工业领域芯片行业概况

工业领域芯片行业概况

工业领域芯片行业概况（一）工业自动化领域行业概况在工业自动化领域应用中，电机控制系统必不可少。电机控制系统可实现精确控制和同步操作，降低功耗，并在严苛环境中延长电机的使用寿命，主要应用于各类工业电机设备、轻型电动车以及其他工业自动化设备等。1、工业电机领域行业概况电机指依靠电磁感应作用而运行的电气设备，用来进行电能生产、传输、使用和电能特性变换的机电装置。电机的分类方式多样，以工作电源为标准，可分为直流电机、交流电机；以结构和工作原理为标准，可分为无刷电机与有刷电机；步进电机与伺服电机；异步电机与同步电机等。目前，电机被广泛应用于工业机床、生产线、出行工具、电动工具、各类电器等多个市场，同时越来越多的高端电机被装配到工业自动化控制设备中。电机控制系统是驱动电机运作的核心，由控制器、电机驱动器、电机和传感器芯片组成。控制器由主控芯片组成，是电机控制系统的大脑，用于控制电机的电路通电和断电，使之启动和停止；电机驱动器主要搭载驱动芯片和驱动器件，可以放大信号，产生扭矩，并使负载运动，通过控制速度、扭矩和方向，从而确定电机的马力；电机主要将电池的电能转换成机械能，驱动机械设备工作；传感器芯片主要是基于霍尔效应的磁传感器芯片，用于检测电机转子的速度、位置和方向。近年来，工业自动化趋势带动工业电机领域市场规模快速增加。工业电机控制系统应用升级是核心推动因素之一，其需求量随着电气化、自动化、智能化的演进而逐步增长。特别是以步进伺服电机为代表的工业自动化电机，是自动化生产线、智能化设备、工业机器人等不可或缺的一部分。2021年我国工业电机产量为330GW，存量为4，130GW，预计2025年存量将达到4，651GW；工业电机作为电能和机械能转换的关键设备，在未来几年，随着中国制造2025的提出，工业电机需求将在我国工业快速发展的带动下进一步扩大，进而促进工业传感器和工业传感器芯片市场的增长。根据MarketsAndMarkets，全球工业传感器市场规模预计将从2020年的182亿美元增长到2025年的290亿美元，年均复合增长率为9．77％，其中，磁传感器具有高可靠性，低系统成本以及解决方案简单等特点，成为工业传感器应用中最重要的类别之一。2、轻型电动车领域行业概况轻型电动车包括电动两轮车，电动平衡，滑板车，电动助力车等，其中主要为电动两轮车。以电动两轮车为例，通常一个电动两轮车的电机需要借助三个磁传感器实现换相控制以及电机自动化控制。另外，磁传感器在电动两轮车的调速转把和刹把中也得到应用：转把信号是电动车电机旋转的驱动信号，骑行者通过转动转把来调节电动两轮车的行驶速度；刹把信号是电机停止转动的制动信号，在有捏刹把动作时，开关磁传感器将刹车信号传给控制器，控制器接受到刹车信号后，立即停止对电机的供电。中国电动两轮车已经走向高质量发展的道路，并以其低碳环保、轻便经济、不易拥堵的特点发展成国内重要的短途交通工具，不断渗透到个人出行、外卖配送、共享出行等诸多领域。根据艾瑞咨询，2021年虽然部分地区受到《电动自行车安全技术规范》（以下简称新国标）过渡期推行节奏减缓等因素影响，电动两轮电动车销量增幅不及预期，但全年中国的两轮电动车销量仍然达到4，100万辆。在节能减排、碳达峰等政策要求，庞大的人口与多样化绿色出行需求，及时配送与共享电单车增长促进以及新国标的进一步落实等因素影响下，两轮电动车市场依旧拥有较大的增长潜力和存量置换需求，预计2022年两轮电动车的销量可达4，500万辆，因此给磁传感器芯片带来了新的机遇和发展空间。（二）新能源领域行业概况在碳达峰、碳中和的战略目标下，全球各国大力推动绿色能源发展，其中，光伏发电属于绿色环保的发电方式之一，国内外光伏行业前景广阔。