磁傳感器芯片概況

磁傳感器芯片概況

磁傳感器芯片概況磁傳感器芯片是指將磁場、電流、應力應變、溫度、光等因素作用下引起敏感元件磁性能的變化轉換成電信號，以此來檢測相應物理量的一種器件，應用于磁傳感器以及各類電子控制系統(tǒng)模組中。磁傳感器與其他傳感器相比，其主要優(yōu)勢為：①磁傳感器可以在不接觸物體的情況下檢測其他參數(shù)，減少工作設備之間的摩擦損耗，具有較長的使用壽命；②與光學傳感器相比，磁傳感器承受灰塵、污垢、油脂、振動和濕氣等復雜工況環(huán)境的能力更強，具有高可靠性；③磁傳感器憑借著較長的使用壽命和高可靠性，與其他工作原理的傳感器相比具有較高的產品性價比優(yōu)勢。磁傳感器芯片按照技術可劃分為霍爾效應（HallEffect）、磁阻效應（xMR）（包括各向異性磁阻效應（AMR）、巨磁阻效應（GMR）和隧道磁阻效應（TMR））。其中，霍爾效應是指當電流通過磁場中的霍爾元件時，磁場會對霍爾元件中的電子產生垂直于電子運動方向的作用力，使得在垂直導體與磁感線方向正負電荷聚集，形成霍爾電壓，來探測目標的運動狀態(tài)變化；磁阻效應是指通以電流的半導體材料的電阻值隨外加磁場變化而變化的現(xiàn)象。霍爾效應技術產品由于具備無觸點、功耗小、結構牢固、壽命長等優(yōu)點，已成為目前市場上最主要的產品，市場份額接近70%。磁阻技術產品具備高精度、高靈敏度、低功耗等特點，主要用于消費電子領域包括電腦硬盤磁盤的控制頭、手機的地磁檢測以及高精度小體積的電流檢測應用。而在汽車電子領域，由于霍爾效應技術產品精度基本滿足了汽車電子絕大部分的使用場景，其檢測量程、可靠性和抗干擾能力等遠強于其他技術路線，而在功耗方面作為車載使用不及消費電子敏感，在成本方面是各種磁傳感方案中的最低選擇，因此汽車磁傳感器芯片產品在目前以及可預見的將來仍然以霍爾效應技術類型為主。根據不同類型功能的需求，磁傳感器可分為速度傳感器、位置傳感器、電流傳感器、電子羅盤等。速度傳感器主要用于檢測速度和方向，通過檢測轉動的部件產生的磁場強弱變化來測量速度和方向，主要用于汽車領域，包括凸輪軸、曲軸、變速箱和輪速（ABS防抱死制動系統(tǒng)）。位置傳感器主要包括線性位置和開關位置類型，其中線性位置傳感器主要用于感應線性或旋轉運動，且傳感器輸出電壓與外部磁場的強弱通常成線性關系，在汽車電子、工業(yè)領域中得到廣泛應用；開關位置傳感器通過外部磁場的強弱控制輸出端的導通或關斷，并可以配合速度、方向檢測組合成解決方案，覆蓋多種應用領域。電流傳感器可以通過檢測通電電流線周圍產生的磁場，進而檢測電流量，廣泛應用于汽車、工業(yè)、消費等領域。電子羅盤是利用地磁場來定北極的一種方法，廣泛應用于航空、航天、機器人、航海、車輛自主導航等領域。根據Yole的數(shù)據統(tǒng)計，目前，位置傳感器（包括線性位置和開關位置等）應用場景最為廣泛，在2021年應用規(guī)模最大，占磁傳感器整體市場規(guī)模50%以上，預計未來五年年均復合增長率為9%；速度傳感器和電流傳感器的市場規(guī)模也將隨著各類應用場景的增加，在未來五年保持一定增速。中國集成電路制造設備競爭格局集成電路生產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。由于集成電路生產設備具備較高的技術壁壘、市場壁壘，目前國產半導體設備國產化率較低，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業(yè)皇冠上的明珠。目前世界上能生產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。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IT桔子數(shù)據顯示，我國國內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。集成電路市場前景預測集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)是信息產業(yè)的核心，是引領新一輪科技革命和產業(yè)變革的關鍵力量。國家出臺《十四五數(shù)字經濟發(fā)展規(guī)劃》《十四五國家信息化規(guī)劃》《十四五信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等政策均提到，完成信息領域核心技術突破也要加快集成電路關鍵技術攻關，著力提升基礎軟硬件、核心電子元器件、關鍵基礎材料和生產裝備的供給水平，強化關鍵產品自給保障能力。我國集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)快速發(fā)展，有力支撐了國家信息化建設，促進了國民經濟和社會持續(xù)健康發(fā)展。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業(yè)的雖起步較晚，但經過近20年的飛速發(fā)展，我國集成電路產業(yè)從無到有，從弱到強，已經在全球集成電路市場占據舉足輕重的地位。