鋰電管理芯片行業(yè)市場需求與投資規(guī)劃

鋰電管理芯片行業(yè)市場需求與投資規(guī)劃模擬芯片行業(yè)所有數(shù)據(jù)的源頭是模擬信號，模擬芯片是處理外界數(shù)據(jù)的第一關(guān)。模擬芯片主要包括電源管理芯片和信號鏈芯片兩大類。其中，電源管理芯片是在電子設備系統(tǒng)中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理職責的芯片，在電子產(chǎn)品中必不可少。當前，電源管理正往高效低耗化、集成化、智能化方向發(fā)展。信號鏈芯片則是一個系統(tǒng)從輸入到輸出的路徑中使用的處理模擬信號的芯片，包括對模擬信號的收發(fā)、轉(zhuǎn)換、放大、過濾等功能。（一）全球模擬芯片行業(yè)發(fā)展情況模擬集成電路產(chǎn)品的生命周期較長，下游應用廣泛且分散，是整個市場發(fā)展的晴雨表。得益于行業(yè)本身的技術(shù)積累和消費電子、智能家居、智能安防、汽車電子、工業(yè)控制等下游應用領域的發(fā)展，模擬集成電路行業(yè)保持穩(wěn)定發(fā)展。根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年全球模擬芯片銷售額為741億美元，2017-2021年復合增長率約為8．69%。（二）中國模擬芯片行業(yè)發(fā)展情況中國模擬芯片市場規(guī)模在全球占比達到50%以上，是全球最主要的模擬芯片消費市場，2017-2021年復合增長率約為9．32%，增速高于全球，2021年中國模擬芯片市場規(guī)模達到3，056．3億元。隨著國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)速度加快，在新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)政策的雙輪驅(qū)動下，未來中國模擬芯片市場將迎來發(fā)展機遇，預計2026年將達到3，667．3億元。電池管理芯片行業(yè)（一）電池管理芯片行業(yè)情況電池管理芯片是指電池充電全鏈路及電池狀態(tài)管理涉及的芯片集合，覆蓋了充電過程中的電芯檢測、電流電壓轉(zhuǎn)換和調(diào)整、充電過程控制及電池保護、監(jiān)測、計量等功能。其中，以充電功能為主的電池管理芯片屬于電源管理芯片的細分領域，保護、監(jiān)測、計量功能相關(guān)的芯片則包含了信號鏈類模擬芯片和搭載了嵌入式固件的數(shù)字類芯片。近年來，隨著下游通訊、消費電子、工業(yè)、儲能、新能源汽車等領域技術(shù)快速發(fā)展，下游應用對電池管理芯片產(chǎn)品的性能要求不斷提升，推動電池管理芯片向高精度、低功耗、微型化、智能化方向演變，同時促進了全球電池管理芯片市場的持續(xù)增長。根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計，2021年全球電池管理芯片出貨量為319．3億顆，預計未來仍將保持快速增長。（二）電池管理芯片與嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件組成，通常以應用為中心，執(zhí)行帶有特定要求的任務。嵌入式系統(tǒng)軟硬件可裁剪，便于設計優(yōu)化，適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的應用系統(tǒng)，具有自動化程度高，響應速度快等優(yōu)點，目前已廣泛應用于消費電子，工業(yè)控制等領域。嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，是控制、輔助系統(tǒng)運行的硬件單元。嵌入式處理器可以分為嵌入式微處理器（MPU）、嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式DSP處理器（EDSP）及嵌入式片上系統(tǒng)（SoC）。電池管理系統(tǒng)包括硬件和嵌入式軟件，實時監(jiān)測和控制電池的狀態(tài)，以便為復雜應用提供可靠的動力。電池管理芯片通常以SoC的形式，直接在片內(nèi)處理器中嵌入軟件代碼，通過軟硬件無縫結(jié)合，靈活實現(xiàn)對電池狀態(tài)的監(jiān)測、計量、控制、通訊等功能，把過去許多需要系統(tǒng)設計解決的問題集中在芯片設計中解決，從而簡化系統(tǒng)設計，提高集成度，降低系統(tǒng)功耗，提高可靠性。