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电源管理芯片的崛起前夜
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发布时间:2022-06-29 06:15:29 来源:雷火官网 作者:雷火平台

  电动化、智能化、自动化是新能源汽车发展的三大趋势,而其中电动化正是现阶段行业发展的重点,这也催生汽车芯片的强大需求。

  现如今,全球“芯片荒”仍在持续,在所有汽车芯片中,电源管理芯片 (PMIC)和微控制器(MCU)是缺口最大的。

  据半导体分析公司海纳集团数据,11月整体芯片交货时间再次延长至22.3周,创下2017年以来芯片交付期最长记录。海纳表示,追踪的各类芯片交付期都有所延长,以PMIC芯片和MCU芯片最明显,预计芯片的供给压力将持续到 2022 年。

  一直以来,MCU都被认为是最重要的芯片之一,它犹如新能源汽车的大脑,实现新能源汽车的驱动。本轮“芯片荒”正是从MCU芯片短缺开始的,那么PMIC芯片又为什么短缺呢?

  实际上,PMIC的作用丝毫不亚于MCU,它是应用最为广泛的芯片,几乎所有电子设备中,都会有PMIC的存在。电子消费、电信、工控设备、汽车终端等领域都对PMIC有持续的需求,各类产品推动了需求的大幅上涨。

  同时,PMIC也是新能源汽车不可缺少的核心零件,汽车动力系统、车载电子设备和高级驾驶辅助系统均离不开PMIC,它犹如新能源汽车的心脏。由于车规级产品要求严格,扩产较慢,因此让电源管理IC成为了最为短缺的芯片之一。

  TrendForce的最新调查显示,由于半导体行业供应问题而出现的材料短缺,导致PMIC价格一直呈现上涨的趋势。预计到2022年以前,全球电源管理芯片的平均价格会上涨10%,创下了六年来的新高。

  “芯片荒”暂时未有缓解的迹象,而我国的新能源车企又过于依赖海外芯片厂,这种背景下PMIC的国产替代就显得至关重要。

  随着中国消费电子和新能源汽车市场的持续爆发,国产PMIC厂商也迎来了最佳的发展机遇,已经进入到爆发前夜。

  作为新能源汽车风口下最重要的芯片之一,我国在PMIC上仍存在巨大的缺口。

  在电子设备系统中,PMIC芯片担负起电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责,是所有电子设备的电能供应心脏。其性能优劣对于整机的能耗、性能和可靠性有着直接影响,如果PMIC一旦失效将直接影响电子设备的工作,甚至会对设备本身造成破坏。

  常见的PMIC芯片包括LDO(低压线性稳压器)、DC/DC和电池管理IC等。PMIC下游应用十分广泛,覆盖通讯、数据处理、工业医疗、消费电子、汽车电子等多个应用领域,尤其是汽车电动化带来的机会,成为了PMIC需求的核心增量之一。

  中国是制造大国,更是全球消费电子主要生产地,对PMIC的需求无比庞大,因此催生出一个将近千亿规模的巨大市场。

  根据智研咨询等提供的数据,在2020年中国PMIC市场规模达到758.7亿,并保持较高的增长速度。而在2021年,由于全球缺芯潮的蔓延,PMIC属于半导体缺货潮的短料,至今涨价态势依然持续,市场规模有望进一步扩大。

  但正如其他芯片产业一样,在PMIC市场上,国际半导体巨头们也占据着主要份额,国产替代依然任重道远。

  根据芯朋微招股说明书,2019年全球电源管理芯片市场上,全球前五大电源管理芯片供应商分别为德州仪器、Dialog、高通、意法半导体、英飞凌,CR5达46%,而截至2020年5月欧美企业更是在中国占据了80%以上的市场份额。

  与国际巨头们相比,国内电源管理芯片行业起步晚,技术积累薄弱,产品性能和丰富度上较国际电源管理芯片厂商仍有较大差距。

  受益于5G技术的发展和渗透率的提高,智能手机出货量及单部手机PMIC芯片数量持续增长,5G基站建设量大幅增长,使得通信市场成为当下较有潜力的增量市场。

  车规级PMIC芯片主要受益于新能源汽车发展的驱动,消费电子市场主要受到物联网发展的驱动,工业与信息化的深度融合、智能制造转型升级也将带动工业电子电源管理芯片需求显 著增长。

