DC-DC芯片市场现状分析及发展前景

DC-DC芯片市场现状分析及发展前景电池管理芯片行业（一）电池管理芯片行业情况电池管理芯片是指电池充电全链路及电池状态管理涉及的芯片集合，覆盖了充电过程中的电芯检测、电流电压转换和调整、充电过程控制及电池保护、监测、计量等功能。其中，以充电功能为主的电池管理芯片属于电源管理芯片的细分领域，保护、监测、计量功能相关的芯片则包含了信号链类模拟芯片和搭载了嵌入式固件的数字类芯片。近年来，随着下游通讯、消费电子、工业、储能、新能源汽车等领域技术快速发展，下游应用对电池管理芯片产品的性能要求不断提升，推动电池管理芯片向高精度、低功耗、微型化、智能化方向演变，同时促进了全球电池管理芯片市场的持续增长。根据Frost&Sullivan的统计，2021年全球电池管理芯片出货量为319．3亿颗，预计未来仍将保持快速增长。（二）电池管理芯片与嵌入式系统嵌入式系统由硬件和软件组成，通常以应用为中心，执行带有特定要求的任务。嵌入式系统软硬件可裁剪，便于设计优化，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的应用系统，具有自动化程度高，响应速度快等优点，目前已广泛应用于消费电子，工业控制等领域。嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。嵌入式处理器可以分为嵌入式微处理器（MPU）、嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式DSP处理器（EDSP）及嵌入式片上系统（SoC）。电池管理系统包括硬件和嵌入式软件，实时监测和控制电池的状态，以便为复杂应用提供可靠的动力。电池管理芯片通常以SoC的形式，直接在片内处理器中嵌入软件代码，通过软硬件无缝结合，灵活实现对电池状态的监测、计量、控制、通讯等功能，把过去许多需要系统设计解决的问题集中在芯片设计中解决，从而简化系统设计，提高集成度，降低系统功耗，提高可靠性。集成电路市场前景预测（一）国家政策大力扶持集成电路产业发展集成电路产业和软件产业是信息产业的核心，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。国家出台《十四五数字经济发展规划》《十四五国家信息化规划》《十四五信息通信行业发展规划》等政策均提到，完成信息领域核心技术突破也要加快集成电路关键技术攻关，着力提升基础软硬件、核心电子元器件、关键基础材料和生产装备的供给水平，强化关键产品自给保障能力。我国集成电路产业和软件产业快速发展，有力支撑了国家信息化建设，促进了国民经济和社会持续健康发展。（二）应用领域多样化，下游需求持续增长随着下游产品功能的日益复杂和应用领域的持续拓展，其性能要求持续提升，为集成电路行业带来新的市场需求。同时，5G技术发展将为电源管理芯片带来广阔的市场空间。此外，以智能手环、TWS耳机为代表的智能可穿戴设备等新兴消费电子产品呈现快速增长，为市场带来了新热点，催生新的市场需求。（三）势在必行目前我国高端芯片几乎完全依赖进口，严重威胁我国国防信息安全和通信、能源、工业、汽车和消费电子等支柱行业的产业安全。而全球电子产品90%的制造能力在中国，5G、物联网和人工智能行业的最大市场也是在我国。在国家对集成电路设计行业大力扶持的政策下，高端芯片技术势在必行。集成电路作为我国第一大进口商品，已经成为我国进口依赖程度较高的行业之一。集成电路产业链的核心环节主要为集成电路设计、制造与封装测试三大环节。其中，集成电路设计处于产业链上游，集成电路制造为中游环节，集成电路封装测试为下游环节。受全球集成电路产品需求旺盛影响，我国集成电路产业保持稳定增长态势。据中国半导体行业协会统计，2021年1-6月，我国集成电路产业销售额为4102．9亿元，同比增长15．