振华风光研究报告：致力于特种模拟集成电路国产替代

（报告出品方/作者：华安证券，邓承佯）

1 高可靠集成电路供应商

公司专注于高可靠集成电路设计、封装、测试及销售，主要产品包括信号链及 电源管理器等系列产品。贵州振华风光半导体股份有限公司成立于 2005 年，其前 身国营风光电工厂始建于 1971 年。公司隶属中国振华电子集团有限公司，属国有 控股企业，是高新技术企业、贵州省产学研结合示范基地、贵州省科技型小巨人企 业、贵州省“专精特新”企业。公司专注于高可靠集成电路设计、封装、测试及销 售，主要产品包括信号链及电源管理器等系列产品，建有完整的模拟集成电路芯片 设计平台和系统封装设计平台,具备陶瓷、金属、塑料等多种形式的封装能力，以 及电性能测试、机械试验、环境试验、失效分析等完整的检测试验能力。公司在高 可靠放大器研制方面拥有扎实的技术储备和封装测试保障能力，是国内产品型号最 全、 性能指标最优的高可靠放大器供应商之一。

1.1 “信号链+电源管理器”双轮驱动

公司始终围绕信号链和电源管理器等产品进行设计开发，持续进行产品迭代并 不断扩展产品种类，现已形成信号链及电源管理器两大类别共计 200 余款产品，主 要应用于航空、航天、兵器、船舶、电子、核工业等高精尖领域，为机载、弹载、 舰载、箭载、车载等武器装备提供配套，满足以上领域对配套产品全温区、长寿命、 耐腐蚀、抗辐照、抗冲击等高可靠要求。

公司信号链产品主要包括放大器、接口驱动、系统封装集成电路、轴角转换器。

放大器作为公司的核心产品，具有可靠性高、长期稳定性好、产品系列齐 全等特点，主要包括运算放大器、模拟乘法器、电压比较器、仪表放大器 等，主要用于武器装备中信号传输、电机驱动、仪器仪表、信号调理等场景。

公司接口驱动包括达林顿晶体管阵列、模拟开关等系列产品，其工作电压 范围可覆盖高压、中压、低压，产品广泛应用于武器装备中信号传输、 数据交换等场景。

功率运算放大器为公司系统封装集成电路的最主要产品，具备过流过压及 热关断等保护功能，具有工作电压高、输出电流大、外壳与内部电路隔离 等特点，广泛应用于音频放大、电机驱动、程控电源等领域。

公司轴角转换器产品具有高转换精度、 高跟踪速率、多分辨率选择模式、 多数据格式输出等特点，广泛应用于武器装备中无人机飞行控制、惯性导 航、飞行姿态控制、 火炮控制等场景。 公司电源管理器包括电压基准源、三端稳压源等系列产品。

1.2 下游高景气度推动业绩稳健增长

公司 2022 年全年实现营业收入同比增长 55.05%，主要系国内高可靠集成电路 市场持续向好，公司聚焦技术创新，发挥核心产品竞争优势，产品销量实现增长， 销售订单快速增长；2022 年归属于上市公司股东的净利润与归属于上市公司股东的 扣除非经常性损益的净利润分别同比增长 71.27%及 63.92%，主要系 2022 年度营业 利润增加所致。

2 二十余载深耕模拟电路

2.1 以模拟电路重要元器件为基石

2.1.1 放大器：模拟电路中最核心的基本单元元器件

电学中能够实现信号、功率放大的器件成为放大器，以放大器为核心，能够实 现放大功能的电路组合，称之为放大电路。放大器电路，或称放大电路，能增加信 号的输出功率。它透过电源取得能量来源，以控制输出信号的波形与输入信号一致， 但具有较大的振幅。依此来讲，放大器电路亦可视为可调节的输出电源，用来获得 比输入信号更强的输出信号。放大器是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由 电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。放大器的四种基本类型是电压 放大器、电流放大器、互导放大器和互阻放大器。进一步的区别在于输出是否是输 入的线性或非线性表示。

全部放大器被分为晶体管放大器、运算放大器和功能放大器。 晶体管可以组成常见的共射（源）极、共基（栅）极、共集成（漏）极放大电路，以及类型多变的多极放大器。

运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反 馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大 器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。 由于早期应用于模拟计算机中用以实现数学运算，因而得名“运算放大 器”。

