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本土电源管理芯片产业:十年能否磨一剑?

国产替代正在引发产业的大洗牌

本土电源管理芯片行业突围的路上

挑战巨大 但机会犹在

全文共约4400字 剖析电源管理芯片市场

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随着 IC 工艺的发展,晶体管尺寸的缩减,同样面积的芯片上可以承载更多的晶体管。这在使得芯片功能增加的同时,巨大功耗也成为了需要注意的问题。


为了能承载芯片日益剧增的能耗,方法之一是提高电池的能量密度。不过这一方面的发展进度较为缓慢,无法追赶上芯片能耗的增加。低功耗的研究渐渐趋于饱和,芯片的功耗很难在保持功能的前提下继续缩减。


因此,纵观整个系统,当电池和负载都难以再有突破时,电源管理芯片模块就变得愈发重要起来。




电源管理芯片是管理电子设备电能供应的心脏,负责电子设备所需的电能的变换、分配、检测等管控功能,一旦失效将直接导致电子设备停止工作甚至损毁。因此,电源管理芯片要满足高稳定、低功耗等要求,研发难度较大。


电源管理芯片分类主要有如下几种细分类别:


电路系统中的芯片、元器件正常工作所需要的电压各不相同,电源管理芯片可将电池、电源提供的固定电压进行升压、降压、稳压、电压反向等处理。在这些电源管理 IC 中,电压调节 IC 也是发展最快、产量最大的一部分。  


电源管理芯片广泛应用于通讯设备、消费电子、工业控制、汽车电子、医疗仪器等应用领域,其中,包括手机在内的通讯设备和消费类电子产品是目前电源管理芯片最大终端市场。


同时,一方面由于电源管理芯片行业技术准入门槛较低,导致价格竞争愈发激烈;另一方面,随着物联网、人工智能、自动驾驶等新兴应用发展,逐渐呈现从低端消费电子向高端工业和汽车领域转型的现象和趋势。


未来一段时间,电源管理芯片在通信、消费电子、AIoT 以及汽车电子等领域存在较好的成长空间。


本土电源管理芯片产业:十年能否磨一剑?(图1)

通信市场


主要的电源管理 IC 市场。主要分为智能手机市场和通信基站市场。


智能手机方面驱动因素:巨大出货量以及单部手机电源管理 IC 数量增长。IDC 预计,随着更多摄像头以及对 5G 的支持,未来单部手机中的 LDO、DC/DC 等电源芯片需求会普遍增加,单机数量增加大概 30%-50%;


基站方面,受益于 5G 基站数量的大幅增长以及单个基站通道数增加等因素驱动,电源管理 IC 市场空间广阔。


本土电源管理芯片产业:十年能否磨一剑?(图1)

消费电子市场




消费电子市场是电源管理芯片的主要市场之一。由于 TWS 耳机体积小,对电源管理芯片提出更高要求;同时还配备充电盒,也会拉动电源管理芯片的需求。因此,TWS 耳机有望成为电源管理芯片在消费电子领域新的增长点。


根据智研咨询的预计,2018-2020 年全球 TWS 耳机将实现高速增长,出货量分别达到 6500 万台、1 亿台和 1.5 亿台,年复合增速达 51.9%。这就意味着对电源管理芯片更多的需求。


此外,据蓝牙技术联盟数据,2019 年蓝牙音频传输设备的年出货量已达 9.8 亿台, 2014-2019 年同比增长率均高于 10%,并有望在 2023 年达到 12.7 亿台 / 年,2019-2023 年复合增速约 7%。


本土电源管理芯片产业:十年能否磨一剑?(图1)

AIoT 市场




根据 Statista 的数据,2019 年全球物联网市场规模达到 1.7 万亿美元,2015 年至 2025 年全球连接设备的数量将从 154.1 亿增加至 754.4 亿,预计未来几年复合增长率均保持在 15%以上。


上百亿数量级的设备数量增长将为电源管理芯片带来广阔的市场空间。


本土电源管理芯片产业:十年能否磨一剑?(图1)

汽车市场




中汽协数据显示,2018 年,新能源汽车继续保持高速增长,产销分别完成 127 万辆和 125.6 万辆,比上年同期分别增长 59.9%和 61.7%,超额完成此前规划的 100 万辆销量目标。


