電流傳感器芯片行業(yè)現(xiàn)狀

電流傳感器芯片行業(yè)現(xiàn)狀

集成電路行業(yè)產(chǎn)量概況目前，我國已經(jīng)成為全球最大的集成電路市場之一，集成電路產(chǎn)量穩(wěn)步提升。據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)大數(shù)據(jù)庫顯示，2021年我國集成電路產(chǎn)量達(dá)3594．3億塊，同比增長33．3%；2022年1-11月，我國集成電路產(chǎn)量達(dá)2958億塊，同比下降12%，預(yù)計(jì)2023年我國集成電路產(chǎn)量將達(dá)3676．2億塊。中國集成電路制造市場競爭格局目前我國集成電路裝備研制單位和生產(chǎn)企業(yè)約有40余家，主要分布于北京、上海、沈陽等地。中國由于在集成電路制造行業(yè)起步較晚，技術(shù)工藝水平與國外先進(jìn)企業(yè)有一定差距，在2019年十大集成電路制造企業(yè)榜單中，有5家企業(yè)是中外合資：三星中國（第一）、英特爾大連（第二）、SK海力士中國（第四）、臺積電中國（第七）、和艦芯片（第八）。本土企業(yè)中芯國際、上海華虹、華潤微電子、西安微電子、武漢新芯分別位列第三、第五、第六、第九和第十。工業(yè)領(lǐng)域芯片行業(yè)概況（一）工業(yè)自動化領(lǐng)域行業(yè)概況在工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用中，電機(jī)控制系統(tǒng)必不可少。電機(jī)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)精確控制和同步操作，降低功耗，并在嚴(yán)苛環(huán)境中延長電機(jī)的使用壽命，主要應(yīng)用于各類工業(yè)電機(jī)設(shè)備、輕型電動車以及其他工業(yè)自動化設(shè)備等。1、工業(yè)電機(jī)領(lǐng)域行業(yè)概況電機(jī)指依靠電磁感應(yīng)作用而運(yùn)行的電氣設(shè)備，用來進(jìn)行電能生產(chǎn)、傳輸、使用和電能特性變換的機(jī)電裝置。電機(jī)的分類方式多樣，以工作電源為標(biāo)準(zhǔn)，可分為直流電機(jī)、交流電機(jī)；以結(jié)構(gòu)和工作原理為標(biāo)準(zhǔn)，可分為無刷電機(jī)與有刷電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)；異步電機(jī)與同步電機(jī)等。目前，電機(jī)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)床、生產(chǎn)線、出行工具、電動工具、各類電器等多個市場，同時(shí)越來越多的高端電機(jī)被裝配到工業(yè)自動化控制設(shè)備中。電機(jī)控制系統(tǒng)是驅(qū)動電機(jī)運(yùn)作的核心，由控制器、電機(jī)驅(qū)動器、電機(jī)和傳感器芯片組成?？刂破饔芍骺匦酒M成，是電機(jī)控制系統(tǒng)的大腦，用于控制電機(jī)的電路通電和斷電，使之啟動和停止；電機(jī)驅(qū)動器主要搭載驅(qū)動芯片和驅(qū)動器件，可以放大信號，產(chǎn)生扭矩，并使負(fù)載運(yùn)動，通過控制速度、扭矩和方向，從而確定電機(jī)的馬力；電機(jī)主要將電池的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，驅(qū)動機(jī)械設(shè)備工作；傳感器芯片主要是基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器芯片，用于檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子的速度、位置和方向。近年來，工業(yè)自動化趨勢帶動工業(yè)電機(jī)領(lǐng)域市場規(guī)?？焖僭黾?。工業(yè)電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用升級是核心推動因素之一，其需求量隨著電氣化、自動化、智能化的演進(jìn)而逐步增長。特別是以步進(jìn)伺服電機(jī)為代表的工業(yè)自動化電機(jī)，是自動化生產(chǎn)線、智能化設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人等不可或缺的一部分。2021年我國工業(yè)電機(jī)產(chǎn)量為330GW，存量為4，130GW，預(yù)計(jì)2025年存量將達(dá)到4，651GW；工業(yè)電機(jī)作為電能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，在未來幾年，隨著中國制造2025的提出，工業(yè)電機(jī)需求將在我國工業(yè)快速發(fā)展的帶動下進(jìn)一步擴(kuò)大，進(jìn)而促進(jìn)工業(yè)傳感器和工業(yè)傳感器芯片市場的增長。