2022年芯片行業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展分析

1、2022年芯片行業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展分析1. 信號(hào)感知芯片：連接現(xiàn)實(shí)和數(shù)字世界，市場(chǎng)空間廣闊信號(hào)調(diào)理 ASIC 芯片是傳感器系統(tǒng)的核心部件。傳感器信號(hào)調(diào)理 ASIC 芯片是指基于 CMOS 工藝制程的，用于對(duì)傳感器敏感元件的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣和處理的高集成度專用化芯片。區(qū)別于 傳統(tǒng)的分立器件方案，公司的傳感器信號(hào)調(diào)理 ASIC 芯片將自主設(shè)計(jì)的各個(gè)電路模塊集成至一顆 芯片中，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器信號(hào)的采樣、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、傳感器校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償及輸出信號(hào)調(diào)整 等多項(xiàng)功能，性能和成本都得到了大幅優(yōu)化，是傳感器系統(tǒng)的核心部件。一個(gè)完整的傳感器由前端的敏感元件和后端的信號(hào)調(diào)理 ASIC 芯片構(gòu)成。由于敏感元件存 在非線

2、性或受溫度影響較大等特點(diǎn)，需要信號(hào)調(diào)理 ASIC 芯片對(duì)敏感元件輸出的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。 公司的各式傳感器信號(hào)調(diào)理 ASIC 芯片多為配套 MEMS 敏感元件使用，以構(gòu)成完整功能的傳感 器芯片。除了信號(hào)調(diào)理 ASIC 芯片，公司也能提供完整功能的集成式傳感器芯片產(chǎn)品。MEMS 傳感器是信號(hào)感知芯片的重要增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)賽迪顧問(wèn)的數(shù)據(jù)，2016 年中國(guó) MEMS 傳感器的市場(chǎng)規(guī)模為 363.3 億元，預(yù)計(jì) 2022 年市場(chǎng)規(guī)模將增加至 1,008.4 億元。信號(hào) 調(diào)理 ASIC 芯片作為傳感器信號(hào)放大、轉(zhuǎn)換、校準(zhǔn)等處理的重要元件，其市場(chǎng)規(guī)模也隨著 MEMS 傳感器的發(fā)展而逐年擴(kuò)張。從細(xì)分領(lǐng)域來(lái)看，

3、根據(jù)賽迪顧問(wèn)的數(shù)據(jù)，射頻 MEMS 以 25.9%的比 例成為 2019 年最廣泛應(yīng)用的 MEMS 產(chǎn)品，MEMS 壓力傳感器占比 19.2%，位居第二，排名三 至四位的分別是 IMU 慣性傳感器、MEMS 麥克風(fēng)傳感器，市場(chǎng)占比分別為 8.9%和 7.1%。在諸多下游應(yīng)用之中，消費(fèi)電子是全球 MEMS 行業(yè)最大的應(yīng)用市場(chǎng)，且在整個(gè) MEMS 行 業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模的占比越來(lái)越高。智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備整機(jī)產(chǎn)量的增長(zhǎng)，以及整機(jī)產(chǎn)品中硅麥克 風(fēng)、加速度傳感器、陀螺儀等的滲透率進(jìn)一步提高，帶動(dòng)作為后端信號(hào)處理的傳感器信號(hào)調(diào)理 ASIC 芯片增長(zhǎng)。據(jù)麥姆斯咨詢的數(shù)據(jù)，2019 年全球市場(chǎng)的 MEMS 麥克風(fēng)

4、市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至 86.8 億元，2010-2019 年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 20.75。根據(jù) Yole Development 數(shù)據(jù)，2017 年消費(fèi) 類產(chǎn)品的出貨規(guī)模在整個(gè) MEMS 市場(chǎng)規(guī)模中的占比超過(guò) 50%，預(yù)計(jì) 2023 年消費(fèi)類產(chǎn)品將占據(jù) 整個(gè) MEMS 行業(yè) 70%以上的市場(chǎng)空間，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 22.9%。工業(yè)智能化背景助推工業(yè)傳感器市場(chǎng)。傳統(tǒng)的傳感器已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的需要，而智 能化的傳感器可以有效采集各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，并及時(shí)反饋給控制中心，以便對(duì)異常環(huán)節(jié)進(jìn)行干 預(yù)處理，以保證工業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。如 MEMS 壓力傳感器主要用于數(shù)字壓力表、數(shù)字流量表 和工業(yè)配料稱重，并根據(jù)其

