位置傳感器芯片行業(yè)前景

位置傳感器芯片行業(yè)前景

集成電路行業(yè)市場規(guī)模我國集成電路行業(yè)起步較晚，但經(jīng)過多年的積累與發(fā)展，在巨大的市場需求、良好的產(chǎn)業(yè)政策、豐富的人口紅利、穩(wěn)定的經(jīng)濟增長等眾多優(yōu)勢條件驅(qū)動下，我國集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展并持續(xù)保持高速增長，整體實力顯著提升。目前，中國集成電路行業(yè)已在全球集成電路產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要市場地位。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2021年中國集成電路行業(yè)銷售額為10458．3億元，2022年上半年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)的銷售額達到4763．5億元，同比增長16．1%，預計2023年其市場規(guī)模將達14425億元。中國集成電路制造行業(yè)市場發(fā)展規(guī)模集成電路制造業(yè)是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)，是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、保障國家安全的重要支撐，也是培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、推動信息化與工業(yè)化深度融合的核心和基礎。過去十年，中國集成電路制造業(yè)進入快速發(fā)展軌道，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大，產(chǎn)量提高了11倍，銷售收入翻了3番，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，技術創(chuàng)新取得實質(zhì)性突破，一批優(yōu)勢企業(yè)脫穎而出。2019年我國內(nèi)集成電路制造市場規(guī)模達到2149．1億元，同比增長15．1%。截止至2020年末國內(nèi)集成電路制造市場規(guī)模達到2560．1億元，比上年同期增長19．1%。集成電路行業(yè)的競爭情況目前，國內(nèi)集成電路設計企業(yè)規(guī)模相比國外企業(yè)仍然較小，核心市場和客戶供應體系進入難度較大，技術能力仍與國外企業(yè)具有較大差距，我國集成電路產(chǎn)品主要領域集中在消費類、通信類以及中低端芯片領域。在磁傳感器芯片領域，國外磁傳感器芯片企業(yè)憑借多年以來在資金、技術、客戶資源、品牌等方面的積累，形成了巨大的領先優(yōu)勢。根據(jù)Yole研究報告，國外先進磁傳感器芯片供應商Allegro（埃戈羅）、Infineon（英飛凌）、Melexis（邁來芯）、NXP（恩智浦）AKM（旭化成）、Honeywell（霍尼韋爾）、TDK（東京電氣化學）等掌握了大部分市場份額，磁傳感器芯片的國產(chǎn)化率整體較低。在汽車電子領域，根據(jù)Yole研究報告，汽車電子為磁傳感器的主要應用領域，市場占比超過50%；全球5家供應商Allegro、Infineon、NXP、Melexis、TDK占有90%以上整個磁傳感器及芯片市場份額，幾乎壟斷市場。在工業(yè)領域，磁傳感器芯片應用于工業(yè)自動化、新能源領域等諸多應用場景，產(chǎn)品品類規(guī)模及覆蓋能力對于市場競爭力有重要影響。集成電路行業(yè)投融資情況近年來，我國集成電路領域投融資交易的上升，與國家對該領域的政策與相關資金大力支持有很大關系。據(jù)IT桔子數(shù)據(jù)顯示，我國國內(nèi)集成電路領域投融資情況整體呈增長趨勢。于2021年達到頂峰，投融資事件達747起，投融資金額達1361．29億元。2022年我國集成電路領域投融資事件達689起，投融資金額達1105．39億元。中國集成電路制造設備競爭格局集成電路生產(chǎn)設備是集成電路大規(guī)模制造的基礎，設備制造在集成電路產(chǎn)業(yè)中處于舉足輕重的地位。集成電路加工工藝繁雜，需要各種不同的設備。等離子刻蝕設備、離子注入機、薄膜沉積設備、熱處理成膜設備、涂膠機、晶圓測試設備等。由于集成電路生產(chǎn)設備具備較高的技術壁壘、市場壁壘，目前國產(chǎn)半導體設備國產(chǎn)化率較低，不同環(huán)節(jié)的關鍵設備由美國應用材料公司和日本東京電子等企業(yè)壟斷。而核心設備光刻機被譽為半導體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。目前世界上能生產(chǎn)高端光刻機的廠商只有一家荷蘭的ASML，這是技術路線演化自然選擇的結(jié)果。