DC/DC電源變換器的發(fā)展?fàn)顩r如何？

隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，手機(jī)與通訊、消費(fèi)類電子等下游需求的拉動(dòng)，電源管理芯片的應(yīng)用逐漸增加。相關(guān)政策和人才與市場接軌，產(chǎn)業(yè)環(huán)境不斷完善，電源管理芯片進(jìn)口替代效應(yīng)明顯增強(qiáng)。

市場現(xiàn)狀

1.市場規(guī)模

近年來，中國電源管理芯片市場規(guī)模一直保持增長趨勢，2021年市場規(guī)模約為763億元，同比增長2.69%。2022年市場規(guī)模約為810.65億元，隨著下游電子設(shè)備行業(yè)發(fā)展對電源管理芯片需求的增長，未來市場規(guī)模仍將保持增長，預(yù)計(jì)2023年市場規(guī)模將達(dá)851.38億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.下游應(yīng)用情況

目前電源管理芯片下游主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、工業(yè)醫(yī)療、消費(fèi)電子三大領(lǐng)域，占比分別為25%、24%、23%;消費(fèi)電子占比達(dá)18%;汽車電子、軍事航空均低于10%，占比分別為9%和1%。

電源管理芯片是管理電池和電能的電路，在電子設(shè)備系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責(zé)，按照功能可劃分為 AC-DC、DC-DC、驅(qū)動(dòng) IC、線性穩(wěn)壓器、多功能 PMIC、保護(hù)芯片、電池管理和無線充電芯片等應(yīng)用領(lǐng)域，按照產(chǎn)品的封裝形態(tài)可分為多路集成電源管理芯片和單路電源管理芯片。

不同的設(shè)備對電源的功能要求不同，同一設(shè)備不同模塊亦需要配備不同的電壓和電流強(qiáng)度，因此電源管理芯片廣泛的應(yīng)用在各種電子產(chǎn)品和設(shè)備中，是模擬電路產(chǎn)業(yè)中最大的細(xì)分領(lǐng)域。

隨著智能照明、快速充電、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)在 LED 照明、通用電源、智能家居相關(guān)設(shè)備電源領(lǐng)域的落地以及人們對于智能照明、電子產(chǎn)品和智能家居的需求的提升，電源管理芯片迎來的新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。一方面，這要求相關(guān)產(chǎn)品能夠迅速迭代，電源管理芯片需要滿足更加高效、精細(xì)地控制電路的需求，另一方面也推動(dòng)了電源管理芯片市場的市場規(guī)模迅速擴(kuò)張。

隨著 5G 技術(shù)的發(fā)展和手機(jī)性能的不斷提升，手機(jī)對電源管理芯片提出了更高的要求，一方面，手機(jī)功能模塊的增多也相應(yīng)的要求電源管理模塊的增加，例如手機(jī)攝像頭的增加意味著需要更多的電源管理芯片，另一方面，包括對快速充電、無線充電和電池安全等各方面的因素，對電源管理芯片的質(zhì)量提出了更高的要求，這些都要求電源管理芯片在數(shù)量和性能上得到提升。

自 2016 年以來，全球電源管理芯片市場規(guī)模不斷增長，2020 年市場規(guī)模達(dá)到 328.8 億美元，年復(fù)合增長率為 13.52%，預(yù)計(jì)將在 2025 年達(dá)到 525.6 億美元。

由于終端消費(fèi)品的制造中心向亞太和中國聚集，整個(gè)電源管理芯片的設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出向中國轉(zhuǎn)移的趨勢，給國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)公司帶來了較大的發(fā)展空間和機(jī)遇。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移過程中，歐美大型集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)向汽車級、工業(yè)級等毛利較高的市場轉(zhuǎn)移，使得國內(nèi)企業(yè)更容易切入民用消費(fèi)市場;另一方面，由于中美貿(mào)易摩擦下，集成電路產(chǎn)業(yè)作為關(guān)系到國家安全的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)得到了國家的大力扶持，國產(chǎn)集成電路自主替代的重要性凸顯出來，相關(guān)政策和人才與市場接軌，產(chǎn)業(yè)環(huán)境不斷完善，隨著國內(nèi)電源管理芯片設(shè)計(jì)企業(yè)在激烈競爭中不斷提升，進(jìn)口替代效應(yīng)明顯增強(qiáng)。

同時(shí)，國內(nèi)的需求也將是未來電源管理芯片發(fā)展的巨大推動(dòng)力，電源管理芯片作為電子產(chǎn)品和設(shè)備的電能供應(yīng)中樞是電子產(chǎn)品中不可替代的關(guān)鍵器件，市場空間廣闊。

我國電源管理芯片市場規(guī)模由 2017 年的 92.4 億美元增長至 2021 年的131.9 億美元，年均復(fù)合增長率為 9.31%。隨著國產(chǎn)電源管理芯片在新領(lǐng)域的應(yīng)用拓展以及進(jìn)口替代，預(yù)計(jì)國產(chǎn)電源管理芯片市場規(guī)模將以較快速度增長。