根據中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據，2010-2019年中國集成電路產業(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、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動。2020年，中國集成電路產業(yè)繼續(xù)保持2位數(shù)增長，全年銷售額達到了8848億元，較2019年增長17%。其中，設計業(yè)銷售額達到3778．4億元，同比增長23．3%，仍是三業(yè)增速最快的產業(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%。中國集成電路制造行業(yè)市場發(fā)展規(guī)模集成電路制造業(yè)是國民經濟和社會發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產業(yè)，是轉變經濟發(fā)展方式、調整產業(yè)結構、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，產業(yè)規(guī)模迅速擴大，產量提高了11倍，銷售收入翻了3番，產業(yè)結構不斷優(yōu)化，技術創(chuàng)新取得實質性突破，一批優(yōu)勢企業(yè)脫穎而出。2019年我國內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)勢在必行目前我國高端芯片幾乎完全依賴進口，嚴重威脅我國國防信息安全和通信、能源、工業(yè)、汽車和消費電子等支柱行業(yè)的產業(yè)安全。而全球電子產品90%的制造能力在中國，5G、物聯(lián)網和人工智能行業(yè)的最大市場也是在我國。在國家對集成電路設計行業(yè)大力扶持的政策下，高端芯片技術勢在必行。中國集成電路制造業(yè)市場前景與趨勢集成電路產業(yè)的核心在于制造業(yè)，制造業(yè)對整個產業(yè)鏈的拉動作用。隨著我國經濟發(fā)展方式的轉變、產業(yè)結構的加快調整，以及新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展，中國制造2025、中國互聯(lián)網+、物聯(lián)網等國家戰(zhàn)略的實施將給集成電路帶來巨大的市場需求，集成電路制造業(yè)將獲得更多的國內市場支撐。在區(qū)域方面，從全球范圍來看，集成電路制造產業(yè)正在發(fā)生著第三次大轉移，即從美國、日本及歐洲等發(fā)達國家向中國大陸、東南亞等發(fā)展中國家和地區(qū)轉移。近幾年，在下游通訊、消費電子、汽車電子等電子產品需求拉動下，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業(yè)快速發(fā)展，整體實力顯著提升。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，將進一步刺激發(fā)展中國家集成電路行業(yè)的發(fā)展和產業(yè)遷移進程?；谏鲜龇治?，未來集成電路制造行業(yè)仍將保持較快增長，預計到2026年，集成電路制造業(yè)市場規(guī)模將達到7580億元，2020-2026年間年均復合增長率將保持在20%左右。隨著全球電子信息產業(yè)的快速發(fā)展，全球集成電路產業(yè)一直呈現(xiàn)持續(xù)增長的勢頭。2015年，由于PC、智能手機等終端產品逐漸成熟，市場增量放緩，而人工智能、物聯(lián)網等新興產業(yè)仍處于積蓄能量階段，導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，讓全球集成電路產業(yè)再次進入繁榮期，半導體技術也將進入從10nm推進到7nm的全新節(jié)點。根據WSTS數(shù)據顯示，2017年全球集成電路產業(yè)總收入為3432億美元，2018年達到3933億美元，相較于2017年增長了13%。2019年由于收到貿易摩擦的影響，總收入降至3304億美元，相較2018年下降16%。總得來說，從2013年至2018年，全球集成電路行業(yè)呈現(xiàn)快速增長趨勢，產業(yè)收入年均復合增長率為9．3%，而因貿易摩擦產生的影響逐漸減小，數(shù)據中心設備需求又有所增加，2020年全球集成電路產業(yè)市場規(guī)模有重新增長的趨勢。目前，美國集成電路設計仍處于全球領先地位，而銷售市場亞太地區(qū)位列第一。根據WSTS數(shù)據顯示，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%。我國集成電路產業(yè)起步較晚，但憑著對半導體設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，已經在全球集成電路市場中占有舉足輕重的地位。根據中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據分析，自2002年以來，我國集成電路產業(yè)規(guī)模發(fā)展迅速。截止2020年上半年，我國集成電路產業(yè)銷售額達到3539億元，同比增長16．1%。其中，我國集成電路設計行業(yè)上半年銷售額為1490．6億元，同比增長23．6%。制造行業(yè)上半年銷售額為966億元，同比增長17．