模拟芯片行业市场空间大,新应用和新技术催生产业升级机遇。
模拟芯片为半导体行业重要分支,相较半导体整体波动性较弱,近年来快速增长且领先行业。根据 WSTS 数据,2021 年全球半导体行业销售额 5559 亿美元,2021 年模拟芯片占半导体市场规模约为 13%。根据 IC Insights 数据,模拟 IC 市场 2021 年销售额为 741 亿美元,同比增长 30%,出货量达到 2151 亿颗,同比增长 22%,均创 历史新高。2021 年模拟芯片平均销售价格上涨 6%增至 0.34 美元,这是模拟 IC 平均价格自 2004 年后的再度翻 涨。IC Insights 预计 2022 年模拟芯片将再次实现两位数的增长,预计 2022 年模拟芯片销售额将增长 12%至 832 亿美元,出货量增长 11%至 2387 亿颗,模拟芯片平均销售价格将增至 0.35 美元。

中国模拟 IC 市场约战全球 40%份额,长期保持增长态势。根据 IC Insights 数据,2021 年中国模拟 IC 市场 规模 294 亿美元,占全球模拟 IC 市场规模的 39.8%,为第一大市场。未来随着汽车电动化/智能化、人工智能、 大数据、物联网等新产业的发展,中国模拟芯片市场规模将保持持续增长态势。预计到 2026 年中国模拟 IC 市 场规模将达到 446 亿美元,2021 年-2026 年复合增速为 8.69%,占全球模拟 IC 比例保持在 40%左右。
电源管理芯片在通用模拟 IC 中占比高,应用范畴广泛。电源管理芯片是所有电子产品和设备的电能供应 中枢和纽带,电源管理的范畴比较广,既包括单独的电能变换,单独的电能分配和检测,也包括电能变换和电 能管理相结合的系统。电源管理芯片的分类包括线性电源芯片、电压基准芯片、开关电源芯片、LCD 驱动芯片、 LED 驱动芯片、电压检测芯片、电池充电管理芯片等。根据 IC Insights 预测,2022 年电源管理芯片占通用型模 拟芯片市场比例约 64%。下游应用方面,根据 Yole 数据,手机及消费电子在电源管理芯片占比最高,2020 年为 50%,汽车和工业市场增速较快,2020 年分别为 11%和 15%,预计到 2026 年将分别达到 15%和 18%。
2021 年全球电源管理芯片市场规模达 378.7 亿美元,中国市场规模有望在 2026 年达到 1284.4 亿元。根据 Frost & Sullivan 数据,2021 年全球电源管理芯片市场规模达 378.7 亿美元,2017-2021 年期间 CAGR 为 14.16%。 随着 5G 通信、新能源汽车、物联网等下游市场的发展,电源管理芯片的需求将持续增长,预计 2021-2026 年全 球电源管理市场将以 7.8%的年均复合增速增长。根据 Frost & Sullivan 数据,2021 年中国电源管理芯片市场规 模约 893.6 亿元,预计 2021 年-2026 年复合增长率将达到 7.53%,2026 年市场规模预计为 1284.4 亿元。
电池管理系统(BMS)的主要功能是实现电池单元的智能化管理及维护,通过状态监测、异常故障保护等 方式来监管电池状态,精确计算电池电量,从而在确保电子设备安全的同时还能够延长电池使用寿命。BMS 系 统涉及硬件电路(BMIC)、算法和软件等。
电池管理芯片应用广泛,2021 年全球出货 319.3 亿颗。电池管理芯片是指电池充电全链路及电池状态管理 涉及的芯片集合,覆盖了充电过程中的电芯检测、电流电压转换和调整、充电过程控制及电池保护、监测、计 量等功能。其中,以充电功能为主的电池管理芯片属于电源管理芯片的细分领域,保护、监测、计量功能相关 的芯片则包含了信号链类模拟芯片和搭载了嵌入式固件的数字类芯片。根据 Frost & Sullivan 数据,2021 年全球 电池管理芯片出货量为 319.3 亿颗,未来随着消费电子、储能、新能源车等下游快速发展,电池管理芯片向高 精度、低功耗、微型化、智能化方向演变,全球电池管理芯片市场的需求持续增长。
