邁入21世紀后,，我國頒布了一系列集成電路扶持政策,，電源管理芯片屬于國家重點支持和鼓勵的關(guān)鍵產(chǎn)品，不少本土廠商順勢崛起,，在各個細分領(lǐng)域大展身手,。近些年，因為受到持續(xù)緊張的地緣政治局勢以及不斷反復疫情的影響,，在加劇全球“缺芯”潮的同時,，進一步加快了我國電源芯片行業(yè)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)投身于此,。

　　目前,，我國在電源芯片細分領(lǐng)域已涌現(xiàn)了晶豐明源、圣邦股份,、思瑞浦,、芯朋微、賽微微,、英集芯等一大批領(lǐng)先企業(yè),。其中，就有近些年默默耕耘,、踏踏實實,，取得一系列技術(shù)突破的上海芯龍半導體技術(shù)股份有限公司（簡稱“芯龍技術(shù)”）。

　　但最近,，模擬芯片巨頭德州儀器宣布了極富野心的芯片擴產(chǎn)計劃,，在很多分析人士看來，這無疑會給國內(nèi)這些國內(nèi)的電源芯片廠商帶來巨大的挑戰(zhàn),。

　　“TI們”把持的市場

　　電源管理類模擬集成電路一般簡稱“電源芯片”,，主要負責電子設(shè)備所需的電能變換、分配,、檢測等管控功能,，廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品和設(shè)備中，其性能優(yōu)劣對電子產(chǎn)品的性能和可靠性有著直接影響,，是模擬芯片最大的細分市場,。

　　依據(jù)輸入電源屬性、工作原理,、耐壓高低,、輸出功率、輸出電源屬性,、電源轉(zhuǎn)換方式,、開關(guān)頻率等主要參數(shù)或技術(shù)指標，電源芯片可以分成以下幾類（不包括驅(qū)動控制類,、保護類,、負載開關(guān)驅(qū)動類等非獨立完成電源管理主要功能的輔助類電源芯片）：

　　其中,，AC-DC 電源芯片一般用于直接使用交流市電供電的電子產(chǎn)品或設(shè)備中，例如電源適配器,、開關(guān)電源模塊,、充電器、LED 照明驅(qū)動等領(lǐng)域,；線性降壓電源芯片（LDO）僅能實現(xiàn)降壓變換,，大多用于輸入輸出壓差和輸出功率較小的領(lǐng)域；DC-DC 電源芯片功能多樣,，可實現(xiàn)降壓,、升壓、升降壓和負壓等變換,，可輸出恒壓,、恒流、恒壓+恒流等模式,，廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品或設(shè)備中,。

　　近幾年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),、5G通訊,、新能源汽車、人工智能,、智能制造等新興行業(yè)快速發(fā)展,，帶動著電源芯片的需求日益旺盛。根據(jù)國際市場調(diào)研機構(gòu) Transparency Market Research 分析,，2026 年全球電源管理芯片市場規(guī)模將達到 565 億美元,，預(yù)計 2018-2026 年期間的年復合增長率為 10.69%。

　　從目前全球電源芯片的競爭格局來看,，這個市場主要被德州儀器,、亞德諾、英飛凌等國外模擬芯片巨頭占據(jù),，雖未形成壟斷,，但市場集中度較高。IC insights數(shù)據(jù)顯示,，2019 年全球前十大模擬集成電路設(shè)計企業(yè)合計市場占有率高達 67%,，其中，德州儀器以102億美元的模擬芯片銷售額和19％的市場份額位列第一,。電源芯片市場在其中也有著類似的現(xiàn)狀,。

　　圖片來源：IC insights

　　其實，從2017年開始，全球前十大模擬廠商就幾乎沒有發(fā)生很大的變化,，TI,、ADI連續(xù)三年穩(wěn)居前兩名，其余廠商也無一出局,。那么在電源芯片方面,，他們究竟有何優(yōu)勢，可以穩(wěn)坐前十寶座,？據(jù)筆者獲悉,，這主要包括以下幾個方面：

　　高電壓

　　耐壓是DC-DC電源芯片生產(chǎn)制程工藝的核心指標,，也是行業(yè)常用的分類標準,。當功率固定時，提升電源芯片的工作電壓可降低損耗,，而高耐壓產(chǎn)品在兼容低耐壓產(chǎn)品所有應(yīng)用領(lǐng)域的同時,，還可應(yīng)用于工作電壓更高的領(lǐng)域，因此電源芯片的耐壓越高,，應(yīng)用領(lǐng)域越廣,，例如新能源汽車、通信基站等電池電壓達到48V,，卻需要耐壓100V的電源芯片為之供電,。

