電源芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展分析

電源芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展分析

電源芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展基于中國龐大的人口基數(shù)和高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展，下游需求不斷提升帶動了中國5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源汽車等新興行業(yè)的迅速崛起。催生出的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及高速信息傳輸?shù)却罅啃枨?，有賴于高效、可靠的電源芯片的?yīng)用，促進(jìn)了中國電源芯片行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。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，信號鏈芯片主要是指用于處理信號的電路。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量比例約達(dá)21%，遠(yuǎn)高于其他類別芯片。電源管理芯片產(chǎn)業(yè)下游應(yīng)用場景豐富，主要涵蓋通信、安防、消費(fèi)電子、汽車及物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)。電源管理芯片性能優(yōu)劣對整機(jī)的性能和可靠性有著直接影響，電源管理芯片一旦失效將直接導(dǎo)致電子設(shè)備停止工作甚至損毀，是電子設(shè)備中的關(guān)鍵器件。按照功能分類，電源管理芯片主要功能包括電池的電能形態(tài)和電壓/電流的轉(zhuǎn)換（例如DC-DC芯片、LDO芯片、AC-DC芯片等）、保護(hù)（例如過壓保護(hù)芯片、過流保護(hù)芯片等）、充放電管理（例如充電管理芯片等）等。全球電源管理芯片行業(yè)發(fā)展情況根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2020年全球電源管理芯片市場規(guī)模約329億美元，2016年至2020年年均復(fù)合增速為13．5%。隨著5G通信、新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)等下游市場的發(fā)展，電子設(shè)備數(shù)量及種類持續(xù)增長，從而帶動全球電源管理芯片需求增長。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2025年全球電源管理芯片市場規(guī)模將達(dá)526億美元，2020年至2025年年均復(fù)合增速達(dá)9．8%。目前，全球電源管理芯片市場主要被歐美廠商占據(jù)。根據(jù)國金證券研報(bào)統(tǒng)計(jì)，2019年全球以TI為首的全球五大品牌占據(jù)全球電源管理芯片市場份額合計(jì)達(dá)71%。由于電源管理方案在各類細(xì)分應(yīng)用場景中差異較大，國內(nèi)廠商與歐美大廠之間產(chǎn)品類別、高端技術(shù)及規(guī)模上存在較大差距。電源管理芯片未來發(fā)展趨勢電子產(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。車規(guī)級和工業(yè)級應(yīng)用領(lǐng)域的客戶對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。電源管理類模擬集成電路行業(yè)現(xiàn)狀按照工作的信號屬性，集成電路可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路。數(shù)字集成電路是基于數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的，用于處理數(shù)字信號的集成電路；模擬集成電路是用于處理模擬信號的集成電路。電源管理類模擬集成電路行業(yè)簡介及發(fā)展概況：按照輸入的電壓屬性，電源芯片可分為AC-DC（交流轉(zhuǎn)直流）轉(zhuǎn)換芯片和DC-DC（直流轉(zhuǎn)直流）轉(zhuǎn)換芯片兩類。AC-DC轉(zhuǎn)換通常是把交流市電（220V或110V）轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備或產(chǎn)品內(nèi)部電路供電需要的直流電壓；DC-DC轉(zhuǎn)換通常是指對直流電源的屬性或參數(shù)指標(biāo)加以轉(zhuǎn)換，如降壓、升壓、升降壓轉(zhuǎn)換等，以匹配設(shè)備或電路模塊的供電需求。