9%。其中，设计业同比增长18．5%，销售额为1766．4亿元;制造业同比增长21．3%，销售额为1171．8亿元;封装测试业同比增长7．6%，销售额1164．7亿元。据海关总署公布的2022年进出口主要商品数据，我国货物贸易进口总值达2．72万亿美元。其中，集成电路进口总金额为4155．79亿美元，占比达15．30%。虽然集成电路进口额同比下降3．9%，但仍然超过同期原油进口金额3655．12亿美元，持续成为我国第一大进口商品。根据国家统计局统计数据显示，2015-2021年，我国集成电路产量逐年提高，2021年产量创下新高，达到3594．3亿块，较2020年增长37．5%。我国作为全球电子信息产品重要的生产和出口基地，对外需求依旧巨大。受疫情影响以及下游应用端市场需求量降低，消费电子、工业等下游应用市场的变化直接传导到集成电路产业。集成电路产业是信息产业的核心，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量，围绕集成电路产业发展，新年多地出台支持性政策，或在地方两会的政府工作报告中提及产业规划，为新一年集成电路行业增长并带动经济高质量发展定下主基调。据中国半导体行业协会的数据显示，2017-2021年，中国集成电路产业销售额呈逐年上升的趋势，增长速度维持较高的水平。2021年是中国十四五开局之年，在国内宏观经济运行良好的驱动下，国内集成电路产业继续保持快速、平稳增长态势，2021年中国集成电路产业首次突破万亿元。根据中国半导体行业协会统计，2021年中国集成电路产业销售额为10458．3亿元，同比增长18．2%。具体来看，上海、浙江、江苏、湖北等地纷纷从重大项目安排、行业标准制定、产业发展支持引导等不同层面，鼓励企业创新、产业高质量发展和优势项目突破。北京、天津、四川、重庆等省市2023年政府工作报告中均提出要发展集成电路及相关产业。集成电路行业发展现状目前，我国集成电路产业的上市公司数量较多，分布在各产业链环节，其中，涉及集成电路设计的上市公司包括：紫光国微、韦尔股份、兆易创新、纳思达、澜起科技等;涉及集成电路制造的上市公司包括中芯国际、华润微、赛微电子等;设计集成电路封测的上市公司包括长电科技、华天科技、通富微电等。从营业收入来看，2021年，我国集成电路行业上市公司中，中芯国际营业收入高居榜首，营业收入达到356．31亿元;长电科技、太极实业营业收入次之，分别为305．02亿元和242．89亿元。从净利润来看，2021年，中芯国际、韦尔股份、长电科技位于行业前三名，净利润分别为112．03亿元、45．46亿元和29．60亿元。电源管理芯片行业电源管理芯片在电子设备系统中必不可少，担负着对电能的变换、分配、检测等功能，其性能和可靠性将直接影响电子设备的工作效率和使用寿命。电源管理芯片一旦失效将直接导致电子设备停止工作甚至损毁，是电子设备中的关键器件。不同设备对电源的功能要求不同，为了使电子设备实现最佳的工作性能，需要对电源的供电方式进行管理和调控；同一款电子设备中的不同芯片在工作中也需要配备不同的电压、电流强度，需要电源管理芯片进行管控，因此电源管理芯片在电子设备中有着广泛的应用。（一）全球电源管理芯片行业发展情况全球电源管理芯片拥有广阔的市场空间。2021年全球电源管理芯片市场规模约378．7亿美元，2017-2021年年均复合增长率为14．16%。随着5G通信、新能源汽车、物联网等下游市场的发展，电子设备数量及种类持续增长，对于这些设备的电能应用效能的管理将愈加重要，从而带动电源管理芯片需求的增长。另外，随着增效节能的需求更加突出，电源管理芯片的应用范围将更加广泛，功能更加精细复杂，全球电源管理芯片市场将持续受益。（二）中国电源管理芯片行业发展情况手机笔记本/平板电脑等电子产品的大规模出货带动了对电源管理芯片的稳定需求，目前国内电源管理芯片最大的终端市场仍然是移动和消费电子产品。