根據(jù)MarketsAndMarkets，全球工業(yè)傳感器市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的182億美元增長到2025年的290億美元，年均復(fù)合增長率為9．77％，其中，磁傳感器具有高可靠性，低系統(tǒng)成本以及解決方案簡單等特點(diǎn)，成為工業(yè)傳感器應(yīng)用中最重要的類別之一。2、輕型電動車領(lǐng)域行業(yè)概況輕型電動車包括電動兩輪車，電動平衡，滑板車，電動助力車等，其中主要為電動兩輪車。以電動兩輪車為例，通常一個電動兩輪車的電機(jī)需要借助三個磁傳感器實(shí)現(xiàn)換相控制以及電機(jī)自動化控制。另外，磁傳感器在電動兩輪車的調(diào)速轉(zhuǎn)把和剎把中也得到應(yīng)用：轉(zhuǎn)把信號是電動車電機(jī)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動信號，騎行者通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把來調(diào)節(jié)電動兩輪車的行駛速度；剎把信號是電機(jī)停止轉(zhuǎn)動的制動信號，在有捏剎把動作時(shí)，開關(guān)磁傳感器將剎車信號傳給控制器，控制器接受到剎車信號后，立即停止對電機(jī)的供電。中國電動兩輪車已經(jīng)走向高質(zhì)量發(fā)展的道路，并以其低碳環(huán)保、輕便經(jīng)濟(jì)、不易擁堵的特點(diǎn)發(fā)展成國內(nèi)重要的短途交通工具，不斷滲透到個人出行、外賣配送、共享出行等諸多領(lǐng)域。根據(jù)艾瑞咨詢，2021年雖然部分地區(qū)受到《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱新國標(biāo)）過渡期推行節(jié)奏減緩等因素影響，電動兩輪電動車銷量增幅不及預(yù)期，但全年中國的兩輪電動車銷量仍然達(dá)到4，100萬輛。在節(jié)能減排、碳達(dá)峰等政策要求，龐大的人口與多樣化綠色出行需求，及時(shí)配送與共享電單車增長促進(jìn)以及新國標(biāo)的進(jìn)一步落實(shí)等因素影響下，兩輪電動車市場依舊擁有較大的增長潛力和存量置換需求，預(yù)計(jì)2022年兩輪電動車的銷量可達(dá)4，500萬輛，因此給磁傳感器芯片帶來了新的機(jī)遇和發(fā)展空間。（二）新能源領(lǐng)域行業(yè)概況在碳達(dá)峰、碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)下，全球各國大力推動綠色能源發(fā)展，其中，光伏發(fā)電屬于綠色環(huán)保的發(fā)電方式之一，國內(nèi)外光伏行業(yè)前景廣闊。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，預(yù)測2021-2025年期間，全球每年平均新增光伏裝機(jī)量約210-260GW；預(yù)計(jì)至2030年全球年度新裝機(jī)量將超過300GW。逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件之一，隨著光伏組件高度集成化，新器件的工藝提升，逆變器廠家研發(fā)技術(shù)的進(jìn)步離不開集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是在功率器件和集成電路（IC）芯片上。典型的分布式光伏逆變器的拓?fù)浒酥绷鬏斎氕h(huán)節(jié)（組串輸入?yún)R流），直流升壓環(huán)節(jié)（BoostMPPT線路），直流逆變交流環(huán)節(jié)（DC/AC線路），以及交流輸出環(huán)節(jié)（漏電流檢測）。電流檢測在每一個環(huán)節(jié)必不可少。電流傳感器是光伏并網(wǎng)逆變器中的核心檢測元件，在要求穩(wěn)定性的同時(shí)，還需兼顧高精確的電量計(jì)量工作。根據(jù)測量原理不同，電流傳感器可分為霍爾電流傳感器、隧道磁阻效應(yīng)（TMR）電流傳感器、分流器、磁通門電流傳感器、電子式電流互感器等。其中，霍爾電流傳感器的結(jié)構(gòu)小巧、檢測精度高、相關(guān)的電氣回路簡單，對于推動檢測系統(tǒng)的微型化、集成化有著積極的作用?；魻栯娏鱾鞲衅魇谴艂鞲衅鞯姆种?，根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為開環(huán)式和閉環(huán)式兩種，可對各種類型的電流進(jìn)行測量，從直流到幾十千赫茲的交流。根據(jù)MarketsAndMarkets數(shù)據(jù)，2023年全球霍爾電流傳感器市場規(guī)模將達(dá)到14．74億美元，2017-2023年復(fù)合增長率達(dá)到8．4%。未來，受益于光伏裝機(jī)量持續(xù)提升，電流傳感器及其芯片的市場空間持續(xù)擴(kuò)大。中國集成電路制造設(shè)備競爭格局集成電路生產(chǎn)設(shè)備是集成電路大規(guī)模制造的基礎(chǔ)，設(shè)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(shè)備。