DC-DC轉(zhuǎn)換器是將輸入電壓轉(zhuǎn)換后有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。DC-DC 轉(zhuǎn)換器是轉(zhuǎn)換器和升降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器三大類。可根據(jù)需要采用多種控制方式。PWM控制型效率高，輸出電壓紋波和噪聲好。即使長期使用PFM控制型，尤其是在負(fù)載較小的情況下，也具有功耗低的優(yōu)點(diǎn)。PWM/PFM轉(zhuǎn)換型在負(fù)載較小時(shí)實(shí)現(xiàn)PFM控制，在負(fù)載較重時(shí)自動(dòng)切換到PWM控制。目前，DC-DC轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)、便攜式媒體播放器等產(chǎn)品中。在電路類型分類中屬于斬波電路。

DC-DC轉(zhuǎn)換器一般由控制芯片、電感、二極管、晶體管、電容等組成。在討論DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能時(shí)，如果只關(guān)注控制芯片，是無法判斷其優(yōu)劣的。外圍電路的元件特性和基板的布線方式可以改變電源電路的性能。因此，應(yīng)綜合判斷。

DC/DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用前景

DC-DC轉(zhuǎn)換器 DC/DC轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程和數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、工業(yè)儀表、軍事、航空航天等領(lǐng)域，涉及國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)。DC/DC按額定功率大小分為750W以上、750W～1W和1W以下三類。1990年代DC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器的增長率在低功率范圍內(nèi)顯著增加。其中，6W～25W DC/DC轉(zhuǎn)換器的增長率最高，因?yàn)樗鼈儚V泛應(yīng)用于直流測量和測試設(shè)備。，計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)和軍事通訊系統(tǒng)。由于微處理器的高速化，DC/DC轉(zhuǎn)換器從低功率向中功率發(fā)展是必然趨勢。因此，DC/DC轉(zhuǎn)換器從251W到750W的增長速度也比較快，主要用于Service醫(yī)療和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備、遠(yuǎn)程通信設(shè)備、多路通信和傳輸設(shè)備、DC/DC轉(zhuǎn)換器在遠(yuǎn)程和數(shù)字通信領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

DC/DC 轉(zhuǎn)換器將固定的直流電壓轉(zhuǎn)換為可變的直流電壓。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵、火車、電動(dòng)汽車的無級變速和控制。同時(shí)，上述控制具有加速平穩(wěn)，響應(yīng)速度快，同時(shí)收到節(jié)能的效果。用直流斬波器代替壓敏電阻可以節(jié)省20%～30%的電能。直流斬波器不僅可以調(diào)節(jié)電壓(開關(guān)電源)，還可以有效抑制電網(wǎng)側(cè)的諧波電流噪聲。

01. 高壓轉(zhuǎn)高壓DC/DC變換器

在新能源汽車上使用的高壓轉(zhuǎn)高壓DC/DC變換器主要用于高壓系統(tǒng)的升壓，將動(dòng)力電池系統(tǒng)的電壓等級再進(jìn)行升高，以匹配更高等級的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

例如混合動(dòng)力汽車使用144V系統(tǒng)的動(dòng)力電池，為了匹配400V的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在動(dòng)力連接上設(shè)計(jì)此類DC/DC變換器將動(dòng)力電池系統(tǒng)的電壓等級升高，以匹配電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

02. 高壓轉(zhuǎn)低壓DC/DC變換器

高壓轉(zhuǎn)低壓DC/DC變換器一般代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車的發(fā)電機(jī)，提供低壓蓄電池及低壓電氣設(shè)備的電源，這類DC/DC變換器在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用十分普遍，已經(jīng)成為新能源汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)必要的關(guān)鍵電氣部件之一。

03. 低壓穩(wěn)壓DC/DC變換器

不論傳統(tǒng)汽車還是新能源汽車，由于車內(nèi)的低壓電器設(shè)備較多，在不同的工況下的低壓功率需求差異很大，及時(shí)有+12V蓄電池穩(wěn)壓的情況下，仍不能保證+12V的低壓電源是穩(wěn)定可靠的。

例如在啟動(dòng)引擎的時(shí)候，蓄電池瞬間可以跌落到6V，這樣使用低壓穩(wěn)壓DC/DC變換器來進(jìn)行有效的穩(wěn)壓變得必要。

又如一些高級配置常規(guī)車，配備低壓穩(wěn)壓DC/DC變換器，提供車載電腦的穩(wěn)壓。

隨著新能源汽車的發(fā)展，DC/DC變換器在新能源汽車上得到了越來越廣泛的應(yīng)用，DC/DC變換器作為一種電源轉(zhuǎn)換裝置，其核心是開關(guān)電源技術(shù)，對于以傳統(tǒng)工業(yè)電源、軍工電源起家的迪龍新能源科技河北有限公司來說，研發(fā)生產(chǎn)DC/DC變換器有得天獨(dú)厚的技術(shù)優(yōu)勢。

迪龍新能源科技河北有限公司(以下簡稱“迪龍新能源”)依托迪龍集團(tuán)20年傳統(tǒng)電源、軍工電源研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，深耕研發(fā)創(chuàng)新，主要致力于電動(dòng)汽車電源充電系統(tǒng)、新能源車載充電系統(tǒng)及設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、安裝、維修及銷售。

迪龍新能源將具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高壓全磚技術(shù)應(yīng)用于DC-DC變換器，產(chǎn)品可靠性高，質(zhì)量穩(wěn)定，深受國內(nèi)外電動(dòng)汽車廠商的信賴與支持。