运算放大器的基本结构由输入级、输出级、中间级、反馈补偿电路和偏置电路 组成。其中输入级是完成输入信号处理的第一级，经过多年的研究探索，现如今运 算放大器的输入级普遍采用差分形式，一般会决定共模抑制比、噪声、失调电压等 参数的大小。中间级肩负着提高运算放大器增益的使命，为了提高增益，中间级往 往会采取各种各样的方法来提高增益。 根据不同的放大级数，运算放大器可以分为单级运算放大器、两级运算放大器、 三级运算放大器，一般很少见四级及以上的运算放大器，因为它们不易稳定且单位 增益带宽较窄。输出级通常具有一个宽的线性输出范围。反馈补偿电路包括一系列 补偿反馈，包括频率补偿反馈、线性补偿反馈、温度补偿反馈等，经过反馈补偿电 路的优化，运算放大器往往可以具有更好的稳定性与线性。偏置电路的作用辐射到 运算放大器的各个放大级，一般通过电流镜结构将电流镜像到各级，进而使运算放 大器的各个部分工作在合适的直流工作点。

功能放大器主要包含仪表放大器、差动放大器、程控增益放大器、压控增 益放大器、模拟乘法器、电压比较器及隔离放大器等。

2.1.2 接口驱动：不同设备及功能模块间的连接桥梁

接口驱动在信号链中主要用于模拟的、连续的信号间的传输，在不同设备之间、 设备内部不同功能模块之间起连接作用。

达林顿驱动阵列电路是一种比较常见的接口电路。达林顿晶体管，又称复 合型三极管，通常是由两级或多级双极型晶体管组成的一个等效三极管， 且达林顿晶体管大多由两级 BJT 组成，分别称为 T1 管（驱动级） 和 T2 管（输出级），其中 T1 管和 T2 管的耐压值必须基本相同。实际上，目前 达林顿管也可以由金属-氧化物-半导体场效应晶体管（ MOSFET）或高电 子迁移率晶体管（HEMT）器件构成。由两级双极型晶体管组成的达林顿晶 体管共四种形式，即 NPN+NPN、NPN+PNP、PNP+NPN 和 PNP+PNP，其中， NPN+NPN 和 PNP+PNP 这两种结构在实际应用中最广泛。

高压达林顿晶体管阵列体系产品是趋势。功率电子电路大多要求具有大电流输 出能力，以便于驱动各种类型的负载。功率驱动电路是功率电子设备输出电路的一 个重要组成部分。在大型仪器仪表系统中，经常要用到伺服电机、步进电机、各种 电磁阀、泵等驱动电压高且功率较大的器件。

模拟开关主要是完成信号链路中的信号切换功能。模拟开关在电子设备中 主要起接通信号或断开信号的作用。由于模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等特点，因而，在自动控制系统和计算 机中得到了广泛应用。由于采用了 MOS 管的开断性能，模拟开关回路可以 实现较高的关断阻抗，一般是兆欧姆以上的关断阻抗；和很低的导通阻抗， 一般为几个欧姆级别，因此可以很好的实现信号链路切换和断开隔离的作 用。根据应用需求不同；模拟开关可以分为音频模拟开关、视频模拟开关、 数字开关、通用模拟开关等。

模拟开关具有功耗低、速度快、四轴飞行器械触点、体积小和使用寿命长等特 点。模拟开关电路由两个或非门、两个场效应管及一个非门组成。模拟开关是一种 三稳态电路，它可以根据选通端的电平，决定输人端与输出端的状态。当选通端处 在选通状态时，输出端的状态取决于输人端的状态;当选通端处于截止状态时，则 不管输人端电平如何，输出端都呈高阻状态。模拟开关在电子设备中主要起接通信 号或断开信号的作用。

2.1.3 SIP 集成：实现超越摩尔定律的重要路径之一

军用中的 SIP 应用以武器装备发展需求为牵引，主要用于提供武器装备中的小 型化电子系统。根据《微波集成电路的发展趋势》一文，20 世纪 40 年代，二战中 雷达的出现和发展使得人们开始重视微波理论和技术。为了满足雷达系统对高频前 端的要求，许多顶尖的科学家和工程技术人员聚集在一起，把微波领域推进到一个 以波导立体电路为主的第一代微波电路迅猛发展时期。随着航空航天技术的发展， 要求微波电路和系统做到小型、轻量、性能可靠。60 年代发展起来平面混合集成电 路，属于第二代的微波混合集成电路(Hybrid Microwave Integrated Circuit， HMIC)，由于其性能好、可靠性高、使用方便等优点，被迅速用于各种微波整机， 在提高电子系统性能和小型化方面起到了显著作用。70 年代，GaAs 材料制造工艺 的成熟，对微波半导体技术的发展有着极为重要的影响，促成了微波集成电路(Microwave Integrated Circuit，MIC)由 HMIC 向微波单片集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC)的过渡。进入 21 世纪，随着人们对小型化 的要求进一步提升，系统级集成技术已被学术界和工业界广泛接受，成为国内外电 子领域研究热点，并被认为是今后电子技术发展的主要方向之一。至此，微波集成 电路的发展进入第四代：片上系统(System-on-Chip，SOC)、系统级封装(Systemin-Package，SIP)、封装级系统(System-on-Package，SOP)。