根据中国光伏行业协会数据，预测2021-2025年期间，全球每年平均新增光伏装机量约210-260GW；预计至2030年全球年度新装机量将超过300GW。逆变器是光伏并网发电系统中的核心部件之一，随着光伏组件高度集成化，新器件的工艺提升，逆变器厂家研发技术的进步离不开集成电路技术的发展，特别是在功率器件和集成电路（IC）芯片上。典型的分布式光伏逆变器的拓扑包含了直流输入环节（组串输入汇流），直流升压环节（BoostMPPT线路），直流逆变交流环节（DC/AC线路），以及交流输出环节（漏电流检测）。电流检测在每一个环节必不可少。电流传感器是光伏并网逆变器中的核心检测元件，在要求稳定性的同时，还需兼顾高精确的电量计量工作。根据测量原理不同，电流传感器可分为霍尔电流传感器、隧道磁阻效应（TMR）电流传感器、分流器、磁通门电流传感器、电子式电流互感器等。其中，霍尔电流传感器的结构小巧、检测精度高、相关的电气回路简单，对于推动检测系统的微型化、集成化有着积极的作用。霍尔电流传感器是磁传感器的分支，根据其结构可分为开环式和闭环式两种，可对各种类型的电流进行测量，从直流到几十千赫兹的交流。根据MarketsAndMarkets数据，2023年全球霍尔电流传感器市场规模将达到14．74亿美元，2017-2023年复合增长率达到8．4%。未来，受益于光伏装机量持续提升，电流传感器及其芯片的市场空间持续扩大。集成电路行业市场规模我国集成电路行业起步较晚，但经过多年的积累与发展，在巨大的市场需求、良好的产业政策、丰富的人口红利、稳定的经济增长等众多优势条件驱动下，我国集成电路产业实现了快速发展并持续保持高速增长，整体实力显著提升。目前，中国集成电路行业已在全球集成电路产业中占据重要市场地位。根据中国半导体行业协会数据显示，2021年中国集成电路行业销售额为10458．3亿元，2022年上半年，中国集成电路产业的销售额达到4763．5亿元，同比增长16．1%，预计2023年其市场规模将达14425亿元。集成电路市场前景预测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。中国集成电路制造行业市场发展规模集成电路制造业是国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业，是转变经济发展方式、调整产业结构、保障国家安全的重要支撑，也是培育和发展战略性新兴产业、推动信息化与工业化深度融合的核心和基础。过去十年，中国集成电路制造业进入快速发展轨道，产业规模迅速扩大，产量提高了11倍，销售收入翻了3番，产业结构不断优化，技术创新取得实质性突破，一批优势企业脱颖而出。2019年我国内集成电路制造市场规模达到2149．1亿元，同比增长15．1%。截止至2020年末国内集成电路制造市场规模达到2560．1亿元，比上年同期增长19．1%。集成电路行业发展现状集成电路产业链上中下游紧密联动，EDA是产业链快速发展的撬动者。上游包括：集成电路设计于制造所需的自动化工具EDA;搭建SoC所需的核心功能模块半导体IP;集成电路制造环节的核心生产设备及材料。中游包括：通过电路设计、仿真、验证、物理实现等步骤生成版图的IC设计厂商;将版图信息用于制造集成电路的制造厂商;为芯片提供与外部器件连接并提供物理机械保护的封装厂商;对芯片进行功能和性能测试的测试厂商。集成电路下游应用范围十分广阔，下游应用场景主要包括计算机领域、汽车电子领域、工业、消费电子领域、物联网、数据处理等领域。2022年，据海关总署公布的数据显示，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。集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，国家给予了高度重视和大力支持。