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1、电源管理芯片行业市场分析报告,目录,一、电源管理投资逻辑框架,二 技术指引：详解电源管理芯片概览,原理与结构关键技术指标,三、鸟瞰于胸：产业链分析,四、窥见核心：增长驱动力,五、知己知彼：细说国内外厂商,概览电源管理芯片在半导体中的地位,电源管理芯片属于模拟芯片，是电子设备的电能供应心脏，负责电子设备所需的电能变换、分配、检测等管控功能。电源管理芯片是电子设备中的关键器件，其性能优劣对电子产品的性能和可靠性有着直接影响，广泛应用于各类电子产品和设备中，是模拟芯片最大的细分市场之一。,半导体,集成电路,DOS器件,模拟芯片,数字芯片,分立器件,光电子,传感器,电源管理,信号链,微处理器,存储器,
2、二极管,晶体管,LED,MEMS,资料来源：半导体行业观察、市场研究部,概览电源管理芯片分类,电源管理芯片可划分为AC/DC（交流转直流）、DC/DC（直流转直流）、驱动IC、保护芯片、LDO、负,载开关、PMIC等。,常见的电源主要分为车载与通讯系列、通用工业与消费系列，前者的使用的电压一般为等，后者使用的电源电压一般在24V以下。,48V、36V、24V,不同应用领域规律不同，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模拟电路电源常用5V、15V，数字电路常用3.3V、2.5V等，现在的FPGA、DSP还用2V以下的电压，诸如1.8V、1.5V、1.2V等。,电源管理,线性稳压器,负载开,多
3、功能PMIC,AC/DC,DC/DC,驱动IC,保护芯片,关,多个,LED驱,马达驱动,过压保护,Buck-Boost,PSR,SSR,SR,Buck,Boost,电荷泵,LDO,DCDC、LDO集成,过热保护,动,资料来源：市场研究部,电源管理芯片分类按拓扑结构,拓扑结构即实现相应功能的最基本的电路结构。根据电能转换过程中是否使用隔离器件（变压器），将电路拓扑结构分为隔离型和非隔离型。,拓扑结构,非隔离型,隔离型,Buck-Boost降,Half,Full,Buck降压,Flyback Forward反激 正激,Boost,Push-Pull,Bridge,Bridge,SEPIC,uk,推
4、挽,压,半桥,全桥,升压,资料来源：CSDN、市场研究部,拓扑结构如何选择拓扑结构,隔离器件能增加电路的安全性，大电压场景一般需要隔离器件。如用市电供电，人接触电源的输出端或地端可能会有触电危险。在下雨天打雷的时候，没有隔离可能导致电路烧毁。,非隔离,Boost,Boost-Buck,升压,极性相反：uk极性相同：Sepic、Zeta,根据电路工作功率进行隔离型电源拓扑结构的选择。,组合,降压,非隔离电源中Boost和Buck是基本结构，其他结构都是Boost、Buck的组合变形。Boost电路比Buck电路技术要求高，Buck电路应用场景比Boost电路多。,Buck,Buck-Boost,
5、150W 500W 1kW 2kW,隔离,根据升降压的需求进行非隔离拓扑结构的选择。,Flyback反激,Forward,Push-Pull推挽,Full-Bridge全桥,正激,资料来源：市场研究部,拓扑结构非隔离型电源,非隔离型电源输入输出端没有使用隔离器件（主要是变压器）进行隔离。通过控制开关管占空比,， ，即导通占比大小），对输入的直流电进行升压或降压。(D 0D1,拓扑结构,基本电路,常规转换效率,相对成本 转换系数（,）,所需磁器件,升/降压,Buck,85%,11,D,1个电感,降压,1,Boost,70%70%75%75%,1个电感1个电感2个电感2个电感,升压,1 ,Buck