AMSL零件外包、專注核心技術研發(fā)的戰(zhàn)略也使得其具備足夠的靈活性，ASML于1995年通過上市獲得了充裕的資金，隨后大量投入研發(fā)和技術性并購。光刻機技術含量極高，加上摩爾定律的作用，芯片升級換代很快，對于設備的精度要求也逐步提高。汽車電子領域芯片行業(yè)概況（一）汽車電子行業(yè)概況1、汽車電子概況汽車電子是車身電子控制系統(tǒng)和車載電子系統(tǒng)的總稱，主要由傳感器、控制器、執(zhí)行器三大部分構(gòu)成，應用于車輛感知、計算、執(zhí)行等層面，以實現(xiàn)相應的系統(tǒng)功能。其中，車身電子控制系統(tǒng)是汽車的核心功能，主要包括動力及傳動系統(tǒng)、底盤及安全系統(tǒng)和車身及舒適系統(tǒng)；車載電子系統(tǒng)是汽車的輔助功能，用于增強用戶在車內(nèi)的體驗感，主要包括安全舒適系統(tǒng)及信息娛樂與網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)等。前者需要與車上的機械系統(tǒng)進行配合使用，即所謂機電結(jié)合的汽車電子裝置，包括發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)等；后者是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝置，與汽車本身的性能并無直接關系，包括汽車信息系統(tǒng)（行車電腦）、導航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設備等。從汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游為電子元器件，包括汽車電子的相關核心芯片及其他分立器件；中游是汽車系統(tǒng)集成商，主要對汽車電子模塊化功能進行設計、生產(chǎn)及銷售；下游則是整車制造商和維修廠。2、汽車電子發(fā)展現(xiàn)狀在資源與環(huán)境雙重壓力下，汽車產(chǎn)業(yè)逐漸向電動化方向變革，加之碳達峰、碳中和政策的驅(qū)動，新能源汽車逐漸成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的方向。與傳統(tǒng)燃油車依靠燃料能源提供動力不同，新能源汽車的動力系統(tǒng)主要是驅(qū)動電機、動力電池與控制器，整體對電子化水平要求較高。燃油車的汽車電子成本占整車成本的比例約為15%-28%，而純電動車這一比例達到65%。在新能源汽車銷量增長疊加高成本占比的汽車電子背景下，汽車電子行業(yè)由此迎來成長機遇期。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年全球/國內(nèi)汽車電子市場規(guī)模有望達到21，399/9，783億元，國內(nèi)汽車電子市場約占全球四成；2017-2022年全球/國內(nèi)汽車電子市場規(guī)模的年均復合增長率分別為7．99%/12．62%，國內(nèi)市場增速顯著高于全球增速。3、汽車電子發(fā)展趨勢汽車電動化，智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，提升了汽車對信息感知、接收、處理的要求，也為汽車電子行業(yè)帶來全方位機會。首先，在汽車電動化趨勢下，新能源車三電系統(tǒng)（動力電池、電機和電控系統(tǒng)）成為核心部件。新能源汽車以電能作為動力來源，需要更精確地對電機、電機控制器和電源管理系統(tǒng)等設備進行電流控制和監(jiān)測，同時新能源車普遍采用高壓電路，需要頻繁進行電壓變化，增加了對高壓線束、連接器等的需求，為IGBT、MOSFET、電流傳感器芯片等帶來增量空間。其次，汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展趨勢，增強了汽車對于信息的感知、處理與交互需求，汽車需要更多的傳感器進行外部環(huán)境感知和內(nèi)部人機交互，使汽車傳感器的需求增加。尤其在自動駕駛進入到相對高階的L4/L5級別后，超聲波傳感器、雷達模組以及車身感知傳感器的需求大為增長，促進了汽車電子行業(yè)的發(fā)展。在汽車電動化，智能化，網(wǎng)聯(lián)化的產(chǎn)業(yè)變革趨勢下，汽車主機廠的核心能力將從機械硬件轉(zhuǎn)向電子硬件和軟件，汽車電子的設計架構(gòu)隨之發(fā)生改變，逐漸從傳統(tǒng)分布式ECU架構(gòu)向分布式網(wǎng)絡+高度集中的域控制器架構(gòu)演進。集中式的汽車電子架構(gòu)，一方面能夠簡化布線，減輕裝配難度，降低車重；另一方面，集中式系統(tǒng)減少了計算冗余，有利于算力的提升，為未來多種傳感器檢測數(shù)據(jù)相互聯(lián)動融合提供支撐，為自動駕駛提供了更高的可靠性、冗余性以及最終的安全性。汽車電子架構(gòu)的演變進程將帶動各組件市場快速發(fā)展，其中對多功能、高性能的汽車傳感器的需求日益增加，傳感器及其他電子器件市場將進一步發(fā)展為更加成熟和獨立的市場。