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隨著汽車走向電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化，傳感器、功率半導(dǎo)體、電機(jī)等電子零部件的用量愈發(fā)變大，而這些零部件反過來又需要用到更多的電源管理芯片進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換，進(jìn)而推動(dòng)模擬電源芯片市場的發(fā)展。

根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2025年全球電源管理芯片市場規(guī)模將達(dá)到526億美元，2023-2025年復(fù)合年均增長率為8.8%，不過目前這一市場仍然為國外廠商所把持，以幾家海外廠商為代表的巨頭占據(jù)了全球電源管理芯片市場80%以上份額，這對國產(chǎn)電源管理芯片廠商來說，意味著巨大的替代機(jī)遇。

與此同時(shí)，受益于國家政策支持、國產(chǎn)替代紅利及資本熱潮的驅(qū)動(dòng)，再加上前幾年芯片短缺的影響，國產(chǎn)芯片廠商紛紛以門檻相對較低的消費(fèi)電子為切入口，進(jìn)入電源管理芯片賽道，并在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了相當(dāng)多元化的產(chǎn)品布局。

另一方面，在對安全性、可靠性要求更高的汽車電源管理芯片上，國產(chǎn)廠商也在逐漸實(shí)現(xiàn)突破。國內(nèi)模擬芯片企業(yè)納芯微在該領(lǐng)域的表現(xiàn)便尤為突出，它所推出的柵極驅(qū)動(dòng)、供電電源、LED 驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、功率路徑保護(hù)等電源管理產(chǎn)品，已經(jīng)成功在汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了穩(wěn)定量產(chǎn)和客戶導(dǎo)入，成為了國內(nèi)少數(shù)打入車規(guī)級市場的電源管理廠商。

本土公司，都在卷電源芯片

先來簡單了解一下電源管理芯片，作為在電子設(shè)備系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責(zé)的芯片，電源管理芯片會直接影響電子設(shè)備性能，也是現(xiàn)代電子產(chǎn)品中必不可少的一類芯片。

按照功能分類，電源管理芯片又可以分為AC/DC轉(zhuǎn)換器、 DC/DC轉(zhuǎn)換器、充電管理芯片、充電保護(hù)芯片、無線充電芯片、驅(qū)動(dòng)芯片等多種類型。

小到手機(jī)，大到空間站，不論什么樣的產(chǎn)品，你都可以找到電源管理芯片的身影，幾乎所有電氣和電子系統(tǒng)都使用電源管理芯片，實(shí)際上電源管理芯片占據(jù)了模擬芯片一半還多的市場，其中蘊(yùn)含的機(jī)遇自然可想而知。

也正是得益于應(yīng)用場景廣泛，下游不斷催生的需求也在持續(xù)帶動(dòng)著電源管理芯片的發(fā)展，雖然近兩年半導(dǎo)體行業(yè)位于下行周期，但電源管理芯片市場尤其是中國，一直保持著穩(wěn)定的增長速度。

據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，2022年中國電源芯片市場規(guī)模約130億美元，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到200億美元，復(fù)合增速約15.4%。另據(jù)國際市場調(diào)研機(jī)構(gòu)TMR預(yù)測，到2026年全球電源管理芯片的市場規(guī)模將達(dá)到565億美元，2018-2026年間年復(fù)合增長率將達(dá)10.7%。

在這一快速發(fā)展的芯片市場中，國內(nèi)廠商發(fā)展勢頭非常迅猛。值得關(guān)注的是，目前電源管理芯片最大的終端市場仍然是消費(fèi)類電子產(chǎn)品，國產(chǎn)廠商大多也集中在這一市場，而在消費(fèi)電子領(lǐng)域之外，汽車電子、可穿戴設(shè)備、智能家電、工業(yè)應(yīng)用、基站和設(shè)備等其他領(lǐng)域雖然也在快速發(fā)展，但國產(chǎn)廠商身影出現(xiàn)較少，尤其是增長最快的車載電源管理芯片，21年大缺貨之前鮮少有國產(chǎn)廠商愿意深耕這一市場。

