2023中国电源管理芯片行业研究报告

2023中国电源管理芯片行业研究报告 亿欧智库https://www.iyiou.com/researchCopyrightreservedtoEOIntelligence,September2023 名词解释 AC/DC转换器：将AC（交流电压）转换成DC（直流电压）的元件 DC/DC转换器：把某种规格的直流电转变成另一种规格的直流电 线性稳压器（LDO）：一种低压差稳压器，能够从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压；在输入电压与输出电压较为接近的情况下，采用LDO能够实现更高效率的电压转化 PMU：指一种高度集成的、针对便携式应用的电源管理方案，即将传统分立的若干类电源管理器件整合在单个的封装之内，这样可实现更高的电源转换效率和更低功耗， 及更少的组件数以适应缩小的板级空间 过压保护器（OVP）：过压保护电路的作用是为下游电路提供保护，使其免受过高电压的损坏 LED驱动器：用LED作为显示器或其他照明设备或背光源时，对其进行恒流驱动的适配器件 电荷泵：又称为开关电容DC/DC变换器，电荷泵采用电容为开关和储能元件，而非电感 CMOS工艺：互补金属氧化物半导体。是设计集成电路（模拟IC）最常用的一种工艺。其中C表示互补，MOS指的是NMOS和PMOS。在稳态时只有一种MOS导通，因此基本无直流电流，静态功耗极低 BCD工艺：Bipolar-CMOS-DMOS，由意法半导体发明，在其诞生之初的八十年代中期具有革命性意义，并在此后不断发展。BCD是指硅工艺的一个完整系列，在单个芯片上结合了三种不同技术的优势。 IDM：半导体垂直整合型公司，指从设计、制造、封装测试到销售自有品牌IC都一手包办的半导体垂直整合型公司。 虚拟IDM： Foundry：晶圆代工厂，在集成电路领域是指专门负责生产、制造芯片的厂家。 Fabless：Fabrication（制造）和less（无、没有）的组合，是指“没有制造业务、只专注于设计”的集成电路设计的一种运作模式，也用来指代未拥有芯片制造工厂的IC 设计公司。 Fablite：半导体经营模式的一种，该模式由IDM演变而来，介于Fabless模式和IDM模式之间，部分设计企业将标准化程度较高的生产环节通过委外方式进行，而部分 产品独有的特殊工艺则由企业自主完成，从而实现了生产效率和产品质量的提升 2 目录 CONTENTS 中国电源管理芯片发展概述 01 1.1行业定义 1.2行业特点 1.3行业规模 1.4行业格局 1.5行业图谱 02 中国电源管理芯片细分分析 2.1电源管理芯片技术分析 2.2电源管理芯片应用分析 03 中国电源管理芯片优秀企业案例 3.1圣邦股份 3.2杰华特 3.3晶丰明源 04 中国电源管理芯片未来发展趋势 目录 CONTENTS 中国电源管理芯片细分分析 01中国电源管理芯片发展概述 1.1行业定义 1.2行业特点 1.3行业规模 1.4行业格局 1.5行业图谱 02 2.1电源管理芯片技术分析 2.2电源管理芯片应用分析 03 中国电源管理芯片优秀企业案例 3.1圣邦股份 3.2杰华特 3.3晶丰明源 04 中国电源管理芯片未来发展趋势 1.1行业定义：电子设备的电能供应心脏，种类繁多，应用领域广泛 电源管理芯片（PowerManagementIntegratedCircuits，PMIC）：属模拟芯片，在电路系统中担负电源的控制、变换、电能的分配、监测 等电源管理职责，是所有电子产品和设备的电能供应中枢和纽带。 按照功能分类，电源管理芯片可以分为AC/DC转换器、DC/DC转换器、充电管理芯片、充电保护芯片、无线充电芯片、驱动芯片等多种类型。 作为电子设备的关键器件，电源管理芯片广泛应用于各类电子产品和设备中，涵括通信、工业/机器人、消费电子、汽车电子、物联网等细分应用领域。 