DC-DC电源芯片产业发展前景预测与投资战略规划

DC-DC电源芯片产业发展前景预测与投资战略规划

中国电源管理芯片行业竞争概况电源管理芯片属于模拟芯片，是电子设备的电能供应心脏，负责电子设备所需的电能变换、分配、检测等管控功能;是电子设备中的关键器件，其性能优劣对电子产品的性能和可靠性有着直接影响，广泛运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。目前国内电源管理芯片被欧美国家优势企业所垄断，以德州仪器、高通、ADI、英飞凌等企业居国内企业第一梯队。近年来国内企业竞争力不断提升，形成了以圣邦股份、韦尔股份、芯朋微为代表的第二梯队竞争企业，随着国内企业竞争力的不断提升，以圣邦股份为代表的企业有望跻身国内市场的第一梯队。中国电源芯片行业市场规模模拟芯片根据功能的不同主要可分为电源管理芯片、信号链芯片和传感器芯片等。电源管理芯片是指通过对输入电压进行升压、降压、升降压转换，提供恒压、恒流、恒压+恒流等多种输出方式，实现电源管理、控制、转换、处理等功能的集成电路，在电子产品和设备中具有至关重要的作用，广泛应用于通讯、消费电子、工业控制、汽车等领域，是全球出货量最大的芯片产品类型之一。数据显示，2021年中国电源管理芯片市场规模为807．33亿元；其中DC-DC电源芯片约占电源管理芯片市场规模的13．12%，2021年中国DC-DC电源芯片市场规模为105．92亿元。相关研究机构预测，2023年中国电源管理芯片市场规模将达851．38亿元，DC-DC电源芯片市场规模将达113．83亿元。全球电源管理芯片行业发展情况根据Frost&Sullivan数据，2020年全球电源管理芯片市场规模约329亿美元，2016年至2020年年均复合增速为13．5%。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，从而带动全球电源管理芯片需求增长。根据Frost&Sullivan数据，预计2025年全球电源管理芯片市场规模将达526亿美元，2020年至2025年年均复合增速达9．8%。目前，全球电源管理芯片市场主要被欧美厂商占据。根据国金证券研报统计，2019年全球以TI为首的全球五大品牌占据全球电源管理芯片市场份额合计达71%。由于电源管理方案在各类细分应用场景中差异较大，国内厂商与欧美大厂之间产品类别、高端技术及规模上存在较大差距。集成电路行业产业链情况集成电路产业链的上游环节包括EDA、IP、材料和设备等供应商；产业链中游环节包括芯片设计、晶圆制造和封装测试等企业；下游环节包括终端系统、设备等厂商。行业业务为电源管理类模拟集成电路的研发、设计与销售，属于集成电路产业链中游环节的芯片设计企业。芯片设计通常是指用特定晶圆制程工艺提供的元器件，设计成电路图以实现特定功能，然后将电路图转换为用于制造晶圆的物理版图（版图设计），最后将版图数据提供给制板厂制成掩模（亦称光刻板）。晶圆制造通常指的是在单晶硅片上制作完整的半导体电路芯片的过程，包含光刻、刻蚀清洗、离子注入、氧化扩散、金属化和晶圆测试等多项工艺或流程。晶圆制造厂使用芯片设计企业提供的掩模按照加工流程来生产对应的晶圆。封装指的是把晶圆上的晶粒（单颗封装前的芯片）加工成可使用的成品芯片的过程，起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，包含晶圆切割、黏片、键合、模压、切筋整形等多项工艺；测试指的是对封装后的芯片进行检测，通过测试的合格芯片即为产成品。模拟集成电路行业介绍（一）模拟集成电路行业简介按照工作的信号属性，集成电路可分为数字集成电路和模拟集成电路。数字集成电路是基于数字逻辑设计的，用于处理数字信号的集成电路；模拟集成电路是用于处理模拟信号的集成电路。简言之，与数字集成电路相比，模拟集成电路拥有以下特点：①应用领域繁杂：模拟集成电路按功能可进一步细分为电源管理芯片、信号链芯片、传感器芯片等，每一品类根据终端产品性能需求的差异又有不同的系列，在现今电子产品中几乎无处不在；②生命周期长：数字集成电路强调运算速度与成本比，必须不断采用新设计或新工艺，而模拟集成电路强调可靠性和稳定性，一经量产往往具备长久生命力；③人才培养时间长：模拟集成电路的设计，需要额外考虑产业化的可行性、噪声、匹配、干扰、可靠性等诸多因素，要求其设计者既要熟悉集成电路设计和晶圆制造的工艺流程，又需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性。