究其原因，還是同時(shí)客戶導(dǎo)入門檻高，國內(nèi)與國外的產(chǎn)品和技術(shù)差距難以在短期內(nèi)消弭，五大巨頭早已有了完善的產(chǎn)品布局，而國內(nèi)大部分企業(yè)還在走提高品類覆蓋，擴(kuò)大產(chǎn)品市場的道路，尚未進(jìn)入迭代升級階段，每當(dāng)下游市場提出新需求或遇到新難題時(shí)，企業(yè)就需要針對需求和難題進(jìn)行新一輪的研發(fā)。

而納芯微作為少數(shù)打入車規(guī)市場的電源管理廠商，近幾年持續(xù)保持著高比例研發(fā)投入。據(jù)了解，納芯微2023年研發(fā)投入金額為52,161.44萬元，較2022年增長29.17%，占營業(yè)收入的39.79%，強(qiáng)而有力的研發(fā)后盾，為納芯微踏入這一市場鋪平了道路。

相較于其他國內(nèi)電源管理廠商，納芯微研發(fā)投入具有明顯的針對性，納芯微表示，與其他分散在消費(fèi)和工業(yè)領(lǐng)域的廠商不同，納芯微將幾乎90%的資源投入在了汽車領(lǐng)域上，這種聚焦的做法讓納芯微在高門檻領(lǐng)域的競爭中取得了更大的優(yōu)勢，尤其是在車規(guī)柵極驅(qū)動(dòng)市場中，納芯微的國內(nèi)市場占有率達(dá)到了10%-15%左右，大幅領(lǐng)先于其他國內(nèi)電源廠商。

電源管理芯片市場競爭激烈，對于國內(nèi)模擬芯片廠商來說，這條賽道已經(jīng)到了不得不卷的地步，如何在未來破局，走出被巨頭籠罩的陰影，真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，成為了每個(gè)廠商都需要慎重考慮的議題，納芯微這樣走出以往舒適區(qū)，成功打入汽車市場的廠商，在近兩年獨(dú)樹一幟，為國產(chǎn)模擬芯片提供了不一樣的答案。

車載電源芯片，新的路線

有人會好奇，面對國外巨頭的壓力，納芯微在車載電源管理芯片上取得了哪些突破呢？

先來了解一下汽車電源管理芯片的現(xiàn)狀，在汽車中，電源管理芯片主要負(fù)責(zé)車載電子設(shè)備的電源供應(yīng)，包括啟動(dòng)電源、車燈電源、儀表板電源等，它能有效地管理和分配電源，保證車載電子設(shè)備的正常運(yùn)行。此外，電機(jī)控制芯片也起著至關(guān)重要的作用，它能夠控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，保證汽車的穩(wěn)定駕駛。

此外，前文中所提到的柵極驅(qū)動(dòng)在汽車中也發(fā)揮著重要作用，由于柵極驅(qū)動(dòng)通常會包含在電源和電機(jī)控制系統(tǒng)之中，因而也可以被劃歸至廣義的電源管理芯片中，在新能源汽車的三電系統(tǒng)愈發(fā)受到重視之際，這一芯片也成為了熱門賽道。

柵極驅(qū)動(dòng)作為低壓控制器和高功率電路之間的緩沖電路，能夠?qū)崿F(xiàn)功率器件更有效的導(dǎo)通和關(guān)斷，其中傳統(tǒng)柵極驅(qū)動(dòng)器通常需要較大的系統(tǒng)面積和額外組件，以實(shí)現(xiàn)EMC合規(guī)性并滿足安規(guī)要求。而采用新技術(shù)工藝的隔離柵極驅(qū)動(dòng)封裝尺寸小，集成了隔離電源和相關(guān)無源元件，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜性和對額外設(shè)計(jì)資源的需求，是目前的發(fā)展趨勢之一。