电源管理芯片 模拟IC 信号链芯片 亿欧智库：电源管理芯片分类与下游应用 负载CPUGPUSoC存储器…… AC/DC转换器 DC/DC转换器 线性稳压器（LDO） 消费电子 工业/机器人 集成电路 IC 负责对自然界的模拟信号进行传输、放大和转换，充当电路系统的“口”和“眼”。 数字IC 存储器 逻辑芯片 微处理器 负责对离散的数字信号进行算 术和逻辑运算，在电路系统中 电 源充电管理芯片 管 理 片 芯 线性充电 开关式充电 电荷泵 PowerMosfer 充电保护芯片 OVP OCP 无线充电芯片 Transmitter Receiver 驱动芯片 LED驱动电机驱动 LCD驱动……. 应 用计算机通信 领域 汽车电子 …… 物联网 发挥“大脑”的功能。 电源AC电池/电池组…… 1.2行业特点：技术迭代稳定，下游应用广，行业具有抗周期性 电源管理芯片作为模拟芯片，不同于数字芯片技术迭代快、追求先进制程、性能要求高等特点，其在设计难度、性能、制程等方面均存在区别。 电源管理芯片下游应用领域广泛，产品高度碎片化，因而不易受某个产业景气波动的影响，行业抗周期属性明显，加之产品生命周期长，企业收入增长稳定。相较于其他数字芯片，国产芯片在电源管理芯片上更具追赶的时间与空间。 亿欧智库：数字芯片与模拟芯片特点及区别亿欧智库：不同芯片产品的工艺制程选择 数字芯片 指标 模拟芯片 CPU,MCU,存储器（NAND,DRAM) 主要产品 电源管理芯片，信号链芯片 先进制程（5nm），高端数字芯片主要采用12寸晶圆线 制程节点 成熟制程（0.18μm/0.13μm），8寸晶圆线为主 CMOS工艺 产品工艺 CMOS,BCD,BICMOS等 EDA辅助设计软件成熟，种类丰富 设计要求 辅助工具少，高度依赖工程师 高数字运算速度、高性价比、低功耗 产品要求 高信噪比、高稳定性、低失真、低功耗 CPU等价格相对较高（数十美元），价格随时间下降快 价格趋势 价格相对偏低，PMIC价格通常低于1美元，价格相对稳定 认证周期3-6个月产品生命周期1-2年 认证与生命周期 认证周期1年以上产品生命周期可长达10年以上 X86：服务器与PCARM：移动和嵌入式 应用市场 物联网切入，覆盖MCU到超级计算的全计算领域 不可控，缺乏应用弹性，成本较高 应用风险 生态不足、碎片化、专利问题 8寸 12寸 0.35μm0.25μm0.18μm0.15μm0.13μm0.11μm 90nm65nm55nm28nm20/14nm 电源管理芯片大多数采用成熟制程。更高阶的工艺制程一般不能很好地改善标准 芯片的性能，而是需要更多的设计和与之匹配的工艺，因此模拟电路一般不需要 最先进的制程。 嵌入式非挥发存储器 射频/混合信号 CPU/GPU/FPGA/ASSP 电源管理 下游应用领域广泛，产品较为分散，不大易受某个产业景气波动的影响；公司增长较为稳定，能够产生相对更稳定的收入和财务指标；更像是马拉松长跑选手，此外，由于产品高度碎片化，专注细分领域有机会做大，不像数字芯片赢家通吃。 制程稳定，技术迭代慢 产品碎片化，抗周期性 相较其他数字芯片，国产芯片在PMIC上更有追赶的时间、空间 1.3行业规模：模拟芯片的最大细分市场，多元化下游应用驱动稳定增长 电源管理芯片产品存在于几乎所有的电子产品和设备中，是模拟芯片最大的细分市场。随着电子设备对电源的效率、能耗和体积以及电源管理智能 化水平的要求越来越高，电源管理芯片行业具有广阔的成长空间。 虽然当前半导体产业正处于下行周期，但电源管理芯片得益于应用领域的广泛，产品分散，不易受产业景气波动影响。近年来消费领域增速放缓的同时，新能源汽车、智能家居、储能市场的需求爆发，新兴市场增长，加之下游终端产品国产替代速度加快，我国电源管理芯片仍然保持强劲增长。 