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電源管理芯片:一個(gè)高達(dá)255億美元的市場(chǎng),等離子清洗機(jī)如何加入這場(chǎng)盛宴中?

返回列表 來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察 瀏覽: 發(fā)布日期:2022-07-18 09:51【
文章導(dǎo)讀:功率 IC 用于幾乎所有電氣和電子系統(tǒng),從消費(fèi)電子到航空航天,每種應(yīng)用都有不同的要求。電源 IC 有多種類型,其中包括多通道電源管理集成電路 (PMIC)、DC/DC 開關(guān)穩(wěn)壓器、電池管理集成電路 (BMIC)、線性穩(wěn)壓器、監(jiān)控器、定序器、電壓基準(zhǔn)等。這些零件的表面處理都需要用到等離子清洗機(jī)。
在我們的日常生活中,我們總是使用必須使用功率集成電路 (Power IC) 才能正常運(yùn)行的設(shè)備或工具。功率 IC 用于幾乎所有電氣和電子系統(tǒng),從消費(fèi)電子到航空航天,每種應(yīng)用都有不同的要求。電源 IC 用于管理、控制和監(jiān)控這些應(yīng)用中的電源。每個(gè)應(yīng)用的電源 IC 數(shù)量隨著技術(shù)的發(fā)展而變化:應(yīng)用越復(fù)雜,電源 IC 的數(shù)量就越多。電源 IC 有多種類型,其中包括多通道電源管理集成電路 (PMIC)、DC/DC 開關(guān)穩(wěn)壓器、電池管理集成電路 (BMIC)、線性穩(wěn)壓器、監(jiān)控器、定序器、電壓基準(zhǔn)等。這些零件的表面處理都需要用到等離子清洗機(jī)。
電源管理芯片
一個(gè)不斷增長的市場(chǎng)
預(yù)計(jì)到 2026 年,總功率 IC 市場(chǎng)規(guī)模將超過 255 億美元,2020 年至 2026 年間的復(fù)合年增長率為 3% 。這種增長隱藏了一些差異,因?yàn)椴⒎撬须娫?IC 市場(chǎng)都以相同的速度增長,而且驅(qū)動(dòng)因素可能因一種類型的電源 IC 而異。Yole Développement (Yole) 的分析師注意到,盡管發(fā)生了 COVID-19,但電源 IC 市場(chǎng)在過去兩年中極具彈性,隨著消費(fèi)者需求的增長,該市場(chǎng)在 2019 年至 2020 年期間同比增長近 1.5%大幅增加。
仔細(xì)觀察電源 IC 可以發(fā)現(xiàn),四種主要類型目前約占整個(gè)電源 IC 市場(chǎng)的 70%:多通道 PMIC、DC/DC 開關(guān)穩(wěn)壓器、線性穩(wěn)壓器和 BMIC。
電源管理芯片
多通道 PMIC 市場(chǎng)在 2020 年超過 45 億美元,預(yù)計(jì)到 2026 年將達(dá)到約 53 億美元,在此預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長率為 2.6%。這種類型的組件在同一封裝內(nèi)包含多個(gè) DC/DC 轉(zhuǎn)換器和線性穩(wěn)壓器。因此,它們主要用于尺寸很重要的應(yīng)用中,例如智能手機(jī)和 ADAS,為具有不同電壓和電流要求的多個(gè)獨(dú)立負(fù)載供電也就不足為奇了。
2020 年,多通道 PMIC 占功率 IC 市場(chǎng)的 21%。蘋果、高通、英特爾和三星 S.LSI 等廠商在這個(gè)市場(chǎng)上非常強(qiáng)大,這涉及到大部分智能手機(jī)制造商。
DC/DC 開關(guān)穩(wěn)壓器是第二大元器件市場(chǎng),2020 年市場(chǎng)份額約為 17%。這個(gè)市場(chǎng)超過 3 美元。2020-2026 年為 2.9%。DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器有幾種類型,其中降壓轉(zhuǎn)換器使用最多,主要是將輸入電壓降壓到所需的輸出電壓。DC/DC 開關(guān)穩(wěn)壓器幾乎用于所有可用電壓與所需電壓之比較高的應(yīng)用中。
另一種增長迅速的組件是 BMIC,它由運(yùn)輸電氣化以及電力和醫(yī)療工具的電池化驅(qū)動(dòng)。以 14% 的市場(chǎng)份額,代表了 2020 年第三大功率 IC 市場(chǎng)。
