电流传感器芯片行业投资价值分析及发展前景预测

电流传感器芯片行业投资价值分析及发展前景预测

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。集成电路行业概况（一）集成电路产业链分析集成电路产业链主要包括上游EDA软件、IP授权、材料和设备等支撑环节，下游汽车、工业、消费等终端应用领域以及集成电路设计、晶圆制造、封装测试三大核心环环节。集成电路设计是将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程，也是一个把产品从抽象过程具体化、直至最终物理实现的过程。集成电路设计行业属于技术密集型产业，对技术研发实力要求极高，具有技术门槛高、细分门类多等特点。我国集成电路设计行业呈高速发展态势，产业结构也逐步从附加值相对较低的封装测试领域向附加价值更高的设计领域转型。根据中国半导体行业协会数据，我国集成电路设计行业的销售额从2015年的1，325亿元增长至2021年的4，519亿元，复合增速为22．69%，在产业链各环节中增速最快。同时，集成电路设计行业在产业链中的占比从2015年的36．70%到2021年的43．20%，比重也在不断提升。集成电路制造环节工艺复杂、技术含量高，在产业链中起到关键的支撑性作用。该环节根据电路设计版图，通过光刻、刻蚀、离子注入、退火、扩散、化学气相沉积、物理气相沉积、化学机械研磨、晶圆检测等工艺流程，在半导体硅片上生成电路图形，产出可以实现预期功能的晶圆片。受益于新能源汽车、智能终端制造、新一代移动通信、物联网等下游市场需求强势驱动，我国的集成电路制造业发展速度较快。根据中国半导体行业协会数据，我国集成电路制造业的销售额从2015年的900．80亿元增长至2021年的3，176．30亿元，复合增速为23．37%，产业规模迅速扩大。集成电路封装测试过程包括封装、测试等环节，是集成电路进入终端系统前的最后一道工序，对于保障集成电路工作性能良好、终端设备稳定运行具有重大意义。其中，封装是通过切割、焊线、塑封等工艺，为制造环节产出的晶圆提供物理保护，并使之与外部器件实现电气连接；测试是在晶圆封装后，利用专业设备和工具，对其功能和性能进行测试。国内封测行业起步较早，受益于高速增长的下游市场需求强势带动，集成电路全产业链快速发展，我国封测行业不断突破技术壁垒，国内领先的封测厂商进入国际一流水平。根据中国半导体行业协会数据，我国集成电路封测行业的销售额从2015年的1，384亿元增长至2021年的2，763亿元，复合增速为12．21%，市场规模呈现逐年增长态势。（二）集成电路行业市场规模在汽车电子，消费电子，5G，物联网，人工智能等产业的拉动下，全球半导体销售市场规模稳步上升。根据WSTS数据，全球集成电路产业市场规模由2016年的2，766．98亿美元增长至2021年为4，630．02亿美元，年均复合增长率10．84%，预计2022年全球半导体市场规模将达到5，340．10亿美元。根据中国半导体行业协会数据，中国集成电路市场规模由2016年的4，335．50亿元提升至2021年的10，458．30亿元，年均复合增长率高达19．26%，是全球规模最大、增速最快的集成电路市场，未来仍有广阔的市场增量。从集成电路下游细分领域来看，伴随着技术的进步，汽车、工业等领域将迎来产业变革，进而带动集成电路市场规模增长，其中在汽车电动化、智能化和网联化的趋势下，汽车的单车使用芯片数量更大，汽车领域将成为芯片增长的主要驱动力。（三）集成电路行业未来发展趋势集成电路产业的发展体现了国家的综合科技实力，也奠定了国家信息化建设和数字经济发展的基础。我国集成电路产业起步较晚，在高端芯片领域国内厂商在国际竞争中仍处于劣势。近年来，国家陆续推出《国家集成电路产业发展推进纲要》《中国制造2025》《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》等多项政策，鼓励和支持集成电路产业发展。其中，在《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》中，将集成电路产业国产化提升到国家战略高度，提出在2025年中国芯片自给率要达到70%，同时该政策从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面推动我国集成电路产业和软件产业实现高质量发展。在国家从顶层设计助力我国前沿领域发展的同时，5G通信、云计算、新能源汽车、智能制造等新兴领域，从下游市场的应用需求自发地为国内集成电路市场带来巨大的增量，为集成电路行业实现进口替代和国产破局带来机遇。中国是最大的电子产品消费和生产市场，下游市场需求旺盛。