2021年在我国5G手机出货量达2.66亿部 提高63.5%,
电源行业浅析
1、电源管理芯片产业链概况
2、电源种类前7名饼图
3、电源管理芯片国外厂商占比高,包括德州仪器、高通、ADI等,头部厂商市占率超过70%,行业应用领域较多,品类越多的企业,行业竞争力越强,如德州仪器相关品类累积约12.5万种,ADI累积产品约数量4万种,国外厂商品类齐全、覆盖领域多,竞争力强;
国内厂商主要包括圣邦股份、思瑞浦、杰华特、矽力杰、士兰微、南芯、钰泰等,市占率较小且客户基本为国内相关厂商。 国内厂商起步较晚,采取纵向发展策略,在某一细分领域进行深度研发,再拓展相关领域。国内厂商品类较少,但细分领域具有较强竞争力。
4、电源管理芯片下游应用领域包括移动和消费电子、工业控制、汽车、电信与基建等。 移动与消费电子领域占比超50%;随着消费电子品类的不断增多以及新能源汽车的发展,应用于消费电子与汽车领域的电源管理芯片占比有望持续提升。
5、行业随着时代的发展和进步,未来的驱动增长随着双碳和绿色节能需求呈现爆发式增长,主要增长动力:新能源汽车发展带动车规级芯片需求; 电表智能化趋势叠加换代周期带来确定需求 ;5G基站推广带来需求新增量; TWS耳机出货量持续增长,新兴产品规模可期; 安防行业快速发展带动物料需求;增加 5G手机出货量增长带来需求增量 ;后疫情时代平板电脑及云笔记本电脑出货量回升;物联网连接设备数量持续增长 LED、马达需求稳步增长。
5.1 新能源汽车中,电源管理芯片应用于内部芯片供电以及 动力电池系统充放电。芯片相较于传统汽车显著增多, 相应电源管理芯片需求也增多;
充电桩中使用大电压DC-DC与AC-DC产品。 由于车用芯片要求较高,且需要通过车规级认证,目前 拥有车规级电源管理芯片生产能力国内厂商较少。汽车电源管理芯片主要厂商:TDK(日本)、博世(德 国)等。
5.2 在智能电表中,电源管理芯片主要负责调节电压电流以为内部芯片供电。
国家推动电网智能化的趋势下,智能电表覆盖率不断提升,相关芯片用量也有所增加。
电表更换周期通常为8年,2009年国家电网发布智能电网规划,大规模安装智能电表,2018年起智能电表 将迎来替换周期,参考过去的智能电表招标量变化情况,预计未来3-5年内智能电网招标总量超过3亿只。
5.3 通讯基站 受益于5G的快速发展与普及,通信基站有望为电源管理芯片市场带来新增量。5G基站主要包括宏基站以及小基站,宏基站覆 盖半径大,小基站灵活精确,易于部署。据前瞻产业研究院预测,未来5年内我国将建成宏基站近400万座。 宏基站:JP Morgan估算每个宏基站电源管理芯片成本约为50-100美元,取中值核算,2022年宏基站电源管理芯片市场规模 有望超5亿元; 小基站:据SCF预测,2025年全球小基站需求量将增长到7000W个,依据日经新闻对华为小基站成本拆解进行核算,未来小 基站电源管理芯片市场规模有望超1.5亿人民币。
5.4 安防和智能家居,2019年中国安防行业市场规模超8000亿元,安防摄像头作为重要组件出货量持续增长,预计2024年全球安防摄像头出货量 约5亿颗,对应电源管理芯片需求约20亿颗。 消费者安全意识的不断增加,家用安防产品出货量不断增长。据IDC预测,家庭安全监控设备出货量未来五年复合增长率有望 超40%,有望成为电源管理芯片的重要增长领域之一。
5.5 智能终端,5G商用以来,中国5G设备出货量上升趋势明显,2021年四月中国5G手机出货量2142万台,较去年同期增长近10倍。 5G手机兼容2、3、4G,射频前端芯片用量大增,带动电源芯片出货增长。 ,手机多摄渗透率持续提升,LDO等电源芯片需求增加。
屏幕更大、5G功耗更大,快充兴起,带动快充ACDC/DCDC/电荷泵芯片出货增长。 PMIC芯片需求增长,集成到主控中可能性不大,易造成发热严重,增大损耗等问题。
受益于疫情导致的线上办公与线上学习模式,笔记本电脑、平板电脑等便携式终端设备出货量显著增长,突破了早先几年低 增长的出货量瓶颈。2020年全球笔记本电脑出货量2.01亿台,同比增长超20%,疫情前后平板电脑出货量也增长明显。
后疫情时代受益于人们工作方式的改变以及设备更新换代需求,云笔记本电脑与平板电脑出货量有望延续回升趋势;随着笔记 本电脑与平板电脑人机交互功能的增强以及对低功耗长待机需求的提升,电源管理芯片在该领域的需求有望持续增长。