加上模拟集成电路的辅助设计工具少、测试周期长等原因，培养一名优秀的模拟集成电路设计师往往需要10年甚至更长的时间。（二）模拟集成电路行业市场规模及竞争格局世界半导体贸易统计协会（WSTS）统计数据显示，2016年至2020年，全球模拟集成电路的销售额从478．48亿美元增长至556．58亿美元，年均复合增长率为3．85%。根据IDC数据，中国模拟芯片市场约占全球的36%，据此估算2020年中国模拟芯片市场规模约为200亿美元。模拟芯片市场主要被德州仪器、亚德诺等国际知名厂商占据，中国半导体协会数据显示，2020年中国模拟芯片的自给率仅为12%左右；ICInsights数据显示，2020年全球前十大模拟集成电路设计企业合计市场占有率高达62%。电源芯片行业介绍及市场竞争格局模拟芯片根据功能的不同主要可分为电源管理芯片、信号链芯片和传感器芯片等。电源管理芯片是指通过对输入电压进行升压、降压、升降压转换，提供恒压、恒流、恒压+恒流等多种输出方式，实现电源管理、控制、转换、处理等功能的集成电路，在电子产品和设备中具有至关重要的作用，广泛应用于通讯、消费电子、工业控制、汽车等领域，是全球出货量最大的芯片产品类型之一。根据数据，全球电源管理芯片市场规模从2016年的198．0亿美元增长至2020年的328．8亿美元，年均复合增长率为13．5%。与模拟集成电路行业的竞争格局相似，国际电源管理芯片市场主要被欧美企业占据，2020年，德州仪器、高通、亚德诺、美信和英飞凌合计占据了全球电源芯片市场的71%。国内市场方面，2018～2020年中国电源管理芯片市场规模分别为681．53亿元、743．00亿元和763．00亿元，复合增长率约为5．81%，若增速不变，则2021年中国电源管理芯片市场规模预计为807．33亿元。据测算，DC-DC电源芯片约占电源管理芯片市场规模的13．12%，则2019～2021年中国DC-DC电源芯片市场规模分别约为97．48亿元、100．11亿元和105．92亿元。由于产品、技术、品牌认可度等方面的差距，中国电源芯片企业的市场占有率普遍较低。前瞻产业研究院数据显示，2020年以德州仪器、亚德诺等为代表的欧美企业占据了中国电源管理芯片市场份额的80%左右；晶丰明源、韦尔股份和圣邦股份等中国前十大电源管理芯片企业合计占据的市场份额不足10%。中国电源管理芯片行业发展情况根据Frost&Sullivan数据，2020年中国电源管理芯片市场规模达118亿美元，2016年至2020年年均复合增速达8．5%，占据全球约35．9%市场份额。未来几年，随着下游电子设备行业发展对电源管理芯片需求增长，预计中国电源管理芯片市场规模仍将快速增长。根据Frost&Sullivan数据，预计2025年中国电源管理芯片市场规模将达235亿美元，2020年至2025年年均复合增速达14．8%。电源类芯片是模拟芯片的重要分支。模拟芯片主要分为电源类芯片、信号链芯片和其他芯片三大类。信号链芯片主要对温度、声音、光、电等模拟信号进行接收、转换、放大、过滤并最终通过数模转换芯片将其转换为数字信号，以便数字芯片进行存储和计算。常见的信号链芯片包括放大器、数模转换器、比较器和接口芯片等。电源类芯片是所有电子设备的电能供应心脏，负责电子设备所需电能的变换、分配和检测等管控工作，对电子设备而言是不可或缺的，其性能的优劣和可靠性对整机的性能和可靠性有直接影响，电源类芯片一旦失效将导致电子设备停止工作甚至损毁，是电子设备的关键器件。电源类芯片存在于几乎所有的电子设备中，已经成为模拟芯片最大细分市场。根据ICInsights数据，2020年全球模拟芯片市场规模为570亿美元，占全球半导体市场规模的13%；根据Frost&Sullivan数据，2020年全球电源类芯片市场规模为329亿美元，占全球模拟芯片市场规模的58%；根据ICInsights数据，2020年全球信号链芯片市场规模为99亿美元，占全球模拟芯片市场规模的17%。根据ICInsights数据，全球模拟芯片市场规模从2019年的552亿美元增长至2021年的741美元，2019-2021年CAGR为15．86%，预计2022年全球模拟芯片市场规模将达到832亿美元。电源IC细分种类多，全球出货量领先。电源类芯片包括电池管理芯片、AC-DC芯片、DC-DC芯片、LED驱动芯片、栅极驱动芯片等。