  总而言之,PMIC的国产替代仍有很长一段路要走,但全球汽车“芯片荒”则是一次机会,正在加速推动我国PMIC的崛起。

  尽管国产PMIC芯片依然竞争力有限,但在相较低端的消费电子市场,国产PMIC的替代化已经全面开始。

  国内电源管理芯片的发展,一方面与芯片企业技术积累密不可分,但另一方面,PMIC的国产替代,更来自于国内制造品牌的崛起。

  自改革开放以来,受益全球产业链转移,中国逐渐成为世界制造业大国,整个消费电子产业链由欧美日向中国本土转移,中国制造畅销全球。

  与此同时,大批优质国产消费电子品牌迅速崛起,白电领域的格力、美的和海尔,智能手机领域的华为、小米和OV,已经成为全球知名的品牌。在电饭锅、空气炸锅、热水壶等小家电市场,中国企业都是具备相当市场竞争力的。

  更深层次,这些优质国产电子品牌已经成为PMIC自主替代化的试验田,PMIC的国产替代正在全面推进。

  以TWS耳机为例,TWS耳机主要分为苹果阵营和安卓阵营,其中苹果airpods系列TWS耳机大部分PMIC芯片来自德州仪器,国内厂商切入机会较小。

  但在安卓阵营,华为、小米、漫步者等多家国内厂商,市占率均较高,PMIC芯片国产化机会也较大,裕泰、圣邦微、矽力杰、韦尔等厂家的电源管理芯片均已在安卓TWS耳机中被广泛使用。

  在以国内厂商为主导的扫地机器人市场,国内PMIC芯片的替代效果更加明显,全志科技已经成为科沃斯和石头科技产品供应商。

  家电领域PMIC芯片领先企业为芯朋微,终端客户包括美的、格力、创维、飞利浦、苏泊尔、九阳、莱克、中兴通讯、 华为等,皆是中国乃至全球知名的中国制造品牌。

  随着终端消费品制造持续向亚太转移,中国制造品牌不断做大做强,加之全球5G通信和物联网带动的消费电器热潮,行业对PMIC芯片的需求不断扩大,中国PMIC芯片的国产替代速度将进一步加速。

  国内排名靠前厂商包括矽力杰、士兰微、圣邦股份、芯朋微、晶丰明源、上海贝岭、富满电子等,虽然总体上,中国企业市场份额分散且市占率较低,尚无法在产销规模上与TI、ADI、英飞凌等欧美厂商竞争。但如果专注未来,那么PMIC芯片的国产替代将有很大的机会。

  复盘消费电子PMIC芯片的国产替代进程不难发现,其必须具备双重产业逻辑:其一“产品先行”,也就是国产消费电子终端的全球崛起;其二“技术致胜”,国产PMIC芯片企业技术积累达到了一定水平。

  在此之前,国内汽车市场中,PMIC芯片主要依靠从欧美企业进口,国内厂家数量较少,其原因主要有两方面。

  首先,车规级产品对于芯片的稳定性要求高于家用电器和通讯领域,车规级产品需要更多次的严格测试,对于整车厂商而言,并不会轻易更换核心配件供应商的,因此技术实力本就不足的国产厂商缺乏入局整车供应链的机会。

  另一方面,车规级PMIC芯片虽然增速很快,但规模的绝对值依然不如数码通信领域,因此国内厂商更愿意将人力物力投入到传统赛道中,国产厂家进入车规级市场的经济性动力不足。

  然而随着疫情催生“芯片荒”的到来,叠加新能源汽车的庞大需求,国内车规级PMIC芯片产业发展的底层逻辑已经转变。

  在新能源汽车时代,国内车企与国际传统燃油车企基本处于同一条起跑线上,甚至从市场表现看,国内新能源车企表现更胜一筹。考虑到国内庞大的汽车市场,未来国内自主车企在汽车产业链上话语权有望进一步提升,将带动国产汽车供应商实现一定突破,这为国产PMIC的腾飞提供了机会。

  此外,经历过在家用电器、消费电子、LED照明、通讯等市场的技术和资本积累,目前国内PMIC芯片厂商已经有能力进军汽车市场。尤其在全球“芯片荒”之下,更是给国产PMIC产商提供了千载难逢切入整车供应链的机会。

  目前,雅创电子、圣邦股份等多家半导体企业已经开发出车规级PMIC芯片产品。

  雅创电子通过收购了韩国Tamul (谭慕)PMIC相关业务专利权开展车规级电源管理芯片业务。目前,雅创电子自主研发设计的多款PMIC芯片产品,并已经通过AEC-Q100等车规级认证,已经在现代汽车、克莱斯勒等全球知名车企的相关车型上得到批量应用。

  同时,上海贝岭在2020年PMIC中各有一款DCDC和LDO通过了车规级产品认证。2021年上半年,一款前期通过车规级产品认证的LDO产品开始小批量销售。

  伴随新能源汽车市场的爆发,国产PMIC企业车规级芯片业务迎来了最佳窗口期,他们有望借助“芯片荒”切入整车产业链,并借助中国新能源汽车崛起的机会,复制消费电子国产替代的逻辑。乐观估计,国产PMIC企业已经到了崛起前夜。

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