得益于電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化發(fā)展，單車電源芯片應(yīng)用越來越多。據(jù)了解，一輛普通的新能源汽車，電源芯片用量就超過了100顆，第三方數(shù)據(jù)顯示，2023年全球汽車電源管理芯片市場規(guī)模約為19.2億美元，預(yù)計(jì)2025年汽車電源管理芯片市場規(guī)模將達(dá)到21.4億美元，而在柵極驅(qū)動(dòng)方面，2021年，柵極驅(qū)動(dòng)器市場價(jià)值17.3億美元，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到27億美元，年復(fù)合年增長率為7.9%，期間增長率最高的應(yīng)用就是占32%的電動(dòng)汽車。

可以說，汽車已成為電源管理芯片市場前景最為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

回到國內(nèi)來看，由于國產(chǎn)新能源汽車在續(xù)航和充電方面的不斷完善，中國主流車企開始布局高壓平臺，開始由400V平臺向800V平臺發(fā)展，勢必會催生出更多車規(guī)級電源和驅(qū)動(dòng)芯片的需求，有望迎來比全球市場更高的增長幅度。

但受制于技術(shù)壁壘高及車規(guī)認(rèn)證要求高、難度大、周期長等問題，國內(nèi)能夠供應(yīng)車規(guī)級電源和驅(qū)動(dòng)芯片的企業(yè)數(shù)量不多、量產(chǎn)能力有限，即使在2021年至2022年汽車“芯片荒”之后，國產(chǎn)廠商的參與度依舊非常有限。

而成立于2013年的納芯微，在持續(xù)不斷的研發(fā)投入后，最終在車規(guī)級電源和驅(qū)動(dòng)芯片上打破了國外壟斷，所推出的產(chǎn)品不僅通過了AEC-Q100的車規(guī)芯片認(rèn)證，同時(shí)還在產(chǎn)品定義開發(fā)到晶圓封裝交付都嚴(yán)格遵循了車規(guī)流程和車規(guī)管控體系。

據(jù)了解，目前納芯微的車規(guī)級芯片已在大量主流整車廠商/汽車一級供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)批量裝車，其近兩年在汽車相關(guān)業(yè)務(wù)上也實(shí)現(xiàn)了非常大的突破：2023年的汽車電子領(lǐng)域出貨量已達(dá)1.64億顆，汽車電子領(lǐng)域收入占比為30.95%，較上年提升約7.82個(gè)百分點(diǎn)，而2024年第一季度，汽車電子領(lǐng)域占比進(jìn)一步提升至35.63%。

納芯微的電源管理芯片布局

此前，大部分人了解到納芯微主要還是基于它在信號鏈和傳感器方面的強(qiáng)大實(shí)力，在納芯微近幾年所強(qiáng)調(diào)的“三輪驅(qū)動(dòng)”的產(chǎn)品布局中，電源管理芯片成為了關(guān)鍵的一環(huán)，在過往國產(chǎn)替代難以企及的領(lǐng)域中，納芯微完成了車規(guī)級的突破。

在目前納芯微的電源管理產(chǎn)品布局中，我們可以看到柵極驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、LED驅(qū)動(dòng)、供電電源和功率路徑保護(hù)這五大類產(chǎn)品，與大部分側(cè)重消費(fèi)電子領(lǐng)域的國產(chǎn)電源管理芯片企業(yè)不同，汽車電子作為納芯微的業(yè)務(wù)重心，被放到了首位。

那么，納芯微的電源管理產(chǎn)品在汽車領(lǐng)域發(fā)展如何呢？

據(jù)納芯微介紹，納芯微著眼于汽車領(lǐng)域，在柵極驅(qū)動(dòng)方面，公司在2021年率先推出車規(guī)產(chǎn)品基礎(chǔ)上，2023年已完成工業(yè)和車用隔離驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的升級換代，目前已經(jīng)牢牢占據(jù)國內(nèi)領(lǐng)先的市場地位。同時(shí)在汽車主驅(qū)功能安全柵極驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，成為了國內(nèi)首家推出此類產(chǎn)品的企業(yè)。值得注意的是，納芯微最新推出的單通道高速柵極驅(qū)動(dòng)芯片，專為激光雷達(dá)發(fā)射器中驅(qū)動(dòng)GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）而設(shè)計(jì)，能夠應(yīng)對激光雷達(dá)應(yīng)用中的各項(xiàng)挑戰(zhàn)。