等離子刻蝕設(shè)備、離子注入機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、熱處理成膜設(shè)備、涂膠機(jī)、晶圓測試設(shè)備等。由于集成電路生產(chǎn)設(shè)備具備較高的技術(shù)壁壘、市場壁壘，目前國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率較低，不同環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備由美國應(yīng)用材料公司和日本東京電子等企業(yè)壟斷。而核心設(shè)備光刻機(jī)被譽(yù)為半導(dǎo)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(jī)的廠商只有一家荷蘭的ASML，這是技術(shù)路線演化自然選擇的結(jié)果。AMSL零件外包、專注核心技術(shù)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(shù)性并購。光刻機(jī)技術(shù)含量極高，加上摩爾定律的作用，芯片升級換代很快，對于設(shè)備的精度要求也逐步提高。集成電路行業(yè)的競爭情況目前，國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)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(yīng)體系進(jìn)入難度較大，技術(shù)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(lǐng)域集中在消費(fèi)類、通信類以及中低端芯片領(lǐng)域。在磁傳感器芯片領(lǐng)域，國外磁傳感器芯片企業(yè)憑借多年以來在資金、技術(shù)、客戶資源、品牌等方面的積累，形成了巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢。根據(jù)Yole研究報(bào)告，國外先進(jìn)磁傳感器芯片供應(yīng)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(xué)）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(lǐng)域，根據(jù)Yole研究報(bào)告，汽車電子為磁傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域，市場占比超過50%；全球5家供應(yīng)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(lǐng)域，磁傳感器芯片應(yīng)用于工業(yè)自動化、新能源領(lǐng)域等諸多應(yīng)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。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(jì)和社會發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)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(chǔ)。過去十年，中國集成電路制造業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展軌道，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)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(shù)創(chuàng)新取得實(shí)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(dá)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(dá)到2560．1億元，比上年同期增長19．1%。中國集成電路行業(yè)市場發(fā)展迅速我國大陸集成電路產(chǎn)業(yè)的雖起步較晚，但經(jīng)過近20年的飛速發(fā)展，我國集成電路產(chǎn)業(yè)從無到有，從弱到強(qiáng)，已經(jīng)在全球集成電路市場占據(jù)舉足輕重的地位。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2010-2019年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額整體呈增長趨勢，從2010年的1440．15億元增加至2019年的7562．3億元，這主要受物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車高新能源汽車、智能終端制造、新一代移動通信等下游市場需求驅(qū)動。2020年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持2位數(shù)增長，全年銷售額達(dá)到了8848億元，較2019年增長17%。其中，設(shè)計(jì)業(yè)銷售額達(dá)到3778．