電源芯片行業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)分析

電源芯片行業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)分析

電源芯片行業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)（一）電源芯片行業(yè)發(fā)展機遇1、電源芯片行業(yè)良好的產(chǎn)業(yè)扶持政策集成電路產(chǎn)業(yè)被譽為信息產(chǎn)業(yè)的核心和國民經(jīng)濟信息化的基礎(chǔ)，2000年我國就將發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)視為一項長期而緊迫的任務(wù)，并制定了系列扶持政策。在國際貿(mào)易摩擦加劇的當(dāng)下，加速，實現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)的自主可控已上升到國家戰(zhàn)略高度。2015年制定了2025年將我國芯片自給率提升至70%的戰(zhàn)略目標(biāo)；2021年發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》也提出，要重點布局包括集成電路在內(nèi)的前沿領(lǐng)域。此外，為促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國還設(shè)立了國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，目標(biāo)規(guī)模上千億元。地方政府亦出臺了諸多利好政策，或是成立了集成電路產(chǎn)業(yè)基金，從財政、稅收、技術(shù)、人才等角度給予扶持，為我國集成電路產(chǎn)業(yè)及相關(guān)企業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的政策環(huán)境。2、集成電路國產(chǎn)化趨勢明顯近幾年美國對華為，中興等中國企業(yè)的種種限制與打壓強化了中國相關(guān)行業(yè)和企業(yè)的危機意識，國產(chǎn)化和進(jìn)口替代概念從原來的信息安全擴大到半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全，中國亟需培育出一批具有先進(jìn)研發(fā)、制造、生產(chǎn)能力的半導(dǎo)體企業(yè)，以保證國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的供應(yīng)鏈安全。電源管理類模擬集成電路行業(yè)的特點是，客戶對電源芯片產(chǎn)品的精度和可靠性要求較高，國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)相比有較大的技術(shù)差距，市場大部分被國外巨頭壟斷。隨著中國半導(dǎo)體國產(chǎn)化和進(jìn)口替代趨勢的進(jìn)一步加強，終端設(shè)備、系統(tǒng)廠商開始更多地驗證、使用國內(nèi)供應(yīng)商的芯片產(chǎn)品，國內(nèi)芯片設(shè)計行業(yè)迎來了良好的市場機會。3、電源芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展基于中國龐大的人口基數(shù)和高速經(jīng)濟發(fā)展，下游需求不斷提升帶動了中國5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源汽車等新興行業(yè)的迅速崛起。催生出的大數(shù)據(jù)、云計算以及高速信息傳輸?shù)却罅啃枨?，有賴于高效、可靠的電源芯片的?yīng)用，促進(jìn)了中國電源芯片行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。