模擬集成電路行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃

模擬集成電路行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃

電源芯片的技術(shù)發(fā)展情況及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，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(guò)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(wú)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(guò)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(chē)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(chē)企聯(lián)合推出了48V系統(tǒng)，以滿足汽車(chē)電子日益增長(zhǎng)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(guó)HEV&48V節(jié)能乘用車(chē)月度銷(xiāo)量數(shù)據(jù)庫(kù)》，2020年中國(guó)48V節(jié)能乘用車(chē)銷(xiāo)量合計(jì)約為33．1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)39%。目前，車(chē)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(chē)輛在啟動(dòng)或急剎車(chē)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(lái)越多的功能模塊。例如，汽車(chē)中控設(shè)備早期主要用于影音娛樂(lè)，目前則集成了導(dǎo)航、行車(chē)記錄、影音娛樂(lè)、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(chē)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(lèi)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(zhǎng)。例如，用于汽車(chē)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(chē)內(nèi)環(huán)境溫度達(dá)到70℃時(shí)，位于車(chē)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(guò)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。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(chǎng)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(chē)、物聯(lián)網(wǎng)等下游市場(chǎng)的發(fā)展，電子設(shè)備數(shù)量及種類(lèi)持續(xù)增長(zhǎng)，從而帶動(dòng)全球電源管理芯片需求增長(zhǎng)。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(chǎng)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(chǎng)主要被歐美廠商占據(jù)。根據(jù)國(guó)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(chǎng)份額合計(jì)達(dá)71%。由于電源管理方案在各類(lèi)細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景中差異較大，國(guó)內(nèi)廠商與歐美大廠之間產(chǎn)品類(lèi)別、高端技術(shù)及規(guī)模上存在較大差距。中國(guó)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(lèi)多，超過(guò)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(lèi)豐富，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有待進(jìn)一步提升。從企業(yè)電源管理芯片的競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額占比相對(duì)較高，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力凸顯，國(guó)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(jìng)爭(zhēng)者數(shù)量不多，但市場(chǎng)集中度較高，國(guó)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(chē)、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(jìng)爭(zhēng)激烈、集中度高，綜合而言潛在進(jìn)入者威脅較小。電源類(lèi)芯片維持高速增長(zhǎng)據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年模擬芯片產(chǎn)業(yè)整個(gè)體量達(dá)到728億美元，年增長(zhǎng)率超過(guò)了30%，僅次于存儲(chǔ)和OSD的器件，增長(zhǎng)非常巨大。2022年還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，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(lèi)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(chǎng)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(zhǎng)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(lèi)芯片之所以能有如此巨大的增長(zhǎng)，則主要來(lái)源于以下四個(gè)行業(yè)：通信、儲(chǔ)能、工業(yè)和汽車(chē)。在通信行業(yè)，根據(jù)中國(guó)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(guò)100萬(wàn)臺(tái)，2024年5G基站將超過(guò)240萬(wàn)臺(tái)以上，增長(zhǎng)率非常高?；颈旧韺?duì)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(chǔ)能方面，隨著現(xiàn)在碳中和、碳達(dá)峰的需求，2021年中國(guó)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(chǎng)，根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，2022年將達(dá)到400萬(wàn)臺(tái)，未來(lái)幾年的復(fù)合增長(zhǎng)率也將達(dá)到10%以上。集成電路行業(yè)簡(jiǎn)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(zhuān)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(zhuān)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(yíng)成本；同時(shí)以Foundry代工模式為主的如臺(tái)積電、中芯國(guó)際等晶圓廠和日月光、長(zhǎng)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。中國(guó)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(guò)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(chē)等領(lǐng)域，是全球出貨量最大的芯片產(chǎn)品類(lèi)型之一。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)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(guó)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(guó)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。電源管理芯片未來(lái)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(guò)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(guò)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(chē)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(chē)企聯(lián)合推出了48V系統(tǒng)，以滿足汽車(chē)電子日益增長(zhǎng)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(guó)HEV&48V節(jié)能乘用車(chē)月度銷(xiāo)量數(shù)據(jù)庫(kù)》，2020年中國(guó)48V節(jié)能乘用車(chē)銷(xiāo)量合計(jì)約為33．1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)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(lái)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(chē)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(lèi)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(zhǎng)。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。電源管理芯片行業(yè)發(fā)展情況模擬芯片按產(chǎn)品類(lèi)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(lèi)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(lèi)別芯片。電源管理芯片產(chǎn)業(yè)下游應(yīng)用場(chǎng)景豐富，主要涵蓋通信、安防、消費(fèi)電子、汽車(chē)及物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)。電源管理芯片性能優(yōu)劣對(duì)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(lèi)，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(guò)壓保護(hù)芯片、過(guò)流保護(hù)芯片等）、充放電管理（例如充電管理芯片等）等。模擬集成電路行業(yè)介紹（一）模擬集成電路行業(yè)簡(jiǎn)介按照工作的信號(hào)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(hào)的集成電路；模擬集成電路是用于處理模擬信號(hào)的集成電路。簡(jiǎn)言之，與數(shù)字集成電路相比，模擬集成電路擁有以下特點(diǎn)：①應(yīng)用領(lǐng)域繁雜：模擬集成電路按功能可進(jìn)一步細(xì)分為電源管理芯片、信號(hào)鏈芯片、傳感器芯片等，每一品類(lèi)根據(jù)終端產(chǎn)品性能需求的差異又有不同的系列，在現(xiàn)今電子產(chǎn)品中幾乎無(wú)處不在；②生命周期長(zhǎng)：數(shù)字集成電路強(qiáng)調(diào)運(yùn)算速度與成本比，必須不斷采用新設(shè)計(jì)或新工藝，而模擬集成電路強(qiáng)調(diào)可靠性和穩(wěn)定性，一經(jīng)量產(chǎn)往往具備長(zhǎng)久生命力；③人才培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)：模擬集成電路的設(shè)計(jì)，需要額外考慮產(chǎn)業(yè)化的可行性、噪聲、匹配、干擾、可靠性等諸多因素，要求其設(shè)計(jì)者既要熟悉集成電路設(shè)計(jì)和晶圓制造的工藝流程，又需要熟悉大部分元器件的電特性和物理特性。加上模擬集成電路的輔助設(shè)計(jì)工具少、測(cè)試周期長(zhǎng)等原因，培養(yǎng)一名優(yōu)秀的模擬集成電路設(shè)計(jì)師往往需要10年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。（二）模擬集成電路行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及競(jìng)爭(zhēng)格局世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)（WSTS）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016年至2020年，全球模擬集成電路的銷(xiāo)售額從478．48億美元增長(zhǎng)至556．58億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為3．85%。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，中國(guó)模擬芯片市場(chǎng)約占全球的36%，據(jù)此估算2020年中國(guó)模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模約為200億美元。模擬芯片市場(chǎng)主要被德州儀器、亞德諾等國(guó)際知名廠商占據(jù)，中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2020年中國(guó)模擬芯片的自給率僅為12%左右；ICInsights數(shù)據(jù)顯示，2020年全球前十大模擬集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)合計(jì)市場(chǎng)占有率高達(dá)62%。電源管理類(lèi)模擬集成電路行業(yè)現(xiàn)狀按照工作的信號(hào)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(hào)的集成電路；模擬集成電路是用于處理模擬信號(hào)的集成電路。電源管理類(lèi)模擬集成電路行業(yè)簡(jiǎn)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(lèi)。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