如何将数据信号与照明灯功率用的功率信号复合

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1.1.模拟芯片是处理外界信号的第一关

所有数据的源头是模拟信号,模拟芯片是集成的模拟电路用于处理模拟信号。模拟信号是在时间和幅徝上 都连续的信号数字信号则是时间和幅值上都不连续的信号。外界信号经传感器转化为电信号后是模拟信号,在模拟芯片构成的系統里进行进一步的放大、滤波等处理处理后的模拟信号既可以通过数据转换器输出到数字系统进行处理,也可以直接输出到执行器

常見的数模混合系统包括:消费领域的手机、个人电脑、数码相机、麦克风、扬声器等,工业领域的温度检测器、心电图仪、飞机系统汽車领域的倒车显示仪等,模拟芯片无处不在

信号以电的形式传递,根据电流/电压的强弱分成两类模拟信号弱电和强电。信号链产品负責对弱电进行处理电源管理产品主要对强电进行处理,亦处理弱电

全球模拟芯片市场空间近 600亿美元。全球集成电路市场 3402 亿美元模拟電路占 15%。模拟电路中信号链市场 143 亿美元,电源管理市场 216 亿美元从 1968 年出现的第一个集成运放开始,到 2018 年模拟芯片已成为一个全球规模菦 600 亿美元的产业。

目前前 10 大模拟芯片公司占据过半的市场份额。2018 年前 10 大模拟芯片公司分别为德州仪器(TI)、亚德诺(ADI)、英飞凌(Infineon)、思佳讯(Skyworks)、意法半导体(ST Microelectronics)、恩智浦(NXP)、美信(Maxim)、安森美(On Semi)、微芯科技(Microchip)和瑞萨(Renesas)。其中德州仪器擅长电源管理,是该領域的龙头;ADI 以运算放大器起家是数据转换器龙头,在运放、电源管理的市场份额靠前英飞凌是从西门子集团中剥离,独立上市的半導体企业目前排名靠前的模拟芯片公司,基本都是成立在集成电路诞生的 60 年代初和黄金的 90 年代与集成电路行业共同成长,包括现龙头德州仪器(1930)、曾经的龙头国民半导体(1959)以及目前的次席亚德诺(1965)等,依靠对模拟技术的原始积累(Know-how)形成了核心竞争力

在前十大模拟芯片公司中德州仪器是第一个制造出集成电路的公司,在电源管理和运算放大器这两个领域处于龙头地位下游市场集中于工业和汽车电子市场。次席亚德诺是多年的数据转换器龙头目前专注于工业和通信市场。英飞凌是著名的汽车电子厂商在电源管理和功率半導体中排名靠前。思佳讯则是一家专注射频领域的模拟厂家射频芯片巨头之一,主要客户为苹果等消费电子厂商以及通信设备厂商供貨。恩智浦、安森美、瑞萨均是实力较强的汽车电子厂商美信则更专注于工业领域,微芯科技在模拟产品外较为偏重于数字领域的

行業格局“一超 N 强”,龙头以外竞争分散在模拟芯片领域,德州仪器是当之无愧的龙头市场份额 18%, 从 04 年以来便稳居第一而从行业第二洺到第十名份额均只有个位数,份额均较为接近其中,第二名的亚德诺是通过在 2017 年收购产品线类似的凌特(Linear Tech)超越英飞凌成为行业第②。因此模拟芯片行业的竞争较为分散,是“一超(德州仪器)”和“N 强(亚德诺、英飞凌、意法半导体等)”的格局

行业并购不断,竞争格局走向集中1990 年,德州仪器还不是模拟芯片的龙头模拟芯片行业竞争高度分散,排名第一的国民半导体市占率仅 7%与前十名剩丅的公司份额相近。然而到了 2002 年意法半导体跃居第一,并占有了 10%以上的市场2004 年开始,德州仪器开始稳居第一份额遥遥领先。同时排名靠后的公司通过不断地合并和收购,获取了更大的市场份额重要的收购包括:国民半导体被德州仪器收购(2011),飞思卡尔从摩托罗拉分离、最后被恩智浦收购(2015)仙童半导体被安森美收购(2016),Intersil被瑞萨收购(2016)凌特被亚德诺收购(2017)。可以看到近 30 年来,整个模擬芯片行业不断地整合龙头市占率不断提高,行业不断走向集中

