模拟芯片市场现状、竞争格局及驱动力在哪？

模拟赛道长坡厚雪。

1.模拟芯片市场稳定扩容，电荷泵为快充核心

模拟芯片长坡厚雪，市场规模稳健增长。模拟芯片主要包括电源管理芯片和信号 链芯片两大类。模拟 IC 产品的生命周期较长，下游应用领域广泛，是整个市场 发展的晴雨表，尤其在实时连接设备和应用中具备明显优势，IoT 等新兴技术的 应用预计进一步推动市场增长。根据 Statista 数据，2022 年全球模拟芯片市场 规模达 946 亿美元，同比提升 20%，预计 2027 年规模攀升至 1211 亿美元，CAGR 为 5%。分应用来看，消费电子、通信市场份额领衔，共占 63%，汽车电子、工业 和医疗健康紧随其后。

中国模拟芯片市场占全球比重约四成，强劲复苏在即。根据 Frost&Sullivan 数 据，我国 2022 年模拟芯片市场规模约为 2956.1 亿元，2017-2022 年 CAGR 约为 6.7%，高于全球同期增长水平，预计 2023 年将达 3026.7 亿元，同比增速有所下 滑，降至 2.4%。随着新技术和产业政策的双轮驱动，未来中国模拟芯片市场将迎 来发展机遇，预计市场规模将不断扩大。

电池管理芯片是指电池充电全链路及电池状态管理涉及的芯片集合，覆盖了充电 过程中的电芯检测、电流电压转换和调整、充电过程控制及电池保护、监测、计 量等功能。其中，以充电功能为主的电池管理芯片属于电源管理芯片的细分领域， 保护、监测、计量功能相关的芯片则包含了信号链类模拟芯片和搭载了嵌入式固 件的数字类芯片。近年来，随着下游通讯、消费电子、工业、储能、新能源汽车 等领域技术快速发展，下游应用对电池管理芯片产品的性能要求不断提升，推动 电池管理芯片向高精度、低功耗、微型化、智能化方向演变，同时促进了全球电 池管理芯片市场的持续增长。根据 Frost & Sullivan 统计，2021 年全球电池管 理芯片出货量为 319.3 亿颗，预计未来仍将保持快速增长。

全球电源管理芯片市场空间广阔。电源管理芯片主要管理电子设备系统中电能的 转换、配电、检测等，根据其功能不同，可以划分为低压差线性稳压器 LDO、电 池管理芯片、DC-DC、AC-DC 和各种驱动芯片。2021 年全球电源管理芯片市场规 模约 378.7 亿美元，2017-2021 年 CAGR 为 14.2%。随着 5G 通信、新能源汽车、 物联网等下游市场发展，电子设备数量及种类持续增长，对设备电能应用效能的 管理将愈加重要，有望刺激电源管理芯片需求释放。另外，随着增效节能的需求 更加突出，电源管理芯片的应用范围将更加广泛，功能更加精细复杂，全球电源 管理芯片市场将持续受益。但受制于消费电子需求不振和宏观经济下行，后续增 速或有所放缓。

电荷泵充电管理芯片是大功率快充的关键。当前市场上快充方案主要为 3 种： 1）高压低电流：在手机端进行变压，使电压下降到适合手机的范围，这个过程中 的能量损耗会以热能形式散发，效率低下的同时出现较大的发热问题，亦可能影 响电池寿命； 2）低压高电流：通过提高电流实现快速充电，但主要缺点为高昂的定制成本，从 手机内部的相关元件、充电线再到充电器，全都需要根据实际情况进行定制和调 校。以线材为例，常见的通用充电线材只能承载 3A 的电流，要实现 5A 大电流 快充，就必须对充电线进行改造，比如 USB-C to USB-C 的线材想要承载超过 3A 电流必须得加装 e-Mark 芯片； 3）高压高电流（动态控制）：主流方案采用电荷泵技术，电荷泵稳压器是一种 DCDC 转换器，利用开关电容技术来增加或降低输入电压电平，可以将输入电压转换 为稳定的输出电压，且无需电感，具备更高效率、更高功率密度、更低功耗等优 势，是 22.5W 以上手机大功率充电主流充电方案。 根据赛微微电招股书，一台手机/PC 至少需要 1 颗充电管理芯片，我们认为尽管 快充技术并未提高单机搭载芯片个数，但在技术迭代和市场规模扩大的作用下， 电荷泵充电管理芯片价值量和需求量将不断提升。

