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电源芯片下游应用领域不断拓展分析

电源芯片下游应用领域不断拓展基于中国庞大的人口基数和高速经济发展,下游需求不断提升带动了中国5G、物联网、人工智能、新能源汽车等新兴行业的迅速崛起。催生出的大数据、云计算以及高速信息传输等大量需求,有赖于高效、可靠的电源芯片的应用,促进了中国电源芯片行业的进一步发展。电源管理芯片行业发展情况模拟芯片按产品类型主要由电源管理芯片和信号链芯片构成,其中电源管理芯片主要是指管理电池与电能的电路,信号链芯片主要是指用于处理信号的电路。电源管理芯片在电子设备中有着广泛的应用,根据ICInsight数据,电源管理芯片是全球出货量最高的芯片类别,2019年全球电源管理芯片出货量占全部芯片出货量比例约达21%,远高于其他类别芯片。电源管理芯片产业下游应用场景丰富,主要涵盖通信、安防、消费电子、汽车及物联网等行业。电源管理芯片性能优劣对整机的性能和可靠性有着直接影响,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。按照功能分类,电源管理芯片主要功能包括电池的电能形态和电压/电流的转换(例如DC-DC芯片、LDO芯片、AC-DC芯片等)、保护(例如过压保护芯片、过流保护芯片等)、充放电管理(例如充电管理芯片等)等。全球电源管理芯片行业发展情况根据Frost&Sullivan数据,2020年全球电源管理芯片市场规模约329亿美元,2016年至2020年年均复合增速为13.5%。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,从而带动全球电源管理芯片需求增长。根据Frost&Sullivan数据,预计2025年全球电源管理芯片市场规模将达526亿美元,2020年至2025年年均复合增速达9.8%。目前,全球电源管理芯片市场主要被欧美厂商占据。根据国金证券研报统计,2019年全球以TI为首的全球五大品牌占据全球电源管理芯片市场份额合计达71%。由于电源管理方案在各类细分应用场景中差异较大,国内厂商与欧美大厂之间产品类别、高端技术及规模上存在较大差距。电源管理芯片未来发展趋势电子产品性能不断提升,设备的体积反而变得愈发轻薄短小,为其供电的电源管理方案也需要不断提升性能并缩小体积。电源管理方案以电源芯片为核心,通过外围的电感、电容等多种元器件的连接可实现复杂的电源管理功能,其中,电源芯片的管脚数量、封装外形、外围元器件的数量及外形、PCB板的面积以及布局布线形式等决定了电源管理方案的体积,将多种功能集成到电源芯片内以减少外围元器件数量,可有效提高芯片性能并缩小电源管理方案的体积。提高供电电源的电压不仅可以提供更大的输出功率,也可以降低传输过程中的功率损耗。因此,终端设备的供电电压不断提高。例如,汽车在1918年引入蓄电池,当时的供电电压只有6V,到了1950年升级为12V;2011年宝马、奥迪等几家知名车企联合推出了48V系统,以满足汽车电子日益增长的负载需求。根据高工产业研究院(GGII)发布的《中国HEV&48V节能乘用车月度销量数据库》,2020年中国48V节能乘用车销量合计约为33.1万辆,同比增长39%。提高单颗电源管理芯片的输出功率,可以提高电源模块的功率密度,同等条件下可以缩小电源模块体积、降低使用成本并实现更多的系统功能。电子设备的功能日趋复杂,其内部配备了越来越多的功能模块。随着移动电子设备的功能复杂及功耗增加,其需要配备更大容量的电池,及更大输出功率的电源适配器以提高充电效率,电源管理芯片需要提高输出功率以顺应这一发展趋势。车规级和工业级应用领域的客户对电源芯片的核心诉求是安全、稳定、抗干扰、高可靠性等,即提高电源芯片的鲁棒特性,意指电源芯片产品能够在各类极端恶劣环境和条件下可靠、稳定地工作且使用寿命长。随着电子产品功能多样化和应用复杂化,电源芯片正不断向高可靠性方向发展。电源管理类模拟集成电路行业现状按照工作的信号属性,集成电路可分为数字集成电路和模拟集成电路。数字集成电路是基于数字逻辑设计的,用于处理数字信号的集成电路;模拟集成电路是用于处理模拟信号的集成电路。