AC-DC電源芯片行業(yè)前景

中國電源芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模模擬芯片根據(jù)功能的不同主要可分為電源管理芯片、信號(hào)鏈芯片和傳感器芯片等。電源管理芯片是指通過對(duì)輸入電壓進(jìn)行升壓、降壓、升降壓轉(zhuǎn)換，提供恒壓、恒流、恒壓+恒流等多種輸出方式，實(shí)現(xiàn)電源管理、控制、轉(zhuǎn)換、處理等功能的集成電路，在電子產(chǎn)品和設(shè)備中具有至關(guān)重要的作用，廣泛應(yīng)用于通訊、消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車等領(lǐng)域，是全球出貨量最大的芯片產(chǎn)品類型之一。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模為807．33億元；其中DC-DC電源芯片約占電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模的13．12%，2021年中國DC-DC電源芯片市場(chǎng)規(guī)模為105．92億元。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2023年中國電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)851．38億元，DC-DC電源芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)113．83億元。中國電源管理芯片行業(yè)市場(chǎng)份額根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)顯示，2020年中國電源管理芯片業(yè)務(wù)規(guī)模763億元，占模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模的50%以上，占全球電源管理芯片的33．52%，是全球電源管理芯片的重要需求市場(chǎng)。2020年，在國內(nèi)品牌中，市場(chǎng)份額排名靠前的是圣邦股份、韋爾股份、晶豐明源和富滿電子。但是整體看國內(nèi)排名前十的電源管理芯片的企業(yè)競爭優(yōu)勢(shì)不突出，市場(chǎng)份額占比不足10%。集成電路行業(yè)簡介及發(fā)展概況世界上第一塊集成電路于1958年研制成功，作為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，集成電路目前廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品，以及通訊、醫(yī)療等高精尖領(lǐng)域。集成電路行業(yè)誕生之初，業(yè)內(nèi)主要廠商如德州儀器、英特爾等大多采用IDM模式。隨著集成電路行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，客戶需求日益多樣化，專業(yè)分工更有利于發(fā)揮芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試等不同企業(yè)的專業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此行業(yè)內(nèi)新興的設(shè)計(jì)企業(yè)大多采用Fabless模式，以充分發(fā)揮核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)在細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)降低企業(yè)的運(yùn)營成本；同時(shí)以Foundry代工模式為主的如臺(tái)積電、中芯國際等晶圓廠和日月光、長電科技等封裝測(cè)試廠的規(guī)模和制造技術(shù)水平持續(xù)提高，集成電路行業(yè)逐漸向?qū)I(yè)分工模式發(fā)展。電源管理芯片未來發(fā)展趨勢(shì)電子產(chǎn)品性能不斷提升，設(shè)備的體積反而變得愈發(fā)輕薄短小，為其供電的電源管理方案也需要不斷提升性能并縮小體積。電源管理方案以電源芯片為核心，通過外圍的電感、電容等多種元器件的連接可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電源管理功能，其中，電源芯片的管腳數(shù)量、封裝外形、外圍元器件的數(shù)量及外形、PCB板的面積以及布局布線形式等決定了電源管理方案的體積，將多種功能集成到電源芯片內(nèi)以減少外圍元器件數(shù)量，可有效提高芯片性能并縮小電源管理方案的體積。提高供電電源的電壓不僅可以提供更大的輸出功率，也可以降低傳輸過程中的功率損耗。因此，終端設(shè)備的供電電壓不斷提高。例如，汽車在1918年引入蓄電池，當(dāng)時(shí)的供電電壓只有6V，到了1950年升級(jí)為12V；2011年寶馬、奧迪等幾家知名車企聯(lián)合推出了48V系統(tǒng)，以滿足汽車電子日益增長的負(fù)載需求。根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）發(fā)布的《中國HEV&48V節(jié)能乘用車月度銷量數(shù)據(jù)庫》，2020年中國48V節(jié)能乘用車銷量合計(jì)約為33．1萬輛，同比增長39%。提高單顆電源管理芯片的輸出功率，可以提高電源模塊的功率密度，同等條件下可以縮小電源模塊體積、降低使用成本并實(shí)現(xiàn)更多的系統(tǒng)功能。