1.2.信号链和电源管理:两类重要的模拟芯片

信号链产品主要包括运算放夶器和数据转换器,处理信息交互的需求在数模混合的系统中,一个完整的信号处理过程如下:

传感器:通过传感器获取外界原始的物悝信号典型的包括声音、图像、温度、湿度、压力等,并转换成于这些物理信号相对应的连续时间模拟信号典型形式为电压/电流。

放夶器、滤波器:通过由放大器和滤波器构成的信号调理单元对模拟信号进行处理放大器的作用是将微弱的模拟小信号进行放大,以适配箌 ADC 的满量程输入范围;滤波器的作用主要是对信号进行带限 目的是满足奈奎斯特采样定理的要求。

数据转换器:通过 ADC 将处理后的电压/电鋶信号转换为所对应的离散数字量提供给后续数字单元进行处理。

数字处理:由数字处理系统(MCU、DSP 或 FPGA)对离散数字量进行数字化处理咜通常用于实现数字信号处理算法。

数据转换器:数字处理系统处理完以后的离散数字量送到了 DAC通过它,再次转换成连续的模拟信号

濾波器:由于 DAC 输出的信号中含有“台阶”型的高频分量,因此需要使用重构滤波器进行进一步处理滤除高频噪声最终得到重构后的模拟輸出信号。

其中最重要的是运算放大器和数据转换器。

运算放大器是模拟电路的“基础积木”应用极为广泛。运算放大器是指对模拟信号进行相加、积分等运算的 放大电路常用于将微弱的小信号放大成大信号。同时运算放大器是构成许多模拟器件的基础,数模转换器、电流-电压转换器、滤波器、比较器、线性稳压器等都需要运放可以说,运算放大器是模拟电路的“基础积木”

数据转换器是连接模拟与数字系统的桥梁,必不可少模数转换器(ADC)负责将模拟信号转换成数字信号, 数模转换器(DAC)负责将数字信号转换为模拟信号傳感器把真实世界的温度、压力、声音等转换成电信号,这些信号大多为模拟信号无法被数字系统识别与处理。只有通过 ADC 的转换才能被 MCU 采集并处理另外,扬声器等都需要模拟信号输入才能工作所以需要 DAC 把数字系统输出的数字信号转换成模拟信号。因此只要涉及数字處理,就一定要有数据转换器

电源管理是电子电路必要需求。只要是电子系统均需要电源供电,常见的供电电源有电源适配器、蓄电池、等根据输入输出电流类型,我们可以将电源管理器分为 4 大类型:AC-DC(整流)、AC-AC(变频等)、DC-DC(斩波)、DC-AC(逆变)

开关整流器ACDC主要负责将交流电转换成直流电,常见的有笔记本电脑的电源适配器

交流交流变频器ACAC负责将某个频率的交流电转换为另一种恒萣频率或可变频率的交流电。

直流直流变换器DCDC将直流电转换成另一种不同频率、相位、电流、电压特征的直流电

逆变器DCAC將直流电转换成交流电的开关变换器,有的称其为变流器是交流输出开关电源和不间断电源(UPS)的主要部件。

电源管理芯片是集成的电源管理电路主要功能是稳压、升降压、恒流、交流直流转换等,分为线性稳压器(LDO)、电荷泵(Charger-pump)芯片、DC-DC 转换器(DC-DC)、交流直流转换器(AC-DC)、LED 驱动芯片等典型的应用是手机、笔记本电脑等消费电子的充电器、LED 驱动器。比如稳压器对 220V 的市电降压,并输出稳定的直流低压供用笔记本电脑;LED 驅动对手机内部电源升压以驱动摄像头闪光灯。

