电源管理芯片行业技术水平特点趋势及面临的发展机遇挑战重点企业

1、行业技术水平及特点

（1）高电压

耐压是衡量 DC-DC 电源芯片设计和制造技术水平及其先进性的关键指标。基于目前业内主流的晶圆制程工艺，一般而言 DC-DC 电源芯片的耐压越高，其面积越大，制造成本越高。为有利于电源芯片产业化，在有限的芯片面积上实现更高耐压，是电源芯片设计和制造技术先进性的重要体现。相同应用条件下，工作电压越高损耗越小，电源管理模块的转换效率越高；高耐压产品可以兼容输入电压相对较低的应用，即耐压越高芯片可工作的电压范围越大，应用领域越广。

根据全球知名半导体企业罗姆半导体集团 2017 年发布的技术交流文章，目前业内供应 DC-DC 电源芯片的企业众多，但耐压超过 40V 之后可供选择的芯片数量显著减少，超过 60V 的产品及供应商更是屈指可数，80V 耐压已属于业内顶级水平。

（2）大功率

输出功率反映了 DC-DC 电源芯片的驱动性能，是设计和制造技术水平及其先进性的重要指标之一，电源芯片的输出功率越大，工作过程中产生的电磁干扰越大，对芯片内部逻辑电路的抗干扰能力、检测速度与精度要求越高；同时为降低芯片损耗，需要降低芯片内部功率管的驱动损耗、导通内阻和封装热阻，对芯片内部电路设计和封装工艺的要求越高，提高单颗电源芯片的输出功率是设计和制造技术先进性的重要体现。相同应用条件下，电源芯片的输出功率越大，其功率密度越高，以之为核心制作的电源管理模块的体积越小，可满足下游客户对于集成度的特殊需求；大功率的产品可以向下兼容小功率的应用，既输出功率越大，应用范围越广。

（3）高可靠性

可靠性是 DC-DC 电源芯片综合性能指标，也是车规级和工业级领域客户的核心诉求，高可靠性的电源芯片能够在各类极端恶劣环境和条件下可靠、稳定地工作且使用寿命长，具体体现为耐高低温、抗腐蚀、耐冲击等，例如，车规级芯片需满足在-40～125℃下稳定工作，工业级芯片需满足在-40～85℃下稳定工作，而消费级芯片仅需满足在 0～70℃下稳定工作；工业级芯片需满足在强酸碱、强盐雾等恶劣环境下稳定工作，而消费级芯片仅需满足在常规环境下稳定工作。高可靠性产品适用于汽车电子、工业控制、通讯设备等车规级和工业级领域，也可应用于消费电子和家用电器等消费级领域。

2、电源芯片的技术发展情况及未来发展趋势

近年来，由于物联网、自动驾驶、5G、人工智能等新技术的应用日益普及，相关电子产品的性能不断提升、应用不断创新，电源芯片作为电子产品的核心元器件之一，终端客户对其效率、功率、体积、可靠性等方面提出了更高的创新和创造要求，电源芯片市场呈现出需求多样化、应用细分化的特点。高集成、高电压、大功率、高可靠性等逐渐成为电源芯片行业主要的技术发展趋势。

资料来源：普华有策

（1）高集成

电子产品性能不断提升，设备的体积反而变得愈发轻薄短小，为其供电的电源管理方案也需要不断提升性能并缩小体积。电源管理方案以电源芯片为核心，通过外围的电感、电容等多种元器件的连接可实现复杂的电源管理功能，其中，电源芯片的管脚数量、封装外形、外围元器件的数量及外形、PCB 板的面积以及布局布线形式等决定了电源管理方案的体积，将多种功能集成到电源芯片内以减少外围元器件数量，可有效提高芯片性能并缩小电源管理方案的体积。

同时，外围元器件数量减少意味着连接时无需考虑太多的元器件之间的干扰，降低了电源管理方案整体的加工难度及失效率，提高了系统的可靠性，便于终端客户使用并降低其研发周期及成本。

（2）高电压

提高供电电源的电压不仅可以提供更大的输出功率，也可以降低传输过程中的功率损耗。因此，终端设备的供电电压不断提高。例如，汽车在 1918 年引入蓄电池，当时的供电电压只有 6V，到了 1950 年升级为 12V；2011 年宝马、奥迪等几家知名车企联合推出了 48V 系统，以满足汽车电子日益增长的负载需求。

目前，车载电子装置用电源芯片的供电电压一般为 12V、24V、36V、48V 等，但车辆在启动或急刹车时，供电电压产生的瞬态毛刺电压可达正常值的二倍左右，因此电源芯片需留有足够的耐压裕量，例如供电电压为 48V 时推荐使用耐压80V～100V 的电源芯片，终端设备供电电压的提高不断促进电源芯片向高电压方向发展。