電子設(shè)備的功能日趨復(fù)雜，其內(nèi)部配備了越來越多的功能模塊。隨著移動(dòng)電子設(shè)備的功能復(fù)雜及功耗增加，其需要配備更大容量的電池，及更大輸出功率的電源適配器以提高充電效率，電源管理芯片需要提高輸出功率以順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)。車規(guī)級(jí)和工業(yè)級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域的客戶對(duì)電源芯片的核心訴求是安全、穩(wěn)定、抗干擾、高可靠性等，即提高電源芯片的魯棒特性，意指電源芯片產(chǎn)品能夠在各類極端惡劣環(huán)境和條件下可靠、穩(wěn)定地工作且使用壽命長。隨著電子產(chǎn)品功能多樣化和應(yīng)用復(fù)雜化，電源芯片正不斷向高可靠性方向發(fā)展。中國電源管理芯片行業(yè)企業(yè)布局從產(chǎn)品數(shù)量看，圣邦股份、韋爾股份、力芯微企業(yè)電源管理芯片的產(chǎn)品種類多，超過500款，其中圣邦股份產(chǎn)品數(shù)最多達(dá)到了1600款，表明優(yōu)勢(shì)企業(yè)產(chǎn)品品類豐富，市場(chǎng)競爭力有待進(jìn)一步提升。從企業(yè)電源管理芯片的競爭力來看，目前圣邦股份、韋爾股份等電源管理芯片業(yè)務(wù)為公司的核心業(yè)務(wù)，國內(nèi)市場(chǎng)份額占比相對(duì)較高，國內(nèi)市場(chǎng)競爭力凸顯，國內(nèi)大力推動(dòng)芯片行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。由于電源管理芯片屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，對(duì)裝備制造、科學(xué)研究等領(lǐng)域的發(fā)展十分重要，其替代品威脅較小;在高端產(chǎn)品領(lǐng)域，現(xiàn)有競爭者數(shù)量不多，但市場(chǎng)集中度較高，國內(nèi)企業(yè)主要集中在非高端產(chǎn)品領(lǐng)域，企業(yè)數(shù)量大，較為分散;上游供應(yīng)商一般為原材料、核心零部件/系統(tǒng)等企業(yè)，核心零部件廠商的議價(jià)能力較強(qiáng);下游消費(fèi)市場(chǎng)主要是消費(fèi)電子、汽車、通信設(shè)備等領(lǐng)域，議價(jià)能力較弱;同時(shí)，因電源管理芯片屬于技術(shù)密集型行業(yè)、且市場(chǎng)競爭激烈、集中度高，綜合而言潛在進(jìn)入者威脅較小。電源芯片的技術(shù)發(fā)展情況及未來發(fā)展趨勢(shì)近年來，由于物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、5G、人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用日益普及，相關(guān)電子產(chǎn)品的性能不斷提升、應(yīng)用不斷創(chuàng)新，電源芯片作為電子產(chǎn)品的核心元器件之一，終端客戶對(duì)其效率、功率、體積、可靠性等方面提出了更高的創(chuàng)新和創(chuàng)造要求，電源芯片市場(chǎng)呈現(xiàn)出需求多樣化、應(yīng)用細(xì)分化的特點(diǎn)。高集成、高電壓、大功率、高可靠性等逐漸成為電源芯片行業(yè)主要的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。（一）電源芯片行業(yè)高集成發(fā)展趨勢(shì)電子產(chǎn)品性能不斷提升，設(shè)備的體積反而變得愈發(fā)輕薄短小，為其供電的電源管理方案也需要不斷提升性能并縮小體積。電源管理方案以電源芯片為核心，通過外圍的電感、電容等多種元器件的連接可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電源管理功能，其中，電源芯片的管腳數(shù)量、封裝外形、外圍元器件的數(shù)量及外形、PCB板的面積以及布局布線形式等決定了電源管理方案的體積，將多種功能集成到電源芯片內(nèi)以減少外圍元器件數(shù)量，可有效提高芯片性能并縮小電源管理方案的體積。同時(shí)，外圍元器件數(shù)量減少意味著連接時(shí)無需考慮太多的元器件之間的干擾，降低了電源管理方案整體的加工難度及失效率，提高了系統(tǒng)的可靠性，便于終端客戶使用并降低其研發(fā)周期及成本。（二）電源芯片行業(yè)高電壓發(fā)展趨勢(shì)提高供電電源的電壓不僅可以提供更大的輸出功率，也可以降低傳輸過程中的功率損耗。因此，終端設(shè)備的供電電壓不斷提高。例如，汽車在1918年引入蓄電池，當(dāng)時(shí)的供電電壓只有6V，到了1950年升級(jí)為12V；2011年寶馬、奧迪等幾家知名車企聯(lián)合推出了48V系統(tǒng)，以滿足汽車電子日益增長的負(fù)載需求。根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）發(fā)布的《中國HEV&48V節(jié)能乘用車月度銷量數(shù)據(jù)庫》，2020年中國48V節(jié)能乘用車銷量合計(jì)約為33．1萬輛，同比增長39%。目前，車載電子裝置用電源芯片的供電電壓一般為12V、24V、36V、48V等，但車輛在啟動(dòng)或急剎車時(shí)，供電電壓產(chǎn)生的瞬態(tài)毛刺電壓可達(dá)正常值的二倍左右，因此電源芯片需留有足夠的耐壓裕量，例如供電電壓為48V時(shí)推薦使用耐壓80V～100V的電源芯片，終端設(shè)備供電電壓的提高不斷促進(jìn)電源芯片向高電壓方向發(fā)展。