6、-Boost,升压与降压，电压反向,1,1 ,升压与降压，电压同向,Sepic,1.21.2,1 ,升压与降压，电压反向,uk,1 ,资料来源：Wrth Elektronik、市场研究部,拓扑结构隔离型电源,隔离型电源使用变压器将输入电压与输出电压进行隔离，提高电路安全性。,拓扑结构,基本电路,常规转换效率,相对成本 转换系数（,）,所需磁器件变压器,升/降压,DCMFlyback,T2,75%,1.51.81.82,D*,升降压,2 ,Forward,75%75%80%,变压器与电感变压器与电感电压器与电感,升降压升降压升降压,Push-Pull,Half-Bridge,资料来源：Wrth
7、Elektronik、市场研究部,隔离电源的两种形式：线性电源 VS 开关电源,交流市电转换为直流电的电源模块分为线性电源和开关电源。输入频率是决定变压器大小的变量之一，电源体积主要由变压器大小决定。交流市电输入频率固定：线性电源先经过变压器降压再整流，变压器体积难以做小；开关电源先整流，再通过开关管来增加输入电压频率，变压器体积小，电源体积可以做小。,线性电源大、重3040%简单,开关电源小、轻7095%复杂,尺寸,效率,复杂性,电磁干扰（EMI） 低噪声成本 高（材料要求高）,需要滤波低,两种电源都需要多颗电源芯片来实现功能。,线性电源基本结构与波形图,开关电源基本结构与波形图,资料来源：
8、Powersupply、we-online、市场研究部,电源管理芯片核心器件 PWM控制器,开关管的导通关断状态主要通过PWM模块来完成。PWM的全称是Pulse Width Modulation，即脉冲宽度调制，其本质是一种数字信号，主要由占空比和频率来进行定义。,占空比：信号为高电平状态的时间量占据总周期时间的百分比。频率：代表PWM信号完成一个周期的速度，即决定信号在高低电平状态之间的切换速度。 PWM由误差放大器、比较器、振荡器、锁存器、基准电压组成。如电压控制型PWM，当参考电压与反馈电压的差值（ ）高于锯型波电压（U ）时，锁存器输出高电平控制开关管导通，反之控制开关管断开。,电压
9、控制型PWM结构,PWM控制时序,参考电压与反馈电压差值,振荡器产生的锯齿波,参考电压与反馈电压差值,振荡器产生的锯齿波,资料来源：Expreview、市场研究部,电源管理芯片核心器件功率MOSFET,电源的开关管主要使用的是MOSFET，功率MOSFET能输出较大的工作电流(几安到几十安培)。, MOSFET有两种类型：N沟道和P沟道。,N沟道：漏极D接正极，源极S接负极，栅极G正电压时导电沟道建立，N沟道MOS管开始工作。用于ACDC电源、DCDC转换器、逆变器设备P沟道：漏极D接负极，源极S接正极，栅极G负电压时，导电沟道建立，P沟道MOS管开始工作。用于负载开关、高边开关等。,N沟道M
10、OSFET,P沟道MOSFET,资料来源：Elecfans、市场研究部,原理与结构AC/DC,AC/DC芯片分为隔离和非隔离两种形式：非隔,根据交流输入转直流输出过程中，是否经过变压器进行隔离，离交直流转换器/控制器；隔离的SR、PSR、SSR。,AC/DC芯片类型,隔离器件变压器结构,种类,特性,交流转直流过程中不需经过隔离器件（变压器）优：节约成本、缩小尺寸、效率高于隔离电路劣：安全性低于隔离电路,非隔离交直流转换器/控制器,使用MOSFET将次级侧输出的方波信号整流成直流信号优：转换效率高，散热成本低,次级同步整流/控制器（SR）,劣：需要驱动电路，成本高于肖特基二极管整流通过电压器原边
11、进行电压调节反馈,原边反馈交直流转换器/控制器（PSR）,优：节省光耦、431及周边元件，体积小，成本低劣：输出精度低，一般只用在小功率电源上（10W内）通过变压器副边进行电压调节反馈,副边反馈交直流转换器/控制器（SSR）,优：输出电压更佳，可空载启动，副边保护较好劣：需要光耦和431及周边元件，多成本多PCB空间,资料来源：ofweek、华为云、CSDN、市场研究部,原理与结构AC/DC,设备在接通电源过程中都需要AC/DC芯片，将交流市电转换为直流电给芯片供电。MOSFET分为：转换器和控制器，前者集成，后者需要外置MOSFET搭配使用。大功率场景，一般选择控制器与外置隔离型AC/DC芯