電源管理芯片行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）電源管理芯片行業(yè)機遇1、市場空間廣闊，新興應用場景和應用領域推動電源管理芯片處于增量市場電源管理芯片作為電子產(chǎn)品和設備的電能供應中樞和紐帶，是電子產(chǎn)品中不可或缺的關(guān)鍵器件，市場空間廣闊。隨著下游應用市場快速發(fā)展，新的應用場景和應用領域也不斷出現(xiàn)。僅手機等消費電子終端，近年來便發(fā)展起來大功率充電、第三代半導體等新的技術(shù)和應用。除手機等消費電子終端市場外，可穿戴設備、智能家電、工業(yè)應用、基站和設備、汽車電子等下游需求不斷增長。未來隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全球需要的電子設備數(shù)量及種類迅速增長，電源及電池管理芯片的應用范圍將更加廣泛，功能更加多樣復雜，增效節(jié)能的需求也更加突出，衍生出對電源及電池管理芯片更為豐富的需求，推動行業(yè)處于增量市場。2、電源管理芯片充電接口和充電協(xié)議歸一化近年來，隨著環(huán)保意識的增強，為了減少電子垃圾、避免資源浪費，全球各界人士紛紛呼吁應該盡快統(tǒng)一電子設備的充電接口和充電協(xié)議。歐盟在2021年正式提交統(tǒng)一充電接口的議案，要求手機、平板電腦和耳機等電子產(chǎn)品在2024年前使用統(tǒng)一的USB-C充電接口。隨著USB-C的問世，USBPD快充標準也在不斷的更新。2021年5月，USB-IF協(xié)會發(fā)布了最新的USBPD3．1快充標準。USBPD3．1快充標準除了能夠滿足手機、筆記本/平板電腦等產(chǎn)品之外，還能應用在電動工具、安防領域POE供電、IOT物聯(lián)網(wǎng)設備等領域，進一步推動了充電接口和充電協(xié)議的統(tǒng)一。與此同時，國內(nèi)手機快充技術(shù)發(fā)展迅速，成為手機標配特性。但由于各大手機品牌私有快充協(xié)議眾多，互不兼容，嚴重影響了用戶快充體驗，造成資源浪費。2021年5月，工信部指導行業(yè)協(xié)會制定了《移動終端融合快速充電技術(shù)規(guī)范》，著力推動解決各企業(yè)快速充電技術(shù)不兼容問題。融合快速充電標準UFCS有望成為國內(nèi)手機等行業(yè)通用的快充標準，實現(xiàn)快充市場大一統(tǒng)，為消費者創(chuàng)造快速、安全、兼容的充電使用環(huán)境。目前在設備端，USB-C接口除了在手機、筆記本/平板電腦、TWS耳機等產(chǎn)品中實現(xiàn)大規(guī)模的應用之外，在電動剃須刀、電動牙刷、潔面儀、電動手推剪、電動螺絲刀等產(chǎn)品領域的普及度均非常低。在政策和標準的引領下，勢必會推動諸多傳統(tǒng)供電接口的升級換代，加速USB-C接口的市場普及速度，并引發(fā)市場對于USB-C接口需求量的快速增加。充電接口和充電協(xié)議的統(tǒng)一將促進USB-C接口在傳統(tǒng)配件中的替代，龐大的市場基數(shù)也將推動USB-C產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)新的繁榮。3、我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟近年來，隨著全球集成電路產(chǎn)業(yè)的制造重心及人才在我國的快速積聚，我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善。全球主要晶圓制造企業(yè)紛紛在中國大陸地區(qū)建立、擴充生產(chǎn)線，為采用Fabless模式的國內(nèi)集成電路設計企業(yè)提供了產(chǎn)能和工藝上的保障。我國集成電路設計行業(yè)、制造行業(yè)、封裝測試行業(yè)已經(jīng)形成了相互依賴、相互促進、協(xié)同發(fā)展的良好關(guān)系。在此背景下，我國集成電路設計、制造能力與國際先進水平差距不斷縮小，封裝測試技術(shù)逐步接近國際先進水平。4、電源管理芯片中美貿(mào)易戰(zhàn)為提供機遇自從2019年5月中美貿(mào)易戰(zhàn)進一步升級后，已成必然趨勢，為國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供重大機遇。國內(nèi)模擬芯片供應商的不斷發(fā)展和創(chuàng)新將進一步帶動國內(nèi)芯片市場份額的擴大。