2. 竞争格局：海外厂商占据主导，国内厂商加速替代

欧美厂商领衔发展，国产自给率成长空间大。纵观全球模拟厂商，欧美企业占据 主要地位，根据 IC Insights 数据，2021 年全球模拟芯片行业呈现国外企业主导 的竞争格局，TI 以 19%的市场份额稳居模拟芯片市场第一，ADI 紧随其后，市场 份额为 12.7%，整体行业 CR10 为 68%，国产厂商具备较大替代空间。国内方面， 中国模拟芯片自给率 2020 年达 12%，相比 2017 年的 6%有翻倍走势，但整体自给 率仍偏低，具备较大成长空间。其中作为模拟芯片主要的细分行业，电源管理芯 片竞争集中度同样较高，TI 和 ADI 分别占据 17%和 12%的市场份额，CR5 为 54%。

国内厂商高端芯片布局较少。梳理国内外企业 PMIC 布局可以看到，国内模拟芯 片厂商集中布局于简单的 LDO、DC-DC、AC-DC 等分立方案上，而在充放电管理、 快充及无线充电芯片布局较少，如图所示的 24 家中仅 5 家有无线充电芯片产品 布局（矽力杰、南芯科技、英集芯、芯朋微和富满微）。电子发烧友预计，2021 年 至 2025 年无线充电设备出货量 CAGR 将在 24%以上，接收端设备增长可能更高。

3. 下游驱动力：消费电子快速扩容，工控汽车打开第二成长曲线

3.1 消费电子：快充市场迅速扩容，电荷泵及氮化镓技术需求提升

智能手机出货量环比回暖，5G 时代电源管理 IC 价值量与需求同增长。我们看到， 全球智能手机出货量从 2020 年末开始进入下行周期，已于 2023 年 Q2 起连续 2 个季度出货环比提升，全年出货量达 11.63 亿台；国内市场连续 3 个季度环比回 暖，23Q4 出货量达 0.74 亿台，环比提升 10.2%。此外，从销量结构来看，5G 手 机占比逐年提升，已接近 80%，手机算力进一步提升，应用处理器、基带芯片及 射频前端将带来更大功耗，5G 所需要的更高能耗也对手机电源及电池管理芯片提 出了更高要求，带动手机电源及电池管理芯片价值量及使用量均上升。

快充市场规模渗透双提升，电荷泵技术迎广阔增量。5G 的发展赋予智能终端日趋 多元的功能和应用场景，但也使其耗电量攀升。大功率、小体积、高性能已经成 为消费类电源产品的主要发展趋势，快充技术逐步覆盖手机、平板电脑、笔记本 电脑、IoT 设备等领域。需求增长促进市场规模增长，2020 年全球快充市场规模 为 500 亿元，同比增长 15.2%，预计 2019-2022 年快充市场规模从 434 亿元将增 长至 986 亿元，复合增长率达 31.5%。渗透率方面，预计 2022 年有线充电器市场 总出货量约为 26.1 亿件，快充市场渗透率达 95%。我们认为，电荷泵技术无需搭 配电感，以更高效率、更高充电密度和更低发热的优点成为快充市场主流方案， 将跟随快充市场需求增长快速放量。