目前，SIP 已经被在无线通信、汽车电子以及消费电子等领域得到大量运用， 虽然其份额还不是很大，但已经成为了一种发展速度最快的封装技术。军用电子如西屋公司采用 SIP 技术生产制作了 F22 战斗机用 X 波段 T/R 组件，该 SIP 产品由 8 个 GaAs 数控接口芯片、若干个功放匹配网络以及 RF 旁路电容等构成，互连电路 基板为 LTCC 多层基板，其内部含有 22 层布线以及多种形式复杂的空腔结构，线宽 /间距均为 125 微米，与原先的分立模块相比较，体积和重量缩小了数十倍。汽车 电子如三洋公司将 SIP 技术成功运用于 ECU 产品中。消费电子如菲利普公司采用 SIP 技术推出了即插即用的全功能蓝牙组件。无线通信如 ST 公司的三频 GSM/GPRS 收发器模块是 SIP 技术的一个典型代表。

SiP 作为一种全新的集成方法和封装技术，具有一系列独特的技术优势，满足 了当今电子产品更轻、更小和更薄的发展需求，在微电子领域具有广阔的应用市场 和发展前景。高密度系统集成的技术要素有系统的设计，系统的制作以及系统的测 试；主要包括：系统设计技术、基板互联技术、无源元件集成技术、芯片互联技术、 3D 叠层安装技术、系统检测技术，进一步细分为数十个比较关键的设计、工艺和测 试技术。

2.1.4 轴角转换器：角度位置检测系统核心模块器件

轴角转换器是航天航空领域天线控制器、惯导平台、伺服控制等角度位置检测 系统的核心模块器件。现代航天器高精度随动系统的控制精度已达到角秒级,通常 采用高可靠性、长寿命的双速旋转变压器组成角度传感器的设计方案,因此研制能 够实现对双速旋转变压器信号同时进行模/数转换并输出完整并行二进制数字角的 核心器件,对航天工程相关控制系统具有重要意义。

轴角转换器属于接口转换器件，实现模拟量与数字量的转换，从功能上可分为 轴角-数字转换器及数字-轴角转换器。随着武器装备系统自动化控制要求的提升， 其中央计算机的功能日益强大，为了实现与计算机的借口，配合完成对位置、唯一 和角度等参数的测量和控制，需要大量使用轴角转换器及与之配套使用的传感器、 伺服电机。轴角-数字转换器作为中央计算机的数字采集输入接口，在系统中主要完成测角传感器输出模拟信号的数字化转换，实现对位置、位移、角度等参数的测 量。数字-轴角转换器通常作为中央计算机的数字输出接口，在系统中主要将数字 量角度信号转换成角度信号，并通过功率驱动器驱动伺服电机，实现对位置、位移、 角度等参数的测量。

宇航用轴角转换器设计技术包含单通道转换器设计技术、双通道转换器设计技 术。单通道转换器设计技术方面，单通道旋变-数字转换器是采用Ⅱ型伺服跟踪原 理设计的连续跟踪型转换器,转换精度最高 1.3 角分,可实现高速高精度无误差跟踪, 具有良好的动态响应特性。双速旋转变压器输出的信号,通过粗和精的单通道转换 器分别得到二进制数字角后,由于实际存在的传感器误差、工艺误差等因素,粗、精 通道的数字角不可能同步变化。有时当精通道还未转完完整一整圈时,粗通道可能 已提前进位,或精通道已转完完整一整圈时,粗通道还未进位,产生模糊误差,这种误 差是双速旋转变压器原理性的误差且不可避免,因此针对双速旋变-数字转换器必须 设计组合及纠错逻辑电路进行逻辑判断。

国内轴角转换器技术经过 30 多年的发展,已呈现微电路模块、混合集成电路模 块、单片集成电路并存的现状,作为航天航空领域关键电子器件之一,高精度单片化 系统级封装设计是发展方向。