为推动我国集成电路产业的发展，增强信息产业创新能力和国际竞争力，国家出台了一系列鼓励扶持政策，为集成电路产业建立了优良的政策环境。伴随着以5G、车联网和云计算为代表的新技术的推广，更多产品将会需要植入芯片、存储器等集成电路元件，因此集成电路产业将会迎来进一步发展。2020年至2025年，全球集成电路市场规模按年复合增长率6．0%计算，预计2025年将达到4，750亿美元。集成电路行业未来发展趋势延续十三五时期的总体趋势，十四五时期我国集成电路产业发展的外部环境依然严峻，但在一系列政策技术和市场利好环境下将会继续保持快速发展态势，并表现出更为集聚和激烈的竞争态势。新一轮技术革命不断深化，5G、物联网、大数据、云计算、人工智能﹑新基建等步入快速发展阶段，巨大的市场需求为集成电路产业发展带来巨大机会，未来保持高速增长的总体趋势不会发生变化。我国作为全球集成电路产业的重要消费国，2019年我国半导体消费量占全球的53%，我国在全球集成电路产业的消费比重将进一步提高。在总量进一步增长的同时，随着我国经济进入中高速的高质量发展阶段﹐推动战略性新兴产业发展成为未来促进我国高质量发展的根本，我国在集成电路产业尤其是产品应用方面具有显著优势。可以预见，未来我国集成电路产业的高速成长趋势依然不减﹐并成为促进我国经济高质量发展的重要支撑。不可忽视的是，尽管我国集成电路产业市场规模大，但在关键领域和环节的自我保障能力较弱，尤其制造环节以及支撑半导体发展的设备和材料领域短板突出。随着产业界和政府对我国集成电路产业现实认识的不断深化，进一步补足短板成为十四五时期提升我国集成电路国产供应水平的关键。在此背景下，加大对相关领域的支持和社会投资成为发展的必然。未来我国在集成电路材料例如大尺寸硅片﹑光刻胶﹑掩膜版﹑电子气体﹑湿化学品﹑溅射靶材﹑化学机械抛光材料等>，制造设备光刻机﹑刻蚀机﹑镀膜设备、量测设备﹑清洗设备﹑离子注入设备﹑化学机械研磨设备、快速退火设备等，制造环节制造高端逻辑和存储芯片的大型制造企业以及制造特殊设备的中小制造企业）等领域将涌现一大批企业﹐它们将成为未来支撑我国集成电路产业发展的重要载体﹐其中一大批将在利基市场中具有领先地位﹐一部分问题将会得到明显缓解。集成电路产业是高度全球化产业，十四五时期我国集成电路产业要更加主动融入全球供应链和价值链之中，但是﹐我国集成电路产业将面临更加复杂的全球竞争环境。一方面，美国以国家安全﹑保护知识产权﹑平衡贸易赤字等缘由发起贸易战，试图遏制我国在集成电路等高科技产业领域的发展。另一方面，在中美贸易摩擦趋于常态化的基本假设下，集成电路产业全球化分工模式将面临巨大挑战，安全将成为产业链和供应链布局的重要考量因素，主要经济体寻求更广泛的全球布局和回流成为未来一段时期的重要选择。随着一系列支持和促进集成电路产业发展政策的出台﹐加之高质量发展对产业升级的压力，十四五时期集成电路产业的社会投资将快速增长，尤其是将迎来大量新资本和新企业进入的新机遇。截至2020年7月20日，我国共有芯片相关企业4．53万家，仅2020年二季度就新注册企业．0．46万家，同比增长207%，环比增长130%，这一趋势预期在十四五时期将会继续保持。大量资本进入集成电路产业，必然导致产业竞争更加激烈，行业内和跨行业并购将成为十四五时期集成电路产业发展的常态。然而，由于集成电路产业高风险﹑高投资﹑长周期等特征，在大量进入者之后必然面临市场的重新洗牌，表现为企业数量快速增加—行业竞争更加激烈—企业分化—市场出清—领先企业出现—行业集中度上升的趋势，产业集中度将在十四五时期表现出先分散后集中的基本态势。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。集成电路行业下游需求持续增长随着下游产品功能的日益复杂和应