同时，可穿戴智能设备、智能家电、5G通讯等新兴应用领域市场需求逐步上升，成为市场新的增长动力。另一方面，工业应用、汽车电子等下游需求不断增长，未来随着人工智能、大数据、物联网等新产业的发展，终端设备数量及种类迅速增长，在趋势下，国内芯片设计企业有望向应用技术要求较高的领域渗透。在以上因素的影响下，预计中国电源管理芯片仍将保持增长态势，2021-2026年增长率将达到7．53%，2026年市场规模预计为1，284．4亿元。集成电路行业发展趋势如今大陆集成电路产业链逐步成熟，成电路设计、制造和封测三个子行业的格局也在发生改变，包括设备的自给水平也在不断上升，这为集成电路的发展提供了一定的产能保障以及技术支持，促使国产芯片自给率不断上升。中国集成电路产业虽起步较晚，但凭借巨大的市场需求、经济的稳定发展和有利的政策环境等众多优势条件，已成为全球集成电路行业增长的主要驱动力。近年来，随着消费电子、移动互联网、汽车电子、工业控制、医疗电子等市场需求的不断提升，以及国家支持政策的不断提出，中国集成电路行业发展快速。未来，随着国家产业政策扶持、供给侧改革等宏观政策贯彻落实，国内集成电路产业将逐步发展壮大，此外，车联网、物联网、人工智能等市场的发展，国产芯片的市场发展空间也将进一步扩大。（一）集成电路设计的重要性集成电路产品是信息产业的基础，直接关乎社会的稳定与国家的安全。集成电路设计产业属于集成电路产业的核心环节之一，是国家各项集成电路相关政策和发展战略规划重点领域。着力发展集成电路设计业，围绕重点领域产业链，强化集成电路设计、软件开发、系统集成、内容与服务协同创新，以设计业的快速增长带动制造业的发展，是实现我国集成电路芯片安全、自主、可控的重要途径。集成电路设计主要根据终端市场的需求设计开发各类集成电路芯片产品，其在很大程度上决定了终端芯片的功能、性能、成本和复用性等属性。随着集成电路行业的迅速发展，在摩尔定律的推动下，集成电路产品的加工面积成倍缩小，复杂程度与日俱增，集成电路设计的重要性愈发突出。（二）全球集成电路设计产业简介近年来随着全球集成电路行业整体景气度的提升，集成电路设计市场也呈增长趋势。根据WSTS统计，全球集成电路设计产业销售额，即全球Fabless公司的芯片和服务的销售收入，从2008年的438亿美元增长至2021年的1，655亿美元。从全球地域分布分析，集成电路设计市场供应集中度非常高。根据ICInsights的报告显示，2020年总部在美国集成电路设计产业销售额占全球集成电路设计业的64%，排名全球第一；总部在中国台湾、中国大陆的集成电路设计企业的销售额占比分别为18%和15%，分列二、三位。与2010年时中国大陆本土的集成电路设计公司的销售额仅占全球的5%的情况相比，中国大陆的集成电路设计产业已取得较大进步，并正在逐步发展壮大。1、市场规模分析在国家政策的支持以及物联网、智能驾驶、新能源汽车、智能终端制造、新一代移动通信等下游市场需求的驱动下，我国集成电路产业市场规模显著增长。数据显示，中国集成电路行业市场规模由2017年的5411亿元增长至2021年的10458亿元，年均复合增长率为17．9%，预计2023年将达13093亿元。2、细分市场占比集成电路产业包括设计、制造、封测业，近年来，我国在设计、制造、封测、装备、材料全产业链环节取得诸多创新成果，企业自主创新能力不断提升。数据显示，2021年集成电路设计业市场规模为4519亿元，占比43．21%；集成电路制造业市场规模3176亿元，占比30．37%；封装测试业2763亿元，占比26．42%。3、产量分析目前，我国已经成为全球最大的集成电路市场之一，集成电路产量稳步提升。据相关研究机构大数据库显示，2021年我国集成电路产量达3594．3亿块，同比增长33．3%；2022年1-10月，我国集成电路产量达2674．