12、片：次级同步整流器（SR）、原边反馈交直流转换器（PSR）、副边反馈交直流转换器（SSR）。,按是否集成,MOSFET。,非隔离型AC/DC转换器 AP8505,AC/DC次级同步整流转换器(SR) PN8308L,集成MOSFET,变压器次级,交流输入芯片,集成MOSFET,直流输出,资料来源：芯朋微官网、市场研究部,原理与结构AC/DC,AC/DC应用较多。若没有进行隔离，如用市电供电，人接触电源的输出端或地端可能会有触电危险，雷雨天,隔离型,无隔离可能会导致电路烧毁风险。,原边反馈AC/DC转换器(PSR) PN8370,AC/DC次转换器(SSR) PN8137,副边反馈,交流经过整流
13、桥、ACDC输入到电压器初级,变压器次级整流后输出直流,通过变压器原边进行反馈调节,资料来源：芯朋微官网、市场研究部,原理与结构DC/DC,主流DC/DC芯片,主流的DC/DC芯片有Buck、Boost、Buck-Boost，其他隔离型DC/DC拓扑结构有：uk、Sepic、Zeta,类型,原理,拓扑结构,=,，0D1Vin Lout，,DC/DC按是否集成MOSFET分为转换器和控制器，前者有集成，后者需要外挂。DC/DC输出大小与PWM占空比D有关。,开关管导通时，环路由,，,Cout构成，Vin对负载供电且Vi对电感Lout进行充电；开关管断开时，环路由Lout Cout,降压稳压器,（
14、,Buck）,，,，二极管构成，电感两端,产生感应电压，感应电压继续给负载供电，通过二极管形成回路。,=,/ (1D) ，0D1,DC/DC芯片分类,开关管导通时，环路由Vin，L构成。 此时Vin对电感L充电，负载由Cout供电；开关管断开时，环路有Vin，L，二极管D，Cout构成。电感两端产生感应电压，感应电压与Vin一起给负载供电，同时对C充电。,升压稳压器（Boost）,=,D/(1D ) ，0D1,开关管导通时，二极管反向截止，电感器储能，电流回路为：输入Vin 开关,降压升压稳压器（BuckBoost）,管,电感器L；开关管断开时，二极管,正向导通，电流回路为：电感L 电容,C,
15、负载 二极管,资料来源：CSDN、TI、市场研究部,原理与结构电荷泵,传统快充方案有高电压小电流和高电流小电压,高电压简单易行，对配件要求低，但因为需要降压，效率偏低，功率难以提升；高电流转化率高，但对配件要求高，尤其是线材，电流太大线材要么成本直线上升，要么无法承受，导致出现瓶颈。高电压高电流是快充技术演变的必然趋势，如何高效降压为电池充电成为关键。电荷泵也叫无电感式DC-DC转换器，利用电容作为储能元件。可以使输出电压减半或倍增，根据能量守恒，电压倍增会使电流减半，电压减半会使电流倍增。转换效率可以达到95%以上。,升压电荷泵原理,降压电荷泵应用于华为40W快充方案应用,资料来源：ency
16、clopedia2、雷科技、市场研究部,原理与结构线性稳压器,线性稳压器主要是低压差线性稳压器（LDO）,线性稳压器无法存储大量的未使用能量，若压差太大，没有提供给负载的功耗将以热量形式消耗掉。工作在线性区，其作用是在输入电压或者负载电流发生变化的情况下仍然可以稳定的输出电压。,LDO,是物联网电子产品中应用最为广泛的电源芯片。,LDO电路结构,LDO应用场景, LDO基本结构：包括电压基准源、误差放大器、调整管、反馈电阻四个模块。, LDO工作原理：误差放大器、调整管、反馈电阻组成LDO控制环路，当输入电压或者负载电流变化的时候，LDO通过它的控制环路的负反馈调节作用可以抑制输出电压的变化。