5.6 TWS真正无线立体声主要分为苹果阵营与安卓阵营 苹果airpods系列TWS耳机大部分电源管理芯片来自德州仪器,国内厂商切入机会较小; 安卓TWS耳机品牌较多,有华为、小米、漫步者多家国内厂商,且市占率较高,相关芯片国产化机会相对较大。
钰泰、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。随着安卓TWS的出货量及市占比逐 渐提升,该领域将为电源管理芯片带来巨大的国产替代空间。
在音频传输设备中,电源芯片主要为内部芯片供电以及驱动音频功放,应用领域包括TWS耳机以及蓝牙音箱设备等。
作为TWS耳机/充电仓的重要组成部分,电源管理芯片受益明显。 •TWS耳机长续航、智能化趋势,对电源管理芯片要求也将提升,电源管理芯片在TWS耳机中成本占比有望提升。
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方面。
据蓝牙技术联盟统计,2020年全球蓝牙设备出货量4.0亿台,预计2025年出货量将超6亿台,蓝牙设备主要分为普通蓝牙音箱、 智能音箱与蓝牙耳机等品类,普通蓝牙音箱主打音质,智能音箱主打人机交互体验。
据IDC数据,2020年我国智能音箱出货量3676万台,整体出货量增速放缓,目前该场景电源管理芯片市场中的主要玩家包括 MPS、TI、杰华特、矽力杰等。
5.7 消费类电子,多摄像头、高刷屏幕、5G射频耗电大增,电池容量难有革命性突破, 快充成为解决续航焦虑首选方案。
5W充电器次级更多使用肖特基二极管整流,快充更多使用次级同步整流,快充多使用一颗AC/DC芯片。 次级同步整流的转换效率比肖特基整流高;轻载输出时,肖特基整流输出会进入不连续模式,电流波形呈现间断状态,电压会产生振铃并释放高频谐波,同步整流电流波形是连续的,可以一直工作在连续状态。
充电器中体积占比最大的器件为变压器,欲将充电器做小的关键在于把变压器做小,将变压器做小的关键 在于提高开关管的开关频率,频率越高,所需的变压器体积越小。传统Si材料的开关管的频率已达上限, 再快会导致发热损耗严重。第三代半导体材料GaN可以达到更高的开关频率,进一步缩小充电器的体积。 各大终端品牌纷纷推出氮化镓充电器配件,氮化镓快充成本高于普通快充,只有少量高端品牌会随机附赠充电头(in-box),为第三方国产充电头释放空间。
5.8 物联网和智能家居,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。 • 物联网设备应用蓝牙芯片、WIFI芯片、MCU、传感器等以实现联网交互功能。随着物联网设备中各类芯片 的增加以及对低功耗的需求,该领域电源管理芯片需求有望持续增长。
消费升级大趋势下,扫地机器人等智能家居产品出货量持续上升,市场规模不断扩张,零售额从2014年22亿 元增长至2019年80元,预计2024年有望增长至129亿元 。目前扫地机器人已经进入降价阶段,消费者消费 意愿有望进一步提升,出货量有望持续增长; 扫地机器人中主要应用PMIC芯片进行电源管理,市场空间有望持续增长。
5.9在消费电子、家电、移动 终端等领域,中国品牌认 可度逐渐提升,诞生了一 批世界级的家电和消费电 子公司。
电源管理芯片技术门槛不高,且市场增量可观,国 内芯片厂商陆续切入,国 产替代潜力巨大。 目前国内多家电源管理芯 片厂商已切入国内相关品 牌厂商供应链,且逐渐显 现替代趋势,未来国产替 代程度有望进一步加深。一台家电中通常内 置 1-8颗电源管理 芯片。 多数家电使用多颗 不同类型的电源管 理芯片,包括 AC/DC、DC/DC、 栅驱动芯片等。
5.10 LED 作为灯具的核心部件,LED驱动电源芯片的特性不同,适用的场景也不同。
LED主要分为:LED显示屏、景观LED照明、室内LED照明, 不同应用场景的LED驱动芯片有不同的要求
以上是电源应用行业汇总,电源是各行各业的基础,是能量动力转换源,随着国产厂家的替代,逐渐的外国厂商利润会降低,但是数量庞大,有很广阔的前景。
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