电源管理芯片行业研发投入巨大

电源管理芯片行业研发投入巨大 一、 电源管理芯片行业研发投入巨大 随着通信技术标准、工艺制程的演进，时钟、射频、电源管理、传感器芯片对集成度以及功能性的要求不断提高，新一代芯片的技术突破更加艰难，研发难度呈几何式增长。芯片设计企业为保证产品始终处于技术领先并保持较强的市场竞争力，必须持续进行大量研发投入才能实现芯片的商业化。 二、 发展趋势：电源管理芯片逐渐朝微型化、集成化、高效率、低功耗、数字化及智能化方向发展。 （一）产品微型化和集成化迎合了市场需求 随着终端产品的轻薄化需求及应用场景的复杂化，集成电路产品在功能稳定的同时，需要更小的体积、更高的集成度、更少的外围器件。电源管理类芯片通过降低封装尺寸、提高模块集成度，不仅能有效节省尺寸空间、实现更多功能，还能有效降低终端厂商的营业成本，提高企业利润率。由此可见，微型化及集成化成为了电源管理芯片集成电路重要的技术发展趋势。 （二）高效低功耗是电源领域的核心指标之一 在电源领域，电能转换效率和待机功耗永远是核心指标之一。近年来，随着智能手机、可穿戴设备等便携式移动设备在日常生活中使用频率、时长的增加，电子设备对续航能力和运行效率的要求越来越高，同时，在如今社会绿色环保理念的背景下，维持低功耗运行越来越受到厂商和消费者的关注。为此，相关企业可以通过研发更加先进的电路拓扑技术、更低导阻的功率器件技术、更高开关频率技术、更精巧的高压启动技术等，来实现电源管理芯片高效率和低功耗要求。 （三）为实现更多功能，电源管理芯片逐渐数字化和智能化 电源管理芯片的输入和输出均为模拟信号，其控制内核也以模拟电路居多，引入数字控制器内核能够实现在同类常规电源芯片中难以实现的功能。近年来凭借调试灵活、响应快速、高集成度以及高度可控的优势，以数字控制内核为特点的新一代数模混合电源管理芯片以高端服务器和通信设备应用为主导，逐步拓展至其他更多应用领域，已显示出良好的发展势头。电源管理芯片的功能不断升级，精细化程度更高，智能化程度也不断提高。因此，电源管理芯片的数字化和智能化成为大势所趋。 三、 电源管理芯片的市场规模 2020年全球电源管理芯片市场继续保持高速增长，其规模约330亿美元，2016-2020年的年复合增长率（CAGR）为13．33%。预计到2025年，全球电源管理芯片市场规模将达到525亿美元，2020-2025年的CAGR为9．73%，其中以中国大陆为主的亚太地区是未来最大成长动力。 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，对于这些设备的电能应用效能的管理将愈加重要，从而带动电源管理芯片需求的增长。另外，电源管理芯片的应用范围将更加广泛，功能更加精细复杂，全球电源管理芯片市场将拥有广阔的市场空间。 预计到2020年，我国电源管理芯片市场规模将接近120亿元，2015-2019年年均复合增长率将超过8%。中国电源管理芯片市场依靠其庞大的市场容量和广阔的发展前景，将继续保持着增长的势头。 四、 行业现状：向高端市场进军，行业市场规模呈现欣欣向荣之景 近年来，随着下游行业需求量的驱动，中国电源管理芯片产销量逐渐上升，但是其销售量远远大于产量，数据显示，在2017-2021年间中国电源管理芯片的产量处于逐年增长的状态，销售量在2020-2021年间处于上升趋势，在2021年中国电源管理芯片产量为139．8亿颗，较2020年增长15．9%；电源管理芯片的销售量为292亿元，同比增长11．7%，预计2022年中国电源管理芯片产量162．4亿颗，较2021年增长13．9%；电源管理芯片需求量327．6亿颗，同比增长10．9%。可见，中国电源管理芯片供应严重短缺，供需依旧不平衡。 由于电源管理芯片行业盈利能力较强加上进入门槛较低，每年吸引许多潜在进入者竞相投入，但大部分电源管理芯片企业由于技术门槛不高而只能在低端市场恶性竞价，导致在2017-2020期间产品价格下降，2020年中国电源管理芯片市场平均价格降至3．12元/颗，到2021年，其市场平均价格为3．51元/颗，较2020年上升12．50%，这主要是因为随着国内行业技术水平的提升，国内各大品牌有向中高端市场进军的趋势，价格较往年有所提升。预计2022中国电源管理芯片市场平均价格将达到3．88元/颗，同比增长10．54%。 作为中国新型工业化、信息化、城镇化进程的强劲推动力量，半导体及集成电路行业是国家的战略性、基础性和先导性产业。为了鼓励该行业发展，国家先后发布了一系列针对半导体和集成电路行业的产业政策，而电源管理芯片行业从属于半导体和集成电路行业，同样也受到国家层面鼓励和支持。同时，电源管理芯片下游行业蓬勃发展，为电源芯片提供了广阔的市场空间。据统计，在2017-2021年间，中国电源管理芯片市场规模呈现直线上升的趋势，在2021年，其市场规模达到了139．1亿美元，较2020年增长11．78%，预计2022年中国电源管理芯片达到149．6亿美元，较2021年上升13．42个百分点。 五、 电源管理芯片的未来发展趋势 （一）高效低耗化 在电源领域，电能转换效率和待机功耗永远是核心指标之一。