電源芯片廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中，由于電子產(chǎn)品內(nèi)部各電路模塊的供電需求多樣，需要使用電源芯片將輸入電源轉(zhuǎn)換為與其匹配的電壓或電流。因此，電源芯片是電子設(shè)備的心臟，其性能優(yōu)劣對整機(jī)的性能及可靠性有直接影響，電源芯片一旦失效將導(dǎo)致電子產(chǎn)品停止工作甚至損毀。近年來，電源芯片的下游行業(yè)蓬勃發(fā)展，為電源芯片提供了廣闊的市場空間，例如汽車電子、通訊設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域?qū)﹄娫葱酒男枨笤鲩L較快，對芯片性能要求更高。目前該市場主要被國外巨頭如德州儀器、亞德諾、英飛凌等占據(jù)，市場集中度較高。中國電源管理芯片行業(yè)競爭概況電源管理芯片屬于模擬芯片，是電子設(shè)備的電能供應(yīng)心臟，負(fù)責(zé)電子設(shè)備所需的電能變換、分配、檢測等管控功能;是電子設(shè)備中的關(guān)鍵器件，其性能優(yōu)劣對電子產(chǎn)品的性能和可靠性有著直接影響，廣泛運(yùn)用于各類電子產(chǎn)品和設(shè)備中，是模擬芯片最大的細(xì)分市場之一。目前國內(nèi)電源管理芯片被歐美國家優(yōu)勢企業(yè)所壟斷，以德州儀器、高通、ADI、英飛凌等企業(yè)居國內(nèi)企業(yè)第一梯隊(duì)。近年來國內(nèi)企業(yè)競爭力不斷提升，形成了以圣邦股份、韋爾股份、芯朋微為代表的第二梯隊(duì)競爭企業(yè)，隨著國內(nèi)企業(yè)競爭力的不斷提升，以圣邦股份為代表的企業(yè)有望躋身國內(nèi)市場的第一梯隊(duì)。電源類芯片維持高速增長據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年模擬芯片產(chǎn)業(yè)整個體量達(dá)到728億美元，年增長率超過了30%，僅次于存儲和OSD的器件，增長非常巨大。2022年還會持續(xù)增長，預(yù)計(jì)達(dá)到790億美元。而據(jù)Yole2021年的數(shù)據(jù)顯示，電源類芯片2021年的體量接近250億美元，是模擬芯片的三分之一，該市場的潛力是非常巨大的，其中PMIC和DC-DC芯片規(guī)模最大。但隨著便攜式產(chǎn)品和新能源的快速發(fā)展，電池管理芯片的需求也增長迅速，預(yù)計(jì)五年內(nèi)將達(dá)到和DC-DC同一體量的水平。電源類芯片之所以能有如此巨大的增長，則主要來源于以下四個行業(yè)：通信、儲能、工業(yè)和汽車。在通信行業(yè)，根據(jù)中國5G基站前景發(fā)展報(bào)告顯示，在2022年4G基站加5G基站預(yù)計(jì)超過100萬臺，2024年5G基站將超過240萬臺以上，增長率非常高。基站本身對通用電源的芯片需求也非常高，2024年預(yù)計(jì)電源芯片的體量將達(dá)到上億顆。在儲能方面，隨著現(xiàn)在碳中和、碳達(dá)峰的需求，2021年中國光伏累計(jì)裝機(jī)達(dá)到306GWh，2050年預(yù)計(jì)達(dá)到5000GWh。在服務(wù)器市場，根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，2022年將達(dá)到400萬臺，未來幾年的復(fù)合增長率也將達(dá)到10%以上。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)勢企業(yè)產(chǎn)品品類豐富，市場競爭力有待進(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)市場份額占比相對較高，國內(nèi)市場競爭力凸顯，國內(nèi)大力推動芯片行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，具備較強(qiáng)的優(yōu)勢。由于電源管理芯片屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，對裝備制造、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)、且市場競爭激烈、集中度高，綜合而言潛在進(jìn)入者威脅較小。中國電源管理芯片行業(yè)市場集中度在國內(nèi)電源管理芯片市場，歐美企業(yè)甚至占據(jù)了約80%的市場份額，以德州儀器、高通、ADI、美信、英飛凌五家企業(yè)為代表，目前全球電源管理芯片的企業(yè)集中度高，CR5為71%。目