（二）電源芯片行業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)1、電源芯片行業(yè)設(shè)計人才短缺電源管理類模擬芯片行業(yè)在技術(shù)和人才需求方面的典型特點是深積累、慢發(fā)展、重技術(shù)、長周期，產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)周期長、技術(shù)門檻較高，更多依賴于研發(fā)人員長期的技術(shù)和實踐經(jīng)驗積累，明星工程師的單兵作戰(zhàn)能力以及核心技術(shù)團隊的技術(shù)經(jīng)驗積累至關(guān)重要。相較于國際市場，我國集成電路行業(yè)起步較晚，具有豐富工程實踐經(jīng)驗的設(shè)計人才短缺，從而限制了我國模擬芯片行業(yè)的發(fā)展。盡管近年來，我國政府、高校、機構(gòu)、企業(yè)不斷加大人才培養(yǎng)的力度，但人才匱乏現(xiàn)象始終存在，加之模擬芯片行業(yè)人才培養(yǎng)周期較長，對短期內(nèi)本土模擬芯片設(shè)計行業(yè)的發(fā)展帶來了較大的挑戰(zhàn)。2、電源芯片行業(yè)長期被國外巨頭壟斷模擬集成電路在技術(shù)和人才等方面的特點決定了其產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)周期長、技術(shù)門檻較高，產(chǎn)品研發(fā)成功后往往具備較強的生命力。德州儀器、亞德諾等國際模擬芯片巨頭起步較早，產(chǎn)品和技術(shù)積累深厚，長期占據(jù)著較高的市場份額，ICInsights數(shù)據(jù)顯示，2020年全球前十大模擬集成電路設(shè)計企業(yè)合計市場占有率高達(dá)62%。得益于政策的大力扶持，近年來我國集成電路行業(yè)發(fā)展速度較快，趨勢不斷加深，涌現(xiàn)了許多優(yōu)秀的模擬芯片設(shè)計企業(yè)。但與國外巨頭相比，本土模擬芯片企業(yè)仍存在發(fā)展時間較短，產(chǎn)品和技術(shù)積累不足，市場占有率有待提高等劣勢。3、電源芯片行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣性不足與國際模擬芯片企業(yè)相比，中國本土企業(yè)發(fā)展時間較短，在技術(shù)儲備和產(chǎn)品種類上仍存在一定差距，導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣性不足。以國際領(lǐng)先的模擬集成電路企業(yè)德州儀器為例，其擁有十多萬種不同類型的模擬芯片產(chǎn)品和上萬個授權(quán)專利，涵蓋各大應(yīng)用領(lǐng)域，而國內(nèi)企業(yè)大多僅涵蓋某幾個細(xì)分領(lǐng)域，產(chǎn)品類型數(shù)十至數(shù)千種不等。以DC-DC電源芯片為例，在高耐壓、單顆芯片輸出大功率、高可靠性等領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)在設(shè)計環(huán)境、設(shè)計工具、設(shè)計人才和設(shè)計經(jīng)驗等方面與世界先進(jìn)水平還存在較大差距。中國電源芯片行業(yè)市場規(guī)模模擬芯片根據(jù)功能的不同主要可分為電源管理芯片、信號鏈芯片和傳感器芯片等。電源管理芯片是指通過對輸入電壓進(jìn)行升壓、降壓、升降壓轉(zhuǎn)換，提供恒壓、恒流、恒壓+恒流等多種輸出方式，實現(xiàn)電源管理、控制、轉(zhuǎn)換、處理等功能的集成電路，在電子產(chǎn)品和設(shè)備中具有至關(guān)重要的作用，廣泛應(yīng)用于通訊、消費電子、工業(yè)控制、汽車等領(lǐng)域，是全球出貨量最大的芯片產(chǎn)品類型之一。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國電源管理芯片市場規(guī)模為807．33億元；其中DC-DC電源芯片約占電源管理芯片市場規(guī)模的13．12%，2021年中國DC-DC電源芯片市場規(guī)模為105．92億元。相關(guān)研究機構(gòu)預(yù)測，2023年中國電源管理芯片市場規(guī)模將達(dá)851．38億元，DC-DC電源芯片市場規(guī)模將達(dá)113．83億元。電源管理類模擬集成電路行業(yè)現(xiàn)狀按照工作的信號屬性，集成電路可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路。