　　但高電壓就意味著廠商不僅需要設(shè)計低損耗的功率管驅(qū)動電路，還要強化芯片的可靠性,、提高散熱能力和熱穩(wěn)定性,，更重要的是開發(fā)特定的晶圓制造工藝。因此,，耐壓越高,，電源芯片的設(shè)計難度也就越大。

　　在DC-DC電源芯片領(lǐng)域,，德州儀器,、美國芯源、矽力杰等國外廠商的產(chǎn)品最高工作電壓已達100V,，而國內(nèi)廠商產(chǎn)品的最高工作電壓一般為 40V 以下,，部分產(chǎn)品可達60V，部分如芯龍技術(shù)等國內(nèi)少數(shù)企業(yè)的最高工作電壓或耐壓已經(jīng)可以達到 100V,。

　　大電流

　　眾所周知,，電源芯片的輸出電流越大，其輸出功率也就越大,。大電流產(chǎn)品在兼容小電流產(chǎn)品所有應(yīng)用領(lǐng)域的同時,，可應(yīng)用于對電源芯片輸出電流要求更高的領(lǐng)域，因此電源芯片的輸出電流越大,，應(yīng)用領(lǐng)域越廣,，例如激光照明設(shè)備的工作電流一般在10A 以上,，需要大電流輸出產(chǎn)品為之供電。

　　但需要注意的是,，在內(nèi)部電阻不變的情況下,，電源芯片的損耗也與輸出電流的平方成正比，換句話說,，輸出電流越大損耗越高,，并且還可能因芯片發(fā)熱量過大而影響芯片的性能和可靠性。同時,，常規(guī)的封裝工藝難以滿足電源芯片對熱阻低,、可靠性高、性價比高的綜合要求,。種種 因素限制下,，輸出電流越大，DC-DC電源芯片的設(shè)計難度也就越大,。

　　目前,，德州儀器產(chǎn)品的最大輸出電流為10A，但國內(nèi)廠商產(chǎn)品最大輸出電流大多僅達6A,，而芯龍技術(shù)產(chǎn)品的最大輸出電流可以達到12A,。

　　大功率

　　功率密度指單位體積的芯片能夠輸出的最大功率，功率密度越大,，芯片的驅(qū)動能力越強,，能夠應(yīng)用于對于電源芯片輸出能力要求更高的領(lǐng)域，例如汽車音響,、車載電臺等設(shè)備一般需要 75W 以上的電源芯片為之供電,。

　　但功率密度越大，芯片內(nèi)部的損耗和溫升也會隨之增大,，需要提高芯片的轉(zhuǎn)換效率和散熱能力以保證產(chǎn)品能夠正常工作,，設(shè)計難度較大。同時還要求芯片設(shè)計企業(yè)在芯片的電路設(shè)計,、封裝和系統(tǒng)設(shè)計方面融合創(chuàng)新,，即需要在精通電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，熟悉晶圓制造和封裝測試工藝,。

　　目前,，在這方面，國外廠商產(chǎn)品最大輸出功率為 50W 左右,；國內(nèi)廠商產(chǎn)品的最大輸出功率大多僅30W左右,，而芯龍技術(shù)產(chǎn)品則達到了單顆芯片最大輸出功率100W的國際領(lǐng)先水平。

　　IDM模式

　　IDM即設(shè)計、制造,、封裝一體化的生產(chǎn)模式,，目前近六成的模擬龍頭都選擇以 IDM 模式來進行生產(chǎn)。原因在于,，IDM 的生產(chǎn)模式可以幫助廠商快速調(diào)整產(chǎn)能,、持續(xù)降低生產(chǎn)成本、提升自身工藝,，同時通過對直銷的強化可以避免將部分利潤讓渡給代工廠,，從而實現(xiàn)降本增效。