全球 BMS 市场有望在十年内保持 20%以上复合增速。根据 Precedence Research 数据,2021 年全球 BMS 市场规模约为62.2亿美元,预计到2030年将达到351.4亿美元,CAGR为21.22%,保持快速增长。根据QYResearch 数据,2020 年全球汽车 BMS 市场规模为 217.44 亿元,预计 2027 年将达到 884.744 亿元,CAGR 为 26.19%, 汽车市场增速显著快于行业平均增速。中国市场 2020 年市场规模为 87.66 亿元,约占全球的 40%,预计 2027 年将达到 382.44 亿元。电池管理芯片的国产化率显著低于电源管理芯片行业整体国产化率,预计国产化率在 10% 左右,其中车载动力电池领域尚未有国产厂商进入,国产化空间巨大。

电源管理芯片海外龙头厂商占据主导地位,国产化率仍处于较低水平。根据 Yole 数据,2020 年全球前十 大电源管理芯片占比 80%,行业头部厂商主导市场。从电源管理芯片国产化率来看,2020 年中国电源管理芯片 国产化率为 12%,较 2017 年的 6%有较为明显的增长,但是仍处于较低水平,国产替代空间巨大。
快充已成为行业趋势,产业升级助推电源管理 IC 成长
快充成功缓解消费者“续航焦虑”,市场需求迅速成长。伴随手机功能升级,手机功耗进一步增加,续 航时间缩短。锂电池受制于材质,难以兼顾大容量和轻薄表现。快充已成为提升用电体验,解决消费者续 航焦虑的重要手段。DT 研究院的调研数据显示,超过 8 成的消费者认为快充功能重要。消费者对快充的 强烈需求,推动快充市场蓬勃发展。根据充电头网的估计,2020 年全球快充技术可触及的终端设备出货量 已达到 31.80 亿台。快充技术最早找到突破口的市场是手机,正逐步覆盖到平板电脑、笔记本电脑、显示 器、新能源汽车、电动工具、IoT 设备等七大市场。
汽车电动化和智能化推动电源管理 IC 需求增长。汽车中的用电系统比较多,比较基础的有:空调控制、 组合仪表、安全气囊、音响系统、各控制器的记忆电源、雨刮系统、点烟器、座椅加热、电动天窗等等,电源 管理 IC 有广泛的应用。新能源汽车包括混合动力汽车(PHEV)和纯电动汽车(BEV),与传统汽车最大区别在 于动力总成系统(Powertrain),这也是新能源汽车较传统汽车电子零部件及半导体器件核心增量所在。动力总 成部分主要包括了电机控制器、OBC、DC-DC、BMS 等。同时智能驾驶在传感器、算力方面的需求,智能座舱 在显示屏等设备上的需求也将推动电源管理 IC 市场的发展。
汽车电动化和智能化使得单车芯片需求量增长,车规级模拟芯片单车价值量和需求提升。新能源车电动化 平台包括逆变器、车载充电机 OBC、DC-DC 转换、电池管理系统 BMS 等。根据英飞凌数据,2021 年一辆 燃油车半导体价值量约 500 美元,采用纯电或者插电混合动力系统的新能源汽车硅含量进一步翻倍增至 1000 美 元,其中价值量增量部分约 30%来自于 OBC、DC-DC、BMS 等。
国内外新能源汽车销量处于快速增长期,推动电源管理芯片市场扩容。根据 Digitimes Research 数据,2022 年全球新能源汽车销量约为 978 万台,预计到 2030 年将达到 5473 万台,新能源汽车的渗透率也将从 2022 年的 12.1%提升至 20230 年的 57.4%。根据中汽协数据,我国新能源汽车近两年来高速发展,2022 年中国新能源汽车 销量达到 688.7 万辆,同比增长约 96%,全年新能源汽车渗透率达到 25.6%。展望 2023 年,中汽协预计国内新 能源汽车销量有望达到 900 万辆,同比增长约 30%。相对于传统内燃机汽车,由于新能源汽车电子电气架构的 变化,动力电池、电机、电控组成的三电系统带来的电源管理 IC 增量需求巨大。

