电源管理芯片的中国故事

随着汽车走向电动化、智能化、网联化，传感器、功率半导体、电机等电子零部件的用量愈发变大，而这些零部件反过来又需要用到更多的电源管理芯片进行电流电压转换，进而推动模拟电源芯片市场的发展。

根据 IC Insights 数据，预计2025年全球电源管理芯片市场规模将达到526亿美元，2023-2025年复合年均增长率为8.8%，不过目前这一市场仍然为国外厂商所把持，以几家海外厂商为代表的巨头占据了全球电源管理芯片市场80%以上份额，这对国产电源管理芯片厂商来说，意味着巨大的替代机遇。

与此同时，受益于国家政策支持、国产替代红利及资本热潮的驱动，再加上前几年芯片短缺的影响，国产芯片厂商纷纷以门槛相对较低的消费电子为切入口，进入电源管理芯片赛道，并在该领域实现了相当多元化的产品布局。

另一方面，在对安全性、可靠性要求更高的汽车电源管理芯片上，国产厂商也在逐渐实现突破。国内模拟芯片企业纳芯微在该领域的表现便尤为突出，它所推出的栅极驱动、供电电源、LED 驱动、电机驱动、功率路径保护等电源管理产品，已经成功在汽车领域实现了稳定量产和客户导入，成为了国内少数打入车规级市场的电源管理厂商。

本土公司，都在卷电源芯片

先来简单了解一下电源管理芯片，作为在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片，电源管理芯片会直接影响电子设备性能，也是现代电子产品中必不可少的一类芯片。

按照功能分类，电源管理芯片又可以分为AC/DC转换器、 DC/DC转换器、充电管理芯片、充电保护芯片、无线充电芯片、驱动芯片等多种类型。

小到手机，大到空间站，不论什么样的产品，你都可以找到电源管理芯片的身影，几乎所有电气和电子系统都使用电源管理芯片，实际上电源管理芯片占据了模拟芯片一半还多的市场，其中蕴含的机遇自然可想而知。

也正是得益于应用场景广泛，下游不断催生的需求也在持续带动着电源管理芯片的发展，虽然近两年半导体行业位于下行周期，但电源管理芯片市场尤其是中国，一直保持着稳定的增长速度。

据Gartner数据显示，2022年中国电源芯片市场规模约130亿美元，预计2025年将达到200亿美元，复合增速约15.4%。另据国际市场调研机构TMR预测，到2026年全球电源管理芯片的市场规模将达到565亿美元，2018-2026年间年复合增长率将达10.7%。

在这一快速发展的芯片市场中，国内厂商发展势头非常迅猛。值得关注的是，目前电源管理芯片最大的终端市场仍然是消费类电子产品，国产厂商大多也集中在这一市场，而在消费电子领域之外，汽车电子、可穿戴设备、智能家电、工业应用、基站和设备等其他领域虽然也在快速发展，但国产厂商身影出现较少，尤其是增长最快的车载电源管理芯片，21年大缺货之前鲜少有国产厂商愿意深耕这一市场。

究其原因，还是同时客户导入门槛高，国内与国外的产品和技术差距难以在短期内消弭，五大巨头早已有了完善的产品布局，而国内大部分企业还在走提高品类覆盖，扩大产品市场的道路，尚未进入迭代升级阶段，每当下游市场提出新需求或遇到新难题时，企业就需要针对需求和难题进行新一轮的研发。

而纳芯微作为少数打入车规市场的电源管理厂商，近几年持续保持着高比例研发投入。据了解，纳芯微2023年研发投入金额为52,161.44万元，较2022年增长29.17%，占营业收入的39.79%，强而有力的研发后盾，为纳芯微踏入这一市场铺平了道路。

相较于其他国内电源管理厂商，纳芯微研发投入具有明显的针对性，纳芯微表示，与其他分散在消费和工业领域的厂商不同，纳芯微将几乎90%的资源投入在了汽车领域上，这种聚焦的做法让纳芯微在高门槛领域的竞争中取得了更大的优势，尤其是在车规栅极驱动市场中，纳芯微的国内市场占有率达到了10%-15%左右，大幅领先于其他国内电源厂商。