　　我們都知道,，模擬芯片重在設(shè)計與制造的有效結(jié)合,，強調(diào)安全而精確地實現(xiàn)單一功能，因此相比數(shù)字芯片對先進制程的持續(xù)追求,，模擬芯片更追求產(chǎn)品的穩(wěn)定性,。隨著模擬芯片產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展,，廠商之間的競爭也將會趨于成本控制和料號擴充,。而在 IDM 模式下，廠商不僅可以通過合理調(diào)整自建產(chǎn)能持續(xù)優(yōu)化成本,，以提供更有競爭力的售價,；還可以通過自有產(chǎn)線打磨自身工藝，進而提供較高端的產(chǎn)品設(shè)計和工藝水平,。這些都有利于模擬芯片廠商的長期發(fā)展,。

　　但IDM模式需要巨大的資金投入，僅晶圓廠的建設(shè)就需要數(shù)十億甚至百億,，對于還處在起步階段的國內(nèi)廠商來說負擔過重,，因此目前國內(nèi)廠商大多采取設(shè)計+代工的 fabless 模式，這種模式雖然可以讓廠商專注于設(shè)計環(huán)節(jié),，但顯然從模擬芯片的產(chǎn)品特點和商業(yè)邏輯來說存在一定的局限性,。

　　但即使如此，國產(chǎn)電源管理芯片廠商依然一往無前,。

　　國產(chǎn)廠商的“披荊斬棘”

　　當前,，我國電源芯片市場規(guī)模穩(wěn)步擴張，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,，2020年模擬芯片業(yè)務(wù)市場規(guī)模約1451.07億元,，電源芯片作為模擬芯片的重要細分領(lǐng)域，初步統(tǒng)計2020年業(yè)務(wù)規(guī)模763億元,，占模擬芯片市場規(guī)模的50%以上,。

　　圖片來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

　　雖然國內(nèi)市場長期被國際廠商占據(jù)絕大部分份額，但已有晶豐明源、圣邦股份,、思瑞浦,、芯朋微、賽微微,、英集芯等本土廠商加入戰(zhàn)局,，爭奪份額；也有像芯龍技術(shù)之類專注于中高電壓,、中大功率DC-DC電源芯片等細分領(lǐng)域的企業(yè)異軍突起,。

　　回顧國內(nèi)電源芯片產(chǎn)業(yè)數(shù)十載的發(fā)展，可謂風雨兼程,，終見彩虹,。

　　2000年以前，國內(nèi)電源管理芯片行業(yè)處于萌芽發(fā)展階段,，該階段企業(yè)多以中外合資公司為主,，布局電源管理芯片業(yè)務(wù)。隨著2000年《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》的發(fā)布,，集成電路確定為中國戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,，加上中國通信及工業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)以圣邦股份,、富滿電子,、晶豐明源、芯朋微等為代表的優(yōu)勢企業(yè)紛紛成立,，國內(nèi)電源管理芯片開始進入了起步發(fā)展階段,。

　　此后，伴隨著《進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》,、《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》（國發(fā)（2020）8 號）等國家政策的陸續(xù)出臺,，以及發(fā)展環(huán)境逐漸優(yōu)化、企業(yè)研發(fā)投入增加,、中美貿(mào)易摩擦加劇等多種因素影響下,，國產(chǎn)化和進口替代推動行業(yè)進入快速拓展階段，國內(nèi)電源芯片企業(yè)市場地位,、市場認可度及競爭力不斷提升,。2017年我國迎來了電源芯片廠商的上市高潮期，圣邦股份,、富滿電子等均在2017年獲得上市,，此外芯朋微等代表企業(yè)也于2020、2021年接連上市,。

　　圖片來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

　　但這發(fā)展過程顯然也是幾多艱辛,，本土廠商頂著設(shè)計技術(shù)門檻高,、人才短缺、不被終端客戶認可等壓力艱難起步,。

　　設(shè)計技術(shù)門檻高

　　電源芯片的設(shè)計難點在于,，研發(fā)必須同時結(jié)合電路設(shè)計和晶圓、封裝制程工藝的開發(fā),，必要時需要反復試驗,、試錯迭代，才能保證產(chǎn)品的性能參數(shù)達到技術(shù)要求,，故產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)周期長,、技術(shù)門檻較高，典型特點是“深積累,、慢發(fā)展,、重技術(shù)、長周期”,。德州儀器等國外巨頭在該領(lǐng)域起步較早,，擁有較強的先發(fā)優(yōu)勢，形成了較高的市場和技術(shù)壁壘,。

　　人才短缺

　　電源芯片不同于數(shù)字芯片,，需要的是長年累月的技術(shù)積累，產(chǎn)品研發(fā)也是更多地依賴于工程師的技術(shù)和經(jīng)驗,，而不在于使用先進的EDA 軟件工具與IP的疊加等因素,，這些特點決定了明星工程師的“單兵作戰(zhàn)能力”對于電源芯片產(chǎn)品研發(fā)至關(guān)重要,。