自动驾驶与智能座舱渗透率不断提升,电源管理芯片增量动力充沛。根据 Yole 新车自动驾驶等级结构预测, 2020 年全球汽车产量中近 50%为 L0 级,而 L1-L2 占比 34%,L2+占比 16%,L2++占比仅 1%;此后高等级自动 驾驶汽车占比将不断增长,到 2035 年预计 L2+占比 38%,L2++占比 25%,L3-L4 占比 9%,L5 占比 1%。智能 座舱实现技术难度较低,安全压力小,且有利于提升产品差异化,渗透率提升速度快于自动驾驶。根据 IHS 数 据,2020 年全球和中国的新车智能座舱渗透率分别达到 45.0%和 49%,预计到 2025 年将增长到 59%和 76%。 自动驾驶系统所需的传感器、算力,以及智能座舱所需的 HUD、IVI 等座舱智能化设备将为车载电源管理芯片 贡献巨大增量。
全球汽车领域电源管理 IC 市场规模快速成长,预计 2026 年市场规模达到 37.9 亿美元。根据 Yole 预测, 在电动化和智能化的推动下,汽车领域的电源管理 IC 市场规模将从 2020 年的 22.6 亿美元增长到 2026 年的 37.9 亿美元,预测期内的复合年增长率为 9%,超过整体 3%的复合年增长率,是增速最快的下游应用领域。动力域 是车载电源管理 IC 市场规模占比最高的部分,此后比例还将逐年提升,预计 2026 年达到 59%。车身域、自动 驾驶域、座舱域的占比稳定在 10%左右。
海外龙头厂商占据主导地位,模拟芯片行业头部集中度低于数字芯片。从行业壁垒来看,由于模拟 IC 行业 具有重视经验积累、产品研发周期长、生命周期长、价值偏低等特性,其产品和技术很难在短时间内被复制与 替代,一旦切入产品,就可以获得稳定的出货量,再加上频繁的并购,强者愈强,逐步形成了 TI 引领的海外龙 头主导格局。其中,TI 拥有十万种以上模拟 IC 和嵌入式处理器产品,品类覆盖极为广泛。根据 IC Insights 数据, 2021 年模拟 IC 收入规模前三名仍为 TI、ADI 和 Skyworks,CR10 为 68.3%,集中度略有提升。欧美企业占据国 内电源管理芯片市场 80%以上份额。
国内模拟厂商后发追赶,但已在细分赛道涌现出多个领头厂商。绝大部分国内模拟 IC 厂商起步较晚,盈利 能力相对国外龙头厂商弱,但在部分领域已经涌现出国产龙头厂商。
在细分产品电荷泵充电管理芯片市场,南芯科技出货量位列全球第一。在电荷泵充电管理芯片领域,市场 主要供应商包括发行人、TI、Lion(已被 Cirrus Logic 收购)、立锜科技、矽力杰、希荻微等国内外厂商,其中 发行人与 TI 处于第一梯队,在产品丰富性、出货量等方面具有优势。根据 Frost & Sullivan 研究数据,以 2021 年出货量口径计算,公司电荷泵充电管理芯片位列全球第一。 其他产品线,国际大厂处在领先地位,南芯科技在部分细分领域取得优势。其他产品线市场供应商较多, 包括 TI、NXP、安森美、瑞萨、意法半导体、Cypress 等国外厂商及立锜科技、矽力杰、圣邦股份、杰华特、希 荻微、英集芯等国内厂商。整体上国际大厂产品种类多,应用领域覆盖消费电子、工业、汽车、航空航天等, 在资产规模、研发能力、产品丰富性、覆盖的客户等方面具有较为明显的优势。以公司为代表的国内优秀企业 整体实力不如国际大厂,往往在某细分领域具有一定优势,如公司在升降压充电管理芯片、GaN 控制器等方面 推出产品早,在消费电子领域(包括笔记本电脑、GaN 充电器等)具有一定优势。根据 Frost & Sullivan 研究数 据,以 2021 年出货量口径计算,公司升降压充电管理芯片位列全球第二、国内第一。