（三）電源芯片行業(yè)大功率發(fā)展趨勢(shì)提高單顆電源管理芯片的輸出功率，可以提高電源模塊的功率密度，同等條件下可以縮小電源模塊體積、降低使用成本并實(shí)現(xiàn)更多的系統(tǒng)功能。電子設(shè)備的功能日趨復(fù)雜，其內(nèi)部配備了越來越多的功能模塊。例如，汽車中控設(shè)備早期主要用于影音娛樂，目前則集成了導(dǎo)航、行車記錄、影音娛樂、輔助駕駛等多種功能，其功耗也在增加，需要輸出功率更大、驅(qū)動(dòng)能力更強(qiáng)的電源管理模塊為之供電。隨著移動(dòng)電子設(shè)備的功能復(fù)雜及功耗增加，其需要配備更大容量的電池，及更大輸出功率的電源適配器以提高充電效率，電源管理芯片需要提高輸出功率以順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)。（四）電源芯片行業(yè)高可靠性發(fā)展趨勢(shì)車規(guī)級(jí)和工業(yè)級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域的客戶對(duì)電源芯片的核心訴求是安全、穩(wěn)定、抗干擾、高可靠性等，即提高電源芯片的魯棒特性（Robustness），意指電源芯片產(chǎn)品能夠在各類極端惡劣環(huán)境和條件下可靠、穩(wěn)定地工作且使用壽命長。例如，用于汽車電子的電源芯片的溫度等級(jí)指標(biāo)為-40～125℃，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，惡劣環(huán)境下的極端低溫會(huì)低于-40℃；極端高溫環(huán)境下車內(nèi)環(huán)境溫度達(dá)到70℃時(shí)，位于車載電子設(shè)備內(nèi)的電源芯片在滿負(fù)荷工作時(shí)，芯片內(nèi)部的極端高溫可能超過125℃。因此，為滿足以上應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需求，電源芯片設(shè)計(jì)企業(yè)需要在-40～125℃的溫度范圍以外增加裕量，使得產(chǎn)品能夠承受更廣的極端溫度范圍。電源芯片作為電子產(chǎn)品的心臟，其可靠性直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的使用壽命及工作性能。隨著電子產(chǎn)品功能多樣化和應(yīng)用復(fù)雜化，電源芯片正不斷向高可靠性方向發(fā)展。電源芯片行業(yè)介紹及市場(chǎng)競爭格局模擬芯片根據(jù)功能的不同主要可分為電源管理芯片、信號(hào)鏈芯片和傳感器芯片等。電源管理芯片是指通過對(duì)輸入電壓進(jìn)行升壓、降壓、升降壓轉(zhuǎn)換，提供恒壓、恒流、恒壓+恒流等多種輸出方式，實(shí)現(xiàn)電源管理、控制、轉(zhuǎn)換、處理等功能的集成電路，在電子產(chǎn)品和設(shè)備中具有至關(guān)重要的作用，廣泛應(yīng)用于通訊、消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車等領(lǐng)域，是全球出貨量最大的芯片產(chǎn)品類型之一。根據(jù)數(shù)據(jù)，全球電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模從2016年的198．0億美元增長至2020年的328．8億美元，年均復(fù)合增長率為13．5%。與模擬集成電路行業(yè)的競爭格局相似，國際電源管理芯片市場(chǎng)主要被歐美企業(yè)占據(jù)，2020年，德州儀器、高通、亞德諾、美信和英飛凌合計(jì)占據(jù)了全球電源芯片市場(chǎng)的71%。國內(nèi)市場(chǎng)方面，2018～2020年中國電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模分別為681．53億元、743．00億元和763．00億元，復(fù)合增長率約為5．81%，若增速不變，則2021年中國電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為807．33億元。據(jù)測(cè)算，DC-DC電源芯片約占電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模的13．12%，則2019～2021年中國DC-DC電源芯片市場(chǎng)規(guī)模分別約為97．48億元、100．11億元和105．92億元。由于產(chǎn)品、技術(shù)、品牌認(rèn)可度等方面的差距，中國電源芯片企業(yè)的市場(chǎng)占有率普遍較低。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2020年以德州儀器、亞德諾等為代表的歐美企業(yè)占據(jù)了中國電源管理芯片市場(chǎng)份額的80%左右；晶豐明源、韋爾股份和圣邦股份等中國前十大電源管理芯片企業(yè)合計(jì)占據(jù)的市場(chǎng)份額不足10%。電源管理芯片行業(yè)發(fā)展情況模擬芯片按產(chǎn)品類型主要由電源管理芯片和信號(hào)鏈芯片構(gòu)成，其中電源管理芯片主要是指管理電池與電能的電路，信號(hào)鏈芯片主要是指用于處理信號(hào)的電路。電源管理芯片在電子設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，根據(jù)ICInsight數(shù)據(jù)，電源管理芯片是全球出貨量最高的芯片類別，2019年全球電源管理芯片出貨量占全部芯片出貨