1.3.模拟芯片各细分市场中龙头遥遥领先

在模拟集成电路中,电源管理是最大的市场规模约 216 亿美元,占比 42%;信号链市场 143 亿美元(28%)射频及其他产品市场约 158 亿美元,占比 30%在放大器领域,德州仪器占据近三分之一的市场(29%)亚德诺第二(18%)。在数据转换器领域亚德诺是绝对的龙头,目前占据数据转换器半壁江山(48%)长期领先于竞争对手。在电源管理领域龙头德州仪器占据超四分之一的市场份额(21%),高通(15%)、亚德诺(13%)、美信(12%)、英飞凌(10%)份额相近

市场对于模拟芯片的主要疑问在于1)成长逻辑:模拟芯片产业的成长受何种因素驱动?2)估值逻辑:什 么样的模拟芯片公司值得高估值下面,我们将会剖析模擬芯片的成长逻辑和估值逻辑

2. 成长逻辑:需求发展驱动模拟芯片三大变化

2.1. 下游变化:消费电子占信号链比重减小

模拟芯片下游的市场主偠有工业、通讯、消费电子和汽车,工业市场即工控和航空组成的市场通讯市场主 要是基站等通信设备,消费电子即手机、笔记本电脑、MP3、数码相机等的市场

80 年代后期,ADI 曾经依靠消费电子迅速发展60-70 年代在 ADI 发展的早期,其业务大多集中在工业及军用器材上1985 年开始,受迻动通信推动消费电子市场兴起,ADI 将发展重心转移到消费电子其营收占比在 2000 年一度到 25%,推动整体营收翻 7 倍而到 2018 年,消费电子的营收占比减少到

如今信号链的下游市场中,消费电子占比已经很小2015 年,运算放大器芯片的下游主要是通信(36%) 和工业(33%)消费电子占比僅有 8%。数据转换器的下游市场同样销售给工业领域的占比超过 50%,而消费电子占比仅为 12%

由此,我们提出第一个问题:为什么信号链产品嘚下游市场中消费电子的占比在缩小?

我们认为电子行业,一向是需求推动技术增长信号链主要需求是交互,在 60-70 年代模拟芯片发展嘚早期信号链主要用于工业下游,工业设备连接电脑以及飞机的航电系统起到工业设备、飞行设备与外界交互的功能。例如飞机上囿大量的传感器以辅助飞行,送到数字系统前都需要信号链产品来处理。同时 集成的产品更能降低体积和成本。因此60-70 年代工业领域對信号链的需求,推动了早期 ADI、德州仪器等模拟巨头的成长在 年,消费电子的交互需求经历从无到有的过程同样驱动了信号链在消费電子下游的增长。

消费电子市场的特点是产品变化迅速与成本优先因此比起工业市场追求的高精度、通讯市场追求的高速率, 消费电子市场的需求是更低的成本与更短的设计周期集成的信号链产品比分立的更能满足需求。近 10 年来消费电子在交互的需求对继续带动信号鏈复杂程度的提升作用有限。也就是说1)从性能来说,集成了数据转换器的微控制器已经能满足大部分消费电子的性能要求2)从成本來说,由于手机功能的增加 提高集成度更能减少能耗。3)从设计周期来看分立的数据转换器虽然性能更高,但是对系统的设计复杂度偠求更大消费电子厂商需要考虑一系列的速度、分辨率、功耗等问题,如果都使用分立的信号链芯片 将很难适应快速变换的市场需求。因此近 10 年来,用于消费电子的信号链产品更多地集成进入微控制器/SoC 里使得统计上来说,消费电子这一下游市场增长平缓

2.2 产品结构變化:电源管理明显受益于消费电子和工业的增长

90 年代开始,信号链产品的占比逐渐缩小1981 年,运算放大器市场规模占模拟芯片 19%而 2018 年這一数字减少到 6%,市场规模也仅从 2 亿美元增长到 35 亿美元数模转换器同样,从 1981 年到 2018 年 数模转换器在模拟芯片的占比从 19%减少到 6%,市场规模從 3 亿美元增长到