电源管理芯片市场竞争激烈，对于国内模拟芯片厂商来说，这条赛道已经到了不得不卷的地步，如何在未来破局，走出被巨头笼罩的阴影，真正实现国产替代，成为了每个厂商都需要慎重考虑的议题，纳芯微这样走出以往舒适区，成功打入汽车市场的厂商，在近两年独树一帜，为国产模拟芯片提供了不一样的答案。

车载电源芯片，新的路线

有人会好奇，面对国外巨头的压力，纳芯微在车载电源管理芯片上取得了哪些突破呢？

先来了解一下汽车电源管理芯片的现状，在汽车中，电源管理芯片主要负责车载电子设备的电源供应，包括启动电源、车灯电源、仪表板电源等，它能有效地管理和分配电源，保证车载电子设备的正常运行。此外，电机控制芯片也起着至关重要的作用，它能够控制电机的转速和转向，保证汽车的稳定驾驶。

此外，前文中所提到的栅极驱动在汽车中也发挥着重要作用，由于栅极驱动通常会包含在电源和电机控制系统之中，因而也可以被划归至广义的电源管理芯片中，在新能源汽车的三电系统愈发受到重视之际，这一芯片也成为了热门赛道。

栅极驱动作为低压控制器和高功率电路之间的缓冲电路，能够实现功率器件更有效的导通和关断，其中传统栅极驱动器通常需要较大的系统面积和额外组件，以实现EMC合规性并满足安规要求。而采用新技术工艺的隔离栅极驱动封装尺寸小，集成了隔离电源和相关无源元件，降低了系统设计复杂性和对额外设计资源的需求，是目前的发展趋势之一。

得益于电动化、网联化和智能化发展，单车电源芯片应用越来越多。据了解，一辆普通的新能源汽车，电源芯片用量就超过了100颗，第三方数据显示，2023年全球汽车电源管理芯片市场规模约为19.2亿美元，预计2025年汽车电源管理芯片市场规模将达到21.4亿美元，而在栅极驱动方面，2021年，栅极驱动器市场价值17.3亿美元，预计2027年将达到27亿美元，年复合年增长率为7.9%，期间增长率最高的应用就是占32%的电动汽车。

可以说，汽车已成为电源管理芯片市场前景最为广阔的应用领域。

回到国内来看，由于国产新能源汽车在续航和充电方面的不断完善，中国主流车企开始布局高压平台，开始由400V平台向800V平台发展，势必会催生出更多车规级电源和驱动芯片的需求，有望迎来比全球市场更高的增长幅度。

但受制于技术壁垒高及车规认证要求高、难度大、周期长等问题，国内能够供应车规级电源和驱动芯片的企业数量不多、量产能力有限，即使在2021年至2022年汽车“芯片荒”之后，国产厂商的参与度依旧非常有限。

而成立于2013年的纳芯微，在持续不断的研发投入后，最终在车规级电源和驱动芯片上打破了国外垄断，所推出的产品不仅通过了AEC-Q100的车规芯片认证，同时还在产品定义开发到晶圆封装交付都严格遵循了车规流程和车规管控体系。

据了解，目前纳芯微的车规级芯片已在大量主流整车厂商/汽车一级供应商实现批量装车，其近两年在汽车相关业务上也实现了非常大的突破：2023年的汽车电子领域出货量已达1.64亿颗，汽车电子领域收入占比为30.95%，较上年提升约7.82个百分点，而2024年第一季度，汽车电子领域占比进一步提升至35.63%。

纳芯微的电源管理芯片布局

此前，大部分人了解到纳芯微主要还是基于它在信号链和传感器方面的强大实力，在纳芯微近几年所强调的“三轮驱动”的产品布局中，电源管理芯片成为了关键的一环，在过往国产替代难以企及的领域中，纳芯微完成了车规级的突破。