2.1.5 电源管理器：能将电能有效分配的核心元器件

电源管理系统是将电源有效分配给系统中的不同组成，在电子设备中起到了电 能变换、控制、检测等作用，保证系统的稳定运行，对设备的性能有着直接影响， 广泛用在工业、新能源、机器设备、交通、等领域。电源管理系统分为备份寄存电 路、调压器供电电路和 ADC 电源电路三部分，备份寄存电路通过内部工作电压供电， 当电压断电时，备份电路通过电源电压供电，维持电路运行，保存关键信息数据； 调压器供电电路是电源管理系统中最重要的部分，可以控制和调节电路，改变设备 的运行状态，如运行状态、停止状态和待机状态；ADC 电源电路就是模数转换电路， 可以将模拟信号转换成数字信号，方便数据采集和数字设备处理。

常见的电源管理系统有线性电源、开关电源。线性电源是由稳压电源进行稳压 后，通过变压器隔离转换成直流电源，在控制电路和单片机的控制下通过线性精度 调节，输出高精度直流电压；开关电源就是使用电子开关器件控制电路，通过开和 关，对电压进行调节控制，实现电压变换和输出。

基准电压源作为模拟集成设计中不过或缺的基础版块，可为各类数模混合 电路、数字电路、模拟电路等提供参考电压，并大规模应用于稳压器、 数/模转换器、模/数转换器、振荡器和电源产生类芯片等之上，且工艺、 电源电压及温度的变化对基准输出几乎无影响。

电流基准源是模拟电路所必不可少的基本部件,高性能的模拟电路必需有 高质量、高稳定性的电流和电压偏置电路来支撑,它的性能会直接影响到 电路的功耗、电源抑制比、开环增益、以及温度等特性。

三端稳压器有三端固定式稳压器和三端可调式稳压器两大类型。三端固定 式稳压器是固定输出电压、单片集成稳压器。三端可调式稳压器是可调输 出电压、单片集成稳压器。三端固定式稳压器分为三端固定正输出稳压器 和三端固定负输出稳压器。三端可调式稳压器也分为三端可调正输出稳压 器和三端可调负输出稳压器。

2.2 专注推动高集成电路自主可控

公司核心技术均通过自主研发与创新取得，涵盖芯片设计、封装工艺和测试等 领域。

公司拥有近百人的专业设计团队，形成了多项核心技术，以保证相关产品技术 在行业内的先进性及优势地位。

在芯片设计方面，公司经过长期的技术积累，掌握了失调电压温度负载稳 定性技术、大功率元胞晶体管设计技术、 nV 级超低噪声设计技术等多项 关键技术，具备全温区、长寿命产品的设计开发能力。公司核心产品放大 器系列在国内高可靠集成电路领域型号最全、技术领先，已成功应用于多 个武器配套系统。公司的精密运算放大器、电压比较器等系列产品为解决 航空发动机控制、通讯超低损耗信号传输、弹载伺服系统高压驱动、机载 计算机精密控制、无人机飞行控制等重大科技难题发挥了关键作用，提升 了国内高可靠放大器产品的整体技术水平。2018 年，公司推出国内首款 单芯片小型化轴角转换器，产品转换精度高，最大跟踪速率高达 3125rps 转速，具有较强适用性，2022 年，公司重点开发非接触式磁编码器等新 型轴角转换器产品，是接触式轴角转换器的升级产品，采用霍尔传感器磁 感应元件，有效利用测量配对磁铁产生的磁场的变化来感知旋转运动，绝 对角度高达 12bit，最高转速达到 55000RPM，可为用户提供更为完整的角 度参量的量化和控制解决方案，推动了我国军用集成电路在轴角转换器领域技术的快速发展。

在系统封装集成电路（SiP）方向，公司掌握了三维多基板堆叠封装等关 键技术，具备从功能设计、电路设计、可靠性设计到厚膜基板制造及封装 测试等系统封装集成电路研发能力，产品成功应用于压力传感器、加速度 传感器、电机控制等系统，实现了板卡级向器件级的替代，加快了我国武 器装备整机系统的小型化升级。在高可靠封装方面，公司掌握了低空洞真 空烧焊技术、高可靠异质界面同质化技术等核心技术，拥有涵盖陶瓷、金 属、塑封三大类 60 多种封装型号，具备绝缘胶、导电胶、合金焊等多种 芯片贴装，金丝、铝丝等多种丝径键合，平行缝焊、储能焊、合金焊、玻 璃熔封和塑封等多种封装能力，产品在军用高可靠封装领域达到国内领先 水平，公司通过封测项目的建设，已基本掌握 FC-BGA（球栅阵列）的封 装工艺技术，该项目的建成将进一步提升公司在先进封装领域的技术能力。