电源管理类模拟集成电路行业简介及发展概况:按照输入的电压属性,电源芯片可分为AC-DC(交流转直流)转换芯片和DC-DC(直流转直流)转换芯片两类。AC-DC转换通常是把交流市电(220V或110V)转换为电子设备或产品内部电路供电需要的直流电压;DC-DC转换通常是指对直流电源的属性或参数指标加以转换,如降压、升压、升降压转换等,以匹配设备或电路模块的供电需求。电源芯片广泛应用于各类电子产品中,由于电子产品内部各电路模块的供电需求多样,需要使用电源芯片将输入电源转换为与其匹配的电压或电流。因此,电源芯片是电子设备的心脏,其性能优劣对整机的性能及可靠性有直接影响,电源芯片一旦失效将导致电子产品停止工作甚至损毁。近年来,电源芯片的下游行业蓬勃发展,为电源芯片提供了广阔的市场空间,例如汽车电子、通讯设备、工业控制等领域对电源芯片的需求增长较快,对芯片性能要求更高。目前该市场主要被国外巨头如德州仪器、亚德诺、英飞凌等占据,市场集中度较高。中国电源管理芯片行业竞争概况电源管理芯片属于模拟芯片,是电子设备的电能供应心脏,负责电子设备所需的电能变换、分配、检测等管控功能;是电子设备中的关键器件,其性能优劣对电子产品的性能和可靠性有着直接影响,广泛运用于各类电子产品和设备中,是模拟芯片最大的细分市场之一。目前国内电源管理芯片被欧美国家优势企业所垄断,以德州仪器、高通、ADI、英飞凌等企业居国内企业第一梯队。近年来国内企业竞争力不断提升,形成了以圣邦股份、韦尔股份、芯朋微为代表的第二梯队竞争企业,随着国内企业竞争力的不断提升,以圣邦股份为代表的企业有望跻身国内市场的第一梯队。电源类芯片维持高速增长据数据显示,2021年模拟芯片产业整个体量达到728亿美元,年增长率超过了30%,仅次于存储和OSD的器件,增长非常巨大。2022年还会持续增长,预计达到790亿美元。而据Yole2021年的数据显示,电源类芯片2021年的体量接近250亿美元,是模拟芯片的三分之一,该市场的潜力是非常巨大的,其中PMIC和DC-DC芯片规模最大。但随着便携式产品和新能源的快速发展,电池管理芯片的需求也增长迅速,预计五年内将达到和DC-DC同一体量的水平。电源类芯片之所以能有如此巨大的增长,则主要来源于以下四个行业:通信、储能、工业和汽车。在通信行业,根据中国5G基站前景发展报告显示,在2022年4G基站加5G基站预计超过100万台,2024年5G基站将超过240万台以上,增长率非常高。基站本身对通用电源的芯片需求也非常高,2024年预计电源芯片的体量将达到上亿颗。在储能方面,随着现在碳中和、碳达峰的需求,2021年中国光伏累计装机达到306GWh,2050年预计达到5000GWh。在服务器市场,根据最新统计,2022年将达到400万台,未来几年的复合增长率也将达到10%以上。中国电源管理芯片行业企业布局从产品数量看,圣邦股份、韦尔股份、力芯微企业电源管理芯片的产品种类多,超过500款,其中圣邦股份产品数最多达到了1600款,表明优势企业产品品类丰富,市场竞争力有待进一步提升。从企业电源管理芯片的竞争力来看,目前圣邦股份、韦尔股份等电源管理芯片业务为公司的核心业务,国内市场份额占比相对较高,国内市场竞争力凸显,国内大力推动芯片行业发展的基础上,具备较强的优势。由于电源管理芯片属于技术密集型产品,对装备制造、科学研究等领域的发展十分重要,其替代品威胁较小;在高端产品领域,现有竞争者数量不多,但市场集中度较高,国内企业主要集中在非高端产品领域,企业数量大,较为分散;上游供应商一般为原材料、核心零部件/系统等企业,核心零部件厂商的议价能力较强;下游消费市场主要是消费电子、汽车、通信设备等领域,议价能力较弱;同时,因电源管理芯片属于技术密集型行业、且市场竞争激烈、集中度高,综合而言潜在进入者威胁较小。中国电源管理芯片行业市场集中度在国内电源管理芯片市场,欧美企业甚至占据了约80%的市场份额,以德州仪器、高通、ADI、美信、英飞凌五家企业为代表,目前全球电源管理芯片的企业集中度高,CR5为71%。目

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