（二）汽車電子控制系統(tǒng)及構(gòu)成汽車電子控制系統(tǒng)作為汽車電子的核心，是決定汽車電子發(fā)揮功能作用的關鍵。從構(gòu)成來看，汽車電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三部分組成。汽車在運行時，各傳感器不斷檢測汽車運行的工況信息，并將這些信息實時地通過接口傳送給ECU。ECU對接收到的信息進行相應的決策和處理后，通過接口將控制信號輸出給相應的執(zhí)行器，由執(zhí)行器負責執(zhí)行相應的動作。其中，傳感器在汽車電子控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，決定了系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性。傳感器工作時，能夠?qū)⒉杉钠囃饨绛h(huán)境信息輸入并轉(zhuǎn)換為電信號，傳輸給電控單元，進而實現(xiàn)電子控制。傳感器的精度、響應性、可靠性、耐久性及輸出的電壓信號等性能指標，是影響汽車動力性、操控性、安全性等的關鍵因素。（三）汽車電子控制系統(tǒng)中的芯片汽車向電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化快速發(fā)展，拓寬了芯片在汽車電子控制系統(tǒng)的應用場景，帶動了汽車芯片的應用需求。按照通用分類標準，汽車芯片可分為主控芯片、存儲芯片、功率芯片、信號與接口芯片、傳感器芯片等五大類。近十年來整車所用芯片平均數(shù)量不斷攀升，從2012年傳統(tǒng)燃油車單車平均使用438個、新能源車單車平均使用567個，迅速上升到2022年預計傳統(tǒng)燃油車單車平均使用934個、新能源車單車平均使用1，459個。新能源汽車作為汽車芯片需求量的主要驅(qū)動力，在碳達峰、碳中和的政策背景下，新能源汽車銷量和滲透率不斷提高，進而對汽車芯片的需求量將大幅提升。在單車芯片使用量不斷上升和新能源汽車市場規(guī)模不斷擴大的雙因素驅(qū)動下，汽車芯片市場規(guī)模在乘數(shù)效應下快速爆發(fā)。2021年全球汽車芯片市場規(guī)模約498．49億美元，預計2026年將達到669．63億美元；中國汽車芯片市場規(guī)模約150．10億美元，占全球市場比重約30．11%，預計2026年將達到184．89億美元。從全球競爭格局來看，國外廠商在汽車芯片市場占據(jù)主要份額。根據(jù)Gartner統(tǒng)計，2020年全球前十大車規(guī)級半導體廠商均為國外廠商。由于車規(guī)級芯片技術壁壘較高，我國國產(chǎn)汽車芯片難以進入汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，根據(jù)中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年我國汽車芯片主要依賴于境外供應商，自主汽車電子芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模僅占4．50%。目前，我國汽車芯片國產(chǎn)化率較低，其主要原因：1）我國芯片產(chǎn)業(yè)起步較晚，而芯片行業(yè)具有整體研發(fā)周期長、投資規(guī)模大等特點，企業(yè)需要較長時間的技術積累和經(jīng)驗沉淀實現(xiàn)技術突破，形成了較高的行業(yè)壁壘；2）汽車電子行業(yè)對產(chǎn)品的安全性和穩(wěn)定性要求較高，企業(yè)進入汽車電子供應鏈體系的準入門檻相對較高且驗證周期較長，從而導致市場參與者較少；3）通常整車廠在認證新供應商時，會要求其產(chǎn)品擁有一定規(guī)模的上車數(shù)據(jù)，因此車企與芯片廠商在形成穩(wěn)定的合作關系后，在原有車型上替換供應商的動力不足。國產(chǎn)廠商缺乏測試及應用數(shù)據(jù)，其車規(guī)級芯片在正常供給的狀態(tài)下較難尋得突破。在國際貿(mào)易爭端以及新冠疫情的影響下，缺芯潮席卷汽車芯片市場，加之當前全球汽車芯片主要產(chǎn)能相對集中，我國汽車芯片對外依賴度高，芯片短缺已經(jīng)成為阻礙我國汽車產(chǎn)業(yè)保供和轉(zhuǎn)型升級的關鍵問題，汽車芯片的自主可控受到了國家、汽車廠商及汽車芯片企業(yè)的高度重視。1、汽車傳感器芯片概況傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)必不可少的一部分，用以測量位置、壓力、電流、力矩、溫度、角度、距離、加速度、流量等信息，并將這些信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入給汽車電子控制器，進而實現(xiàn)汽車電子控制。