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集微咨询:电源管理芯片迎国产化窗口,中国厂(2)
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摘要:蓝牙音频设备也是消费电子应用中电源管理芯片的主要推动力之一。 IDC数据显示,2016年到2020年,包括蓝牙智能音箱在内的全球蓝牙音频传输设备出货量从
蓝牙音频设备也是消费电子应用中电源管理芯片的主要推动力之一。IDC数据显示,2016年到2020年,包括蓝牙智能音箱在内的全球蓝牙音频传输设备出货量从6.9亿台增长至10.6亿台,年复合增长率为11.3%,2025年预计将达14.4亿台。蓝牙音箱使用的电源管理芯片包括LDO、DC/DC等,主要用于充电、为内部芯片供电及驱动音频功放等
物联网市场的爆炸式增长也不可忽视,根据GSMA数据,2018年全球物联网设备数量为91亿个,2010~2018年复合增长率为20.9%,预计2025年全球物联网设备将高达252亿个。包括各种智能家居设备、智能家电、智能LED照明等数百亿连接规模的物联网设备中各类芯片的增加以及对低功耗的持续要求,大力推动了电源管理芯片市场增长。
3.汽车电动化、网连化、智能化和新能源汽车市场
得益于汽车高级辅助驾驶(ADAS)不断渗透,汽车电动化、网连化、智能化的推动,越来越多的传感器、摄像头装载在汽车中,需要更多的电源管理芯片进行电流电压的转换,从而推动电源管理芯片增长。此外,新能源汽车中,芯片使用量显著增多,相应电源管理芯片需求也增多,配套的充电桩也带来了广阔的AC/DC、DC/DC芯片需求。
目前电源管理芯片在传统燃油车中单车价值量为20美元左右,在新能源汽车中单车价值量为100~400美元左右。不同车型对功率和储能要求不同,对应电源管理芯片价值量有所差异。同时,新能源汽车市场对BMS电池管理系统的需求也在快速增长。
电源管理芯片技术走向高能效、高集成度和智能化
在不断增长的下游应用和新兴场景驱动下,电源管理市场前景广阔。从技术上来看,根据不同应用领域的需求,电源管理芯片技术演进趋势主要集中在提高功率密度、延长电池寿命、减少电磁干扰、保持电源和信号完整性以及维持在高电压下的安全性等五个方面。总结而言,电源管理芯片技术将朝着更高能效、更高集成度、更智能等方向发展。保真信号、提高功率密度、延长电池使用寿命、减少外界噪音干扰以及提高在高压下的安全性等要求,对电源管理芯片的设计、制造工业和封装技术都提出了新的挑战。
高能效。在电源领域,电能转换效率和待机功耗永远是核心指标之一。业内一直致力于通过研发更先进的电路拓扑技术、更低导通电阻的功率器件技术、更高开关频率技术、更精巧的高压启动技术来是实现电源管理芯片及其电源系统的高效率和低功耗需求。
高集成度。消费电子等移动智能终端的轻薄短小,及更长续航时间的需求,对电源管理系统提出了越来越高的要求,电源管理芯片需要更小体积、更高集成度和更少的外围器件。高集成度单芯片电源管理解决方案一方面降低了整个方案的元器件数量,改善了生产效率,缩小了整个方案的尺寸,同时降低了失效率、提高系统的长期可靠性,另一方面也降低了终端厂商的开发难度、研发周期和成本。
更智能化。电源管理芯片的智能化是大势所趋,只有实现智能化,才能适应平台主芯片的功能不断升级的需求,支持云端监控管理,智能化的管理和调控逐渐成为刚需。在此背景下,近年来凭借调试灵活、响应快速、高集成度以及高度可控的优势,以数字控制内核为特点的新一代数模混合电源管理芯片以及高端服务器和通信设备应用为主导,逐步拓展至其他更多应用领域,已显示出良好的发展势头。
从制造方面来看,电源管理芯片作为模拟芯片的一种,对工艺制程的要求没有逻辑芯片高,代工市场参与者主要包含台积电、东部高科、联电、Tower Semiconductor、中芯国际、华润微电子等。
电源管理芯片主要采用BCD工艺制造,制程从0.32μm到90nm不等,间接导致了产品料号种类多,市场份额比较分散,长尾效应明显。由于产品众多且特性差异较大,各家晶圆厂/IDM厂商的BCD制程发展路线图有所差异,但是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。

BCD工艺演进图 资料来源:ST,中金公司研究部