數(shù)字集成電路是基于數(shù)字邏輯設(shè)計的，用于處理數(shù)字信號的集成電路；模擬集成電路是用于處理模擬信號的集成電路。電源管理類模擬集成電路行業(yè)簡介及發(fā)展概況：按照輸入的電壓屬性，電源芯片可分為AC-DC（交流轉(zhuǎn)直流）轉(zhuǎn)換芯片和DC-DC（直流轉(zhuǎn)直流）轉(zhuǎn)換芯片兩類。AC-DC轉(zhuǎn)換通常是把交流市電（220V或110V）轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備或產(chǎn)品內(nèi)部電路供電需要的直流電壓；DC-DC轉(zhuǎn)換通常是指對直流電源的屬性或參數(shù)指標(biāo)加以轉(zhuǎn)換，如降壓、升壓、升降壓轉(zhuǎn)換等，以匹配設(shè)備或電路模塊的供電需求。電源芯片廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中，由于電子產(chǎn)品內(nèi)部各電路模塊的供電需求多樣，需要使用電源芯片將輸入電源轉(zhuǎn)換為與其匹配的電壓或電流。因此，電源芯片是電子設(shè)備的心臟，其性能優(yōu)劣對整機的性能及可靠性有直接影響，電源芯片一旦失效將導(dǎo)致電子產(chǎn)品停止工作甚至損毀。近年來，電源芯片的下游行業(yè)蓬勃發(fā)展，為電源芯片提供了廣闊的市場空間，例如汽車電子、通訊設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域?qū)﹄娫葱酒男枨笤鲩L較快，對芯片性能要求更高。目前該市場主要被國外巨頭如德州儀器、亞德諾、英飛凌等占據(jù)，市場集中度較高。電源管理芯片未來發(fā)展趨勢電子產(chǎn)品性能不斷提升，設(shè)備的體積反而變得愈發(fā)輕薄短小，為其供電的電源管理方案也需要不斷提升性能并縮小體積。電源管理方案以電源芯片為核心，通過外圍的電感、電容等多種元器件的連接可實現(xiàn)復(fù)雜的電源管理功能，其中，電源芯片的管腳數(shù)量、封裝外形、外圍元器件的數(shù)量及外形、PCB板的面積以及布局布線形式等決定了電源管理方案的體積，將多種功能集成到電源芯片內(nèi)以減少外圍元器件數(shù)量，可有效提高芯片性能并縮小電源管理方案的體積。提高供電電源的電壓不僅可以提供更大的輸出功率，也可以降低傳輸過程中的功率損耗。因此，終端設(shè)備的供電電壓不斷提高。例如，汽車在1918年引入蓄電池，當(dāng)時的供電電壓只有6V，到了1950年升級為12V；2011年寶馬、奧迪等幾家知名車企聯(lián)合推出了48V系統(tǒng)，以滿足汽車電子日益增長的負(fù)載需求。根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）發(fā)布的《中國HEV&48V節(jié)能乘用車月度銷量數(shù)據(jù)庫》，2020年中國48V節(jié)能乘用車銷量合計約為33．1萬輛，同比增長39%。提高單顆電源管理芯片的輸出功率，可以提高電源模塊的功率密度，同等條件下可以縮小電源模塊體積、降低使用成本并實現(xiàn)更多的系統(tǒng)功能。電子設(shè)備的功能日趨復(fù)雜，其內(nèi)部配備了越來越多的功能模塊。隨著移動電子設(shè)備的功能復(fù)雜及功耗增加，其需要配備更大容量的電池，及更大輸出功率的電源適配器以提高充電效率，電源管理芯片需要提高輸出功率以順應(yīng)這一發(fā)展趨勢。車規(guī)級和工業(yè)級應(yīng)用領(lǐng)域的客戶對電源芯片的核心訴求是安全、穩(wěn)定、抗干擾、高可靠性等，即提高電源芯片的魯棒特性，意指電源芯片產(chǎn)品能夠在各類極端惡劣環(huán)境和條件下可靠、穩(wěn)定地工作且使用壽命長。隨著電子產(chǎn)品功能多樣化和應(yīng)用復(fù)雜化，電源芯片正不斷向高可靠性方向發(fā)展。中國電源管理芯片行業(yè)市場份額根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)顯示，2020年中國電源管理芯片業(yè)務(wù)規(guī)模763億元，占模擬芯片市場規(guī)模的50%以上，占全球電源管理芯片的33．