电源管理芯片行业研发投入巨大分析

电源管理芯片行业研发投入巨大分析 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、 发展背景：下游行业需求拉动电源管理芯片不断发展 电源管理芯片，是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片。主要负责识别CPU供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。作为电子器件的关键设备，电源管理芯片的性能优劣极大的影响电子产品的性能及可靠性，广泛应用于各类电子产品和设备中，是模拟芯片最大的细分市场之一。 我国是全球芯片产业增速最大、需求量最大的地区，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，芯片成为我国信息技术发展的核心，从产业链来看，其上游包括各类半导体材料、半导体设备；中游为电源管理芯片的制造过程，包括芯片设计、晶圆制造、封装测试；下游广泛应用于汽车电子、消费电子、信息通讯、人工智能、物联网、医疗器械、工业控制等等。 汽车电子指的是汽车控制装置，随着汽车越来越智能化，汽车电子系统也在不断升级，设备也更加完善。现如今，新能源汽车智能化促使汽车电子化的需求量增加，让汽车电子发展空间不断扩展。据统计，在2017年，我国汽车电子市场规模只有5400亿元，到了2021年，中国汽车电子市场规模为8894亿元，较2020年同期增长了10．01个百分点，预计2022年中国汽车电子市场规模为9783亿元，较2021年上升10%。汽车电子作为电源管理芯片的下游行业，是目前电源管理芯片行业最活跃、增长最快的细分市场，随着自动驾驶、智能座舱的不断发展，以及汽车电子模块日益的小型化，促使电源管理芯片不断往低功耗、高效率、高集成度、高可靠性、高安全性的方向发展。 电源管理芯片从应用领域来看，消费电子占据了电源管理大部分应用市场，在2018年时移动与消费电子领域占比超50%，随着消费电子品类的不断增多，对电源管理芯片的需求还在不断升温。目前，由于我国居民消费水平不断提升，消费电子产品市场需求持续增长，促进了我国消费电子行业健康快速发展。根据数据显示，2020年受新冠肺炎疫情的影响，中国消费电子的市场规模减少，较2019年下降2．44个百分点，到了2021年随着中国疫情防控得力，形式逐渐好转，市场需求逐渐恢复，市场规模增至18113亿元，预计2022年将保持增长态势，达到18649亿元。虽然目前电源管理芯片最大的终端市场仍然是手机和消费类电子产品，但由于消费电子行业市场竞争激烈，利益空间被压缩，未来电源管理芯片在消费电子领域的应用将会减少，转而投向汽车电子领域。 三、 产业链剖析：产业链条长多企业布局 随着半导体行业的发展，手机与通讯、消费类电子、工业控制、医疗仪器、汽车电子等下游需求的拉动，电源管理芯片的应用逐渐增加，推进电源管理芯片产业链的完善及向上下游的延伸。从产业链条来看，电源管理芯片上游为晶圆制造，封装测试等环节，下游为经销商，模组厂及整机厂商等。 四、 行业发展历程：行业进入快速拓展阶段 2000年以前国内电源管理芯片行业处于萌芽发展阶段，该阶段企业多以中外合资公司为主，布局电源管理芯片业务。2000-2008年随着中国通信及工业等的而发展，国内以圣邦股份、韦尔股份等为代表的优势企业纷纷成立，国内电源管理芯片起步发展。至2017年受优势企业在电源管理芯片领域研发投入及技术积累的不断增加，进入市场的发展阶段，企业的重视程度、市场竞争力不断增加，部分企业上市发展。2018年中美贸易摩擦及芯片的制约增加了我国各领域对芯片研发及自主生产能力的重视，电源管理芯片化推进行业进入快速拓展阶段。 五、 行业政策背景：政策加持，芯片发展获得高度重视 我国芯片国产化步履维艰，长期依赖进口，而芯片是整个信息产业的核心，高度依赖进口必然使得我国信息产业发展受制于人。芯片产业也是整个信息产业的核心部件和基石，是国家信息安全的最后一道屏障，芯片高度依赖进口使得整个国家安全受到严重威胁。因此，近年来国家出台了一系列鼓励扶持政策，为芯片行业建立了优良的政策环境，促进芯片及以电源管理芯片为代表的细分领域的发展。 六、 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。 七、 电源管理芯片的产业链分析 电源管理芯片作为模拟芯片的一种，对半导体工艺制程的要求没有逻辑芯片高，市场参与者主要包含台积电、联电、GlobalFoundry、中芯国际等综合性大厂和韩国东部高科、海力士、TowerJazz，以及我国华虹宏力、粤芯等模拟芯片专业代工厂。其中韩国东部高科为目前模拟芯片代工厂中的翘楚，在模拟芯片代工方面的经验非常丰富。 国外巨头有德州仪器、英飞凌、亚德诺、安森美、意法半导体等，毛利率在37%-66%之间；国内行业龙头包括圣邦股份、芯朋微、上海贝岭、晶丰明源、富满电子等；其中，毛利率约22．45%-39．75%。 手机行业有苹果、三星、华为、OPPO、VIVO、小米、传音等；汽车行业有大众、宝马等；工业有国家电网、正泰电器等；家电行业有美的集团、格力电器、海尔智家、海信家电、创维数字、苏泊尔等企业；其中，毛利率在21．43%-29．83%区间。 从不同终端应用的细分市场来看电源管理芯片的产业链，国内电源管理芯片的设计环节仍以国际厂商为主导，其中在手机和汽车市场，希荻微率先突破与一线手机和汽车厂合作。 八、 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。