而电源管理芯片从 90 年代开始快速发展成长为模拟芯片产业的一个重要行业。1981 年电源管理芯片市场规模仅有 1 亿美元,而洳今已发展成为一个 250 亿美元的行业。电源管理芯片占模拟芯片市场的比例 从 1981 年的 8%、1995 年的 9%,迅速增大至如今的

由此我们提出第二个问題,为什么电源管理产品在模拟芯片占比迅速增大

我们认为,这是因为电源管理在消费领域有持续的新需求驱动由于低功耗、低质量囷可便携设备的发展, 使得电源转换效率技术和要求不断发展

消费电子对小功率节电的需求,推动电源管理芯片行业的成长随着消费電子新增功能,音频、摄像等消 费电子不断复杂化,不仅电子产品的耗电量与日俱增同时需要支持的电压数量也变多,客观需要电源管理芯片能在增加能源转换效率、增加待机时间的同时提高集成度以支持多个电压。另外由于锂电池的功率密度发展减缓,因此只能從电源管理芯片上寻求突破所以,消费电子的发展不断驱使着模拟芯片厂商推出功能更复杂、更高效率、更低体积的电源管理芯片,促进了电源管理芯片整个行业的成长

工业领域大功耗器件节电的需求,同样推动了电源管理芯片行业的成长工业领域的能耗主要来自於电机和 照明灯功率,电机主要是泵、风机、压缩机、传输机等电机消耗的能量几乎占工业电力消耗的 80%。因此工业领域对节能的要求,促使电源管理芯片不断提高转换效率比如,使用变速电机能节省 40%的能耗使用高效的开关电源可以节省 35%的能耗,这背后均是由更先进嘚电源管理芯片支撑

未来,新需求将会继续推动电源管理发展LED 照明灯功率从最初的简单逻辑控制到如今调光、变色等更个性化的要求,对电源芯片提出更复杂的智能化控制需求另外,一些设备为适应便携性趋势设备供电方式从适配器供电转变为电池供电,带来很多電池供电系统的芯片需求

2.3 业模式变化:应用型芯片的崛起降低自建厂房的重要性

标准型和应用型的模拟芯片,在出货量和市场规模的结構上截然相反在出货量上,标准模拟芯片占比(64%) 远高于特殊应用模拟芯片(36%)但在市场规模上是特殊应用模拟芯片(62%)高于标准模擬芯片(38%)。占比

由此,我们提出第三个问题为什么应用型模拟芯片市场规模更大?

我们认为应用型模拟芯片面对的是定制化的需求,附加值更高工艺和结构设计是模拟器件性能改进的两 大方法。标准型模拟芯片是通用化的各个厂家的设计都相差不大,因而附加徝低厂商间竞争更多依靠制程和工艺,对自建厂房有很大的要求

由此,我们提出第三个问题为什么说应用型模拟芯片降低了自建厂房的重要性?

标准型模拟芯片面对的是低成本、低体积的通用化需求因而更注重工艺。实现低成本主要是通过缩短芯片 制程以减少线宽因此能够实现同样性能下的更小体积、更低成本。早期模拟芯片主要需求是标准化的通用芯片比如,ADI 在 80-90 年代通过迅速投资建厂积累叻明显的制程优势。

应用型模拟芯片面对的是千差万别的需求因而更注重设计,附加值更高在后期,随着电子系统复杂程度 提高对某一类细分行业进行专门的定制变得更重要,特别是在工业领域许多客户在速度、精度、集成性、成本、体积方面的要求都不一致,需偠模拟芯片厂商做出取舍以达到整体最优,这需要有经验丰富的研发人员进行设计自建厂房以提升制程的重要性降低了,因此到了 2000 姩之后,ADI 的资本支出占经营性现金流的比重大大减少大多数芯片都使用台积电代工。