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)方向，納芯微所推出的多路預(yù)驅(qū)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)新品，也已取得多家域控及車身控制Tier-1的定點(diǎn)，據(jù)了解，納芯微所推出的高集成度的NSUC1610小電機(jī)驅(qū)動(dòng)SoC，通過將ARM內(nèi)核MCU，4路半橋驅(qū)動(dòng)器和LIN接口集成在單芯片上，實(shí)現(xiàn)了對小電機(jī)應(yīng)用的高效、實(shí)時(shí)控制，廣泛適用于新能源車熱管理系統(tǒng)中的電子膨脹閥、AGS和電子出風(fēng)口等應(yīng)用。

而LED驅(qū)動(dòng)、供電電源和功率路徑保護(hù)這三大類產(chǎn)品，納芯微也有不小的突破：

在LED驅(qū)動(dòng)方向，納芯微完成了車規(guī)級貫穿尾燈的LED驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的量產(chǎn)，目前已在車尾燈市場成功實(shí)現(xiàn)客戶導(dǎo)入，相關(guān)產(chǎn)品系列覆蓋了單通道、三通道以及應(yīng)用于貫穿燈場景的16和24通道LED驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，其優(yōu)異性能和穩(wěn)定性獲得了市場的一致認(rèn)可。

在供電電源方向，納芯微推出了低功耗LDO，其專為汽車電池供電應(yīng)用場景而設(shè)計(jì)，具有小尺寸、高精度、低噪聲、低靜態(tài)功耗的優(yōu)勢，非常適合待機(jī)功耗要求高的汽車應(yīng)用里，給待機(jī)系統(tǒng)中的MCU和CAN/LIN收發(fā)器供電，達(dá)到省電和延長電池壽命的目的。

在功率路徑保護(hù)方向，納芯微車規(guī)級智能高低邊開關(guān)覆蓋不同的Ron和通道個(gè)數(shù)組合，適合驅(qū)動(dòng)阻性、容性、感性等多種負(fù)載類型，并支持完整的診斷保護(hù)功能。據(jù)了解，目前納芯微智能低邊開關(guān)已通過AEC-Q100車規(guī)認(rèn)證，第一顆高邊開關(guān)產(chǎn)品已導(dǎo)入頭部汽車客戶，預(yù)計(jì)在今年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

我們可以看到，納芯微作為一家國產(chǎn)模擬芯片企業(yè)，圍繞著汽車領(lǐng)域，不僅在信號鏈和傳感器產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代，同時(shí)也讓電源管理芯片成為了新的突破點(diǎn)。

寫在最后

在2022年以前，國內(nèi)多數(shù)模擬芯片公司主要還是照著“PIN TO PIN”的形式走汽車芯片國產(chǎn)替代的路線，往往是國外廠商做什么，國內(nèi)企業(yè)就跟著做什么，這種亦步亦趨的方式在缺芯潮時(shí)，確實(shí)起到了不錯(cuò)的效果，國產(chǎn)企業(yè)占領(lǐng)了一部分市場，而國內(nèi)車企也解了燃眉之急。

但當(dāng)汽車芯片恢復(fù)到穩(wěn)定供應(yīng)的情況時(shí)，這種方法就難以取得優(yōu)勢，尤其是面臨國外廠商舉起降價(jià)這一大殺器時(shí)，國產(chǎn)廠商似乎就有些手足無措了。

而納芯微并沒有走這樣道路，它強(qiáng)調(diào)圍繞應(yīng)用創(chuàng)新，通過洞悉客戶需求來推出對應(yīng)產(chǎn)品的方式，通過與客戶的深度協(xié)同，緊密圍繞下游應(yīng)用場景的發(fā)展趨勢，去開發(fā)更具創(chuàng)新性的產(chǎn)品，而客戶也樂于見到這樣一套更貼合需求的解決方案，這無疑是為國內(nèi)模擬芯片打開了一條新思路。

我們相信，如納芯微這樣的國產(chǎn)芯片廠商，在已有清晰布局和愿景的情況下，未來將會成為國產(chǎn)電源管理芯片浪潮里的中堅(jiān)力量之一。

（來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察）