17、,资料来源：CSDN、Ablic、市场研究部,原理与结构LED驱动电源, LED发光二极管是一种电流单向导通的能发光的电子元件，由于单向电流导通发光特性，使用交流电直接作为驱动电源时可能会产生频闪现象及击穿风险，选取合适的电源驱动十分重要。 LED驱动电路芯片主要分为恒压式驱动、恒流式驱动、脉冲式驱动。恒流式驱动芯片应用最广。 LED驱动芯片工作原理：,线性恒流式：基于MOS管线性放大原理，通过控制通过MOS管电流来获得稳定的电流输出。开关恒流式：控制内部功率开关，通过电流过大时关闭，过小时打开，使平均电流稳定在一定范围内。阻容降压恒压式：利用电容控制最大通过电流并和负载串联起到降压目的，经过
18、整流滤波及稳压后提供稳定电压的工作电源。,线性恒流电源电路,开关恒流电源电路,阻容降压电源电路,PT4515C,PT4115,资料来源：CSDN、联豪光电、华润矽威官网、市场研究部,原理与结构马达/电机分类, 马达（Motor）也叫电动机，是一种将电能转化为机械能的装置。 广义上可分为转子马达和线性马达，转子马达依靠转子旋转工作，根据电源分为直流马达和交流马达。,无刷马达：,转子马达分类,驱动芯片原理,通有直流电的电刷连接换相器为线圈通电，通电线圈在与外侧磁场作用下旋转,有刷马达无刷马达,通过对通电线圈通电顺序的控制，使得带有磁性的转子在电磁场作用下旋转,直流马达,通过控制电机线圈上的电脉冲顺
19、序、频率和数量，控制电机的转向、速度和旋转角度,有刷马达,步进马达,转子马达,两个绕组分别接入相位不同的单相交流电，转子在变换的磁场作用下旋转,单相交流马达三相交流马达,交流马达,三个绕组分别接入相位不同的三相交流电，转子在变换的磁场作用下旋转,资料来源：搜狐、知乎、市场研究部,原理与结构转子马达/电机驱动芯片, 转子马达驱动芯片：控制通过电机的电流或两端电压，进而控制电机转速，正反旋转方向及刹车等功能。 根据驱动的马达的不同，可按转子马达的分类对转子马达驱动芯片进行分类。 典型直流驱动芯片：通过H桥电路控制电机驱动方向以及刹车和高阻状态，通过PWM控制电机转速。,L298为例，H桥,正转状态
20、,反转状态,资料来源：ST官网、CSDN、市场研究部,原理与结构线性马达/电机驱动芯片, 线性马达：也称直线马达，初级通入电流后，在初次级之间产生磁场，在磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动。音圈VCM马达是驱动镜头的直线运动，本质上也是直线马达。 典型线性马达驱动芯片：TI的DRV2605，通过ROM内置的触觉效果库，改变输出的驱动电压的波形，从而控制线性马达的振动效果，产生触觉反馈等振感。,线性马达原理结构图,DRV2605 驱动IC电路图,Click 触觉效果驱动波形,资料来源：youtube、TI官网、CSDN、市场研究部,原理与结构负载开关,负载开关是可用于
21、开启和关闭电源轨的集成电子继电器。作用：控制不同负载间配电，实现满足上电要求的上电排序、降低漏电流、浪涌电流控制、断电控制、保护电路、减少BOM数量和PCB面积。,常规负载开关框图,负载开关结构说明, 决定可处理的最大输入电压和最大负载电流 器件的导通电阻是导通FET的特性,1.导通FET, 对FET的栅极进行充放电 控制器件的上升时间,2.栅极驱动器3.控制逻辑4.电荷泵, 控制导通FET和其它模块的接通和关断 用于带有N沟道FET的负载开关, 连接Vout到GND的片上电阻,5.快速输出放电模块6.其它, 通过ON引脚禁用器件时，该电阻导通, 不同的负载开关包含其它功能，如热关断、限流和反
22、,向电流保护,资料来源：TI官网、市场研究部,原理与结构多通道电源管理IC（PMIC）, PMIC是指单颗芯片内集成了多种电源管理功能的芯片，主要是集成降压DCDC、LDO，升压DCDC的场景使用较少，因此较少集成。高通、联发科、海思等手机芯片厂家的PMIC一般与SoC主控绑定销售。,目前国产厂家PMIC产品较少。,电源厂家PMIC集成统计,降压DCDC,升压DCDC型号,LDO,厂家,最大集成数,型号,最大集成数,最大集成数,型号,TPS658310、TPS658310、TPS65185,TPS769038、TPS658643、,TI,20,TPS65186,2,11,TPS65951,MP