最后,線性穩(wěn)壓器組件在所有應(yīng)用中都很普遍,在 2020 年以 13% 的市場(chǎng)份額位居第四位。它們主要用于具有極低電壓要求且對(duì)噪聲高度敏感的功率器件。
在設(shè)備級(jí)別觀察到差異,并且從一個(gè)應(yīng)用程序到另一個(gè)應(yīng)用程序也可以看到它們。兩個(gè)應(yīng)用程序象征著這種增長的不對(duì)稱性:移動(dòng)和消費(fèi),以及汽車。
移動(dòng)和消費(fèi)類市場(chǎng),最大但不太活躍的市場(chǎng)
移動(dòng)和消費(fèi)類應(yīng)用將電源 IC 集成到手機(jī)、家用電器、可穿戴設(shè)備和娛樂設(shè)備中,代表了電源 IC 的最大市場(chǎng)。預(yù)計(jì)將從 2020 年的 107 億美元增長到 2026 年的 116 億美元以上,預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長率為 1.4%。這個(gè)市場(chǎng)在未來五年內(nèi)只會(huì)略有增長,因?yàn)樗且粋€(gè)眾所周知且已經(jīng)建立的市場(chǎng),主要由智能手機(jī)等大批量制造驅(qū)動(dòng)。盡管增長緩慢,但由于巨大的成本壓力,預(yù)計(jì)移動(dòng)和消費(fèi)類電源 IC 市場(chǎng)的市場(chǎng)份額將從 2020 年的 50% 下降到 2026 年的 45%。
為了保持競(jìng)爭(zhēng)力,電源 IC 供應(yīng)商有義務(wù)以合理的質(zhì)量保持盡可能低的平均售價(jià)。2020 年,移動(dòng)和消費(fèi)類電源 IC 市場(chǎng)由多通道 PMIC 和 DC/DC 開關(guān)穩(wěn)壓器主導(dǎo),市場(chǎng)份額分別為 42% 和 16%。
電源管理芯片
是什么推動(dòng)了汽車電源 IC 市場(chǎng)?
汽車是功率 IC 最有前途的市場(chǎng)。預(yù)計(jì)將從 2020 年的約 22.5 億美元增長到 2026 年的超過 37 億美元,預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長率為 9%。這包括 ADAS、車載信息娛樂、車身和便利性以及動(dòng)力系統(tǒng)。以下兩種需求解釋了這種高增長的原因:交通電氣化和自動(dòng)駕駛。
一段時(shí)間以來,全球已經(jīng)就行業(yè)脫碳的必要性達(dá)成一致,以減少二氧化碳排放量。由于運(yùn)輸是該行業(yè)中污染最嚴(yán)重的部分,該部分電氣化將顯著減少二氧化碳排放。
乘用車和輕型商用電動(dòng)汽車(混合動(dòng)力和全電動(dòng)汽車)預(yù)計(jì)到 2026 年將占市場(chǎng)的近 47%。電動(dòng)汽車需要許多 BMIC 來管理通過 EV 電池的功率流。因此,需要大量的 BMIC 來支持汽車電氣化的快速增長。據(jù) Yole Développement 預(yù)測(cè),汽車 BMIC 市場(chǎng)將從 2020 年的 10 億美元增長到 2026 年的約 20 億美元。因此,其市場(chǎng)份額將從 2020 年汽車電源 IC 市場(chǎng)的 45% 增長到約 52%到 2026 年。
推動(dòng)汽車電源 IC 市場(chǎng)的另一個(gè)因素是自動(dòng)駕駛?,F(xiàn)代汽車越來越多地配備了復(fù)雜和敏感的功能,例如高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和信息娛樂系統(tǒng)。這些復(fù)雜而敏感的功能使用電源 IC 作為接口,以有效地確保和監(jiān)控電力系統(tǒng)中正確的潮流。在未來幾年,由于現(xiàn)代汽車自動(dòng)化水平的提高,這些功能的數(shù)量預(yù)計(jì)將顯著增長。
COVID-19 和芯片短缺,推動(dòng)300 毫米晶圓廠投資加速
在過去的幾年中,半導(dǎo)體行業(yè)受到不同事件的影響,例如 COVID-19 危機(jī)和芯片短缺。因此,功率 IC 半導(dǎo)體廠商正在通過擴(kuò)建或建設(shè)新的生產(chǎn)線來增加晶圓廠的產(chǎn)能。投資 300 毫米晶圓廠的原因因人而異。例如,德州儀器正在投資 300 毫米晶圓廠,通過使用更先進(jìn)的設(shè)備來提高每片晶圓的芯片數(shù)和產(chǎn)量,從而提高生產(chǎn)效率以保持競(jìng)爭(zhēng)力。另一方面,英飛凌等公司正在投資 300mm 晶圓廠以增加制造量,以滿足快速增長的需求。
