高精度电流传感器芯片行业发展概况

高精度电流传感器芯片行业发展概况

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。集成电路行业面临的机遇和挑战（一）集成电路行业发展面临的机遇1、国家大力扶植集成电路产业发展发展自主可控的芯片产业链，是保证我国包括信息技术产业、汽车产业等在内的各重点产业持续健康发展的重要关键核心。为此国家出台了一系列政策支持集成电路产业的发展，并成立国家集成电路产业基金直接参与行业重点领域和优势企业的发展，集成电路产业的进口替代上升至国家战略高度，十四五期间的政府工作重点将聚焦于发展集成电路产业。2020年8月《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》指出，从财税、投融资、研究开支、进出口、人才、知识产权、市场应用及国际合作等八个方面支持集成电路产业和软件产业发展。2021年5月《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出，要推动集成电路等九个先进制造业的创新发展。在汽车芯片领域，在国家政策大力支持和下游终端市场技术破局与产品重构的机遇下，国内汽车芯片厂商将获得更多的验证和导入机会，有望打破欧美寡头的垄断，推动汽车芯片领域的进程。2、集成电路下游产业快速发展智能电动汽车的快速普及和迭代、5G通信技术的商用落地以及人工智能等信息技术的快速发展，带动了汽车电子产业快速发展，在汽车智能感知、车联网、自动驾驶领域为集成电路产业引入了新的应用市场增量。根据IDC预测，2025年中国新能源汽车市场销量将达到542万辆，2020-2025年复合增速高达36．10%；根据赛迪预测，中国5G通信市场规模将在2025年达到3．80万亿，2020年-2025年复合增速达36．56%；根据艾瑞咨询预测，中国人工智能产业2026年有望实现核心市场规模和带动相关产业规模分别达到6，050亿元和21，077亿元，2021年-2026年复合增速分别达到24．80%和22．33%。随着现代信息技术、通信技术不断迭代和升级，智能电动汽车、人工智能、云计算、5G网络、物联网等新兴技术都会在汽车电子产业持续发展、加速落地，集成电路下游产业空间广阔，正逐步迈入发展的快车道。（二）集成电路行业发展面临的挑战1、集成电路高端技术人才尚缺集成电路是技术密集型行业，对高技能型人才需求较大。我国芯片行业起步较晚，高端技术人才短缺成为制约我国芯片行业发展的重要因素。近年来国内集成电路快速发展，对人才引进和培养的力度逐渐加大，但高端技术人才仍相对匮乏。《中国集成电路产业人才白皮书（2019-2020）》的数据显示，到2022年，我国芯片专业人才仍将有25万左右缺口。除人才总量不足外，能够负责产品规划和顶层架构制定的人才同样严重缺乏。2、国产汽车芯片获得市场认可的周期较长国外头部汽车芯片企业凭借先发优势垄断汽车芯片国际市场，并与汽车系统集成商形成深度绑定，而国产汽车芯片企业在品牌知名度和技术先进性方面与国外头部企业存在较大差距。此外，汽车电子领域的终端厂商出于对产品质量的稳定性和可靠性、交货周期的即时性和可控性等方面考虑，会优先选择有长期合作基础的供应商。因此，国产汽车芯片面临着市场认可周期较长的挑战。3、芯片设计行业竞争激烈一方面，为实现国内集成电路产业链的自主可控，我国加大了对国内集成电路产业的支持力度，国内集成电路产业步入发展的快车道。2021年我国芯片设计企业达到2，810家，同比增长26．69%，国内芯片设计企业数量迅速增加。另一方面，芯片设计行业的高毛利也吸引潜在进入者不断涌入市场。虽然部分国内厂商在高端产品方面取得了一定的突破，逐步打破了国外厂商垄断，但大部分企业仍以中低端芯片为主。随着市场参与者的不断增加，未来中低端领域发展空间有限，竞争将更加激烈。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。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%。集成电路行业势在必行目前我国高端芯片几乎完全依赖进口，严重威胁我国国防信息安全和通信、能源、工业、汽车和消费电子等支柱行业的产业安全。而全球电子产品90%的制造能力在中国，5G、物联网和人工智能行业的最大市场也是在我国。在国家对集成电路设计行业大力扶持的政策下，高端芯片技术势在必行。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。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。集成电路行业投融资情况近年来，我国集成电路领域投融资交易的上升，与国家对该领域的政策与相关资金大力支持有很大关系。据IT桔子数据显示，我国国内集成电路领域投融资情况整体呈增长趋势。于2021年达到顶峰，投融资事件达747起，投融资金额达1361．29亿元。2022年我国集成电路领域投融资事件达689起，投融资金额达1105．39亿元。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。集成电路行业发展趋势集成电路产业是信息产业的核心，是引领新一轮科技