高压电源芯片行业发展概况

高压电源芯片行业发展概况

集成电路行业市场规模近年来，随着物联网、人工智能、智能硬件、移动智能终端、5G、先进传感器和可穿戴设备等新应用领域的兴起，全球电子产品市场规模逐年扩大，带动了集成电路行业的加速发展。世界半导体贸易统计协会（WSTS）统计数据显示，2016年至2020年，全球集成电路行业总收入从2，767亿美元增长至3，612亿美元，年均复合增长率6．89%。中国半导体行业协会数据显示，2016至2020年，中国集成电路行业规模从4，336亿元增长至8，848亿元，年均复合增长率高达19．52%，中国已成为全球最大的集成电路市场。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%。目前，国内电源管理芯片行业整体的市场集中度较高，但是以国外优势企业占据国内较大市场，国内企业的市场集中度不高，2020年，CR5不到10%。高端产品市场，主要集中在全球优势企业德州仪器、ADI、英飞凌等国外企业，国内企业也有所布局;目前国内电源管理芯片的市场集中度较高，欧美优势企业集中度高，国内企业的市场份额及集中度较低，企业的市场竞争力有待提升，空间广阔。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。模拟集成电路行业介绍（一）模拟集成电路行业简介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。简言之，与数字集成电路相比，模拟集成电路拥有以下特点：①应用领域繁杂：模拟集成电路按功能可进一步细分为电源管理芯片、信号链芯片、传感器芯片等，每一品类根据终端产品性能需求的差异又有不同的系列，在现今电子产品中几乎无处不在；②生命周期长：数字集成电路强调运算速度与成本比，必须不断采用新设计或新工艺，而模拟集成电路强调可靠性和稳定性，一经量产往往具备长久生命力；③人才培养时间长：模拟集成电路的设计，需要额外考虑产业化的可行性、噪声、匹配、干扰、可靠性等诸多因素，要求其设计者既要熟悉集成电路设计和晶圆制造的工艺流程，又需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性。加上模拟集成电路的辅助设计工具少、测试周期长等原因，培养一名优秀的模拟集成电路设计师往往需要10年甚至更长的时间。（二）模拟集成电路行业市场规模及竞争格局世界半导体贸易统计协会（WSTS）统计数据显示，2016年至2020年，全球模拟集成电路的销售额从478．48亿美元增长至556．58亿美元，年均复合增长率为3．85%。根据IDC数据，中国模拟芯片市场约占全球的36%，据此估算2020年中国模拟芯片市场规模约为200亿美元。模拟芯片市场主要被德州仪器、亚德诺等国际知名厂商占据，中国半导体协会数据显示，2020年中国模拟芯片的自给率仅为12%左右；ICInsights数据显示，2020年全球前十大模拟集成电路设计企业合计市场占有率高达62%。国内外电源芯片行业的市场规模国际市场方面，2018年全球电源芯片的产值为250亿美元。近年来，得益于新能源汽车、5G通信等市场的持续成长，全球电源芯片市场发展较快，预计2026年市场规模将达到565亿美元，年均复合增长率10．69%。国内市场方面，2015-2019年，中国电源芯片市场规模从520亿元增加至720亿元，预计在2020年突破780亿元，年均复合增长率为8．5%左右。在消费升级、新技术发展等因素的刺激下，中国各类电子产品的功能呈多样化趋势，更新换代不断加快，对电源芯片的需求持续增加。此外，半导体进口替代趋势也给国内的诸多芯片公司带来了更多的发展机遇。同时，电源芯片终端用户广泛分布于汽车电子、工业控制、通讯设备、消费电子、家用电器等发展较快的行业领域。由于下游产品即电子设备内部不同模块对于电源的需求不同，单个电子产品内部往往需要多种驱动电源，即需要配置多个电源芯片或电源管理模块，因此，电源芯片的需求非常之广。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。集成电路行业简介及发展概况世界上第一块集成电路于1958年研制成功，作为信息技术产业的基础，集成电路目前广泛应用于智能手机、电视机、计算机等电子产品，以及通讯、医疗等高精尖领域。集成电路行业诞生之初，业内主要厂商如德州仪器、英特尔等大多采用IDM模式。随着集成电路行业的应用领域不断扩大，客户需求日益多样