电池管理芯片主要用于确保电池安全稳定输出电能，延长电池使用寿命，具体又可细分为计量芯片、充电管理芯片、监测和平衡芯片、输入保护芯片和快充协议芯片；AC-DC芯片用于将高压交流转为直流并降压；DC-DC芯片又包括线性稳压器LDO和开关稳压器（狭义DC-DC芯片），线性稳压器用于实现降压，开关稳压器用于实现降压、升压、输出恒定电压以及转换电压；LED驱动芯片用于驱动LED发光或使LED模块组件正常工作；栅极驱动芯片用于MOSFET、IGBT等功率器件的导通。根据ICInsights数据，2020年电源类芯片是全球出货量最多的半导体芯片，出货量达到651亿颗，产品广泛应用于家用电器、手机及智能穿戴、汽车、工业等领域。下游应用需求旺盛，电源类芯片市场规模快速增长。根据SEMI数据，2015-2017年全球电源管理芯片产值分别为191、198、223亿美元；前瞻产业研究院根据行业发展状况，预测2018年全球电源管理芯片市场规模约为250亿美元；根据TMR数据，预计2026年全球电源管理芯片市场规模将达到565亿美元，2018-2026年CAGR为10．73%。根据赛迪顾问数据，2012-2018年中国电源管理芯片市场规模由430．68亿元增长至681．53亿元；根据Frost&Sullivan数据，2025年中国电源管理芯片市场规模将达到234．5亿美元（1641．5亿元），2018-2025年CAGR为13．38%。新兴应用领域成为电源管理芯片市场规模增长主要驱动力。根据IDC数据，全球智能手机出货量在2012-2015年呈现快速增长后增速放缓，并在2018年首次出现负增长，智能手机进入存量竞争时代，以手机为代表的消费电子产品对于电源管理芯片需求的增速放缓，消费电子类芯片产品赛道逐渐饱和、竞争日趋激烈。在人工智能、物联网、5G等信息技术与下游汽车、工业、通信等领域深度融合的背景下，新能源，工业控制、通信基站、数据中心等新兴应用领域将成为国内电源管理芯片市场规模增长的新驱动力，为电源管理芯片带来显著的增量需求。电源IC市场格局分散，国外企业占据主导地位。目前以德州仪器（TI）、亚德诺（ADI）、英飞凌（Infineon）等为代表的国外企业在产品线的完整性及整体技术水平上保持领先优势，从市场份额来看，国外企业占据了全球80%以上的电源管理芯片市场份额。根据前瞻产业研究院数据，2018年全球电源管理芯片市场分布为德州仪器（21%）、高通（15%）、亚德诺（13%）、美信（12%）、英飞凌（10%），CR5为71%。随着国内集成电路产业市场规模的不断扩大，国内本土电源管理芯片设计企业在激烈的市场竞争中逐渐崛起，率先切入民用消费市场，在小功率的消费电子领域已经逐步取代国外企业的市场份额，产品也已从小功率向中大功率发展。目前国产电源管理芯片在国内的市场份额不足20%，电源空间巨大。聚焦细分电源IC种类，效应初步显现。公司深耕家用电器领域，基于自主研发的高低压集成技术平台推出了AC-DC芯片、DC-DC芯片和栅极驱动芯片（GateDriver），已在国内厂商中处于市场领先地位。尤其是在AC-DC和GateDriver等高压电源管理芯片领域，公司具有较强的技术实力和市场竞争力，已成为国内家电品牌厂商的主流国产电源芯片提供商。电源管理芯片作为模拟芯片的一种，产品生命周期长，模拟芯片行业具备抗周期属性，整体竞争格局较分散，该特性有利于公司通过产品研发从细分赛道切入，并通过芯片种类扩张逐步实现。近年来，中国电源管理芯片市场规模一直保持增长，2020年中国电源管理芯片市场规模达118亿美元，占全球约35．9%市场份额。未来几年，随着国产电源管理芯片在家用电器、3C新兴产品等领域的应用拓展，预计国产电源管理芯片市场规模仍将快速增长，预计2022年市场规模将增长至149．6亿美元。中国电源管理芯片市场规模增长率先降后增，2018年后增速一直保持上升趋势。受下游应用市场包含通信智能手机、消费电子（笔记本、平板电脑及蓝牙音频）、汽车、5G基站和物联网等产业的快速发展，预计2022年增长率将达13．42%。在中美贸易摩擦持续发酵的大背景下，芯片产业作为国家信息安全的基础性支撑产业以及国民经济和社会发展的战略性产业，得到了国家的大力扶持。与芯片相关的政策推动资金，人才供给与市场接轨，产业环境不断完善。国产芯片自主替代的重要性和紧迫性日渐凸显，中国本土电源管理芯片设计企业在激烈的市场竞争中逐渐崛起，进口替代效应明显增强。电源管理芯片作为电子产品和设备的电能供应中枢和纽带，是电子产品中不可或缺的关键器件，市场