世界各国都推出了各类能效标准，如能源之星、德国的蓝天使标准、中国中标认证中心CECP）等。电源管理芯片及其电源系统的高效率和低功耗要求可以通过研发更加先进的电路拓扑技术、更低导阻的功率器件技术、更高开关频率技术、更精巧的高压启动技术等实现。 （二）高集成度 功能的增加就意味着器件数量的增加，或单器件的面积增加，要保持现有设备的体积不变甚至更小，需要器件的集成度越来越高。在消费电子领域，电源的轻薄短小一直都是优化用户体验的重点需求。便携式移动设备的电源管理系统要求芯片级产品具有更小的体积、更高的集成度、更少的外围器件。高集成度单芯片电源管理既能降低整个方案元器件数量，改善加工效率，缩小尺寸，降低失效率，提高系统的长期可靠性；又能降低终端厂商的开发难度、研发周期和成本，提高利润率。 （三）内核数字化 电源管理芯片的输入和输出均为模拟信号，其控制内核也以模拟电路居多，引入数字控制器内核能够实现在同类常规电源芯片中难以实现的功能。近年来凭借调试灵活、响应快速、高集成度以及高度可控的优势，以数字控制内核为特点的新一代数模混合电源管理芯片以高端服务器和通信设备应用为主导，逐步拓展至其他更多应用领域，已显示出良好的发展势头。 （四）智能化 电源管理芯片的智能化是未来发展大趋势。当系统功能越来越复杂，客户对电源运行状态的感知与能耗控制的要求越来越高，电源管理芯片设计不再满足于实时监控电流、电压、温度，还提出了诊断电源供应情况、灵活设定每个输出电压参数的要求，实现了智能化。 六、 电源管理芯片的应用场景 电源管理芯片在电子设备性能发挥中发挥了重要的作用。为了提高电路的密度，芯片尺寸始终朝着减小的趋势发展，电场强度随距离的减小而线性增加，如果电源电压还是原来的5V，产生的电场强度将足以把芯片击穿。因此，电子系统对电源电压的要求就发生了变化，需要不同的降压型电源。具体表现：一是，为保证降压的同时保持高效率，一般会采用降压型开关电源。其次，部分电子系统还需要高于供电电压的电源，比如在电池供电设备中、驱动液晶显示的背光电源、LED照明驱动等，都需要对系统电源进行升压，一般会采用升压型开关电源。二是，现代电子系统正向高速、高增益、高可靠性方向发展，电源上的微小干扰都对电子设备的性能有影响，因此，需要在噪声、纹波等方面有优势的电源对系统电源进行稳压、滤波等处理，一般会采用线性电源。上述不同的电源管理方式，可以通过相应的电源芯片，结合极少的外围元件，就能够实现。智能手机由许多功能不同的模块组成，每个模块需要的工作电压不同，锂电池直接供电无法满足各模块的需求，因此需要使用电源管理芯片将电压进行调节，满足各个模块的需要。同时，电源管理芯片还需要根据设备的工作状态调节各个模块的电压值，从而降低功耗，提高系统的效率。因此，发展电源管理芯片是提高整机性能的必不可少的手段，电源管理芯片在电子信息产品中发挥了关键作用、具有广泛的产品应用。电源管理芯片广泛应用于手机与通讯、消费类电子、工业控制、医疗仪器、汽车电子等应用领域，同时随着物联网、新能源、人工智能、机器人等新兴应用领域的发展，电源管理芯片下游市场有望持续发展。 七、 中国电源管理芯片行业稳定发展 常见的模拟集成电路最主要的两大类产品为信号链产品和电源管理芯片。2018-2020年中国模拟芯片市场规模不断增加，2020年模拟芯片业务市场规模约1451．07亿元，占当年中国集成电路规模的16．4%。电源管理芯片作为模拟芯片的重要细分领域，初步统计2020年业务规模763亿元，占模拟芯片市场规模的50%以上。 目前，我国多家企业参与电源管理芯片业务的发展，企业多在2000年初成立，2017年经历了一个上市高潮期，圣邦股份、韦尔股份、富满电子等均在2017年获得上市，另外代表企业芯朋微、力芯微、明微电子等也于2020、2021年纷纷上市。表明国内电源管理芯片企业市场地位、市场认可度及竞争力不断提升。 目前，我国圣邦股份、韦尔股份、力芯微、富满电子、上海贝岭、全志科技、士兰微、芯朋微、晶丰明源、智光电气十大企业成为国内电源管理芯片的头部优势企业，其中以晶丰明源、圣邦股份、韦尔股份、明微电子及富满电子几大企业电源管理芯片业务营收超过5亿元，处在国内该领域企业的第一梯队，竞争优势不断凸显。据统计国内十大上市公司电源管理芯片的市场份额占比仅为6．83%，国内电源管理芯片的市场份额较低，且国内企业的集中度不高。 八、 全球电源管理芯片行业稳定发展 模拟芯片是信号处理必不可少的一环，2016-2020年全球模拟芯片市场规模总体波动变化。根据WSTS最新数据显示，2020年全球模拟芯片市场有所好转，全球模拟芯片市场规模为556．58亿美元，同比增加3．2%。 电源管理芯片作为模拟芯片的重要领域，市场规模不断增加。2020年全球电源管理芯片市场规模约330亿美元，根据TransparencyMarketResearch电源管理芯片拥有广阔的市场空间，在高效低耗化、集成化、内核数字化和智能化成为新一代电源管理芯片技术发展的趋势的推动下，电源管理芯片需求的也将实现巨大増长和升级。未来几年，全球电源管理芯片将保持10%左右的增速持续增长，则预计到2026年全球电源管理芯片将达570亿美元。