋线，成本控制及产品供应能力大幅提升。 发展IDM或Fab-lite模式或成为国产模拟芯片厂商发展之关键。 投资建议：过去两年，模拟行业因下游去库存，业绩和估值双双受到重创。而随着消费电子复苏，汽车、工业等市场持续去库，当下库存周期已迎来尾声。另一方面，“国九条”+“科八条”的推出加速行业资源整合，竞争格局优化可期。 站在新一轮周期的起点之上，我们看好AI、电车智能化及AIOT创新对模拟芯片的长期需求，国产模拟芯片厂商有望受益国产替代东风，实现稳步增长，投资价值凸现。建议关注“资金实力充沛，产品组合实力较强”和“研发实力强劲，重点领域有前瞻性布局”的两类公司，如圣邦股份、思瑞浦、纳芯微、杰华特等。 风险提示：下游需求复苏不及预期；国际龙头经营策略变动；贸易政策变动； 1.复盘：从TI发展之路看模拟发展周期 TI是半导体时代的开疆者，是晶体管缔造者。TI整组于地球物理业务公司，最初生产地震工业和国防电子的相关设备。1950年代初开始研究晶体管，同时也制造了世界上第一个商用硅晶体管，随后先后涉足了国防系统和家用电子产品等业务。TI的TMS320系列16位可编程DSP设备于1983年问世，广泛应用于从手机到玩具的消费产品中，为目前的业务奠定了基础。21世纪起，TI通过前瞻性行业布局、聚焦性的并购、稳定的扩产，走上全球模拟芯片第一的位置，在模拟芯片领域拥有绝对的市场领先地位。TI的发展历史具有一定的行业代表性，我们希望通过复盘TI发展之路来研究模拟行业发展周期。 纵向来看，我们把TI的发展分为三段： 1）2000-2009年：多元化业务→聚焦模拟、无线与嵌入式业务； 2）2009-2019年：专注模拟，聚焦汽车与工业市场； 3）2019年起：积极扩产，全面转向12吋线，强化成本控制和供应能力。 图1：1994-2023年费城半导体指数及TI股价（美元）走势图及复盘 2000年之前，TI除模拟、嵌入式外，还具有笔记本电脑、内存、软件等众多业务来贡献收入，1997-2000年这些业务大部分被剥离； 2000-2009年，收入主要由无线、嵌入式及模拟业务贡献。期间随着功能机出货增长与互联网普及，TI营业收入稳定增长。但随着智能机时代的来临，TI由于缺乏基带芯片，在和高通、三星等公司的竞争中处于劣势，选择退出手机市场，无线业务由此落下帷幕。 2009年至今，TI收入主要由模拟和嵌入式业务贡献，2022年全年收入达到200亿美金，其中模拟业务收入占比超70%，工业+汽车市场占比合计超过60%，业绩与股价双双创下新高。 同时，TI在成本管控端发力，以提高整体毛利率。一方面自2009年起通过扩产12吋线（收购奇梦达产线）降低生产成本，另一方面也在2019年10月宣布削减代理。TI毛利率自2011年起稳步提升，2022年毛利率接近70%，达到历史高点。与此同时，直销为主的模式需要强劲的产品供应能力，通过扩产12吋线，TI库存天数同样呈现出长期的增长趋势。 图2：TI季度营收（百万美元）及库存天数 随业务变革，TI主要下游应用从通讯设备转向工控汽车。公司下游主要包括工业、汽车、个人电子、通讯设备等。早年通讯为最主要市场，2004-2011年占比均超过40%。随着TI逐渐退出无线业务，并全力投入工业和汽车领域，此两块领域的收入占比一路高增，2023年两者收入占比之和达到74%。具体而言：工业市场的细分场景主要包括工控自动化、电网、医疗、电机、工业运输等；汽车市场的细分场景主要包括电动力系统、ADAS、车身电子、照明、安全等； 图3：2006-2023年德州仪器按下游收入拆分（百万美元） 下文，我们将从以下三个维度来分析TI的发展史： 1、业务维度：从周期维度看业务的战略发展； 2、并购维度：并购扩张，聚焦发展是主旋律； 3、扩产维度：一体化降本是主要趋势。 1.1.业务维度：科技周期的四“涨”四“落”看业务发展 2000年以来半导体行业共经历了4轮周期。可以说在任何被数字化的角落里，都有模拟芯片存在的身影，模拟行业周期与下游科技周期强相关。我们结合费城半导体指数与全球半导体市场规模，将科技周期分为“四起四落”，并在此聚焦TI的发展策略，通过科技周期来看模拟芯片龙头TI的发展史。 图4：2000-2022年全球半导体销售额 1、PC互联网泡沫到破裂 起——互联网泡沫（2000年以前）：互联网泡沫是指由1995年至2001年间与资讯科技及互联网相关的投机泡沫事件。在此期间，西方国家的投机者看到了互联网板块及相关领域的快速增长，纷纷将资金投入这一新兴市场。1994年12月15日，网景正式发布浏览器Netscape Navigator 1.0，推动PC互联网在大众层面发展及普及，这成为PC互联网周期开启的标志性事件；1990年至1997年间，随着计算机从“奢侈品”发展成为必需品，美国家庭拥有计算机的比例从15%增加到35%。 落——互联网泡沫破灭（2000年-2002年）：我们认为互联网泡沫破灭的原因主要在于两点：1）随着PC渗透率逐步饱和，互联网硬件端的增长逐步减缓。 同时，1999年圣诞期间互联网零售商的业绩不佳，于2000年3月业绩披露时被公之于众，证明“变大优先”的互联网战略对大部分企业来说是错误的；2）当时的互联网公司股价普遍缺乏基本面支持，而伴随美联储1999年-2000年间的多次加息，以及2000年3月日本爆发经济衰退，市场风险偏好发生改变，互联网公司股票因此遭到抛售。由此，本轮周期开始下行。 图5：美国PC渗透率趋势 #聚焦TI：剥离多类业务，重点发展模拟与DSP业务，专注信号处理市场。 TI于1996年开始展开一系列并购、资产剥离，重点发展模拟与DSP业务，DSP和模拟业务在整个半导体业务中的收入占比由1997财年Q4的45%提升至2001财年Q1的65%。 TI以DSP为其核心，模拟芯片则辅助DSP提供整套解决方案，此期间为前五PC制造商中的四家提供DSL调制解调器（基于DSP），2002年DSP市场占有率超40%。受益于本轮周期下PC需求的快速增长，公司收入在CY2000达到119亿美元，同比增长22%，毛利率也在2000年第三季度达到近年来的高点—49.3%。 2、3C需求周期启动 起——手机和PC需求快速增长（2002-2007年）：计算机、通信、消费电子开始通过互联网进入家庭的视野里。2003起，全球PC出货量开启稳步增长的趋势，并于2005年首