在目前纳芯微的电源管理产品布局中，我们可以看到栅极驱动、电机驱动、LED驱动、供电电源和功率路径保护这五大类产品，与大部分侧重消费电子领域的国产电源管理芯片企业不同，汽车电子作为纳芯微的业务重心，被放到了首位。

那么，纳芯微的电源管理产品在汽车领域发展如何呢？

据纳芯微介绍，纳芯微着眼于汽车领域，在栅极驱动方面，公司在2021年率先推出车规产品基础上，2023年已完成工业和车用隔离驱动产品的升级换代，目前已经牢牢占据国内领先的市场地位。同时在汽车主驱功能安全栅极驱动领域取得了突破性进展，成为了国内首家推出此类产品的企业。值得注意的是，纳芯微最新推出的单通道高速栅极驱动芯片，专为激光雷达发射器中驱动GaN HEMT（高电子迁移率晶体管）而设计，能够应对激光雷达应用中的各项挑战。

在电机驱动方向，纳芯微所推出的多路预驱马达驱动、步进马达驱动新品，也已取得多家域控及车身控制Tier-1的定点，据了解，纳芯微所推出的高集成度的NSUC1610小电机驱动SoC，通过将ARM内核MCU，4路半桥驱动器和LIN接口集成在单芯片上，实现了对小电机应用的高效、实时控制，广泛适用于新能源车热管理系统中的电子膨胀阀、AGS和电子出风口等应用。

而LED驱动、供电电源和功率路径保护这三大类产品，纳芯微也有不小的突破：

在LED驱动方向，纳芯微完成了车规级贯穿尾灯的LED驱动产品的量产，目前已在车尾灯市场成功实现客户导入，相关产品系列覆盖了单通道、三通道以及应用于贯穿灯场景的16和24通道LED驱动产品，其优异性能和稳定性获得了市场的一致认可。

在供电电源方向，纳芯微推出了低功耗LDO，其专为汽车电池供电应用场景而设计，具有小尺寸、高精度、低噪声、低静态功耗的优势，非常适合待机功耗要求高的汽车应用里，给待机系统中的MCU和CAN/LIN收发器供电，达到省电和延长电池寿命的目的。

在功率路径保护方向，纳芯微车规级智能高低边开关覆盖不同的Ron和通道个数组合，适合驱动阻性、容性、感性等多种负载类型，并支持完整的诊断保护功能。据了解，目前纳芯微智能低边开关已通过AEC-Q100车规认证，第一颗高边开关产品已导入头部汽车客户，预计在今年实现量产。

我们可以看到，纳芯微作为一家国产模拟芯片企业，围绕着汽车领域，不仅在信号链和传感器产品上实现了国产替代，同时也让电源管理芯片成为了新的突破点。

写在最后

在2022年以前，国内多数模拟芯片公司主要还是照着“PIN TO PIN”的形式走汽车芯片国产替代的路线，往往是国外厂商做什么，国内企业就跟着做什么，这种亦步亦趋的方式在缺芯潮时，确实起到了不错的效果，国产企业占领了一部分市场，而国内车企也解了燃眉之急。

但当汽车芯片恢复到稳定供应的情况时，这种方法就难以取得优势，尤其是面临国外厂商举起降价这一大杀器时，国产厂商似乎就有些手足无措了。

而纳芯微并没有走这样道路，它强调围绕应用创新，通过洞悉客户需求来推出对应产品的方式，通过与客户的深度协同，紧密围绕下游应用场景的发展趋势，去开发更具创新性的产品，而客户也乐于见到这样一套更贴合需求的解决方案，这无疑是为国内模拟芯片打开了一条新思路。

我们相信，如纳芯微这样的国产芯片厂商，在已有清晰布局和愿景的情况下，未来将会成为国产电源管理芯片浪潮里的中坚力量之一。

（来源：半导体行业观察）