23、Q7920、,MP5507E、MP5455、,MPS,4,1,5,MPQ7920、MP5416,MP5416,MP5515,MC34704AEP、MC34709VK、,MC13892CJVK、MC13892CJVL、MC13892DJVK,NXP,86,MC34704AEP,1-,1212,MC32PF4210A0ES,英集芯,IP6208,-,IP6208,资料来源：TI官网、MPS官网、NXP官网、英集芯官网、市场研究部,关键技术指标,电源管理芯片的核心结构为PWM控制器、MOSFET。具体选型依据输入输出电压与电流场景，以下评判标准主要体现厂家芯片技术水平。,关键指标说明,参数,定义,评
24、判标准越宽越好越高越好越大越好越小越好,输入电压范围开关频率反向击穿电压Rdson,芯片输入电压范围，宽电压输入代表器件耐压能力强控制MOSFET开关频率,反向电压达到一定数值，反向电流急剧增加MOSFET工作（启动）时，漏极D和源极S之间的电阻值,保护功能包括输入（开启/关断）欠压保护、VCC欠压锁定、过载保护、 越丰富越短路保护、输入过压保护、VCC过压保护和过热保护,保护电路,好,资料来源：市场研究部,关键技术指标,参数,定义,评判标准越小越好越小越好越小越好越小越好,静态电流线性调整率负载调整率热阻,处于待机模式且在轻载或空载条件下所消耗的电流,输出电压随输入电压变化的变化率（Vout
25、/,）,衡量在不同负载情况下输出电压的稳定性能（Vout/I,）,衡量芯片散热效率，与封装有关，通常尺寸越小，该值越大,=,输入输出功率之比 =P, =(,效率,)/( ( +,),越大越好越大越好,衡量对于干扰信号的抑制能力PSRR(dB) = 20*logVripple(in)/Vripple(out),PSRR电源纹波抑制比,导通状态电阻最大连续电流,引脚与 out引脚导通测的电阻,越小越好越大越好,可支持的最大连续直流电流,资料来源：市场研究部,技术演变趋势高效低能,集成化,内核数字化,智能化, 电能转换效率高 待机功耗低, 电源的轻薄短小是优, 为低电压大电流的负载提供电压，并保持电
26、压精确调节, 适应平台主芯片的功,化用户体验的重点,能不断升级的需求, 集成化使芯片体积更, 满足诊断电压供应情况、灵活设定参数、实时交互通讯等需求,小，外围器件更少, 满足高的负载瞬态要,求,资料来源：芯朋微招股说明书、市场研究部,目录,一、电源管理投资逻辑框架二、技术指引：详解电源管理芯片三、鸟瞰于胸：产业链分析,电源管理产业链情况产业链上游情况,市场规模与竞争格局下游及终端应用,四、窥见核心：增长驱动力,五、知己知彼：细说国内外厂商,电源管理芯片产业链概况,晶圆制造,电,片,芯片设计,设计分销代理,下游应用,消费电子,汽车电子,工业控制,家电,安防,资料来源：市场研究部,电源管理芯片市场
27、规模, 2018年全球电源管理芯片市场规模约为251亿美元，受益于物联网及5G时代应用领域的不断拓展以及需求的不断增加，预计2026年将扩张至约550亿美元，其中DC-DC、LDO、PMIC等品类规模占比较高。,2021年电源管理芯片各品类规模预测,全球电源管理芯片市场规模（单位：亿美元）,600,550,标准电源管理集成芯片,5004003002001000,CAGR=9%,（PMICS）DC-DC转换器（集成,13.94%,mosfet）其他电源类芯片,29.45%6.18%,13.12%,251,低压差线性稳压器,230,210,（LDOS）,190,电池管理芯片（,BMICS）,11.