不同市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體的需求不斷增長,這些市場(chǎng)并不局限于功率 IC 組件。增加內(nèi)部制造以更好地控制供應(yīng)鏈,這是300 毫米晶圓廠的投資增加的另一個(gè)原因。
在投資 300mm 晶圓廠的 Power IC IDM 中,TI 是迄今為止最激進(jìn)的投資于 Richardson 和 Sherman 的晶圓廠。該公司目前將其總晶圓的約 20% 外包,主要用于邏輯和嵌入式 IC。
電源管理芯片
功率IC廠商的商業(yè)模式和供應(yīng)鏈策略
功率 IC 市場(chǎng)主要由三種商業(yè)模式主導(dǎo):IDM、代工廠和無晶圓廠。IDM 控制他們的供應(yīng)鏈,并在內(nèi)部或通過分包一些步驟來制造和封裝他們的功率 IC 設(shè)備,這是低增值設(shè)備。德州儀器和模擬設(shè)備公司等公司都是 IDM,他們控制著從設(shè)計(jì)到封裝設(shè)備的大部分電源 IC。
另一方面,幾家Power IC代工廠主要專注于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,現(xiàn)成的功率IC器件。如今,臺(tái)積電和中芯國際等亞洲廠商主導(dǎo)著代工業(yè)務(wù)。然而,由于政府的壓力,預(yù)計(jì)未來幾年對(duì)亞洲代工廠的依賴將會(huì)減少。
最后,像高通這樣的公司是無晶圓廠的,他們?cè)O(shè)計(jì)自己的組件,但將制造和封裝分包出去。在這種商業(yè)模式中,有兩個(gè)制造流程:
交鑰匙制造:公司通過這種商業(yè)模式與一家代工廠簽訂合同,該代工廠為他們提供完全組裝和測(cè)試的電源 IC。
兩階段制造:無晶圓廠公司從制造代工廠購買芯片或晶圓,并與第三方簽訂制造服務(wù)合同。
除了這三種主要的商業(yè)模式,第四種——fablite——正變得越來越流行,這主要出現(xiàn)在中國。它依賴于鎖定晶圓廠和 OSAT 中的某些生產(chǎn)線。這種新興的商業(yè)模式結(jié)合了 IDM 和無晶圓廠的優(yōu)勢(shì)。
由于功率 IC 市場(chǎng)是高度成本驅(qū)動(dòng)的,而技術(shù)發(fā)展迅速,在過去幾年中觀察到了幾起并購。為了保持可持續(xù)增長、鞏固市場(chǎng)地位或保持競(jìng)爭(zhēng)力,參與者遵循不同的策略。一些投資或收購其他公司以擴(kuò)大市場(chǎng)覆蓋范圍并擴(kuò)大或多樣化其產(chǎn)品組合。其他人從第三方購買或許可技術(shù)以提高其技術(shù)能力、推出新產(chǎn)品或增強(qiáng)現(xiàn)有產(chǎn)品以保持技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。
2021 年,瑞薩電子收購Dialog Semiconductor帶來IP,高度集成和高能效混合信號(hào) IC,并鞏固了其在汽車、消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用中的地位。另一方面,通過收購Maxim Integrated,ADI公司繼承了Maxim Integrated的200mm晶圓廠,然后減少了外包生產(chǎn)。
由于所有應(yīng)用都需要功率 IC 器件,功率 IC 市場(chǎng)將繼續(xù)增長。一些因素,例如交通電氣化、自動(dòng)駕駛、電力和醫(yī)療工具的電池化,以及樓宇和工廠自動(dòng)化,將繼續(xù)推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展。更多并購有望成為龍頭企業(yè)鞏固其市場(chǎng)地位或擴(kuò)大其業(yè)務(wù)組合。
另一方面,大型企業(yè)對(duì)內(nèi)部制造的投資將繼續(xù),因?yàn)檫@些企業(yè)將維持他們快速增長的市場(chǎng)份額并確保他們的供應(yīng)鏈。COVID-19 和半導(dǎo)體短缺促使歐盟和美國政府采取了一項(xiàng)本地半導(dǎo)體制造計(jì)劃,以減少對(duì)亞洲制造商的依賴。
然而,中國在技術(shù)依賴方面也采取了同樣的做法,預(yù)計(jì)未來五年將擴(kuò)大其功率 IC 市場(chǎng)份額。
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