汽車傳感器按被測物理量可分為：位置傳感器、壓力傳感器、電流傳感器、扭矩角度傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、流量傳感器等。傳感器的精確性、可靠性將直接影響汽車電子控制系統(tǒng)的控制效果。平均每個傳感器中的芯片價值量占比為60%以上。隨著新能源車逐步替代燃油車，汽車電動化對執(zhí)行層中動力、制動、轉(zhuǎn)向、變速系統(tǒng)以及電機、電機控制器、電池管理系統(tǒng)等方面的影響更為直接，對傳感器需求隨之顯著增長。根據(jù)GlobalMarketInsights，預計到2030年，全球汽車傳感器市場規(guī)模將超過550億美元。中國汽車傳感器市場規(guī)模從2017年的157．3億元增長至2021年的263．9億元，年均復合增長率為13．8%。在國家政策和智能汽車快速發(fā)展下，中國汽車傳感器市場規(guī)模將持續(xù)增長，預計2025年中國汽車傳感器市場將突破400億元。2、汽車磁傳感器芯片發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢由于汽車工作環(huán)境復雜，對汽車器件的一致性和穩(wěn)定性具有較高的要求，磁傳感器以其高性能優(yōu)勢，在汽車領域得到廣泛應用，并已成為最大的磁傳感器應用市場。在磁傳感器芯片中，霍爾傳感器芯片的測量精度能夠滿足絕大部分使用場景，同時具備大量程、高可靠性和抗干擾能力，與其他磁傳感器的解決方案相比具有很好的成本優(yōu)勢，因此霍爾傳感器芯片是車規(guī)級磁傳感器芯片中的主流技術。霍爾傳感器芯片在汽車中主要被用于車速、傾角、角度、距離、接近、位置等參數(shù)檢測以及導航、定位，比如車速測量、踏板位置、變速箱位置、電機旋轉(zhuǎn)、助力扭矩測量、曲軸位置、傾角測量、電子導航、防抱死檢測、泊車定位、安全氣囊與太陽能板中的缺陷檢測、座椅位置記憶、改善導航系統(tǒng)的航向分辨率等。近年來新能源汽車的滲透率不斷提升。在新能源汽車中，三電系統(tǒng)（動力電池、電機和電控系統(tǒng)）決定了汽車的主要性能，并隨著電機的功率提升以及大功率快速充電的需求增加，新能源汽車對電流測量的需求大幅增加。盡管燃油車中的發(fā)動機+變速箱被三電系統(tǒng)取代，但底盤、車身和車載電子系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油車基本相同，相應的傳感器需求仍然存在。因此相比傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車對磁傳感器的總體需求進一步增加。隨著汽車智能化和功能安全需求的提升，為提高安全冗余，汽車電子配置不斷提升，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、ABS防抱死系統(tǒng)、電子油門踏板以及電動座椅、天窗、尾門等部件中磁傳感器數(shù)量成倍增加，并采取多路、多芯片的方案設計，使得每輛車上的磁傳感器芯片數(shù)量不斷增加。結(jié)合以上趨勢，汽車磁傳感器芯片的總體需求和價值量將持續(xù)提升，根據(jù)ICVTank數(shù)據(jù)統(tǒng)計，傳統(tǒng)燃油車使用至少30個磁傳感器，在混合動力或純電動汽車中磁傳感器數(shù)量增加到50個左右，單車磁傳感器價值量也由120元增長至250元，其中芯片的成本占比超過60%。近年來，由于汽車產(chǎn)業(yè)鏈缺芯、國產(chǎn)新能源車的快速發(fā)展以及政策推動等原因，國產(chǎn)汽車磁傳感器芯片廠商獲得了絕佳的供應鏈導入和客戶驗證機會，通過大規(guī)模放量后，國內(nèi)磁傳感器芯片廠商將進一步提高市場占有率，從而實現(xiàn)市場規(guī)?？焖僭鲩L。集成電路行業(yè)概況（一）集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分析集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游EDA軟件、IP授權、材料和設備等支撐環(huán)節(jié)，下游汽車、工業(yè)、消費等終端應用領域以及集成電路設計、晶圓制造、封裝測試三大核心環(huán)環(huán)節(jié)。集成電路設計是將系統(tǒng)、邏輯與性能的設計要求轉(zhuǎn)化為具體的物理版圖的過程，也是一個把產(chǎn)品從抽象過程具體化、直至最終物理實現(xiàn)的過程。集成電路設計行業(yè)屬于技術密集型產(chǎn)業(yè)，對技術研發(fā)實力要求極高，具有技術門檻高、細分門類多等特點。我國集成電路設計行業(yè)呈高速發(fā)展態(tài)勢，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也逐步從附加值相對較低的封裝測試領域向附加價值更高的設計領域轉(zhuǎn)型。