随着新能源汽车配套产业的跟进,充电桩的持续建设等多方因素的推动,预计未来几年新能源汽车市场将持续增长,这也将带动上游的电源管理市场的迅速发展。


技术方面,技术的不断更新和驱动也将是推动电源管理芯片市场发展的主要因素之一。另一方面新型应用拉升对 GaN、SiC 等材料的需求,也为电源管理芯片的发展注入了新的动力。


电源管理芯片市场规模与格局


电源管理芯片不像 CPU、GPU 那样吸睛,但其已经形成了一个相对稳定的市场。在模拟 IC 江湖中,电源管理芯片占据半壁江山。


根据 Semiconductor 统计,2017 年全球电源管理芯片产值为 223 亿美元,2018 年为 250 亿美元左右,同比增长约 12%。


另外,Transparency Market Research 分析显示,2019年全球电源管理芯片市场规模仍将保持高速增长,预测到2026年该市场规模将达 565 亿美元(以大陆为代表的亚太市场需求是主要驱动)。


国内市场,据赛迪顾问统计数据显示,2012-2018 年,国内电源管理芯片行业市场规模从 430.68 亿元增长至 681.53 亿元,年复合增速达 7.95%,行业整体保持着稳定增长的状态,预估到 2020 年中国电源管理芯片市场规模将增长至 860 亿元。



全球电源管理芯片市场目前主要被欧美等海外公司占据,2018 年,德州仪器、ADI、高通、美信、英飞凌等五家厂商,在全球市占率合计超过 70%。


国内市场长期以来也是被外企和进口产品主导,国内电源管理芯片公司竞争较为分散。


据近日申请科创板上市的本土电源管理芯片企业芯朋微表示,目前国内电源管理芯片市场主要参与者仍为欧美企业,占据 80%以上份额。


实际上,国内市场差的不是行业厂商数量,而是在高端技术、产业规模和行业巨头数量等方面存在较大差距。


这一观点不难印证,从行业公司营收数据中能够发现,电源管理芯片行业盈利能力较强,且准入门槛较低,每年都会吸引许多潜在者竞相投入,但大部分由于技术门槛不高而只能在低端市场恶性竞价。




据前瞻产业研究院数据,目前中国电源管理芯片行业每年仍在涌入新入者。截至 2019 年 8 月底,行业企业约 1200 家。因此,逐渐形成国产厂商数量庞大,但产品质量和欧美企业仍有差距的事实。


对于本土产业现状,创道投资合伙人步日欣向笔者表示,电源管理芯片是模拟芯片最大的一个分支领域,同模拟芯片整体市场一样,中国电源管理芯片行业呈现出“百舸争流、多点突破”的发展局面。


除了不断涌入的新进者外,在一些消费电子、家电等中低端领域,也涌现了如圣邦股份、芯朋微电子、南芯半导体、杰华特微电子等在据一定领先优势的企业。当然,优势也只是相对国内市场而言。


本土行业面对的挑战


无法满足工艺技术差异化要求和产能需求


这一差距是影响国内模拟芯片高端化突破的主要瓶颈。包括电源管理芯片在内的大部分高端模拟芯片产品,需要实现在设计和工艺上的紧耦合。纵观国际知名的模拟芯片大厂,几乎都是 IDM 厂商,这一模式也是他们能够领先市场的关键。


国内模拟芯片企业多为 Fabless 模式。因此,一方面需要自身具备有竞争力的工艺开发能力,另一方面还需要设计和代工双方充分的交流和耦合才能开发出有特色的产品。缺少紧耦合机制以及本土代工厂对模拟芯片重视度不够,都是国内模拟芯片冲击高端路上的绊脚石。




虽然 IDM 与 Fabless 各有优势,但从中可以看到,对于资金困扰较少的国际大厂,IDM 的劣势在更大的优势面前自然变得不值一提。


本土厂商多处于产品跟随和改良创新阶段


电源管理芯片应用市场广泛,国外厂商接触的行业比较广,对客户生态系统可以全面掌握,对关键客户的理解和客户关系以及销售渠道的合作深度都更完善。


相比而言,国内模拟厂商主要跟随国外,以 Pin-to-Pin 替换为主,较少为客户定制产品,产品线相对狭窄,质量管控和供应链管理方面存在不足。


终端用户对国产模拟芯片信心不足


对于工业、医疗电子、汽车电子、测试测量仪器仪表等对芯片性能和质量要求较高的行业,由于没有足够的高端应用市场给予“试错”机会,为了保险起见,往往直接采购国际大厂产品。


