需求暴涨的汽车模拟芯片_风闻
芯世相-芯世相官方账号-芯片电子元器件IC半导体分销教科书式必读公众号2022-06-07 11:28

随着智能化、电动化浪潮的推进,汽车芯片的含量成倍提升,电动车半导体含量约为燃油车2倍,智能车为8-10倍。需求增量端2020年全球约需要439亿颗汽车芯片,2035年增长为1285亿颗。价值增量端,2020年汽车芯片价值量为339亿美元,2035年为893亿美元。可见芯片将成为汽车新利润增长点,有望成为引领半导体发展新驱动力。
汽车芯片从应用环节可以分为5类:主控芯片、存储芯片、功率芯片、模拟芯片、传感器芯片等,以模拟芯片为例,模拟集成电路作为半导体的重要分类之一,属于产生、放大和处理各种模拟信号的关键元件,承担着连接现实世界和数字世界的桥梁作用。模拟集成电路的发展趋势与半导体行业的景气度高度一致,市场规模同样拥有持续上涨的动能。
根据WSTS,2021年全球模拟芯片的市场规模达728亿美元,相比于2020年的556.6亿美元强势增长30.8%,且其预计2022年模拟芯片的市场销售继续增长8.8%至792.5亿美元;IC insights则预测,全球模拟产品市场2021至2026年的年复合增长率预计在7.4%。

模拟芯片在汽车各个部分均有应用,包括车身、仪表、底盘、动力总成及ADAS,主要分为信号链芯片与电源管理芯片两大板块。

汽车电子增长迅猛,已经成为了模拟芯片第二大下游应用场景,预计2022年专用型模拟芯片市场份额占比达到16.6%,市场规模同比增长17%。

模拟芯片在不同下游产品的平均单机价值量,其中汽车占比最高。

新能源汽车在充电桩、电池管理、车载充电、动力系统等方面对模拟芯片均有新需求,带动市场对模拟芯片需求的提升。
**电源管理:**汽车电源解决方案需求快速提升
涨幅创6年新高
从应用角度看,模拟芯片分为信号链路和电源管理两大类,据Oppenheimer统计,2020年全部模拟IC市场中,信号链产品占比约为47%,电源链产品占比达到53%。
电源IC增长最大的是车载领域,复合年增长率为9.0%。电动化和自动驾驶将成为驱动力,特别是电动汽车,Yole预计其到2026年将占汽车市场的30%,电源管理IC(PMIC)受其推动增长。此外Yole预计,到2026年,预计所有乘用车和80%的小型商用车至少配备Level1ADAS,这也增加了对多通道PMIC的需求。
电源管理芯片作为电动汽车推进的关键芯片,**对汽车电动化进程至关重要。**与传统汽车的相比,电动汽车有“三电”系统,即电机、电池和电控系统。其中电控系统由电池管理系统和控制系统构成,以管理电池组和控制电池的能量输出和调节电机的转速等,电源管理芯片对汽车电动化进程至关重要。
**目前74%的芯片短缺来自于汽车驱动芯片、汽车主控芯片以及电源芯片,剩余的则为信号链CAN/LIN等通信芯片。**工业和信息化部辛国斌曾表明2021-2025年中国新能源汽车的市场渗透率每年的年复合增长率须达到30%以上,推进进程较快,对电源管理芯片需求将持续扩大。

无线充电是增长快速的电源芯片应用市场,汽车无线充电功能的渗透成为电源芯片需求的重要驱动因素。无线充电是在发射端(TX)和接收端(RX)分别连接电感线圈,在发射端驱动电感线圈产生交变磁场,在接收端通过电感线圈耦合该交变磁场产生交流电并且进行电力传输的技术。无线充电芯片主要包括接收端芯片和发射端芯片两个类别,是重要的电源管理芯片。2018年至2021年,合资品牌汽车无线充电功能渗透率由1.5%上升至15.2%;自主品牌汽车无线充电渗透率由3.1%上升至26.4%。

**欧美厂商在电源管理芯片领域领先,国内企业竞争格局则相对分散,车载产品国产替代空间广阔。**德州仪器、ADI、英飞凌和意法半导体市占率领先且均在车载领域有布局。国内电源管理IC市场份额较低,且集中度较低,根据前瞻产业研究院整理数据,国内十大电源管理芯片上市公司国内市占率仅6.83%,在国际上,根据中国经济网报道,欧美厂商占据80%以上的市场份额。大部分国内公司仍处在小批量供货和研发状态,雅创电子在电源管理IC设计领域较为领先。


信号链:智能化产品基石
汽车四化推动加速成长
信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁。一个完整信号链的工作原理为:从传感器探测到真实世界实际信号,如电磁波、声音、图像、温度、光信号等并将这些自然信号转化成模拟的电信号,通过放大器进行放大,然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号,经过MCU或CPU或DSP等处理后,**一方面,经由DAC还原为模拟信号,另一方面,通过各种连接芯片实现互联互通。**可以说,信号链是电子设备实现感知和控制的基础,是电子产品智能化、智慧化的基础。
电池管理系统(BMS)是电动汽车最重要的核心技术也是信号链芯片增速较快的车载应用领域,电池管理芯片作为关键上游部件驱动信号链芯片需求。电池管理系统(BMS)是动力电池系统的重要组成部分,主要负责管理控制电池的状态,防止电池出现过充电和过放电的状况,以便延长电池使用寿命。BMS芯片并非特指一种芯片,而是AFE(电池采样芯片)、MCU(微控制处理单元)、ADC(模拟数字转换器)、数字隔离器等产品的统称。
BMS的应用领域包括新能源汽车、通信、可再生能源、UPS不间断电源等,**其中新能源车是BMS最常见的应用领域。**根据Frost&Sullivan统计,全球新能源汽车用BMS市场规模从2016年的4.5亿美元增长到2020年的14.2亿美元,复合年均增长率高达33.3%。在国内新能源汽车的快速发展带动下,国内BMS市场需求规模迅速增长,市场规模由2016年的12.9亿元增长至2020年的26.3亿元,复合增长率为19.5%。预计2020年至2025年将以16.6%的复合增速继续增长。

**欧美公司占领信号链芯片主要市场,国产替代空间广阔。**从国际格局看,各大厂商均基于电池管理芯片均推出了相应的电池管理系统(BMS)产品设计方案,电池管理芯片被国外厂商垄断。Skyworks基于其在射频前端的技术优势,拥有前端模组、开关、功率放大器、低噪声放大器完整车规级产品方案。

本土厂商方面,思瑞浦产品已导入车用市场,力芯微产品在研。
思瑞浦致力于成为一家模拟与嵌入式处理器芯片供应商,目前产品以信号链芯片为主。已建立完整的汽车电子质量管理体系并通过相关客户的认可,首颗汽车级高压精密放大器(TPA1882Q)已实现批量供货。
力芯微信号链芯片深入研发及产业化项目在研,主要面向车载高频或微弱信号等领域。