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，我國集成電路設計行業(yè)的銷售額從2015年的1，325億元增長至2021年的4，519億元，復合增速為22．69%，在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中增速最快。同時，集成電路設計行業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的占比從2015年的36．70%到2021年的43．20%，比重也在不斷提升。集成電路制造環(huán)節(jié)工藝復雜、技術含量高，在產(chǎn)業(yè)鏈中起到關鍵的支撐性作用。該環(huán)節(jié)根據(jù)電路設計版圖，通過光刻、刻蝕、離子注入、退火、擴散、化學氣相沉積、物理氣相沉積、化學機械研磨、晶圓檢測等工藝流程，在半導體硅片上生成電路圖形，產(chǎn)出可以實現(xiàn)預期功能的晶圓片。受益于新能源汽車、智能終端制造、新一代移動通信、物聯(lián)網(wǎng)等下游市場需求強勢驅(qū)動，我國的集成電路制造業(yè)發(fā)展速度較快。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，我國集成電路制造業(yè)的銷售額從2015年的900．80億元增長至2021年的3，176．30億元，復合增速為23．37%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大。集成電路封裝測試過程包括封裝、測試等環(huán)節(jié)，是集成電路進入終端系統(tǒng)前的最后一道工序，對于保障集成電路工作性能良好、終端設備穩(wěn)定運行具有重大意義。其中，封裝是通過切割、焊線、塑封等工藝，為制造環(huán)節(jié)產(chǎn)出的晶圓提供物理保護，并使之與外部器件實現(xiàn)電氣連接；測試是在晶圓封裝后，利用專業(yè)設備和工具，對其功能和性能進行測試。國內(nèi)封測行業(yè)起步較早，受益于高速增長的下游市場需求強勢帶動，集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展，我國封測行業(yè)不斷突破技術壁壘，國內(nèi)領先的封測廠商進入國際一流水平。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，我國集成電路封測行業(yè)的銷售額從2015年的1，384億元增長至2021年的2，763億元，復合增速為12．21%，市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長態(tài)勢。（二）集成電路行業(yè)市場規(guī)模在汽車電子，消費電子，5G，物聯(lián)網(wǎng)，人工智能等產(chǎn)業(yè)的拉動下，全球半導體銷售市場規(guī)模穩(wěn)步上升。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)，全球集成電路產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模由2016年的2，766．98億美元增長至2021年為4，630．02億美元，年均復合增長率10．84%，預計2022年全球半導體市場規(guī)模將達到5，340．10億美元。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，中國集成電路市場規(guī)模由2016年的4，335．50億元提升至2021年的10，458．30億元，年均復合增長率高達19．26%，是全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場，未來仍有廣闊的市場增量。從集成電路下游細分領域來看，伴隨著技術的進步，汽車、工業(yè)等領域?qū)⒂瓉懋a(chǎn)業(yè)變革，進而帶動集成電路市場規(guī)模增長，其中在汽車電動化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化的趨勢下，汽車的單車使用芯片數(shù)量更大，汽車領域?qū)⒊蔀樾酒鲩L的主要驅(qū)動力。（三）集成電路行業(yè)未來發(fā)展趨勢集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展體現(xiàn)了國家的綜合科技實力，也奠定了國家信息化建設和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的基礎。我國集成電路產(chǎn)業(yè)起步較晚，在高端芯片領域國內(nèi)廠商在國際競爭中仍處于劣勢。近年來，國家陸續(xù)推出《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》《中國制造2025》《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》等