隨著半導體行業(yè)的發(fā)展,手機與通訊、消費類電子等下游需求的拉動,電源管理芯片的應用逐漸增加。相關政策和人才與市場接軌,產業(yè)環(huán)境不斷完善,電源管理芯片進口替代效應明顯增強。
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,預計2023年市場規(guī)模將達851.38億元。
數據來源:中商產業(yè)研究院整理
2.下游應用情況
目前電源管理芯片下游主要應用于數據處理、工業(yè)醫(yī)療、消費電子三大領域,占比分別為25%、24%、23%;消費電子占比達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,在電子設備系統(tǒng)中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責,按照功能可劃分為 AC-DC、DC-DC、驅動 IC、線性穩(wěn)壓器、多功能 PMIC、保護芯片、電池管理和無線充電芯片等應用領域,按照產品的封裝形態(tài)可分為多路集成電源管理芯片和單路電源管理芯片。
不同的設備對電源的功能要求不同,同一設備不同模塊亦需要配備不同的電壓和電流強度,因此電源管理芯片廣泛的應用在各種電子產品和設備中,是模擬電路產業(yè)中最大的細分領域。
隨著智能照明、快速充電、物聯(lián)網相關技術在 LED 照明、通用電源、智能家居相關設備電源領域的落地以及人們對于智能照明、電子產品和智能家居的需求的提升,電源管理芯片迎來的新的機遇和挑戰(zhàn)。一方面,這要求相關產品能夠迅速迭代,電源管理芯片需要滿足更加高效、精細地控制電路的需求,另一方面也推動了電源管理芯片市場的市場規(guī)模迅速擴張。
隨著 5G 技術的發(fā)展和手機性能的不斷提升,手機對電源管理芯片提出了更高的要求,一方面,手機功能模塊的增多也相應的要求電源管理模塊的增加,例如手機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量提出了更高的要求,這些都要求電源管理芯片在數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)模達到 328.8 億美元,年復合增長率為 13.52%,預計將在 2025 年達到 525.6 億美元。
由于終端消費品的制造中心向亞太和中國聚集,整個電源管理芯片的設計產業(yè)也呈現(xiàn)出向中國轉移的趨勢,給國內集成電路設計公司帶來了較大的發(fā)展空間和機遇。在產業(yè)轉移過程中,歐美大型集成電路設計企業(yè)向汽車級、工業(yè)級等毛利較高的市場轉移,使得國內企業(yè)更容易切入民用消費市場;另一方面,由于中美貿易摩擦下,集成電路產業(yè)作為關系到國家安全的戰(zhàn)略性產業(yè)得到了國家的大力扶持,國產集成電路自主替代的重要性凸顯出來,相關政策和人才與市場接軌,產業(yè)環(huán)境不斷完善,隨著國內電源管理芯片設計企業(yè)在激烈競爭中不斷提升,進口替代效應明顯增強。
同時,國內的需求也將是未來電源管理芯片發(fā)展的巨大推動力,電源管理芯片作為電子產品和設備的電能供應中樞是電子產品中不可替代的關鍵器件,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,年均復合增長率為 9.31%。隨著國產電源管理芯片在新領域的應用拓展以及進口替代,預計國產電源管理芯片市場規(guī)模將以較快速度增長。
DC-DC轉換器是將輸入電壓轉換后有效輸出固定電壓的電壓轉換器。DC-DC 轉換器是轉換器和升降壓DC/DC轉換器三大類??筛鶕枰捎枚喾N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,尤其是在負載較小的情況下,也具有功耗低的優(yōu)點。PWM/PFM轉換型在負載較小時實現(xiàn)PFM控制,在負載較重時自動切換到PWM控制。目前,DC-DC轉換器廣泛應用于手機、MP3、數碼相機、便攜式媒體播放器等產品中。在電路類型分類中屬于斬波電路。
DC-DC轉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轉換器的性能時,如果只關注控制芯片,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,應綜合判斷。
DC/DC轉換器的應用前景
DC-DC轉換器 DC/DC轉換器廣泛應用于遠程和數據通信、計算機、辦公自動化設備、工業(yè)儀表、軍事、航空航天等領域,涉及國民經濟各行各業(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轉換器轉換器的增長率在低功率范圍內顯著增加。其中,6W~25W DC/DC轉換器的增長率最高,因為它們廣泛應用于直流測量和測試設備。,計算機顯示系統(tǒng),計算機和軍事通訊系統(tǒng)。由于微處理器的高速化,DC/DC轉換器從低功率向中功率發(fā)展是必然趨勢。因此,DC/DC轉換器從251W到750W的增長速度也比較快,主要用于Service醫(yī)療和實驗室設備、工業(yè)控制設備、遠程通信設備、多路通信和傳輸設備、DC/DC轉換器在遠程和數字通信領域具有廣闊的應用前景。
DC/DC 轉換器將固定的直流電壓轉換為可變的直流電壓。該技術廣泛應用于無軌電車、地鐵、火車、電動汽車的無級變速和控制。同時,上述控制具有加速平穩(wěn),響應速度快,同時收到節(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節(jié)電壓(開關電源),還可以有效抑制電網側的諧波電流噪聲。
01. 高壓轉高壓DC/DC變換器
在新能源汽車上使用的高壓轉高壓DC/DC變換器主要用于高壓系統(tǒng)的升壓,將動力電池系統(tǒng)的電壓等級再進行升高,以匹配更高等級的電機驅動系統(tǒng)。
例如混合動力汽車使用144V系統(tǒng)的動力電池,為了匹配400V的電機驅動系統(tǒng),在動力連接上設計此類DC/DC變換器將動力電池系統(tǒng)的電壓等級升高,以匹配電機驅動系統(tǒng)。
02. 高壓轉低壓DC/DC變換器
高壓轉低壓DC/DC變換器一般代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車的發(fā)電機,提供低壓蓄電池及低壓電氣設備的電源,這類DC/DC變換器在新能源汽車領域的應用十分普遍,已經成為新能源汽車設計領域內必要的關鍵電氣部件之一。
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,由于車內的低壓電器設備較多,在不同的工況下的低壓功率需求差異很大,及時有+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。
例如在啟動引擎的時候,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用,DC/DC變換器作為一種電源轉換裝置,其核心是開關電源技術,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DC/DC變換器有得天獨厚的技術優(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20年傳統(tǒng)電源、軍工電源研發(fā)生產經驗,深耕研發(fā)創(chuàng)新,主要致力于電動汽車電源充電系統(tǒng)、新能源車載充電系統(tǒng)及設備的研發(fā)、生產、安裝、維修及銷售。
迪龍新能源將具有自主知識產權的高壓全磚技術應用于DC-DC變換器,產品可靠性高,質量穩(wěn)定,深受國內外電動汽車廠商的信賴與支持。