　　但是,，優(yōu)秀的模擬工程師需要經(jīng)過多年培養(yǎng)，原因在于模擬電路門檻相當之高,，研發(fā)周期至少3-5年以上,。更重要的是，國內(nèi)電源芯片市場長期為國際跨國巨頭壟斷,，歐美日廠商占據(jù)超80%的市場份額,，龐大的份額之下國內(nèi)芯片研發(fā)人才流失也隨之更為嚴重。換句話說,，人才之爭讓國內(nèi)電源芯片行業(yè),，尤其是高耐壓、大電流,、大功率DC-DC電源芯片研發(fā)技術(shù)人才稀缺,，因此人才問題成為本土廠商最大的瓶頸。

　　面對這樣的難題,，本土廠商也是“各出奇招”,。其中,，晶豐明源主要采取對外股權(quán)投資以及引進、培養(yǎng)優(yōu)秀人才等方式,，其收購或投資的公司包括上海萊獅,、上海芯飛、類比半導體,、爻火微電子,、凌鷗創(chuàng)芯等，覆蓋LED驅(qū)動/AC-DC/信號鏈/MCU/DC-DC等多個領(lǐng)域,。此外,，2020年，晶豐明源還實施了兩次股權(quán)激勵計劃,，基本上實現(xiàn)全員覆蓋,。

　　終端客戶對本土廠商缺乏信心

　　由于工業(yè)、醫(yī)療電子,、汽車電子,、測試測量儀器儀表等行業(yè)對芯片性能和質(zhì)量要求較高，因此這些客戶往往直接采購國際大廠的產(chǎn)品,，即使選擇國產(chǎn)高性能電源芯片也會十分謹慎,。高端應(yīng)用市場“試錯”機會的缺乏導致大部分國內(nèi)企業(yè)只能參與一般照明設(shè)備、消費電子等中低端產(chǎn)品的價格競爭,。

　　介于此,，加強工業(yè)、汽車等行業(yè)系統(tǒng)大廠和國產(chǎn)芯片及上游供應(yīng)鏈廠商的協(xié)同聯(lián)動合作成為關(guān)鍵,。圣邦股份通過同時與國內(nèi)外知名終端整機廠商,、電子元器件經(jīng)銷商、晶圓制造商以及封裝測試廠商建立了高效聯(lián)動機制,，目前其電源IC產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于消費類電子,、通訊設(shè)備、工業(yè)控制,、醫(yī)療儀器,、汽車電子等領(lǐng)域，以及物聯(lián)網(wǎng),、新能源,、智能穿戴、人工智能,、智能家居,、智能制造、5G通訊等新興電子產(chǎn)品領(lǐng)域,。除圣邦股份外,，芯龍技術(shù)也積極部署終端領(lǐng)域,。數(shù)據(jù)顯示，目前芯龍技術(shù)超75%的產(chǎn)品皆已應(yīng)用于汽車電子,、工業(yè)控制,、通信設(shè)備等工業(yè)級領(lǐng)域。

　　龍頭擴產(chǎn)下的大考

　　雖然我國電源芯片行業(yè)已進入快速拓展階段,，但是龍頭德州儀器的擴產(chǎn)也讓本土廠商不得不再次迎接新的挑戰(zhàn),。

　　從上文我們可以知道，電源芯片巨頭大多都為IDM模式,，擁有自己的晶圓廠是他們能夠領(lǐng)先市場的關(guān)鍵,，可以實現(xiàn)在設(shè)計和工藝上的緊耦合。而本土廠商多以Fabless模式為主,，這使得他們不僅需要自身具備有競爭力的開發(fā)能力,，還需要和代工廠商進行充分交流，才能實現(xiàn)設(shè)計和工藝上的耦合,。

　　業(yè)內(nèi)人士告訴筆者,，在此情形下，本土廠商只有專心研究,，掌握核心技術(shù)優(yōu)勢,，才能在競爭日益激烈的電源芯片市場中立于不敗之地。

