传感器芯片产业深度调研及未来发展现状趋势

传感器芯片产业深度调研及未来发展现状趋势 一、 电源管理芯片行业面临的机遇 （一）集成电路市场需求旺盛，电源管理芯片国产化趋势明显 随着经济的不断发展，中国已成为全球最大的电子设备生产市场，并由此衍生出巨大的集成电路器件需求，且增速持续旺盛。据中国国家进出口海关统计数据，中国集成电路进口的金额和数量连年来持续走高，2020年总进口金额超过3，800亿美金，已成为进口商品第一大项。根据中国半导体协会的数据，2020年中国模拟集成电路的自给率约为12%，远低于2019年中国集成电路整体自给率30%的水平。 模拟芯片行业领域非常细分，涉及大量研发投入的资源和时间，具有极高的技术壁垒。近年来，国际贸易摩擦不断，部分国家通过贸易保护的手段，试图制约中国半导体产业链的发展。在高性能时钟芯片领域，境内长期依靠进口，而高性能时钟芯片是信息通信设备、计算设备等重要设备不可或缺的关键芯片。国际贸易摩擦增强了本土厂商对芯片供应自主可控和的意识，令境内市场对国产芯片的自主、安全、可控提出迫切需求，也为中国高性能时钟芯片行业实现进口替代提供良好的市场机遇。 （二）电源管理芯片行业国家产业政策大力支持，提供有利的外部环境 集成电路产业是国民经济中基础性、关键性和战略性的产业，作为现代信息产业的基础和核心产业之一，在保障国家安全等方面发挥着重要的作用，是衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。为进一步加快集成电路设计行业发展，国家相继出台一系列财政、税收、知识产权保护等政策，为集成电路设计企业提供有利的政策环境。多项文件的出台体现出我国大力提升集成电路产业技术，解决遏制国家经济社会建设、产业技术瓶颈问题的决心。在国家高度重视和大力支持下，芯片设计行业也迎来前所未有的发展契机，整个行业呈现出技术水平飞速提高和规模快速发展的态势。目前境外龙头企业的产品仍占据全球集成电路市场的大部分份额，但在部分细分领域本土企业已实现突破，市场空间巨大。 二、 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。 三、 企业格局：企业加强研发投入力度，国内厂商替代空间广阔 目前我国电源管理芯片主要被海外垄断，国内厂商替代空间广阔。相关企业主要包括艾为电子、圣邦股份、灿瑞科技、思瑞浦等等，从企业经营情况来看，艾为电子是一家专注于高品质数模混合信号、模拟、射频的集成电路设计企业，主营业务收入从2020年的14．38亿元增长到2021年的23．27亿元，毛利率在2021年上升至41．14%，其中电源管理芯片是该公司的主要经营产品，主要包括LED驱动和电源管理两类芯片，公司从以智能手机为核心的新智能硬件出发，并快速延展至物联网、工业、汽车等领域，并结合创新能力形成了独具特色的优势产品，获得了下游终端企业的认可和应用。从数据来看，在2021年，艾为电子电源管理芯片营业收入为8．03亿元，较2020年上升了75%。圣邦股份营业收入及毛利率在2020-2021年间也处于增长状态，其产品涵盖信号链和电源管理两大领域，在电源管理芯片方面，该公司的营业收入在2021年为15．29亿元，较2020年增长80．27%。灿瑞科技在2021年总营业收入为5．37亿元，较2020年增加2．47亿元，毛利率从2020年的32．94%上升到2021年的45．40%，其电源管理芯片营业收入在2021年增长至2．81亿元。思瑞浦营业收入及毛利率处于上升趋势，其电源管理模拟芯片按功能总体可分为线性稳压器、电源监控产品、开关型电源稳压器三类，营业收入保持良好的上升幅度。 随着市场竞争的不断发展以及电源管理芯片的下游行业需求量较大，电源管理芯片产品产量和销售量不断增加。从企业电子管理芯片的产销量情况来看，艾为电子的产销量较其他三家企业高，据统计，在2021年，艾为电子的产量为18．79亿颗，同比增长38．03%，销量为18．31亿颗，同比增长49．96%；灿瑞科技产量为5．22亿颗，同比增长40．32%，销量为4．91亿颗，同比增长31．28%；思瑞浦产量和销量分别为5．38亿颗、5亿颗，同比均处于上升状态。 在消费升级、新技术发展等因素的刺激下，中国各类电子产品的功能呈多样化趋势，更新换代不断加快，对电源管理芯片提出更高的需求，此外，由于电源管理芯片行业门槛较低，高盈利收入吸引越来越多的公司进入，市场竞争激烈，产品同质化严重，要突破这一情形，重点在于要坚持和持续创新。从企业研发投入来看，在2021年，四家企业研发投入均有不同的速度增长，其中，艾为电子研发投入为4．17亿元，同比增长102．91%，占总营业收入的比重为17．91%；圣邦股份研发投入为3．78亿元，较2020年增长1．71亿元，占总营业收入的比重为16．89%；灿瑞科技研发投入为0．43亿元，同比增长了64．72%，占总营业收入的比重为8．03%；思瑞浦研发投入也处于上升状态，较2020年增加145．60%，占总营业收入的比重为22．70%。 四、 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。 五、 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。 六、 电源管理芯片行业面临的挑战 （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）电源管理芯片行业高端专业人才短缺 集成电路设计行业作为技术密集型行业，具有雄厚的研发能力才能在市场上占据优势。芯片研发人员作为企业研发能力的具体体现，对于集成电路设计企业系一种关键生产要素，特别是高端复合型设计人才，对于集成电路设计企业更是属于稀缺资源。根据《中国集成电路产业人才发展报告（2020-2021年版）》，截至2020年底，我国集成电路产业人才存量约为54．1万人，其中设计业产业人员规模19．96万人。预计到2023年前后全行业人才需求将达到76．65万人左右，存在超20万的缺口。在人才工作的长期性特征下，我国集成电路产业所需的高水平、经验型、复合型人才仍然供不应求，满足产业高速发展的产教融合人才培养体系尚未形成、行业自身在就业前景和薪酬等方面劣势以及企业间互相挖角等现象仍然存在，高端设计人才的匮乏成为制约行业发展的主要因素。 （三）境内市场电源管理芯片行业竞争逐步加剧 随着境内半导体行业陆续出台的扶持政策，半导体行业已成为境内产业链变革的重要领域之一，行业内的企业数量不断增多，各细分领域逐步涌现出小型龙头企业并开始跨赛道发展，争夺下游终端企业的需求份额，行业内企业的竞争力度将逐步增大。 七、 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