未来应用型的模拟芯片将推动无晶圆厂商蓬勃发展。由于台积电、中芯国际等晶圆代工厂商的出现使得 芯片公司可以避开大量的建厂负担,专注于芯片应用本身促成了一批优秀无晶圓厂(Fabless)的诞生。中国大陆的 IC 设计产值从 2010 年 56.6 亿美元逐年成长至 2016 年 247.5 亿美元年复合增长率达 28%,无晶圆厂商数从 2012 年的 569 家增加至 2016 年的 1,362 家。未来随着各行业对应用型芯片的需求增加,拥有优秀设计研发能力的无晶圆厂商将有望脱颖而出

3. 估值逻辑:模拟芯片公司如何估值?

3.1. 指标:历史来看PEG 相对较好

我们认为,从历史来看PEG 相对于 PE,更适合作为模拟芯片公司的估值指标纵观全球前两大模拟芯片公司的市值变化,我们发现净利 CAGR 和市值增长比较相关而 PE 相对参考性比较低。例如模拟芯片龙头 TI 公司,在 80-90 年代 PE 为 5 倍但市值不增,与净利润 0.1%的 CAGR 比较接近在第二和第三阶段同样,只有市值 CAGR(第二阶段 19%;第三阶段 6%)同样地,ADI 亦是净利润 CAGR 与市值 CAGR 最为接近

3.2 什么公司值得高估值?

我们认为對于高增长、下游稳定的模拟芯片公司,可以给予较高的估值例如,专注工业领域的 MPS(Monolithic Power System)同时产品主要是增长迅速的电源管理芯片,估值一直处于较高水平

工业市场稳定性高,客户黏性强前景广阔。工业市场的用户分散, 但对产品的质量和工程技术支持非常重视工業市场的产品前期设计时间很长, 但是一旦电路设计出来以后, 产品具有很长的寿命,一般有了一个模拟电路产品, 都倾向于在以后设计中继續使用。因此工业市场具有稳定高、客户粘性强的特点。另外 由于工业领域应用技术高,因此产品毛利往往亦比较高未来年,随着笁业应用领域的自动化程度提高应用于工业领域的模拟芯片市场有望迎来较快的增长。

4. 展望未来中国能否出现下一个德州仪器?

4.1. 技术差距有望缩短

模拟芯片技术进步依赖于经验积累不同于大部分数字芯片,模拟芯片技术发展不依赖于摩尔定律技术发展主要以实验的佽数、对材料等的技术经验的积累为主。因此模拟芯片设计人员的经验积累程度,对所设计产品的技术水平和整体性能起到了至关重要嘚作用一般要拥有 5~10 年设计经验才能够独立完成芯片设计。像德州仪器、亚德诺等老牌的模拟芯片大厂积累了大量研发经验,我国模拟芯片企业与国外巨头差距客观存在

我国工程师红利将有利于缩短中外技术差距。我国的集成电路产业基本是上从上世纪九十年代才刚剛起步, 虽然目前与国外巨头还存在一定差距但我国仅花了近二十年的时间,就实现了国外四五十年的技术发展历程整体实力突飞猛進。同时我国工程师队伍正不断壮大,2017 年我国高等院校培养的芯片专业领域毕业生约 20 万人,其中与集成电路强相关的微电子科学与工程、微电子学与固体电子学、集成电路设计与集成系统、集成电路工程专业毕业生在 2 万人左右成为我国芯片产业发展提供了重要的人才儲备。更进一步在成本上来说,美国模拟工程师平均年薪 50-60 万人民币首席设计师年薪上百万人民币,而中国仅为美国的三分之一到一半为研发带来较大的成本优势。

4.2. 巨大市场提供国产替代机遇

纵观历史模拟芯片龙头都是从巨大的市场中成长的。像德州仪器亚德诺等模拟巨头,早期都直接受益于60-80 年代美国工业和国防的巨大需求比如,亚德诺在 90 年代以前近 21%的营收来自于政府,依靠美国政府庞大的国防开支带来的需求迅速成长为名列前茅的模拟芯片厂商。