5、輸出的結(jié)果準(zhǔn)確地推進(jìn)后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。根據(jù) Markets and Markets 數(shù)據(jù)，工業(yè)傳感器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從 2020 年的 182 億美元增長(zhǎng)到 2025 年的 290 億美元，年 均復(fù)合增長(zhǎng)率為 9.8。汽車核心傳感器芯片國(guó)產(chǎn)化需求迫切。汽車傳感器最初用于發(fā)動(dòng)機(jī)中，隨著汽車性能的提升， 傳感器的應(yīng)用更加廣泛，現(xiàn)拓展到安全系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)等方面，其數(shù)量和種類均不斷增加。據(jù)博 世估計(jì)，目前一輛汽車上安裝有超過(guò) 50 個(gè) MEMS 傳感器，汽車電子發(fā)展促進(jìn)傳感器及其信號(hào) 調(diào)理 ASIC 芯片市場(chǎng)增長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)中車用芯片自研率低于 10，90以上的汽車芯 片都必須依賴從國(guó)外進(jìn)口，汽車核心

6、芯片國(guó)產(chǎn)化的需求較為迫切。2. 數(shù)字隔離芯片：電氣系統(tǒng)的保護(hù)屏障，工業(yè)市場(chǎng)應(yīng)用廣泛數(shù)字隔離芯片是電氣系統(tǒng)的保護(hù)屏障。數(shù)字隔離芯片在數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)進(jìn)行傳遞時(shí)， 使其具有很高的電阻隔離特性，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間的隔離。電氣隔離能夠保證強(qiáng)電電路和 弱電電路之間信號(hào)傳輸?shù)陌踩?，如果沒(méi)有進(jìn)行電氣隔離，一旦發(fā)生故障，強(qiáng)電電路的電流將 直接流到弱電電路，可能會(huì)對(duì)人員安全造成傷害，或?qū)﹄娐芳霸O(shè)備造成損害。相比傳統(tǒng)光耦， 數(shù)字隔離芯片是更新一代、尺寸更小、速度更快、功耗更低、溫度范圍更廣的隔離器件，并且 擁有更高的可靠性和更長(zhǎng)的壽命。按實(shí)現(xiàn)的原理，數(shù)字隔離又可分為磁耦合和電容耦合，公司 的數(shù)字隔離芯片基于

7、電容耦合技術(shù)。相較光耦而言，數(shù)字隔離器在性能、數(shù)據(jù)、傳輸能力、尺寸和可靠性等方面均有明顯優(yōu)勢(shì)。歐美半導(dǎo)體公司在數(shù)字隔離芯片領(lǐng)域起步較早，并在長(zhǎng)期以來(lái)占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。 根 據(jù) Markets and Markets 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020 年 TI、Siliocon Labs、ADI、Broadcom 以及 Infineon 占全球數(shù)字隔離類芯片的市場(chǎng)規(guī)模為 40-50，剩余市場(chǎng)主要被 NVE 公司、ROHM、 MAXIM、Vicor 公司、ON 等公司占據(jù)。本土廠商起步較晚，目前納芯微、上海榮湃及川土微有 一定量產(chǎn)。從下游市場(chǎng)來(lái)看，數(shù)字隔離芯片主要應(yīng)用于電力自動(dòng)化、工廠自動(dòng)化、工業(yè)測(cè)量、汽

8、車車體 通訊、儀器儀表和航天航空等產(chǎn)品及領(lǐng)域。據(jù) Markets and Markets 的數(shù)據(jù)，數(shù)字隔離類芯片 在工業(yè)領(lǐng)域上使用最多。預(yù)計(jì) 2026 年工業(yè)領(lǐng)域、汽車電子領(lǐng)域和通信領(lǐng)域在數(shù)字隔離類芯片的 市場(chǎng)占比將分別穩(wěn)定在 28.8、16.79和 14.31。5G 通信建設(shè)進(jìn)入高潮期，驅(qū)動(dòng)隔離芯片增長(zhǎng)。目前中國(guó) 5G 通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入高潮期。 從目前全球頻譜分布來(lái)看，要想獲得更多的帶寬，5G 頻段高頻化成為必然趨勢(shì)，而高頻化所帶 來(lái)的覆蓋區(qū)域變小將導(dǎo)致 5G 時(shí)代全球站點(diǎn)數(shù)量倍增，站點(diǎn)能耗翻倍，功率器件數(shù)量、內(nèi)部通道 數(shù)、模塊數(shù)均隨之增加，單個(gè)電源模塊的數(shù)字隔離類芯片需求量也將大幅增加