（3）大功率

提高单颗电源管理芯片的输出功率，可以提高电源模块的功率密度，同等条件下可以缩小电源模块体积、降低使用成本并实现更多的系统功能。电子设备的功能日趋复杂，其内部配备了越来越多的功能模块。例如，汽车中控设备早期主要用于影音娱乐，目前则集成了导航、行车记录、影音娱乐、辅助驾驶等多种功能，其功耗也在增加，需要输出功率更大、驱动能力更强的电源管理模块为之供电。随着移动电子设备的功能复杂及功耗增加，其需要配备更大容量的电池，及更大输出功率的电源适配器以提高充电效率，电源管理芯片需要提高输出功率以顺应这一发展趋势。

（4）高可靠性

车规级和工业级应用领域的客户对电源芯片的核心诉求是“安全、稳定、抗干扰、高可靠性”等，即提高电源芯片的“鲁棒特性（Robustness）”，意指电源芯片产品能够在各类极端恶劣环境和条件下可靠、稳定地工作且使用寿命长。例如，用于汽车电子的电源芯片的温度等级指标为-40～125℃，但实际应用时，恶劣环境下的极端低温会低于-40℃；极端高温环境下车内环境温度达到 70℃时，位于车载电子设备内的电源芯片在满负荷工作时，芯片内部的极端高温可能超过125℃。因此，为满足上述应用领域的特殊需求，电源芯片设计企业需要在-40～125℃的温度范围以外增加裕量，使得产品能够承受更广的极端温度范围。电源芯片作为电子产品的“心脏”，其可靠性直接关系到电子产品的使用寿命及工作性能。随着电子产品功能多样化和应用复杂化，电源芯片正不断向高可靠性方向发展。

3、行业发展机遇

（1）良好的产业扶持政策

集成电路产业被誉为信息产业的核心和国民经济信息化的基础，2000 年我国就将发展集成电路产业视为一项长期而紧迫的任务，并制定了系列扶持政策。在国际贸易摩擦加剧的当下，加速国产替代，实现集成电路产业的自主可控已上升到国家战略高度。2015 年，我国提出我国芯片自给率较低的产业劣势，并制定了 2025 年将我国芯片自给率提升至 70%的战略目标；2021 年发布的《我国国民经济和社会发展十四五规划和 2035 年远景目标纲要》也提出，要重点布局包括集成电路在内的前沿领域。

此外，为促进集成电路产业的发展，我国还设立了国家集成电路产业投资基金，目标规模上千亿元。地方政府亦出台了诸多利好政策，或是成立了集成电路产业基金，从财政、税收、技术、人才等角度给予扶持，为我国集成电路产业及相关企业的发展营造了良好的政策环境。

（2）集成电路国产化趋势明显

近几年美国对华为、中兴等中国企业的种种限制与打压强化了中国相关行业和企业的危机意识，国产化和进口替代概念从原来的信息安全扩大到半导体供应链安全，中国亟需培育出一批具有先进研发、制造、生产能力的半导体企业，以保证国内半导体行业的供应链安全。

（3）电源芯片下游应用领域不断拓展

基于中国庞大的人口基数和高速经济发展，下游需求不断提升带动了中国5G、物联网、人工智能、新能源汽车等新兴行业的迅速崛起。催生出的大数据、云计算以及高速信息传输等大量需求，有赖于高效、可靠的电源芯片的应用，促进了中国电源芯片行业的进一步发展。

4、行业发展挑战

（1）设计人才短缺

电源管理类模拟芯片行业在技术和人才需求方面的典型特点是“深积累、慢发展、重技术、长周期”，产品设计研发周期长、技术门槛较高，更多依赖于研发人员长期的技术和实践经验积累，明星工程师的“单兵作战能力”以及核心技术团队的技术经验积累至关重要。

相较于国际市场，我国集成电路行业起步较晚，具有丰富工程实践经验的设计人才短缺，从而限制了我国模拟芯片行业的发展。尽管近年来，我国政府、高校、机构、企业不断加大人才培养的力度，但人才匮乏现象始终存在，加之模拟芯片行业人才培养周期较长，对短期内本土模拟芯片设计行业的发展带来了较大的挑战。

（2）行业长期被国外巨头垄断

模拟集成电路在技术和人才等方面的特点决定了其产品设计研发周期长、技术门槛较高，产品研发成功后往往具备较强的生命力。德州仪器、亚德诺等国际模拟芯片巨头起步较早，产品和技术积累深厚，长期占据着较高的市场份额，数据显示，2020 年全球前十大模拟集成电路设计企业合计市场占有率高达 62%。

得益于政策的大力扶持，近年来我国集成电路行业发展速度较快，国产替代趋势不断加深，涌现了许多优秀的模拟芯片设计企业。但与国外巨头相比，本土模拟芯片企业仍存在发展时间较短，产品和技术积累不足，市场占有率有待提高等劣势。

（3）产品结构多样性不足

与国际模拟芯片企业相比，中国本土公司发展时间较短，在技术储备和产品种类上仍存在一定差距，导致产品结构的多样性不足。以国际领先的模拟集成电路企业德州仪器为例，其拥有十多万种不同类型的模拟芯片产品和上万个授权专利，涵盖各大应用领域，而国内企业大多仅涵盖某几个细分领域，产品类型数十至数千种不等。以 DC-DC 电源芯片为例，在高耐压、单颗芯片输出大功率、高可靠性等领域，国内企业在设计环境、设计工具、设计人才和设计经验等方面与世界先进水平还存在较大差距。