受益于汽车电子、消费电子、5G、物联网以及人工智能等新技术和新产品的应用，国内集成电路市场规模快速稳定增长。从垂直应用领域来看，伴随着技术的进步，汽车、工业及消费电子领域将迎来行业转型，进而扩大对芯片的总需求量。其中在汽车电动化、智能化、网联化的变革趋势下，汽车将成为拉动芯片行业市场的主要驱动力，为半导体行业带来新的巨大增量空间。根据数据显示，未来四年汽车芯片复合增长率约为8．37%，增速位居第一。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%。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。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，我国集成电路设计行业上半年销售额为1490．6亿元，同比增长23．6%。制造行业上半年销售额为966亿元，同比增长17．8%;封测行业上半年销售额为1082．4亿元，同比增长5．9%。预计2020年我国集成电路产业规模有望达到8766亿元，同比增长15．92%。目前，国内集成电路产业整体规模处于持续扩张时期，增长速度也远远高于全球增长速度，但我国集成电路产业核心技术与国际先进水平仍存在些许差距。我国主要城市对集成电路产业的发展较为重视，各地区在龙头企业的引领下，加速集成电路产业布局，国家更是大力推动政策，为集成电路产业发展提供强有力的保障。汽车电子领域芯片行业概况（一）汽车电子行业概况1、汽车电子概况汽车电子是车身电子控制系统和车载电子系统的总称，主要由传感器、控制器、执行器三大部分构成，应用于车辆感知、计算、执行等层面，以实现相应的系统功能。其中，车身电子控制系统是汽车的核心功能，主要包括动力及传动系统、底盘及安全系统和车身及舒适系统；车载电子系统是汽车的辅助功能，用于增强用户在车内的体验感，主要包括安全舒适系统及信息娱乐与网联系统等。前者需要与车上的机械系统进行配合使用，即所谓机电结合的汽车电子装置，包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统等；后者是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，与汽车本身的性能并无直接关系，包括汽车信息系统（行车电脑）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。从汽车电子产业链来看，上游为电子元器件，包括汽车电子的相关核心芯片及其他分立器件；中游是汽车系统集成商，主要对汽车电子模块化功能进行设计、生产及销售；下游则是整车制造商和维修厂。2、汽车电子发展现状在资源与环境双重压力下，汽车产业逐渐向电动化方向变革，加之碳达峰、碳中和政策的驱动，新能源汽车逐渐成为未来汽车工业发展的方向。与传统燃油车依靠燃料能源提供动力不同，新能源汽车的动力系统主要是驱动电机、动力电池与控制器，整体对电子化水平要求较高。燃油车的汽车电子成本占整车成本的比例约为15%-28%，而纯电动车这一比例达到65%。在新能源汽车销量增长叠加高成本占比的汽车电子背景下，汽车电子行业由此迎来成长机遇期。根据中国汽车工业协会数据，2022年全球/国内汽车电子市场规模有望达到21，399/9，783亿元，国内汽车电子市场约占全球四成；2017-2022年全球/国内汽车电子市场规模的年均复合增长率分别为7．99%/12．62%，国内市场增速显著高于全球增速。3、汽车电子发展趋势汽车电动化，智能化和网联化的发展，提升了汽车对信息感知、接收、处理的要求，也为汽车电子行业带来全方位机会。首先，在汽车电动化趋势下，新能源车三电系统（动力电池、电机和电控系统）成为核心部件。新能源汽车以电能作为动力来源，需要更精确地对电机、电机控制器和电源管理系统等设备进行电流控制和监测，同时新能源车普遍采用高压电路，需要频繁进行电压变化，增加了对高压线束、连接器等的需求，为IGBT、MOSFET、电流传感器芯片等带来增量空间。其次，汽车智能化和网联化的发展趋势，增强了汽车对于信息的感知、处理与交互需求，汽车需要更多的传感器进行外部环境感知和内部人机交互，使汽车传感器的需求增加。尤其在自动驾驶进入到相对高阶的L4/L5级别后，超声波传感器、雷达模组以及车身感知传感器的需求大为增长，促进了汽车电子行业的发展。在汽车电动化，智能化，网联化的产业变革趋势下，汽车主机厂的核心能力将从机械硬件转向电子硬件和软件，汽车电子的设计架构随之发生改变，逐渐从传统分布式ECU架构向分布式网络+高度集中的域控制器架构演进。