28、82%,定制电源管理集成芯片,7.86%,9.27%,（PIMCS）功率器件栅极驱动器,8.35%,其他,2015,2016,2017,2018,2026E,电源管理芯片行业竞争格局,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%。,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。,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， 累积产品约数量 万种，ADI,4,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。国外厂商品类
29、齐全、覆盖领域多，竞争力强；国内厂商品类较少，但细分领域具有较强竞争力。,2018年全球电源管理芯片市场占比,国内外部分厂商产品数量对比,140000120000100000800006000040000200000,125000,21%,29%,德州仪器,高通ADI,美信英飞凌其他,15%,40000,10%,13%,12%,1400,500,ADI,德州仪器,圣邦股份,芯朋微,电源管理芯片下游应用领域,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。, 2018年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
30、领域的电源管理芯片占比有望持续提升。,2018年全球电源管理芯片下游应用情况,电源管理芯片应用领域示意图,3%,9%,8%,移动和消费电子工业,13%,51%,计算机,汽车和轨道交通电信和基建医用,16%,目录,一、电源管理投资逻辑框架,三、鸟瞰于胸：产业链分析四、窥见核心：增长驱动力,工业及基建消费电子,家电&物联网,LED驱动及马达驱动五、知己知彼：细说国内外厂商,增长驱动力,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,应用领域规模增长,增长驱动力,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笔记
31、本电脑出货量回升TWS耳机出货量持续增长，新兴产品规模可期快充渗透率进一步提升，电源管理芯片价量齐飞物联网连接设备数量持续增长,新兴应用场景拓展,LED、马达需求稳步增长,资料来源：市场研究部,汽车电子新能源汽车：带动车规级芯片需求,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。,全球新能源汽车销量,35030025020015010050,120.00%100.00%80.00%
32、60.00%40.00%20.00%0.00%,汽车电源管理芯片主要厂商：国）等。,TDK(日本）、博世（德,新能源汽车电源管理芯片需求简图,0,2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020,全球新能源汽车销售量（万辆）,同比增长率,资料来源：前瞻产业研究院、JP morgan、市场研究部,工业及基建智能电表：电表智能化趋势叠加换代周期产生需求增量,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8的趋势2下00，9智能电表覆盖率不断提升，相关芯片用量也有所增加。2018年国家电网发布智能电网规划，大规模安装智能电表， 年起智能电表,
33、电表更换周期通常为 年，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。,国家电网智能电表招标量,14000120001000080006000400020000,60.00%40.00%20.00%0.00%,-20.00%-40.00%-60.00%-80.00%,2013,2014,2015,2016,2017增速,2018,2019,智能电表招标量（万只）,资料来源：观研天下、市场研究部,工业及基建通信基站：5G基站推广带来需求新增量,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，
34、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。,中国新建5G宏基站数量及电源管理芯片市场规模,5G华为 小基站部分成本拆解,120,6543210,5.3625,100806040200,4.14375,80,3.9,60,2.925
35、,2.68125,452.19375,2020,2021E,2022E,2023E,2024E,2025E,新建5G基站数量预测（万座）,相关领域电源管理芯片市场规模预测（亿元）,资料来源：中国产业信息网、JP Morgan、金十数据、市场研究部,工业及基建安防：行业快速发展带动物料需求增加,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。据超40%，有望成为电源管理芯片的重要增长领域之一。,IDC预测，家庭安全监控设备出货量未来
36、五年复合增长率有望,全球安防摄像头出货量,中国智能家居设备市场出货量,万个,60000,50050,50000400003000020000100000,37500,31300,25200,18590,14760,11800 12200,2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2024E,资料来源：头豹研究院、IDC、市场研究部,消费电子移动终端：5G手机出货量增长带来需求增量, 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
37、。 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。,中国5G手机出货量月度统计,iPhone12主板,苹果：,仿生SoC,（万台）,3000,2,728,2,7502,142,高通：调制解调器,2500,2,0141,821,1,888,2000150010005000,1,7521,564 1,391,1,638,1,617,1,6761,399,1,507,高通：5G和LTE收发器,547,苹果：PMIC,238,三星：闪存
38、,资料来源：信通院，ifixit，市场研究部,消费电子移动终端：后疫情时代平板及笔记本电脑出货量回升,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，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。,全球笔记本电脑出货量,疫情前后中国平板电脑出货量对比,2.52
39、,16.00%14.00%12.00%10.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%,2.13,2.08,2.1,万台6005004003002001000,2.05,1.96,40.00%20.00%0.00%,1.72,1.63,1.51,-20.00%-40.00%-60.00%,0.50,2018,2019,2020 2021E 2022E 2023E 2024E,2019Q3,2019Q4,2020Q1,2020Q2,2020Q3,笔记本电脑出货量（亿台）,商用市场出货量商用市场同比增长,消费市场出货量,消费市场同比增长,资料来源：IDC、Omdia、市场研究部,消费
40、电子TWS耳机：安卓TWS耳机渗透率提升带来国产替代机遇,TWS耳机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。,2019年全球TWS耳机竞争格局,TWS耳机出货量对比（单位：万副）,安卓及苹果,3500030000250002000015000100005000
41、,0,2019,2020E,2021E安卓TWS,2022E,苹果,小米,三星索尼,JBL,华为,Beats,Jabra Bose,亚马逊 其他,airpods,资料来源：速途研究院、中国产业信息网、市场研究部,消费电子TWS耳机：市场规模持续增长,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。TWS 2016-2019 420.9年有望达到 亿美元。,耳机市场规模快速增长，TWS,年市场规模从,16.1,亿美元增长至,118.4,亿美元，,2024,作为 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，
42、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。,/,2016-2024年TWS耳机市场规模,airpods充电仓拆解示意图,亿美元45040035030025020015010050,420.9,391.9,324.8,IC,恩智浦充电,245.5,167.4,德州仪器系统电源路径管理器,118.4,98.1,71.7,16.12016 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E,意法半导体MCU,0,资料来源：头豹研究院、搜狐、市场研究部,消费电子音箱：智能音箱等新兴产品规模可期, 蓝牙音箱使用的电源管理芯片包括LDO、D
43、C-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。,全球蓝牙设备出货量（单位：亿台）,中国智能音箱出货量（单位：万台）,6000.00,76543210,6.4,5.9,4700.00,5000.00,5.4,4200.00,4.9,4.