5、行业内的主要企业

电源管理类模拟集成电路行业的特点是产品种类繁多，应用广泛，精度和可靠性要求较高，需要具备多年的技术积累，行业内的知名企业大多经历如此，例如德州仪器 1958 年起开始从事模拟集成电路行业，且以研发、制造、销售电源管理类模拟集成电路为主营业务之一。由于国内企业与国外巨头存在一定的技术差距，市场以往主要被国外巨头占据，但国内部分企业经过多年的努力和发展，已在某些产品领域崭露头角，实现国产化和进口替代。

（1）德州仪器（TI）

德州仪器（Texas Instruments）成立于 1930 年，是美国得克萨斯州的一家跨国半导体企业，以研发、制造、销售半导体和计算机技术而闻名，系美国纳斯达克证券交易所挂牌上市公司，股票代码 TXN。目前，德州仪器在全球 35 个以上的国家或地区设立了设计、制造或销售机构，为业内输出模拟技术、数字信号处理（DSP）、微处理器（MCU）半导体及相关解决方案等。德州仪器是目前全球最大的模拟集成电路研发和生产企业，电源芯片是其最主要的产品类别之一。

（2）亚德诺（ADI）

亚德诺半导体技术股份有限公司（Analog Devices）成立于 1965 年，是美国马萨诸塞州的一家半导体企业，以模拟、数字信号处理用的精密高性能 IC 而闻名，系美国纳斯达克证券交易所挂牌上市公司，股票代码 ADI。目前，亚德诺在全球多个国家和地区设立了生产工厂，研发、生产、销售高性能模拟、数字和混合信号芯片，产品用于几乎所有类型的电子电器设备。

（3）美国芯源（MPS）

美国芯源系统有限公司（MPS）成立于 1997 年，是美国的一家高性能半导体公司，系美国纳斯达克证券交易所挂牌上市公司，股票代码 MPWR。目前，MPS 以其独特的系统设计优势和创新的工艺技术，提供高集成的 IC 产品，产品覆盖 AC-DC、DC-DC 电源管理及电池管理等多种类型。

（4）矽力杰

矽力杰股份有限公司成立于 2008 年，注册于英属开曼群岛，系台湾证券交易所挂牌上市公司，股票代码 6415.TW。矽力杰致力于高功率密度、高效率的电源芯片研发、设计和销售，是全球为数不多的能生产小封装、高压大电流的集成电路设计公司之一。

（5）圣邦股份

圣邦股份成立于 2007 年，是北京市的一家半导体企业，聚焦于高性能、高品质模拟集成电路设计与销售，目前，圣邦股份产品覆盖信号链和电源管理芯片两大领域，拥有 16 个系列数千款型号的产品。

（6）赛微微电

赛微微电成立于 2009 年，是广东省东莞市的一家半导体企业，致力于模拟芯片的研发和销售。目前，赛微微电的产品覆盖电池安全芯片、电池计量芯片、充电管理芯片等多种电源管理芯片，广泛应用于电动工具、充电产品、电动车辆、智能家电、消费电子等领域。

（7）芯朋微

芯朋微成立于 2005 年，是江苏省无锡市的一家半导体企业，聚焦于电源芯片为主的模拟及数模混合集成电路设计，目前，芯朋微主要从事绿色电源管理和驱动芯片的开发，致力于提供高效能、低功耗、品质稳定的集成电路产品。

（8）晶丰明源

晶丰明源成立于 2008 年，是上海市的一家半导体企业，聚焦电源管理驱动类芯片的研发和销售。目前，晶丰明源主要从事 LED 照明驱动芯片、电机驱动芯片等电源管理驱动类芯片的研发和销售，在通用 LED照明、高性能灯具和智能照明驱动芯片技术和市场均处于领先水平。

（9）富满微

富满微电子集团成立于 2001 年，是深圳市的一家半导体企业，聚焦于高性能模拟以及数模混合集成电路设计。目前，富满微主要从事电源管理类、LED 控制类、功放消费类集成电路产品的设计研发、封装和销售，拥有电源管理、LED 驱动、MOSFET 等涉及消费领域的四百余种 IC 产品。

（10）明微电子

明微电子成立于 2003 年，是深圳市的一家半导体企业，聚焦于集成电路研发设计、封装测试和销售，目前，明微电子主要从事 LED显示驱动、LED 智能景观驱动、LED 照明驱动以及电源芯片的研发。

（11）芯龙股份

芯龙股份是国内少数专注于中高电压、中大功率 DC-DC 电源芯片研发、设计与销售的芯片设计公司，也是国内该细分领域产品种类最为齐全的企业之一，产品具备耐压高、输出功率大、可靠性高等特点。公司是国内少数能够量产耐压 100V DC-DC 电源芯片的企业，相关产品的最大输出功率可达 20W；耐压 40V 产品单颗芯片实现的最大输出功率可达 100W，均已达到德州仪器等国际知名企业的同等水平，并实现了同类产品的进口替代。

更多行业资料请参考普华有策咨询《2022-2028年电源管理芯片行业深度调研及投资前景预测报告》，同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。