9、。由于 5G 的多天 線陣列技術(shù)，發(fā)射接受通道從原來(lái)最多 8 路變成了 32 或 64 路，為減小饋線損耗，5G 基站將 RRU 和天線集成為一起成為 AAU，散熱從原來(lái)的雙面散熱變成了單面，而功耗卻顯著增加。這 對(duì)基站中的器件提出集成化、耐高溫、耐高壓的需求。具有隔離功能的電源、驅(qū)動(dòng)、采樣、接口 等集成化程度高且耐壓能力強(qiáng)的產(chǎn)品將進(jìn)一步受到市場(chǎng)的青睞。此外，5G 其它產(chǎn)業(yè)鏈也將推動(dòng) 隔離類產(chǎn)品需求量的增長(zhǎng)，如云服務(wù)帶來(lái)服務(wù)器數(shù)量增長(zhǎng)的同時(shí)，也帶動(dòng)了服務(wù)器中隔離器件的 增長(zhǎng)。新能源汽車市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張，帶動(dòng)數(shù)字隔離芯片增長(zhǎng)。汽車內(nèi)部設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化發(fā)展要求數(shù)字隔離 芯片具有高集成度，集成了接口、驅(qū)動(dòng)、采

10、樣等功能的隔離芯片更具優(yōu)勢(shì)。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié) 會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021 年我國(guó)新能源汽車銷量達(dá) 352.1 萬(wàn)輛，截至 2021 年 12 月，單月份我國(guó) 新能源汽車市場(chǎng)滲透率達(dá) 19.1%。國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張將帶動(dòng)數(shù)字隔離芯片的 發(fā)展。隔離芯片放量更好滿足工業(yè) 4.0 背景下的新需求。人機(jī)交互情形會(huì)隨著機(jī)器設(shè)備的增長(zhǎng)而增 多，而工業(yè)用電的 220V 至 380V 遠(yuǎn)超人體的安全電壓 36V。為了保障生產(chǎn)人員的人身安全，必 須對(duì)高低電壓之間的信號(hào)傳輸進(jìn)行隔離以保護(hù)人員免受電擊，該類隔離需求涉及人機(jī)交互的各個(gè) 節(jié)點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)有多個(gè) PLC/DCS 節(jié)點(diǎn)，每個(gè) PLC

11、/DCS 節(jié)點(diǎn)控制一至多個(gè)變 送器、機(jī)械手、變頻器、伺服等設(shè)備，出于安規(guī)需要，上述設(shè)備分別對(duì)數(shù)字隔離類芯片有 113 顆隔離芯片需求。除了保護(hù)生產(chǎn)人員外，數(shù)字隔離芯片還用于保護(hù)模塊和隔離噪聲信號(hào)。工廠自動(dòng)化中不同模 塊的電壓不同，此時(shí)需要數(shù)字隔離芯片保護(hù)低壓域的器件安全。另外，工業(yè) 4.0 對(duì)數(shù)控機(jī)床的精 密控制也提出了更高的要求，這需要數(shù)字隔離芯片來(lái)提高系統(tǒng)的抗噪能力。3. 驅(qū)動(dòng)與采樣芯片：主電路和控制電路的橋梁，公司開始發(fā)力驅(qū)動(dòng)芯片放大控制電路的信號(hào)使其能夠驅(qū)動(dòng)功率晶體管的中間電路。驅(qū)動(dòng)芯片一般用來(lái)驅(qū)動(dòng) MOSFET、IGBT、SiC、GaN 等功率器件，通過(guò)放大控制芯片（MCU）的邏輯信號(hào)，包括放大 電壓幅度、增強(qiáng)電流輸出能力等，以實(shí)現(xiàn)快速開啟和關(guān)斷功率器件。其被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、電源、 能源以及汽車等領(lǐng)域。隔離驅(qū)動(dòng)芯片能夠在驅(qū)動(dòng)功率器件的同時(shí)，提供原副邊電氣隔離功能。采 樣芯片是一類實(shí)現(xiàn)高精度信號(hào)采集及傳輸?shù)男酒?，主要用于系統(tǒng)中電流、電壓等模擬信號(hào)的監(jiān)控。 隔離采樣芯片可在采樣的基礎(chǔ)上提供原副邊電氣隔離功能。根據(jù)弗若斯特-沙利文的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018 年全球市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)芯片出貨量共 896.37 億顆，中國(guó) 市場(chǎng)為 292.31 億顆，占到全球市