佐思汽研發布了《2023年汽車電源管理芯片行業研究報告》。

汽車電源管理芯片（PMIC）廣泛應用于汽車智能座艙、自動駕駛、車身電子、儀表及娛樂系統、照明系統及BMS等場景。按產品，PMIC主要可分為AC/DC、DC/DC、LDO、驅動芯片、電池管理IC等。

PMIC按器件分類

來源：佐思汽研《2023年汽車電源管理芯片行業研究報告》

汽車動力電池管理系統AFE芯片供應缺口巨大，國產替代需求強烈

在汽車電源管理IC供應中，尤其以汽車電池管理系統（BMS）中AFE芯片缺口最大。AFE（模擬前端）芯片是BMS系統中最核心的器件，負責采集電芯電壓和溫度，并采用特定算法對電池的SOC和SOH等參數進行估算，并將結果傳送給控制芯片。

AFE芯片工作原理

來源：杰華特

1)、車規AFE芯片需求端：從400V平臺向800V平臺發展，AFE芯片需求翻倍增長

受新能源汽車續航能力及充電效率的影響，主流車企開始布局高壓平臺，從當前主流的400V平臺向800V平臺發展成為主要趨勢。因此，為實現更高電壓則幾乎需要等比例的更多電芯串聯，對AFE芯片需求也將大幅增長，預計平臺電壓從400V升至 800V 將帶動車規級AFE芯片需求翻倍增長。

全球車載AFE芯片市場規模預測

來源：佐思汽研《2023年汽車電源管理芯片行業研究報告》

2)、車規AFE芯片供應端：國內市場依賴進口，市場缺口較大，國產替代迫在眉睫

受制于技術壁壘高及車規認證要求高、難度大、周期長等問題，國內車規級AFE芯片量產有限。應用于汽車動力電池的AFE芯片90%以上仍依賴于進口，被國外模擬芯片龍頭企業如TI、ADI、英飛凌等壟斷，國產AFE芯片在汽車動力電池領域仍在初步布局階段。 TI作為車規級BMIC芯片市場的主流供應商，隨著其BQ系列芯片產品陷入缺貨漲價狀態，訂貨交期已延長至2023年，造成了較大的市場缺口。 由于國內車規級AFE芯片供需鴻溝，國內終端廠商、鋰電廠商都對芯片的國產替代有著強烈需求，正從不同角度切入動力BMIC。

國產車規級AFE芯片布局情況

來源：佐思汽研《2023年汽車電源管理芯片行業研究報告》

琪埔維(Chipways)：在BMS系統系列芯片套片上已取得多項核心技術突破性進展，包括車規級BMS AFE模擬前端采樣芯片（ASIL C/D）、車規級BMS數字隔離通訊接口芯片以及車規級32位微控制器MCU芯片等，并可在產品開發上提供完整的軟件配套開發工具。 琪埔維的車規級電池組監視器芯片XL8806/XL8812系列產品同時滿足AEC-Q100汽車可靠性標準和ISO 26262 ASIL-C汽車功能安全標準認證；采用了LQFP 48封裝，可在-40℃～125℃溫度范圍工作，單芯片支持4～12節電池串聯，采用高精度ΣΔ ADC，測量精度±1.5mV，支持多個芯片串聯，支持主從可逆雙向通訊等。 車規級電池組監視器芯片XL8814/XL8816/XL8818系列產品能夠滿足AEC-Q100汽車可靠性標準和ISO 26262 ASIL-D汽車功能安全標準。產品進一步增加了30多項安全機制，達到了ASIL D的功能安全等級，在保證測量精度的同時提高了單芯片的監控串數，最高支持14/16/18串電池串聯，測量時間控制在120us以內，內置均衡電流最大400mA，同時在功能上增加了對Busbar的監控、支持休眠監控和反向喚醒等功能 大唐恩智浦：DNB1168是一款集成電壓監測、溫度監測、交流阻抗監測的BMS AFE芯片，可支持250串芯片級聯，菊花鏈通信，滿足車規級認證，已通過ISO 26262:2018 ASIL-D級認證。例如，對于動力電池難以控制的熱失控問題，DNB1168方案利用交流阻抗監測功能來實現熱失控快速檢測。相較于傳統的NTC（熱電偶）方式，交流阻抗監測功能可提供堪稱秒級的反應能力，大大提高了動力電池安全閾值，延長了電池使用壽命。 大唐恩智浦DNB1168系列車規級AFE芯片具有三大應用優勢，即省物料、省空間、更快更安全的三維監測，可應用于BEV、EREV、PHEV、HEV等各種類型電動汽車的BMS系統。目前DNB1168已能提供工程樣片，并將于2023年量產。