9亿块，同比下降12．3%。4、应用领域分析随着我国居民收入和消费水平的不断提升，集成电路销售额稳步增长。从集成电路销售额占比来看，集成电路产品销售主要集中在消费类和通信领域，占比分别为32．2%、20．9%，模拟、计算机、功率领域占比分别为14．7%、14%、9．2%。5、封测竞争格局集成电路封测是集成电路产品制造的后道工序，指将通过测试的晶圆按产品型号及功能需求加工得到独立集成电路的过程，具体包含封装与测试两个主要环节。从竞争格局来看，中国台湾企业在封测市场占据优势地位，日月光、力成科技、京元电子、南茂科技、颀邦科技均排在前列。大陆企业中，长电科技、通富微电、华天科技具有竞争优势。集成电路行业发展前景（一）国家政策支持行业发展十四五以来，我国政府陆续出台一系列支持性、鼓励性的规划、政策法规或指导意见，投入大量社会资源，为我国集成电路产业提供了财政、税收、技术、人才等多方面的支持，有助于集成电路产业发展与技术升级。如《十四五数字经济发展规划》《十四五国家信息化规划》《十四五信息通信行业发展规划》等。国家政策对集成电路行业自设计到制造的完整产业链扶持政策与保障措施，有助于加快各细分领域技术进步，提高国内集成电路的综合实力，促进集成电路产业的持续快速健康发展。（二）终端市场需求旺盛促进行业持续发展随着信息技术创新和居民消费水平的提升，近十年全球消费电子产品持续更新与发展，以适应不断变化的市场需求。我国作为全球消费电子制造中心，其中手机、智能家电等消费电子产品的产量已经占据全球总产量的50%以上。同时，随着5G时代的到来，物联网、电动汽车、智能驾驶、工业控制等新兴产业快速发展，也将催生大量对车用芯片、驱动控制芯片等产品的需求，为集成电路行业带来新的机遇。（三）产业链日趋成熟推动行业健康发展随着集成电路行业整体市场规模的发展，集成电路设计、制造和封测三个子行业的格局也在发生改变，我国集成电路产业链结构也在不断优化。近些年，我国大陆集成电路产业链逐步成熟，大量的晶圆制造及封装测试企业投产，上游的软件服务、设备自给水平不断提升，为国内集成电路设计行业提供了产能保障和技术支持，芯片国产化进程在不断推进。集成电路行业进出口情况从进口情况来看，据ICInsights的数据，2021年国内集成电路自给率仅有16%，使得集成电路行业已成为我国进口依赖程度较高的行业之一，尤其是高端芯片严重依赖进口，2022年1-11月我国集成电路进口量达4985亿块，进口金额达3811亿美元。考虑到集成电路行业对国民经济及社会发展的战略性地位和国际贸易摩擦预期等因素，集成电路的国产化更具紧迫性。从出口情况来看，目前国内半导体产业稳步发展，并在半导体设备、材料、制造工艺等薄弱环节逐步取得突破，产品稳定性和安全性的提升也在推动行业出口增长。数据显示，2022年1-11月我国集成电路出口量达2505亿块，出口金额达1402．6亿美元。电池管理芯片下游应用领域发展情况电源及电池管理芯片主要为电子设备提供各类电能及电池管理解决方案，下游应用领域众多。目前，行业产品主要应用于智能手机、笔记本/平板电脑等消费电子领域，工业领域及车载领域。行业下游各应用领域市场规模较大且发展迅速，受益于智能手机等消费电子产品对芯片需求的增长及进程的加快，行业产品的出货量逐年增长，经营规模快速提升。随着5G技术的发展，通信网络传输能力日益提升，智能手机已成为移动互联网中最核心的终端设备。智能手机的快速更迭促进了相关各类芯片设计能力和制造技术的不断升级，行业围绕智能手机电源及电池管理开发了各类芯片产品，并已应用至多家知名品牌的产品中。根据Frost&Sullivan的统计，2021年全球智能手机出货量为13．5亿部，比2020年同比增长4．65%。未来随着5G网络进一步扩建和完善，5G手机的普及将刺激市场的升级需求。叠加日常换机需求，预计智能手机市场仍将呈现大规模出货量，保持较大的市场基数。