手机充电技术方案主要有开关充电、电荷泵及直充三种。开关充电受限于充电效 率，作为手机内部器件用于手机充电管理，一般只能用于 18W 功率以下的充电（用 于笔记本电脑、储能电源、移动电源、消费类配件等领域，由于其更易散热，或 整体功耗更低，则可以达到更大的充电功率），对应的充电管理芯片为通用充电 管理芯片。手机大功率充电的技术方案主要包括电荷泵及直充两类，电荷泵是目 前 22.5W 以上手机大功率充电的主流方案。

电荷泵优势凸显，渗透提升趋势成型。电荷泵充电管理芯片主要优势为：1）和带 电感的开关电源不同，电荷泵是利用开关电容来实现，因为不需要外接电感，导 通损耗可以大幅降低，电荷泵的能量效率非常高，通常能达到 97%甚至更高，因 此用于大功率充电优势较为明显；2）与直充方案相比，量产中电荷泵方案能达到 更高的充电功率，不需要对充电接口和充电线缆等进行专门定制，系统成本较低， 且兼容性强，得益于充电效率、线材和接口成本等方面优势突出，其渗透率提升 的趋势已经成型。根据 Frost & Sullivan 数据，2021 年全球配备电荷泵充电管理芯片的手机为 4.7 亿部，渗透率达 35%，华经产业研究院预计 2025 年全球配备 电荷泵充电管理芯片的智能手机渗透率将提升至 90%左右。

标配充电器减少催生适配器需求，氮化镓技术渗透提升。随着苹果、小米、三星 等手机厂商陆续取消标配充电器，适配器市场愈加活跃，根据公司招股书披露， 仅苹果取消标配充电器，2020 年苹果充电器零售市场规模就达 200 亿元。此外， 第三代半导体 GaN 基于开关频率高、禁带宽度大、更低的导通电阻等特点，推动 适配器实现小型化，带动了 AC-DC、快充协议和 GaN 功率器件等需求提升。2020 年中国氮化镓充电器市场规模为 1 亿元，2021 年中国氮化镓市场规模上涨至 6 亿 元，预计 2026 年中国氮化镓充电器市场规规模将上升到 50 亿元,2020-2026 年 CAGR 达 92%。

3.2 工业市场：便携式储能带动电源及电池管理 IC 快速放量

便携式储能包含多种电源及电池管理 IC。便携式储能电源是指内置锂离子电池 的小型储能设备，具备大容量、大功率和便于携带等特点，其核心模块包含多个 AC-DC、升降压充电、降压变换器、充电协议、锂电池保护、对外无线充电等部分。 根据头豹研究院数据，便携式储能成本拆分中，电芯、电子元器件以及逆变器为 主要构成，分别占 34.8%/19.5%/18.5%。

便携式储能出货量及规模快速上涨，具备较大的发展潜力。从全球便携式储能出 货量来看，据中国化学与物理电源行业协会数据，2021 年全球便携式储能出货量 达到 483.8 万台，预计 2026 年达到 3110 万台。供给端方面，我国已是世界便携 储能产品的制造大国和外贸出口大国，2021 年出货量约为 438.8 万台，占比 90.7%。 销售端方面，美日为全球最大的便携储能市场，2020 年合计占比达 76.9%。从市 场规模来看，全球便携式储能市场规模已由 2016 年的 0.6 亿元提升至 2021 年的 111.3 亿元，预计 2026 年全球便携式储能市场规模达到 882.3 亿元，平均单价约 为 2837 元。我们认为，随着未来户外露营等活动渗透率的持续提升，便携式储 能继续放量将带动其核心模块需求释放。

3.3 汽车电子：市场空间广阔，车规 BMS 芯片需求释放

电动汽车销量一路攀升，新能源汽车渗透率上行空间仍较大。我们看到，随着汽 车 “新四化”趋势快速发展，全球电动汽车销量已经从 2018 年的 407 万辆快速 增长至 2023 年的 2148 万辆，CAGR 达 39.5%；我国电动汽车销量更是以 51.6%的 CAGR 由 2018 年的 123 万辆攀升至 2023 年的 984 万辆。此外，截止 23 年末，中 国新能源车渗透率为 37.7%，相比 21 年初的 17.5%提升 20.2pcts，同时销量也逐 年放大，23 年全年已销 945 万辆，同比提升 37%。亿欧智库预测，2025 年中国新 能源汽车销售市场规模将达到 1524 万辆，渗透率超 50%，新能源汽车保有量将突 破 5000 万辆大关。我们认为，在庞大的汽车销量基数下，人机接口、车载显示屏 等智能座舱交互设备有较大存量市场，对电源及电池管理芯片有稳定需求增长。