（二）電源管理芯片行業(yè)挑戰(zhàn)1、集成電路產(chǎn)業(yè)人才儲備相對不足集成電路設計行業(yè)是典型的技術(shù)密集行業(yè)，在電路設計、軟件開發(fā)、封裝測試等方面對創(chuàng)新型人才的數(shù)量和專業(yè)水平均有較高的要求。近年來，在龐大的市場規(guī)模以及政策、資本等的支持下，我國已經(jīng)積累了一批中高端人才，但由于集成電路行業(yè)發(fā)展速度快且人才培養(yǎng)周期較長，專業(yè)人才的需求缺口仍然較大，專業(yè)能力強、技術(shù)水平高且經(jīng)驗豐富的高端人才依舊緊缺。未來一段時間，高端芯片人才匱乏仍然是制約我國集成電路行業(yè)快速發(fā)展的瓶頸之一。2、我國集成電路行業(yè)競爭力有待提升國際市場上主流的集成電路企業(yè)大都經(jīng)歷了數(shù)十年以上的發(fā)展。盡管我國政府已加大對集成電路產(chǎn)業(yè)的重視，但由于國內(nèi)企業(yè)資金實力相對不足、技術(shù)發(fā)展存在滯后性，與國外領先企業(yè)依然存在技術(shù)差距。因此，我國集成電路產(chǎn)業(yè)環(huán)境有待進一步完善，整體研發(fā)實力、創(chuàng)新能力有待提升。電源管理芯片行業(yè)電源管理芯片在電子設備系統(tǒng)中必不可少，擔負著對電能的變換、分配、檢測等功能，其性能和可靠性將直接影響電子設備的工作效率和使用壽命。電源管理芯片一旦失效將直接導致電子設備停止工作甚至損毀，是電子設備中的關(guān)鍵器件。不同設備對電源的功能要求不同，為了使電子設備實現(xiàn)最佳的工作性能，需要對電源的供電方式進行管理和調(diào)控；同一款電子設備中的不同芯片在工作中也需要配備不同的電壓、電流強度，需要電源管理芯片進行管控，因此電源管理芯片在電子設備中有著廣泛的應用。（一）全球電源管理芯片行業(yè)發(fā)展情況全球電源管理芯片擁有廣闊的市場空間。2021年全球電源管理芯片市場規(guī)模約378．7億美元，2017-2021年年均復合增長率為14．16%。隨著5G通信、新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)等下游市場的發(fā)展，電子設備數(shù)量及種類持續(xù)增長，對于這些設備的電能應用效能的管理將愈加重要，從而帶動電源管理芯片需求的增長。另外，隨著增效節(jié)能的需求更加突出，電源管理芯片的應用范圍將更加廣泛，功能更加精細復雜，全球電源管理芯片市場將持續(xù)受益。（二）中國電源管理芯片行業(yè)發(fā)展情況手機筆記本/平板電腦等電子產(chǎn)品的大規(guī)模出貨帶動了對電源管理芯片的穩(wěn)定需求，目前國內(nèi)電源管理芯片最大的終端市場仍然是移動和消費電子產(chǎn)品。同時，可穿戴智能設備、智能家電、5G通訊等新興應用領域市場需求逐步上升，成為市場新的增長動力。另一方面，工業(yè)應用、汽車電子等下游需求不斷增長，未來隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，終端設備數(shù)量及種類迅速增長，在趨勢下，國內(nèi)芯片設計企業(yè)有望向應用技術(shù)要求較高的領域滲透。在以上因素的影響下，預計中國電源管理芯片仍將保持增長態(tài)勢，2021-2026年增長率將達到7．53%，2026年市場規(guī)模預計為1，284．4億元。發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢在電源領域，電能轉(zhuǎn)換效率和待機功耗始終是核心指標之一。世界各國都推出了各類能效標準，例如美國的能源之星、德國的藍天使標準、中國中標認證中心等。業(yè)界通過研發(fā)更先進的電路拓撲和開關(guān)控制技術(shù)、更低導阻的功率器件技術(shù)、更精巧的高壓啟動技術(shù)等實現(xiàn)電源管理芯片及其電源系統(tǒng)的高效率和低功耗要求。便攜式設備的輕薄化始終是提升用戶體驗的重點需求，電源及電池管理芯片技術(shù)也表現(xiàn)出越來越顯著的集成化趨勢。一方面，終端產(chǎn)品為實現(xiàn)輕薄化目標，要求芯片具有更高的集成度、更少的外圍器件，以降低整個方案元器件數(shù)量，節(jié)約電路板空間，縮小整個方案尺寸；另一方面，終端設備正變得越來越復雜，其更多功能特性、所使用更復雜的處理器等，都需要更先進的電源管理解決方案，要求在更小的硅芯片上集成更多功能，實現(xiàn)更強的系統(tǒng)用電性能。