随着手机应用场景的丰富，人们日常使用手机的频率增加，手机功耗也随之增大，消费者对充电速度提出了更高要求。大功率充电功能随之应运而生，成为当下手机市场中高端机型的标配，并逐步向平价机型渗透。大功率充电技术作为手机品牌核心竞争力之一，是各大手机厂商进行布局的重点，也是消费者购买手机时的重要考虑因素。芯片技术的进步为大功率市场的繁荣提供了强有力的支撑，同时大功率充电的普及也推动手机电源及电池管理芯片如电荷泵充电管理芯片、DC-DC芯片、充电协议芯片等出现新的市场机遇。5G时代下，手机算力进一步提升，应用处理器、基带芯片及射频前端将带来更大功耗，5G所需要的更高能耗也对手机电源及电池管理芯片提出了更高要求。此外，随着手机功能的复杂化，如折叠屏手机的发布、摄像头数量的增加等，单部手机的电源及电池管理芯片数量呈增长趋势。因此，5G、手机功能的复杂化带动手机电源及电池管理芯片价值量及使用量均上升。（一）消费电子市场领域发展情况消费电子终端产品种类繁多且发展迅速，行业产品在消费电子市场应用广泛，包括笔记本/平板电脑、适配器、移动电源、TWS耳机、智能手表手环、蓝牙音箱、机器人、其他便携式设备等。1、笔记本/平板电脑领域发展情况笔记本和平板电脑是消费电子设备的核心市场，历年出货量较平稳并保持在较高规模。近年来持续的疫情影响了人们生活及工作方式，从而促使设备更新换代，以满足居家办公、远程教育、居家娱乐等各类需求，促进全球笔记本和平板电脑出货量快速提升。2021年全球笔记本和平板电脑出货量分别为2．7亿台和1．7亿台，2019-2021年复合增长率分别为26．03%和10．19%，预计未来笔记本和平板电脑仍将保持平稳的出货量。此外，随着笔记本与平板电脑人机交互功能的增强以及对低功耗长待机需求的提升，电源及电池管理芯片在该领域的需求有望持续增长。2、适配器领域发展情况得益于智能终端设备需求急剧上升，作为配件的适配器设备行业需求也一直旺盛，市场规模保持快速增长。2021年，全球适配器出货量约为40．7亿个，预计2026年将达到60．3亿个，2021-2026年复合增长率约为8．18%。随着苹果、三星、小米等手机厂商陆续取消标配充电器，适配器市场愈加活跃，众多配件厂商顺势而上，扩充PD大功率充电产品线，品牌商、代工厂、芯片原厂等产业链都迎来发展机遇。根据市场统计测算，仅苹果取消标配充电器，2020年苹果充电器零售市场规模就达200亿元。此外，第三代功率半导体氮化镓（GaN）基于其开关频率高、禁带宽度大、更低的导通电阻等特点，满足了消费者对适配器大功率、小体积的要求，给适配器市场带来新的发展机遇，带动AC-DC、快充协议、GaN功率器件等需求上升。3、移动电源领域发展情况近年来，随着智能手机、平板电脑、智能穿戴等便携式电子产品的迅猛发展，单一电子产品呈现出功能多样化、外观轻薄化的趋势。随着电子设备功能不断扩展、性能不断提高，其耗电量也显著增加。在电池技术短期内没有重大突破的背景下，一定体积的电池容量已无法满足长时间续航要求，造成了便携式电子产品续航能力不足的缺陷。移动电源作为一种便携的外置高容量的电源产品，可以作为补充电源，解决续航问题。移动电源整体市场规模较大，2021年，全球移动电源出货量为6．6亿台，预计2026年将达到7．4亿台。此外，随着大功率充电技术成为新的发展趋势，搭载大功率充电技术的移动电源设备将成为未来产业增长的推动因素之一，带动大功率充电解决方案和产品需求量增加。（二）工业市场领域发展情况工业领域产品具备电池串数多、工作电压高、电流大等特点。行业产品目前在工业领域主要应用在便携式储能电源、电动工具、无人机等领域。1、便携式储能电源领域发展情况近年来，在手机、平板电脑等移动智能终端应用程度不断提高的同时，寻求自由、亲近自然的户外生活亦成为趋势，户外用电的市场需求日益增加；此外，由于全球气候变化，近年来自