集中式的汽车电子架构，一方面能够简化布线，减轻装配难度，降低车重；另一方面，集中式系统减少了计算冗余，有利于算力的提升，为未来多种传感器检测数据相互联动融合提供支撑，为自动驾驶提供了更高的可靠性、冗余性以及最终的安全性。汽车电子架构的演变进程将带动各组件市场快速发展，其中对多功能、高性能的汽车传感器的需求日益增加，传感器及其他电子器件市场将进一步发展为更加成熟和独立的市场。（二）汽车电子控制系统及构成汽车电子控制系统作为汽车电子的核心，是决定汽车电子发挥功能作用的关键。从构成来看，汽车电子控制系统主要由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三部分组成。汽车在运行时，各传感器不断检测汽车运行的工况信息，并将这些信息实时地通过接口传送给ECU。ECU对接收到的信息进行相应的决策和处理后，通过接口将控制信号输出给相应的执行器，由执行器负责执行相应的动作。其中，传感器在汽车电子控制系统中发挥着重要作用，决定了系统控制的稳定性。传感器工作时，能够将采集的汽车外界环境信息输入并转换为电信号，传输给电控单元，进而实现电子控制。传感器的精度、响应性、可靠性、耐久性及输出的电压信号等性能指标，是影响汽车动力性、操控性、安全性等的关键因素。（三）汽车电子控制系统中的芯片汽车向电动化、智能化、网联化快速发展，拓宽了芯片在汽车电子控制系统的应用场景，带动了汽车芯片的应用需求。按照通用分类标准，汽车芯片可分为主控芯片、存储芯片、功率芯片、信号与接口芯片、传感器芯片等五大类。近十年来整车所用芯片平均数量不断攀升，从2012年传统燃油车单车平均使用438个、新能源车单车平均使用567个，迅速上升到2022年预计传统燃油车单车平均使用934个、新能源车单车平均使用1，459个。新能源汽车作为汽车芯片需求量的主要驱动力，在碳达峰、碳中和的政策背景下，新能源汽车销量和渗透率不断提高，进而对汽车芯片的需求量将大幅提升。在单车芯片使用量不断上升和新能源汽车市场规模不断扩大的双因素驱动下，汽车芯片市场规模在乘数效应下快速爆发。2021年全球汽车芯片市场规模约498．49亿美元，预计2026年将达到669．63亿美元；中国汽车芯片市场规模约150．10亿美元，占全球市场比重约30．11%，预计2026年将达到184．89亿美元。从全球竞争格局来看，国外厂商在汽车芯片市场占据主要份额。根据Gartner统计，2020年全球前十大车规级半导体厂商均为国外厂商。由于车规级芯片技术壁垒较高，我国国产汽车芯片难以进入汽车产业链中，根据中国汽车芯片产业创新战略联盟数据统计，2020年我国汽车芯片主要依赖于境外供应商，自主汽车电子芯片产业规模仅占4．50%。目前，我国汽车芯片国产化率较低，其主要原因：1）我国芯片产业起步较晚，而芯片行业具有整体研发周期长、投资规模大等特点，企业需要较长时间的技术积累和经验沉淀实现技术突破，形成了较高的行业壁垒；2）汽车电子行业对产品的安全性和稳定性要求较高，企业进入汽车电子供应链体系的准入门槛相对较高且验证周期较长，从而导致市场参与者较少；3）通常整车厂在认证新供应商时，会要求其产品拥有一定规模的上车数据，因此车企与芯片厂商在形成稳定的合作关系后，在原有车型上替换供应商的动力不足。国产厂商缺乏测试及应用数据，其车规级芯片在正常供给的状态下较难寻得突破。在国际贸易争端以及新冠疫情的影响下，缺芯潮席卷汽车芯片市场，加之当前全球汽车芯片主要产能相对集中，我国汽车芯片对外依赖度高，芯片短缺已经成为阻碍我国汽车产业保供和转型升级的关键问题，汽车芯片的自主可控受到了国家、汽车厂商及汽车芯片企业的高度重视。1、汽车传感器芯片概况传感器是汽车电子控制系统必不可少的一部分，用以测量位置、压力、电流、力矩、温度、角度、距离、加速度、流量等信息，并将这些信息转换成电信号输入给汽车电子控制器，进而实现汽车电子控制。汽车传感器按被测物理量可分为：位置传感器、压力传感器、电流传感器、扭矩角度传感器、温度传感器、速度传感器、流量传感器等。传感器的精确性、可靠性将直接影响汽车电子控制系统的控制效果。平均每个传感器中的芯片价值量占比为60%以上。随着新能源车逐步替代燃油车，汽车电动化对执行层中动力、制动、转向、变速系统以及电机、电机控制器、电池管理系统等方面的影响更为直接，对传感器需求随之显著增长。根据GlobalMarketInsights，预计到2030年，全球汽车传感器市场规模将超过550亿美元。中国汽车传感器市场规模从2017年的157．3亿元增长至2021年的263．9亿元，年均复合增长率为13．8%。在国家政策和智能汽车快速发展下，中国汽车传感器市场规模将持续增长，预计2025年中国汽车传感器市场将突破400亿元。2、汽车磁传感器芯