新四化推动汽车电子单车价值量提升。在电源及电池管理芯片领域，得益于自动 驾驶和智能座舱等智能化功能在汽车上的广泛应用，与数字化显示、人车交互及 ADAS 相关的芯片，如显示屏电源、背光驱动、USB 车载充电等需求大幅增加。电动化变革下，传统燃油动力总成系统被淘汰，电动动力总成系统采用了 BMS、DCDC 转换器等新型部件，电源及电池管理芯片需求大增。各类模拟和嵌入式芯片、 传感器、计算芯片在电动智能车各功能模块广泛使用，驱动汽车电子快速发展， 汽车电子供应链价值快速提升。罗兰贝格预测，2019-2025 年汽车电子相关的 BOM 价值量将从 3130 美元/车提升到 7030 美元/车，其中智能化 BOM 价值量提升 1665 美元/车，电动化 BOM 价值量提升 2235 美元/车。

车载无线充电模块渗透提升，国产品牌搭载率高于合资品牌。高工智能汽车数据 显示，2021 年中国市场（不含进出口）乘用车新车前装标配搭载手机无线充电模 块功能上险量为 358.4 万辆，同比增长 120.4%，前装搭载率为 17.6%；2022 年国 内上市新车标配车载手机无线充电功能车型占比达 26.3%，23Q1 进一步提升至 32.9%。根据高工智能汽车研究院预测，2023 年中国市场乘用车车载手机无线充 电功能搭载率有望提升至 35%左右，到 2025 年将超过 60%，年度交付规模预计将 超 1200 万辆。

BMS 市场规模快速增长，车规 BMS 芯片需求放量。根据华经产业研究院数据，2019 年，受补贴大幅下滑致新能源汽车市场整体增速下降影响，BMS 装机量首次出现 下滑，由于 BMS 产品价格的下降，市场规模也降至 13.8 亿美元。2020 年起新能 源汽车重返增长，BMS 市场规模随之提升。2021 年全球汽车电池管理系统市场规 模达 33.4 亿美元，同比增长 94.4%。国内方面，受新能源汽车快速发展带动，BMS 市场规模迅速增长。2021 年我国汽车电池管理系统（BMS）规模达到 103.1 亿元， 同比上升 138.78%。

BMS 架构复杂度提升带动 ASP 增长。BMS 芯片能够检测收集电池实时状态参数， 起到控制和监控电池包电压、温度和充放电状态，从而确保电动汽车的性能和安 全性，是电动汽车电池系统的核心，主要由 AFE、MCU 和隔离构成。AFE 负责高精 度电池电压等信息采集，而后将信息传输至 MCU 进行计算和控制，隔离芯片则实 现高低压模块间的电气隔离功能。我们看到，较 12V 铅酸电池和 14V/48V 锂电池 而言，汽车的高压电池BMS系统的架构复杂度明显提高，预计价值量也相应提升。

800V 高压平台解决“补能等候焦虑”，带动电源管理系统技术提升。800V 平台能 够输出更高的电压，可满足电压需求更高的部件，例如电机、电池充放电等，以 此得到更快的充电功率，缩短用户补能时间。根据亿欧智库定义，超级快充最高充电功率需要大于等于 300kW，与此同时整车关键的零部件都需要在 400V 平台 的基础上进行更换，换成耐高压的零部件，除了主要的三电系统，诸如热管理系 统、PTC 包括 OBC（整车车载充电器）等都要进行重新设计，预计单车所包含的 价值量也将随技术升级而提升。