52%，是全球電源管理芯片的重要需求市場。2020年，在國內(nèi)品牌中，市場份額排名靠前的是圣邦股份、韋爾股份、晶豐明源和富滿電子。但是整體看國內(nèi)排名前十的電源管理芯片的企業(yè)競爭優(yōu)勢不突出，市場份額占比不足10%。中國電源管理芯片行業(yè)競爭概況電源管理芯片屬于模擬芯片，是電子設(shè)備的電能供應(yīng)心臟，負(fù)責(zé)電子設(shè)備所需的電能變換、分配、檢測等管控功能;是電子設(shè)備中的關(guān)鍵器件，其性能優(yōu)劣對電子產(chǎn)品的性能和可靠性有著直接影響，廣泛運用于各類電子產(chǎn)品和設(shè)備中，是模擬芯片最大的細(xì)分市場之一。目前國內(nèi)電源管理芯片被歐美國家優(yōu)勢企業(yè)所壟斷，以德州儀器、高通、ADI、英飛凌等企業(yè)居國內(nèi)企業(yè)第一梯隊。近年來國內(nèi)企業(yè)競爭力不斷提升，形成了以圣邦股份、韋爾股份、芯朋微為代表的第二梯隊競爭企業(yè)，隨著國內(nèi)企業(yè)競爭力的不斷提升，以圣邦股份為代表的企業(yè)有望躋身國內(nèi)市場的第一梯隊。電源管理芯片行業(yè)發(fā)展情況模擬芯片按產(chǎn)品類型主要由電源管理芯片和信號鏈芯片構(gòu)成，其中電源管理芯片主要是指管理電池與電能的電路，信號鏈芯片主要是指用于處理信號的電路。電源管理芯片在電子設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，根據(jù)ICInsight數(shù)據(jù)，電源管理芯片是全球出貨量最高的芯片類別，2019年全球電源管理芯片出貨量占全部芯片出貨量比例約達(dá)21%，遠(yuǎn)高于其他類別芯片。電源管理芯片產(chǎn)業(yè)下游應(yīng)用場景豐富，主要涵蓋通信、安防、消費電子、汽車及物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)。電源管理芯片性能優(yōu)劣對整機的性能和可靠性有著直接影響，電源管理芯片一旦失效將直接導(dǎo)致電子設(shè)備停止工作甚至損毀，是電子設(shè)備中的關(guān)鍵器件。按照功能分類，電源管理芯片主要功能包括電池的電能形態(tài)和電壓/電流的轉(zhuǎn)換（例如DC-DC芯片、LDO芯片、AC-DC芯片等）、保護（例如過壓保護芯片、過流保護芯片等）、充放電管理（例如充電管理芯片等）等。全球電源管理芯片行業(yè)發(fā)展情況根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2020年全球電源管理芯片市場規(guī)模約329億美元，2016年至2020年年均復(fù)合增速為13．5%。隨著5G通信、新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)等下游市場的發(fā)展，電子設(shè)備數(shù)量及種類持續(xù)增長，從而帶動全球電源管理芯片需求增長。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，預(yù)計2025年全球電源管理芯片市場規(guī)模將達(dá)526億美元，2020年至2025年年均復(fù)合增速達(dá)9．8%。目前，全球電源管理芯片市場主要被歐美廠商占據(jù)。根據(jù)國金證券研報統(tǒng)計，2019年全球以TI為首的全球五大品牌占據(jù)全球電源管理芯片市場份額合計達(dá)71%。由于電源管理方案在各類細(xì)分應(yīng)用場景中差異較大，國內(nèi)廠商與歐美大廠之間產(chǎn)品類別、高端技術(shù)及規(guī)模上存在較大差距。中國電源管理芯片行業(yè)企業(yè)布局從產(chǎn)品數(shù)量看，圣邦股份、韋爾股份、力芯微企業(yè)電源管理芯片的產(chǎn)品種類多，超過500款，其中圣邦股份產(chǎn)品數(shù)最多達(dá)到了1600款，表明優(yōu)勢企業(yè)產(chǎn)品品類豐富，市場競爭力有待進(jìn)一步提升。從企業(yè)電源管理芯片的競爭力來看，目前圣邦股份、韋爾股份等電源管理芯片業(yè)務(wù)為公司的核心業(yè)務(wù)，國內(nèi)市場份額占比相對較高，國內(nèi)市場競爭力凸顯，國內(nèi)大力推動芯