大唐恩智浦DNB1168芯片電池監控單元

來源：電子工程世界

比亞迪半導體：2020年就已推出了第一代16節，精度達到±2.5mV，符合ISO 26262功能安全標準、滿足AEC-Q100標準Grade1水平的車規級AFE芯片BF8X15A系列產品。

車規級DC/DC芯片將進入國產替代周期

DC/DC芯片在汽車電子領域用途較為廣泛，適用于汽車智能座艙、充電樁、電機控制器、車載充電機、汽車照明等應用場景。目前國產PMIC廠商已經在LDO、DC/DC等品類上，陸續實現車規級產品量產。

國產車規級DC/DC芯片布局情況

來源：佐思汽研《2023年汽車電源管理芯片行業研究報告》

在汽車車載充電應用領域，南芯半導體推出了SC8101Q系列車規級32V/5A同步降壓變換器、車規升降壓芯片SC8701Q系列，可應用于60W有線快充和ADAS的360°環視系統的ECU中給Camera供電，此外，還可應用于車載無線充電應用。目前已被多家Tier1廠商所采用，出現在了比亞迪、上汽通用、一汽紅旗、現代等多品牌車型上，即將搭載于多款海外車型。

南芯半導體車規級SC8701Q芯片

來源：充電頭網

國內晶圓廠BCD工藝突破，“缺芯危機”加快汽車PMIC國產化替代進程

電源管理芯片在制造過程中不追求摩爾定律，對制程的要求較低，相較于其他類別的集成電路，PMIC屬于相對成熟且穩定的細分領域。目前電源管理芯片生產主流節點以常用8英寸產線制程從0.32μm到90nm不等成熟制程為主，多采用晶圓代工廠BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）特色工藝制造，產品料號種類多，市場份額高度分散。 2022年汽車行業出現芯片結構性短缺的情況，其中，產能受影響較為嚴重的有8英寸0.18um以上節點成熟制程的電源管理IC產能。而車用電源管理芯片產能主要由IDM大廠包含德州儀器、英飛凌、ADI、意法半導體、恩智浦等掌握，其他芯片設計（Fabless模式）公司需要從晶圓代工廠處獲得產能。 國內包括中芯國際、吉塔半導體、華虹宏力、晶合集成等均能提供電源管理IC晶圓代工服務，同時也正加快擴產成熟和特色工藝產線。2022年，中芯國際55納米BCD工藝(高壓顯示驅動平臺)已經完成平臺開發，并導入客戶實現批量生產，將在工業控制、智能汽車、顯示驅動、電源管理等領域扮演極其重要的角色。目前全球范圍內主流的BCD工藝是180/130/90nm，業界頂尖BCD技術水準為60nm。

國內晶圓代工廠BCD工藝平臺發展情況

來源：佐思汽研《2023年汽車電源管理芯片行業研究報告》

為應對汽車領域的需求量急速增長、車用芯片產能不足的情況，臺積電、聯電等晶圓代工廠增加車用芯片產能、國際IDM廠商調配車用芯片產能的同時，開始了大規模擴產。 目前部分領域的車規電源管理芯片供需已經有所改善，且部分車用芯片已經開始調降，包括車燈LED驅動、電機驅動等驅動IC、PMIC及部分控制IC。但車規產品在燃油車轉電動車的進程推動下，需求較為穩定，價格不至于大幅松動。 此次“缺芯危機”為國產PMIC廠商爭取到了更多的時間，布局汽車電子領域、實現國產車規級PMIC的突破，推動了國產車規級PMIC芯片的加速替代。同時，車企也需要重新審視在特殊情況下的產業布局策略，尤其是零部件的跨地區生產與運輸。零部件供應鏈的本地化可能對整體供應鏈組織更加有利，并且能夠與車輛本地的銷售商形成協調效應，一旦不可抗力妨礙了正常的車輛銷售，零部件也會同步受影響。隨著汽車PMIC市場存在較大的供需錯配關系，為國產PMIC廠商切入汽車行業供應鏈提供了機會。

審核編輯 ：李倩