　　在他看來,，長期以來,，我國集成電路產(chǎn)業(yè)主要被國外大廠所壟斷，電源芯片也不例外,。但由于國外巨頭起步較早,，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了較為寬泛的產(chǎn)品覆蓋面,，產(chǎn)品線也覆蓋了很多領(lǐng)域,，因此他們往往不會特別專注于某一細分領(lǐng)域。而這正好給了本土廠商彎道超車的機會,，雖然當下我們或許仍處于初步發(fā)展階段，但是卻擁有一定的性價比優(yōu)勢,，對于用戶來說較為友好,。

　　過往，德州儀器等廠商將產(chǎn)能聚焦在更高毛利且更具競爭力的市場,，但現(xiàn)在,，他們擴產(chǎn)后擁有了充足的產(chǎn)能，將在多個產(chǎn)品線與國內(nèi)的模擬芯片公司競爭,。依賴于過硬的技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量,，如果他們用規(guī)?；?yīng)來與國內(nèi)廠商進行“價格戰(zhàn)”，國內(nèi)電源芯片廠商現(xiàn)在打下的格局能否守住,，也潛在很大的不確定性,。

　　不過在上述行業(yè)人士看來，未來在電源芯片這個行業(yè)國產(chǎn)替代的空間還是很大的,。

　　他指出,，雖然電源芯片行業(yè)80%的份額被國外廠商壟斷，但近年來國家出臺了一系列鼓勵扶持政策,，為芯片行業(yè)建立了優(yōu)良的政策環(huán)境,，促進芯片及以電源管理芯片為代表的細分領(lǐng)域的發(fā)展，因此發(fā)展前景很好,。目前國內(nèi)像芯龍技術(shù),、晶豐明源、圣邦股份,、思瑞浦,、南芯半導體等多家本土廠商都已在細分領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破，有望在國產(chǎn)替代的大趨勢下迎來快速增長期,。

　　其中,，芯龍技術(shù)從成立之初就選擇了一條差異化技術(shù)路線，專注于研發(fā)“高電壓,、大電流,、大功率”的電源芯片，致力于突破技術(shù)瓶頸,，早在2015年就已推出100V 耐壓產(chǎn)品并實現(xiàn)量產(chǎn),。高舉高打，建立起自有的技術(shù)壁壘,，本土電源芯片企業(yè)走出了突圍之路,。

　　據(jù)了解，目前,，芯龍技術(shù)電源芯片的最高耐壓可達 100V,，最大輸出電流為 12A，最大輸出功率為 100W,，可與TI,、美國芯源等國際大廠比肩，均為業(yè)內(nèi)已知量產(chǎn)產(chǎn)品中的較高技術(shù)水平,，得到了第三方權(quán)威機構(gòu)的認定,。

　　至于晶豐明源，則靠著自身資源,、規(guī)模等優(yōu)勢基本壟斷了通用LED照明市場,，在國內(nèi)市場占據(jù)了很大的份額,，其他廠商難以撼動其地位；南芯半導體則是在移動電源市場占據(jù)了很多份額,，專注于鋰電池相關(guān)的充電管理,、有線/無線快速充電協(xié)議、鋰電保護等電池管理領(lǐng)域,；此外,，圣邦股份、思瑞浦也都是在電源芯片領(lǐng)域較為領(lǐng)先的企業(yè),。圣邦股份主要專注于高性能運放,、LDO等模擬芯片，而思瑞浦則更致力于信號鏈模擬芯片,，主要用于通信領(lǐng)域,。

　　“對本土電源芯片廠商來說，應(yīng)該把握機遇,，專注于自己的細分領(lǐng)域,，持續(xù)精耕細作，研發(fā)更深層次的產(chǎn)品,，走出差異化的路線,，才能取得差異化的競爭優(yōu)勢，方能與國外大廠一戰(zhàn),?！鄙鲜鲂袠I(yè)人士強調(diào)。

　　寫在最后

　　未來,，在新能源汽車,、工業(yè)控制、通訊設(shè)備,、消費電子,、家用電器等產(chǎn)業(yè)的帶動下，國內(nèi)電源芯片市場需求也將持續(xù)增長,，或許會有越來越多的企業(yè)開始涉足電源芯片領(lǐng)域,，市場競爭也將變得更加激烈。

　　面對越來越好的發(fā)展行情,，本土電源芯片廠商需要找準細分領(lǐng)域,，做大,、做強,、做優(yōu)，才能成為“隱形冠軍”,，才能與德州儀器等國外巨頭搶奪中高端領(lǐng)域的市場份額，才能在這暗流涌動的競爭中屹立不倒,。