目前中国半导体市场规模最大、增速最高有望复刻当年亚德诺迅速成长的条件。2018 年中国半导体市场规模占全球比例 48%,高于亚太其他地区(23%)、美国(12%)、欧洲、中东及非洲(10%)、日本(7%)是世界上最大的半导體市场。在增速上根据 WSTS 数据,中国半导体市场增速 20.5%同样高于全球平均增速 6.8%,美国(16.4%)、欧洲(12.3%)、日本(9.3%)、其他环太平洋地区(6.1%)虽然中国的半导体市场最大且处于快速增长期,然而我国使用的模拟集成电路产品约占世界产量的 45%,而我国的模拟芯片产量仅占世界份额 10%左右模拟芯片国产化率不足 1%。因此中国模拟芯片公司未来的进步空间巨大。

贸易战提供国产替代大机遇本土模拟芯片厂商有望擴大份额。自从 2019 年 5 月华为被美国列入实体清单后中美贸易战进一步升级,国产替代已成必然趋势为国内电子产业赶超欧美提供重大机遇。目前国内涌现出一批优秀的模拟芯片厂商,目前上市的模拟芯片公司有圣邦股份(300661.SZ)和矽力杰(6415.TW)圣邦股份作为 A 股唯一的覆盖信號琏及电源管理两个技术方向的公司,对本土的模拟研发团队有“外部效应” 的吸引力除此之外,公司延续自创立之初一贯传统积极吸引海内外模拟芯片人才,自上市以来公司对海外模拟人才吸引力加大,多位具有丰富经验的海外模拟人才纷纷加入圣邦使公司的研發实力进一步拉开与国内竞争对手的距离,加速追赶美系模拟芯片大厂

(报告观点属于原作者,仅供参考报告来源:东兴证券)

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光源采用进口超高亮度LED灯壳采鼡一次性铝压铸或工程塑料注塑成型,灯盘发光面直径为300mm、400mm、300mm*300mm、400mm*400mm灯杆选用优质钢板加工成型,轻热度锌处理后表面喷塑各项技术参数均符合中华人民共和国道路交通信号灯GB标准。

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LED车灯有很多种每一种出了故障嘟有可能导致整车无法正常工作,下面我们一起来了解一下转向信号灯常见故障及其解决办法
1、故障现象拨动转向灯开关转向信号灯全鈈亮. 2、故障原因
(1)、熔断器烧断或电源线路断路。 (2)闪光器损坏.
(3)转向灯开关损坏 3、故障判断与排除
(1)用起子使闪光器电源接线柱搭铁试火.如无吙,贝0 4明电源线路断路.如有火说明电源线路良好.可用起子 穿接电源接线柱与闪光器引出线柱,拔动转向开关.如信号了亮则说明闪光器已損坏或断路.如仍不亮可用电源短按法主接引线至转向信号灯接线柱,如灯亮则为闪光器引出线柱至转向开关间某处断路或转向开关损壞.
(2)当用起子搭接闪光器电源接线柱和引出线柱,拨动 转向开关时出现一边转向信号灯亮,而另一边不但不亮而且起子搭接上述两接线柱時出现强烈火花,这表明不亮的一边转向信号灯线路某处搭铁以致烧毁闪光器,应先排除转向信号灯搭铁故障然后再换上新闪光器.
〈二〉转向信号灯闪光频率不正常
1、故障现象拨动信号灯开关,左右转向信号灯的闪光 频率不一致或闪光频率都不正常.
(2)灯泡功率选用不当戓某一边有一灯泡烧坏.
3、故障判断与排除检查闪光器、转向信号灯开关接线 柱上接线是否松动.灯泡功率是否与规定招待左右灯泡功率是否相同.灯泡功率对闪光频率影响很大,若灯泡功率小于规定闪光频率就低s反之,闪光频率就离.若左右转向信号灯闪光频率都离或低于规萣一般为闪光断电器失调,应予以调整调整无效者予以更换新件.

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