889.8 839.1 889.0 741.1 587.9 539.4 556.6 422.9 423.4 393.0 401.2 443.7 452.3 478.5 530.7 智能手机驱动无线通信快速增长 可穿戴产品与AIoT设备驱动消费增长 汽车电动化、智能化趋势规模效应展现，工 业能源类节能降耗需求引发模拟芯片迭代 亿欧智库：2005-2024全球模拟芯片市场规模 20102011201220132014201520162017201820192020202120222023E2024E 亿欧智库：2022模拟芯片下游细分产品占比 市场规模（亿美元） 亿欧智库：2018-2025全球及中国电源管理芯片市场规模 526 368 408 250 289 329 …… 235 99 107 118 132 150 16.1% CAGR 8.8% CAGR 20182019202020212022 全球（亿美元）中国（亿美元） ……2025E 1.4行业格局：欧美企业垄断，国产竞争力较弱，内生研发与外延并购构筑护城河 由于电源管理芯片种类众多，头部厂商也较难取得垄断优势，整体竞争格局较为分散，2022年行业CR5在50%左右。 电源管理芯片单品价格低，但生命周期长，产品料号数量与公司营收呈强正相关关系。且出于产品稳定性考量，下游客户粘性强，因而芯片厂商多通过内生研发和外延并购不断拓展产品线的广度与深度，构筑竞争力。 虽然国内对电源芯片的需求保持高涨，但从海内外对比来看，目前国内电源管理市场的主要参与者仍主要以欧美企业为主，海外企业占据80%以上市场份额。究其原因我国集成电路产业起步较晚，研发水平与世界领先公司存在较大差距，品类覆盖较少，行业竞争力较弱。 80000 75000 35000 4300 1600 TI ADI Infineon 产品料号数量（个） 圣邦股份 思瑞浦 丰富的产品种类及料号为客户一站式挑选提供方便，且有利于平滑单一下游应用领域需求的波动 内生研发 •依赖自身的研发投入不断招募研发人员内生扩展产品料号 外延并购 •同业收购可以迅速拓展产品种类、提升市场份额，同时整合客户资源、丰富销售渠道 亿欧智库：电源管理芯片行业格局亿欧智库：2022主要模拟芯片企业产品料号对比 2022全球市占率 17% 12% 10% 6% 来源：各公司财报、芯八哥、亿欧智库 •电源管理芯片年均营收小于6亿 •品类较少，部分细分领域占优势 国内其他代表性企业 •电源管理芯片年均营收超6亿 •起步较晚，品类较多，细分领域占优势 国内上市优势企业 •占据中国电源管理芯片一半以上的市场份额 •起步早，技术水平领先，品类丰富，高端产品布局 海外龙头企业 8 1.5行业图谱 医疗设备 通信 消费电子 工业控制 汽车电子 下游 军工 制造设计封测 虚拟IDM IDM或fab-lite 来源：亿欧智库9 01 中国电源管理芯片发展概述 1.1行业定义 1.2行业特点 1.3行业规模 1.4行业格局 1.5行业图谱 目录 CONTENTS 02中国电源管理芯片细分分析 2.1电源管理芯片技术分析 2.2电源管理芯片应用分析 03 中国电源管理芯片优秀企业案例 3.1圣邦股份 3.2杰华特 3.3晶丰明源 04 中国电源管理芯片未来发展趋势 4.1新技术 4.2新业态 4.3新生态 2.1.4制程工艺：工艺积累、制程配合是竞争力的关键来源 工艺积累是电源管理芯片竞争力的关键来源。数字芯片多采用应用于5V以下低电压环境的CMOS工艺，而模拟芯片要求的低失真和高信噪比在高电压下比较容易做到，且通常要输出高电压或者大电流来驱动其他元件。BCD工艺目前为模拟芯片主流工艺。BCD工艺的优势包括降低模拟芯片的功耗、减少不同模块之间相互干扰以及降低制造成本等。从下游应用的角度来看，BCD工艺主要朝向高压、高功率和高密度三个方向发展。 这些特殊工艺离不开晶圆代工厂的配合，也需要设计者加以熟悉，对工艺的理解和积累是将产品性能做得更加极致的关键。当前国产厂商