对此,步日欣指出,模拟芯片同数字芯片不一样,数字芯片依赖团队合作,模拟依赖经验积累,本土企业最大的挑战就是难以短时间获得足够的技术和经验积累、足够的市场检验和试错空间。


全产业缺乏整合,产业内耗严重


肯坚持做高端产品,具有“铁棒磨成针”精神的本土电源管理芯片企业较少。


电源管理芯片在内的模拟芯片市场巨大、应用广泛,因此创业门槛相比数字芯片领域低很多,也就造成了国内在此领域创业扎堆严重。



iPhone 6 / iPhone 6s电源管理芯片示意



很多创业团队都倾向选择在中低端电源管理、运放、无线充 / 快充等领域靠低价竞争实现收益,存活空间还不小。


长久以往,那些坚持注重投入研发和知识产权保护,主动去做汽车、工业等高质量产品市场的“良币”企业,反而因为发展速度慢而受到质疑,市场上靠抄袭和低价竞争的“劣币”企业却越来越多。


行业起步时间晚,缺乏经验


相较于模拟芯片,数字芯片可以靠买 IP 较快搭建起。然而模拟芯片公司相对较难形成规模。一个原因是模拟电路的设计太依赖工程师本身素质,而优秀的模拟 IC 工程师是稀缺的。


在产品设计、生产经验等方面,国内企业比不过德州仪器等国外大厂,这种公司几十年的积累,培养了很多技术大牛,是短期内无法被取代的优势。



如何追赶和布局?


可以看到,差距并不代表着本土芯片企业在此没有机会。在政策、资本、市场特性等多种机遇下,都赋予了电源管理芯片企业足够多的想象空间。


本土电源管理芯片产业:十年能否磨一剑?(图1)

政策支持


在供给端,贸易战加速了核心环节国产供应链崛起速度。在大力发展集成电路产业的战略愿景下,给本土电源管理芯片产业带来动力,给产业链企业的供需关系带来良性指导作用。


本土电源管理芯片产业:十年能否磨一剑?(图1)

资本青睐


近年来,电源管理芯片行业对于投资保持着高度热情。一方面,由于不断涌入新进入者,市场竞争加剧,一部分综合实力较强的行业企业希望通过外延并购获得协同效益,建立企业护城河;


另一方面,随着物联网、汽车等细分行业的持续蓬勃发展,行业市场空间稳步提高,不少企业希望通过投资并购等方式切入这些高端应用领域,以获得竞争优势。


资本对于产业来讲或许是双刃剑,在加剧泡沫与戳破泡沫的缝隙中抉择与平衡。因此,需要具备一定规模的企业发挥龙头的作用,引导产业良性发展。


本土电源管理芯片产业:十年能否磨一剑?(图1)

多杂特性


从全球市场来看,电源管理芯片成长速度并不算很快,属于一个相对稳定的市场,新兴市场还没有出现规模化效应。



图源 | TECNOANDROID


另一方面,电子产品技术升级仍在进行,如快充技术、48V 系统等,对于电源管理芯片仍具有升级需求,而这也将成为厂商当下重点竞争的领域。


可以看到,在应用场景不断丰富,技术不断升级以及准入门槛不高的趋势和特点下,电源管理芯片市场已处于高速增长前夕。


同时需要注意的是,准入门槛不高容易带来的产业内耗问题。步日欣表示,低端行业准入门槛确实不高,但是生存门槛很高,能够在“恶性”竞争中存活下来的企业,才是大浪淘沙之后留存下来的金子。


此外,随着技术升级和应用场景不断丰富,产业也逐渐从低端市场向高端市场渗透。在这个过程中,对于本土企业而言也是一个机会所在。


此外,在低端产品实现规模突破,比高端产品技术上的突破,要相对容易很多。因此,这样的市场正是中国电源管理芯片“进口替代”的最佳切入点。


写在最后


在电源管理芯片领域,对于普遍提到的“弯道超车”,没有长期的技术积累和市场检验,想要一跃而上成为高端领域的领军企业,是比较困难的。


面对国内外产业差距以及本土电源管理芯片产业发展现状,步日欣总结:一是循序渐进,从低端到高端,不断建立市场信任度;二是模拟 IC 需要长期的经验积累,这是绕不开的过程;三是多点突破。


国产替代正在引发产业的大洗牌。本土电源管理芯片行业在寻求突围的路上,挑战巨大,但机会犹在。


脚踏实地,循序渐进,本着“十年磨一剑”的精神,中国电源管理芯片或许才能真正突破。