在测试方面，公司积累了全温区晶圆测试技术、晶圆激光修调技术、多芯 片系统热阻测试技术等核心技术，具备晶圆中测、封装后产品的全温区、 全参数批量测试能力，掌握了 nV 级电压、pA 级电流等微弱信号以及 kV/μs 转换速率的测试方法，具备高速、高精度集成电路性能参数测试 的软硬件开发能力，技术水平达国内领先。

3 技术优势享行业景气度

3.1 信息化建设正当时，军工电子市场空间达千亿规模

军工电子领域，国防军费是军工产业发展的源头，军费预算稳定增长有利于国 防现代化建设的稳步发展。2023 年全国一般公共预算安排国防支出 1.58 万亿元， 比上年执行数增长 7.2％，其中：中央本级支出 1.55 万亿元，比上年执行数增长 7.2％。增加的国防支出主要用于以下几个方面：一是按照军队建设“十四五”规 划安排，全面加强练兵备战，巩固提高一体化国家战略体系和能力。二是加快建设 现代化后勤，实施国防科技和武器装备重大工程，加速科技向战斗力转化。三是巩 固拓展国防和军队改革成果，保障重要领域改革举措和急需政策制度实施，提高军 事治理水平。四是与国家经济社会发展水平相适应，持续改善部队工作、训练和生 活保障条件。

《新时代的中国国防》白皮书指出，中国特色军事变革取得重大进展，但机械 化建设任务尚未完成，信息化水平亟待提高，军事安全面临技术突袭和技术代差被 拉大的风险，军队现代化水平与国家安全需求相比差距还很大，与世界先进军事水 平相比差距还很大。我国军工电子行业起步较晚，且发展历程艰难，伴随着我国近 年来加大对国防信息化的建设，国防白皮书和十九大报告明确指出，我国军事斗争 准备基点是打赢信息化局部战争，确保到 2020 年信息化建设取得重大进展，我国 正处于国防信息化加速建设期。据统计，2010 年我国军工电子行业市场规模在 819 亿元左右，市场规模较小;2019 年我国军工电子需求占到国防装备支出的 60%左右， 2019 年我国国防装备费用约为 4759 亿元，前瞻产业研究院推算，我国军工电子行 业市场规模已经达到 2927 亿元。

《新时代的中国国防》白皮书提出，要加快新型主战武器装备列装速度，构建 现代化武器装备体系，加大淘汰老旧装备力度，逐步形成以高新技术装备为骨干的 武器装备体系。随着国防信息化建设的不断深入，新型主战武器的加速列装、老旧 装备的更新升级将会为军工电子行业带来新的市场空间。中商产业研究院预计 2022 年我国军工电子行业市场规模预计将达到 3842 亿元，2021-2025 年年均复合增长率 将达到 9.33%。

模拟电路方面，我们认为，立足长远，放眼未来，在满足军用领域需求后，公 司有可能凭借其出色的技术能力迅速切入民用领域。在 5G 通信、智能汽车、安防 和工业控制等成长型新兴应用领域强劲需求的带动下，模拟集成电路产业将维持高速发展。2016 年至 2020 年，全球模拟集成电路的市场规模从 478 亿美元提升至 540 亿美元，年均复合增长率达到 3.1%。随着电子产品应用领域的不断扩展和市场 需求的深层次提高，拥有“品类多、应用广”特性的模拟集成电路将成为电子产业 创新发展的新动力之一，预计 2022 年全球模拟集成电路市场规模将达 595 亿美元。

根据 Frost&Sullivan 统计，我国模拟集成电路市场规模在全球范围占比达 50% 以上，为全球最主要的模拟集成电路消费市场，且增速高于全球模拟集成电路市场 整体增速。2020 年，我国模拟集成电路行业市场规模约为 2504 亿元，2016 年至 2020 年年均复合增长率约为 5.85%。随着新技术和产业政策的双轮驱动，未来我国 模拟集成电路市场将迎来发展机遇，预计到 2022 年，我国模拟集成电路市场规模 将增长至 2956 亿元。

3.2 紧跟行业前沿技术，转型 IDM 模式夯实核心竞争力

技术方面，公司立足当下，放眼未来，持续关注行业新技术走向