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（圖 1）。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(kāi)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。

預(yù)計(jì)到 2026 年，總功率 IC 市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 255 億美元，2020 年至 2026 年間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 3% 。這種增長(zhǎng)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(zhǎng)，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(guò)去兩年中極具彈性，隨著消費(fèi)者需求的增長(zhǎng)，該市場(chǎng)在 2019 年至 2020 年期間同比增長(zhǎng)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(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、線性穩(wěn)壓器和 BMIC。

多通道 PMIC 市場(chǎng)在 2020 年超過(guò) 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(zhǎng)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(kāi)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(guò) 3 美元。2020-2026 年為 2.9%。DC/DC開(kāi)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(kāi)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(zhǎng)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。

德州儀器有望繼續(xù)在 DC/DC 開(kāi)關(guān)、BMIC 和線性穩(wěn)壓器市場(chǎng)保持領(lǐng)先地位，因?yàn)樗鼈兲峁┝巳娴漠a(chǎn)品組合。然而，隨著Maxim Integrated收購(gòu)的完成，Analog Devices 將在 DC/DC 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和線性穩(wěn)壓器市場(chǎng)與 TI 展開(kāi)直接競(jìng)爭(zhēng)。

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(zhǎng)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(lè)設(shè)備中，代表了電源 IC 的[敏感詞]市場(chǎng)（圖 3）。預(yù)計(jì)將從 2020 年的 107 億美元增長(zhǎng)到 2026 年的 116 億美元以上，預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 1.4%。這個(gè)市場(chǎng)在未來(lái)五年內(nèi)只會(huì)略有增長(zhǎng)，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(zhǎng)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(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器主導(dǎo)，市場(chǎng)份額分別為 42% 和 16%。由于智能手機(jī)對(duì)多通道 PMIC 的高需求，高通將繼續(xù)成為該市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。另外兩家公司——Dialog Semiconductor 和 Texas Instruments在這個(gè)市場(chǎng)依然扮演重要的角色。然而，在蘋果決定——其[敏感詞]的客戶——完全在內(nèi)部制造 PMIC 之后，Dialog半導(dǎo)體改變戰(zhàn)略，被瑞薩電子收購(gòu)。通過(guò)此次收購(gòu)，瑞薩預(yù)計(jì)將繼承三星、小米、Oppo 和松下作為客戶，以鞏固其在該市場(chǎng)的地位。

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(zhǎng)到 2026 年的超過(guò) 37 億美元，預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 9%。這包括 ADAS、車載信息娛樂(lè)、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(zhǎng)的原因：交通電氣化和自動(dòng)駕駛。

一段時(shí)間以來(lái)，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(lái)管理通過(guò) EV 電池的功率流。因此，需要大量的 BMIC 來(lái)支持汽車電氣化的快速增長(zhǎng)。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(zhǎng)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(zhǎng)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(lái)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(lè)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(lái)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(zhǎng)。汽車電源 IC 市場(chǎng)主要由德州儀器、高通和 ADI 等公司主導(dǎo)，這些公司在多通道 PMIC 和 BMIC 市場(chǎng)都非常強(qiáng)大。

在過(guò)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(guò)擴(kuò)建或建設(shè)新的生產(chǎn)線來(lái)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(guò)使用更先進(jìn)的設(shè)備來(lái)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(zhǎng)的需求。

不同市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體的需求不斷增長(zhǎng)，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。

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(wú)晶圓廠（圖 4）。IDM 控制他們的供應(yīng)鏈，并在內(nèi)部或通過(guò)分包一些步驟來(lái)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(guó)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(lái)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(wú)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(guò)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(wú)晶圓廠公司從制造代工廠購(gòu)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(lái)越流行，這主要出現(xiàn)在中國(guó)。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(wú)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(guò)去幾年中觀察到了幾起并購(gòu)。為了保持可持續(xù)增長(zhǎng)、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(gòu)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(gòu)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(gòu)Dialog Semiconductor帶來(lái)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(guò)收購(gòu)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(zhǎng)。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(gòu)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(zhǎng)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(guó)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(guó)政府在技術(shù)依賴方面也采取了同樣的做法，預(yù)計(jì)未來(lái)五年將擴(kuò)大其功率 IC 市場(chǎng)份額。

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