隨著汽車走向電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化，傳感器、功率半導(dǎo)體、電機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)而推動模擬電源芯片市場的發(fā)展。

根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，預(yù)計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遇。

與此同時，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，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、供電電源、LED 驅(qū)動、電機驅(qū)動、功率路徑保護等電源管理產(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、充電保護芯片、無線充電芯片、驅(qū)動芯片等多種類型。

小到手機，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，其中蘊含的機遇自然可想而知。

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，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，真正實現(xiàn)國產(chǎn)替代，成為了每個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)備的正常運行。此外，電機控制芯片也起著至關(guān)重要的作用，它能夠控制電機的轉(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)動在汽車中也發(fā)揮著重要作用，由于柵極驅(qū)動通常會包含在電源和電機控制系統(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)動器通常需要較大的系統(tǒng)面積和額外組件，以實現(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)計復(fù)雜性和對額外設(shè)計資源的需求，是目前的發(fā)展趨勢之一。

得益于電動化、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)動方面，2021年，柵極驅(qū)動器市場價值17.3億美元，預(yù)計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)商實現(xiàn)批量裝車，其近兩年在汽車相關(guān)業(yè)務(wù)上也實現(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個百分點，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大實力，在納芯微近幾年所強調(diào)的“三輪驅(qū)動”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、電機驅(qū)動、LED驅(qū)動、供電電源和功率路徑保護這五大類產(chǎn)品，與大部分側(cè)重消費電子領(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。同時在汽車主驅(qū)功能安全柵極驅(qū)動領(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)動芯片，專為激光雷達(dá)發(fā)射器中驅(qū)動GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）而設(shè)計，能夠應(yīng)對激光雷達(dá)應(yīng)用中的各項挑戰(zhàn)。

在電機驅(qū)動方向，納芯微所推出的多路預(yù)驅(qū)馬達(dá)驅(qū)動、步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動新品，也已取得多家域控及車身控制Tier-1的定點，據(jù)了解，納芯微所推出的高集成度的NSUC1610小電機驅(qū)動SoC，通過將ARM內(nèi)核MCU，4路半橋驅(qū)動器和LIN接口集成在單芯片上，實現(xiàn)了對小電機應(yīng)用的高效、實時控制，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、供電電源和功率路徑保護這三大類產(chǎn)品，納芯微也有不小的突破：

在LED驅(qū)動方向，納芯微完成了車規(guī)級貫穿尾燈的LED驅(qū)動產(chǎn)品的量產(chǎn)，目前已在車尾燈市場成功實現(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，具有小尺寸、高精度、低噪聲、低靜態(tài)功耗的優(yōu)勢，非常適合待機功耗要求高的汽車應(yīng)用里，給待機系統(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和通道個數(shù)組合，適合驅(qū)動阻性、容性、感性等多種負(fù)載類型，并支持完整的診斷保護功能。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)計在今年實現(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)品上實現(xiàn)了國產(chǎn)替代，同時也讓電源管理芯片成為了新的突破點。

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，確實起到了不錯的效果，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，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這一大殺器時，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力量之一。（來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察）