电流传感器芯片行业现状

电流传感器芯片行业现状

集成电路行业产量概况目前，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1-11月，我国集成电路产量达2958亿块，同比下降12%，预计2023年我国集成电路产量将达3676．2亿块。中国集成电路制造市场竞争格局目前我国集成电路装备研制单位和生产企业约有40余家，主要分布于北京、上海、沈阳等地。中国由于在集成电路制造行业起步较晚，技术工艺水平与国外先进企业有一定差距，在2019年十大集成电路制造企业榜单中，有5家企业是中外合资：三星中国（第一）、英特尔大连（第二）、SK海力士中国（第四）、台积电中国（第七）、和舰芯片（第八）。本土企业中芯国际、上海华虹、华润微电子、西安微电子、武汉新芯分别位列第三、第五、第六、第九和第十。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。中国集成电路制造设备竞争格局集成电路生产设备是集成电路大规模制造的基础，设备制造在集成电路产业中处于举足轻重的地位。集成电路加工工艺繁杂，需要各种不同的设备。等离子刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、热处理成膜设备、涂胶机、晶圆测试设备等。由于集成电路生产设备具备较高的技术壁垒、市场壁垒，目前国产半导体设备国产化率较低，不同环节的关键设备由美国应用材料公司和日本东京电子等企业垄断。而核心设备光刻机被誉为半导体产业皇冠上的明珠。目前世界上能生产高端光刻机的厂商只有一家荷兰的ASML，这是技术路线演化自然选择的结果。AMSL零件外包、专注核心技术研发的战略也使得其具备足够的灵活性，ASML于1995年通过上市获得了充裕的资金，随后大量投入研发和技术性并购。光刻机技术含量极高，加上摩尔定律的作用，芯片升级换代很快，对于设备的精度要求也逐步提高。集成电路行业的竞争情况目前，国内集成电路设计企业规模相比国外企业仍然较小，核心市场和客户供应体系进入难度较大，技术能力仍与国外企业具有较大差距，我国集成电路产品主要领域集中在消费类、通信类以及中低端芯片领域。在磁传感器芯片领域，国外磁传感器芯片企业凭借多年以来在资金、技术、客户资源、品牌等方面的积累，形成了巨大的领先优势。根据Yole研究报告，国外先进磁传感器芯片供应商Allegro（埃戈罗）、Infineon（英飞凌）、Melexis（迈来芯）、NXP（恩智浦）AKM（旭化成）、Honeywell（霍尼韦尔）、TDK（东京电气化学）等掌握了大部分市场份额，磁传感器芯片的国产化率整体较低。在汽车电子领域，根据Yole研究报告，汽车电子为磁传感器的主要应用领域，市场占比超过50%；全球5家供应商Allegro、Infineon、NXP、Melexis、TDK占有90%以上整个磁传感器及芯片市场份额，几乎垄断市场。在工业领域，磁传感器芯片应用于工业自动化、新能源领域等诸多应用场景，产品品类规模及覆盖能力对于市场竞争力有重要影响。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%。中国集成电路行业市场发展迅速我国大陆集成电路产业的虽起步较晚，但经过近20年的飞速发展，我国集成电路产业从无到有，从弱到强，已经在全球集成电路市场占据举足轻重的地位。根据中国半导体行业协会统计数据，2010-2019年中国集成电路产业销售额整体呈增长趋势，从2010年的1440．15亿元增加至2019年的7562．3亿元，这主要受物联网、智能汽车高新能源汽车、智能终端制造、新一代移动通信等下游市场需求驱动。2020年，中国集成电路产业继续保持2位数增长，全年销售额达到了8848亿元，较2019年增长17%。其中，设计业销售额达到3778．4亿元，同比增长23．3%，仍是三业增速最快的产业，占总体行业比重为42．7%;制造业销售额为2560．1亿元，同比增长19．1%，占比为28．9%;封装测试业销售额2509．5亿元，同比增长6．8%，占比为28．4%。中国集成电路制造业市场前景与趋势集成电路产业的核心在于制造业，制造业对整个产业链的拉动作用。随着我国经济发展方式的转变、产业结构的加快调整，以及新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展，中国制造2025、中国互联网+、物联网等国家战略的实施将给集成电路带来巨大的市场需求，集成电路制造业将获得更多的国内市场支撑。在区域方面，从全球范围来看，集成电路制造产业正在发生着第三次大转移，即从美国、日本及欧洲等发达国家向中国大陆、东南亚等发展中国家和地区转移。近几年，在下游通讯、消费电子、汽车电子等电子产品需求拉动下，以中国为首的发展中国家集成电路市场需求持续快速增加，已经成为全球最具影响力的市场之一。在此带动下，发展中国家集成电路产业快速发展，整体实力显著提升。未来伴随着制造业智能化升级浪潮，高端芯片需求将持续增长，将进一步刺激发展中国家集成电路行业的发展和产业迁移进程。基于上述分析，未来集成电路制造行业仍将保持较快增长，预计到2026年，集成电路制造业市场规模将达到7580亿元，2020-2026年间年均复合增长率将保持在20%左右。随着全球电子信息产业的快速发展，全球集成电路产业一直呈现持续增长的势头。2015年，由于PC、智能手机等终端产品逐渐成熟，市场增量放缓，而人工智能、物联网等新兴产业仍处于积蓄能量阶段，导致全球集成电路市场增长出现小幅萎缩。2017年，因存储器芯片的市场增量大幅度上涨，让全球集成电路产业再次进入繁荣期，半导体技术也将进入从10nm推进到7nm的全新节点。根据WSTS数据显示，2017年全球集成电路产业总收入为3432亿美元，2018年达到3933亿美元，相较于2017年增长了13%。2019年由于收到贸易摩擦的影响，总收入降至3304亿美元，相较2018年下降16%。总得来说，从2013年至2018年，全球集成电路行业呈现快速增长趋势，产业收入年均复合增长率为9．3%，而因贸易摩擦产生的影响逐渐减小，数据中心设备需求又有所增加，2020年全球集成电路产业市场规模有重新增长的趋势。目前，美国集成电路设计仍处于全球领先地位，而销售市场亚太地区位列第一。根据WSTS数据显示，2017年亚太地区（除日本外）集成电路销售额为2488．21亿美元，居于首位，占比60．3%；北美地区市场销售额为884．94亿美元，占比21．5%，位居第二；欧洲和日本分别占全球市场份额的9．3%和8．9%。我国集成电路产业起步较晚，但凭着对半导体设备的大量需求和有利的政策环境，我国集成电路从无到有、从弱到强，已经在全球集成电路市场中占有举足轻重的地位。根据中国半导体行业协会数据分析，自2002年以来，我国集成电路产业规模发展迅速。截止2020年上半年，我国集成电路产业销售额达到3539亿元，同比增长16．1%。其中