同時，集成化的電源及電池管理芯片可以有效降低系統(tǒng)成本和設計復雜性，縮短終端廠商的研發(fā)周期，同時提高系統(tǒng)的長期可靠性。隨著系統(tǒng)功能越來越復雜，對能耗的要求越來越高，系統(tǒng)對電源和電池運行狀態(tài)監(jiān)測與控制的要求也越來越高。電源和電池管理芯片設計不再滿足于實時監(jiān)控電流、電壓、溫度，還需要實現(xiàn)診斷電源供應情況、電池工作狀態(tài)、靈活設定輸出電壓電流參數(shù)等要求。此外，電源管理芯片在滿足系統(tǒng)各功能模塊供電需求的同時，也越來越多地需要和主系統(tǒng)之間進行實時通訊，以滿足智能化的功率管理和調(diào)控需求。模擬技術(shù)和嵌入式技術(shù)相互協(xié)同，促進了電源和電池管理芯片向智能化方向發(fā)展。通過硬件和嵌入式軟件的無縫結(jié)合，可以靈活實現(xiàn)對電源和電池狀態(tài)的監(jiān)測、控制、通訊等功能。近年來憑借調(diào)試靈活、響應快速、高集成度以及高度可控的優(yōu)勢，以模擬技術(shù)和嵌入式處理技術(shù)相結(jié)合的新一代電源和電池管理芯片正逐步拓展至多個應用領域。充電器中體積占比最大的器件為變壓器，充電器小型化的關(guān)鍵在于變壓器的小型化。通常開關(guān)頻率越高，所需的變壓器體積越小。傳統(tǒng)Si材料的開關(guān)頻率已達上限，第三代半導體材料可以實現(xiàn)更快的開關(guān)速度，因此允許更高的開關(guān)頻率，進一步縮小充電器的體積。憑借開關(guān)速度快、功率密度高、耐高壓、高頻等特點，基于GaN第三代功率半導體小體積充電適配器在高端機型的應用日益廣泛。根據(jù)充電頭網(wǎng)的統(tǒng)計，過去三年時間，整個GaN電源市場的容量增長了近百倍。在GaN電源市場不斷拓展的過程中，對芯片的集成度要求也越來越高。最初的GaN電源電源一般采用控制器+驅(qū)動+氮化鎵功率器件進行組合設計，不僅電路布局較為復雜，產(chǎn)品開發(fā)難度相對較大，而且成本也較高。近年來行業(yè)優(yōu)秀芯片廠商基于其電源芯片的技術(shù)優(yōu)勢，推出了內(nèi)置GaN功率器件的高集成電源芯片，即合封GaN芯片。通過提高芯片集成度，進一步減少了外圍元件、縮小了充電器體積，同時也降低了系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試難度，提高了產(chǎn)品可靠性。智能化電動化變革正在重塑傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈格局，汽車電子成為推動變革的核心要素，各類模擬和嵌入式芯片、傳感器、計算芯片在電動智能車各功能模塊廣泛使用，驅(qū)動汽車電子快速發(fā)展，汽車電子供應鏈價值快速提升。根據(jù)羅蘭貝格預測，2019年-2025年汽車電子相關(guān)的BOM（物料清單）價值量將從3，130美元/車提升到7，030美元/車，其中智能化BOM價值量提升1，665美元/車，電動化BOM價值量提升2，235美元/車。在電源及電池管理芯片領域，得益于自動駕駛和智能駕駛艙等智能化功能在汽車上的廣泛應用，與數(shù)字化顯示、人車交互及ADAS相關(guān)的芯片，如顯示屏電源、背光驅(qū)動、USB車載充電、系統(tǒng)及攝像頭供電等需求大幅增加。電動化變革下，傳統(tǒng)燃油動力總成系統(tǒng)被淘汰，電動動力總成系統(tǒng)采用了BMS、DC-DC轉(zhuǎn)換器等新型部件，電源及電池管理芯片需求大增。汽車電子成為繼消費領域之后，推動電源和電池管理芯片市場快速增長的另一領域。近年來由于多個國家遭受芯片短缺，包括美、日、歐洲在內(nèi)的集成電路制造強國和地區(qū)重新認識到集成電路技術(shù)領先和供應安全的重要性，紛紛出臺支持性政策，加速布局包含集成電路在內(nèi)的半導體產(chǎn)業(yè)，并強化政府對產(chǎn)業(yè)的支持力度，鞏固企業(yè)的競爭力。以歐洲為例，2022年2月歐盟頒布《芯片法案》，計劃投入超過430億歐元資金，以提振歐洲芯片產(chǎn)業(yè)，降低歐洲對美國和亞洲企業(yè)的依賴，提出到2030年歐洲半導體的全球市場份額翻一番。集成電路對我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。我國雖然是全球最大的芯片市場，但卻長期依賴進口，在全球的芯片產(chǎn)業(yè)中也處于弱勢的地位，尤其近些年外國斷供以來，導致中國市場受到很大影響，加快發(fā)展自有核心技術(shù)、提高芯片的自給率已經(jīng)迫在眉睫?！