4億元，同比增長23．3%，仍是三業(yè)增速最快的產(chǎn)業(yè)，占總體行業(yè)比重為42．7%;制造業(yè)銷售額為2560．1億元，同比增長19．1%，占比為28．9%;封裝測試業(yè)銷售額2509．5億元，同比增長6．8%，占比為28．4%。中國集成電路制造業(yè)市場前景與趨勢集成電路產(chǎn)業(yè)的核心在于制造業(yè)，制造業(yè)對整個產(chǎn)業(yè)鏈的拉動作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的加快調(diào)整，以及新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展，中國制造2025、中國互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)等國家戰(zhàn)略的實(shí)施將給集成電路帶來巨大的市場需求，集成電路制造業(yè)將獲得更多的國內(nèi)市場支撐。在區(qū)域方面，從全球范圍來看，集成電路制造產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生著第三次大轉(zhuǎn)移，即從美國、日本及歐洲等發(fā)達(dá)國家向中國大陸、東南亞等發(fā)展中國家和地區(qū)轉(zhuǎn)移。近幾年，在下游通訊、消費(fèi)電子、汽車電子等電子產(chǎn)品需求拉動下，以中國為首的發(fā)展中國家集成電路市場需求持續(xù)快速增加，已經(jīng)成為全球最具影響力的市場之一。在此帶動下，發(fā)展中國家集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，整體實(shí)力顯著提升。未來伴隨著制造業(yè)智能化升級浪潮，高端芯片需求將持續(xù)增長，將進(jìn)一步刺激發(fā)展中國家集成電路行業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)遷移進(jìn)程?；谏鲜龇治?，未來集成電路制造行業(yè)仍將保持較快增長，預(yù)計(jì)到2026年，集成電路制造業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到7580億元，2020-2026年間年均復(fù)合增長率將保持在20%左右。隨著全球電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，全球集成電路產(chǎn)業(yè)一直呈現(xiàn)持續(xù)增長的勢頭。2015年，由于PC、智能手機(jī)等終端產(chǎn)品逐漸成熟，市場增量放緩，而人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)仍處于積蓄能量階段，導(dǎo)致全球集成電路市場增長出現(xiàn)小幅萎縮。2017年，因存儲器芯片的市場增量大幅度上漲，讓全球集成電路產(chǎn)業(yè)再次進(jìn)入繁榮期，半導(dǎo)體技術(shù)也將進(jìn)入從10nm推進(jìn)到7nm的全新節(jié)點(diǎn)。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)顯示，2017年全球集成電路產(chǎn)業(yè)總收入為3432億美元，2018年達(dá)到3933億美元，相較于2017年增長了13%。2019年由于收到貿(mào)易摩擦的影響，總收入降至3304億美元，相較2018年下降16%?？偟脕碚f，從2013年至2018年，全球集成電路行業(yè)呈現(xiàn)快速增長趨勢，產(chǎn)業(yè)收入年均復(fù)合增長率為9．3%，而因貿(mào)易摩擦產(chǎn)生的影響逐漸減小，數(shù)據(jù)中心設(shè)備需求又有所增加，2020年全球集成電路產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模有重新增長的趨勢。目前，美國集成電路設(shè)計(jì)仍處于全球領(lǐng)先地位，而銷售市場亞太地區(qū)位列第一。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)顯示，2017年亞太地區(qū)（除日本外）集成電路銷售額為2488．21億美元，居于首位，占比60．3%；北美地區(qū)市場銷售額為884．94億美元，占比21．5%，位居第二；歐洲和日本分別占全球市場份額的9．3%和8．9%。我國集成電路產(chǎn)業(yè)起步較晚，但憑著對半導(dǎo)體設(shè)備的大量需求和有利的政策環(huán)境，我國集成電路從無到有、從弱到強(qiáng)，已經(jīng)在全球集成電路市場中占有舉足輕重的地位。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)分析，自2002年以來，我國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展迅速。截止2020年上半年，我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到3539億元，同比增長16．1%。其中