44、5,4000.003000.002000.001000.000.00,3676.00,4,2020,2021E,2022E,2023E,2024E,2025E,2020,2021E,2022E,资料来源：IDC、中国产业信息网、蓝牙技术联盟、市场研究部,消费电子快充：增加电源管理芯片需求量,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
45、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。,充电器原理图,小米11 Pro/Ultra标配67W快充AC/DC芯片,副边反馈控制器/转,肖特基整流整流,级同步,小米定制：副边反馈控制器,小米定制：次级同步整流控制器,换器,资料来源：大大通、充电头网、市场研究部,消费电子快充：氮化镓发展提升电源管理芯片单价,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
46、小充电器的体积。After Market），氮化镓快充成本高于普通快充，只有少量,各大终端品牌纷纷推出氮化镓充电器配件（,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。,氮化镓充电器与硅充电器快充对比,各大终端品牌GaN充电器布局,资料来源：Nomura、市场研究部,消费电子快充：市场规模估算, 快充头主要终端应用为手机、平板、笔记本。预计2023年手机、平板、笔记本总销量为17.43亿台，2020年至2023年复合增长率为3.31%。 随着各大手机品牌商取消附赠充电头，手机、平板、笔记本等多设备统一Type-C接口，预计到2023年，手机、平板、笔记本与充电器的出货比
47、例逐步降低为1:0.8，快充充电头销量为13.94亿个。 氮化镓快充功率控制器比普通快充的成本高，随着人们对充电器小体积的追求，预计未来氮化镓快充会进一步渗透，按照2023年普通快充：氮化镓快充市场份额为1:1估算，预计充电头AC/DC芯片市场规模为8.36亿美金。,全球手机、平板、笔记本出货量（单位：亿台）,65W普通快充与氮化镓快充成本,普通快充（USD）0.2-0.3,氮化镓快充（USD）0.3-0.41.5-1.80.5-0.70.2-0.40.2,20,18161412108,功率控制器（AC/DC）功率MOSFET,0.4-0.70.4-0.60.2-0.40.2,变压器,同步整流
48、（AC/DC）PD协议芯片,6,被动元件（电容、电感等）PCB,0.5-0.80.2-0.350.9-1.21.5-1.95.1,0.8-2,4,0.4-0.60.9-1.23.4-3.910.4,2,0,+,电缆 接口其他,2020,2021,2022,2023,手机,平板,笔记本,总成本,资料来源：Counter Point、IDC、T4、Nomura、方正证券研究所,物联网：出货量与用量增长带动规模扩张,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、
49、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。,全球物联网设备连接数量及预测情况,中国智能家居市场规模,30025020015010050,20%18%16%14%12%10%8%,（亿元）,2500200015001000500,2175,1923,1705,1530,12102018,6%,880,4%,620,2%,0,0%,2018,2019,2020E,2021E,2022E,2023E,2024E,2025E,0,2016,2017,2019,2020,2021E,2022E,全球物联网设备连接数量（亿）,
50、增长率（%）,资料来源：北京联德盛微电子 艾媒咨询、市场研究部,物联网：扫地机器人消费升级+降价提高销量, 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。,中国扫地机器人市场规模,扫地机器人电源管理芯片供应商统计部分扫地机器人厂商电源管理芯片供应商,800,14012010080,7006005004003002001000,