吨袊圃?025》提出2025年中國芯片自給率要達到70%的發(fā)展目標，而2019年我國芯片自給率僅為30%左右。為了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的自主可控，集成電路作為國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)得到了政策大力扶持，產(chǎn)業(yè)、資本環(huán)境不斷完善。同時，隨著全球終端制造和半導體制造重心向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，電源管理芯片設計領域也呈現(xiàn)出從歐美等地區(qū)向中國轉(zhuǎn)移的趨勢。多重因素相互作用下，越來越多的中國OEM/ODM廠商在缺貨情況下開始選擇本地供應商作為二級供應商，集成電路國產(chǎn)化需求顯著提升。具體在電源管理芯片領域，本土電源管理芯片設計企業(yè)在中美貿(mào)易摩擦持續(xù)升級的背景下加快了技術(shù)追趕，整體技術(shù)水平和國外設計企業(yè)的差距不斷縮小，國內(nèi)企業(yè)設計開發(fā)的電源管理芯片在多個應用領域，尤其是中小功率段的消費電子市場已經(jīng)逐漸取代國外競爭對手的份額，出貨量逐年攀升，市占率也逐步提高。受宏觀與經(jīng)濟局勢的不確定性，以及中美貿(mào)易摩擦的影響，全球集成電路產(chǎn)業(yè)競爭加劇，產(chǎn)業(yè)協(xié)同成為趨勢。隨著國際芯片巨頭軍備競賽日益激烈，集成電路行業(yè)企業(yè)核心競爭力不再只是單項優(yōu)勢技術(shù)或產(chǎn)品，同樣也來自于對產(chǎn)業(yè)鏈上高度集中、高效流動的資源掌控力和運營力，產(chǎn)業(yè)競爭模式已正式向全產(chǎn)業(yè)鏈競爭轉(zhuǎn)變。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展有利于行業(yè)更快進步。芯片設計廠商與上游晶圓廠商、封測廠商及下游終端廠商協(xié)同更為緊密，構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)鏈上下游全方位的半導體生態(tài)體系更為重要。通過與下游終端廠商的協(xié)同以便更好地了解終端需求，從而指導研發(fā)方向；通過與上游晶圓廠商、封測廠商協(xié)同從而強化供應鏈能力以及共同推動晶圓制造、封測環(huán)節(jié)的技術(shù)進步。在行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展過程中，行業(yè)競爭將更側(cè)重產(chǎn)品、客戶、人才綜合實力的競爭，產(chǎn)業(yè)競爭模式朝著系統(tǒng)化和生態(tài)化發(fā)展。集成電路行業(yè)市場規(guī)模分析集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上中下游緊密聯(lián)動，EDA是產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展的撬動者。上游包括：集成電路設計于制造所需的自動化工具EDA;搭建SoC所需的核心功能模塊半導體IP;集成電路制造環(huán)節(jié)的核心生產(chǎn)設備及材料。中游包括：通過電路設計、仿真、驗證、物理實現(xiàn)等步驟生成版圖的IC設計廠商;將版圖信息用于制造集成電路的制造廠商;為芯片提供與外部器件連接并提供物理機械保護的封裝廠商;對芯片進行功能和性能測試的測試廠商。集成電路下游應用范圍十分廣闊，下游應用場景主要包括計算機領域、汽車電子領域、工業(yè)、消費電子領域、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理等領域。集成電路作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎和核心，是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，國家給予了高度重視和大力支持。為推動我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增強信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭力，國家出臺了一系列鼓勵扶持政策，為集成