家電芯片行業(yè)深度研究報告

1、 家電芯片行業(yè)深度研究報告配套漸完善，增存量機遇筑藍海 核心觀點1.家電等終端產(chǎn)業(yè)（手機除外），芯片本土化配套提速中國三大白色家電年產(chǎn)能超3億臺，產(chǎn)能在全球占比約70%，在智能化、變頻化趨勢下白色家電芯片單機價值量將超越15%；格力、美的、海爾等家電龍頭，為了維護供應(yīng)鏈穩(wěn)定和提升產(chǎn)品競爭力，近年來積極布局芯片國產(chǎn)化，家電芯片本土化配套迎來黃金時代。2.家電“芯”增量板塊：（功率模塊、電源管理、主控(軟/硬)、通信單元、信號鏈、傳感單元），前四類受益最大變頻&智能化趨勢，驅(qū)動家電提升整機半導(dǎo)體用量；變頻家電需要2至3顆IPM模塊將提升芯片價值量約 70%：此外，隨著智能化升級，高檔冰箱將使用5組

2、或以上IPM，空調(diào)、洗衣機、洗碗機等通常使用2或 3組IPM；電源管理IC將使用1至8顆；主控MCU將從8位升級至32位；通信單元新增WiFi6/藍牙協(xié)議、傳感器數(shù)量和感知精度增加等，全方位芯片技術(shù)升級。3.國內(nèi)增存量替代空間大，高端應(yīng)用向上升級工控、車載領(lǐng)域2019年中國家電芯片市場超500億元，但是國產(chǎn)化率尚不足5%；家電芯片毛利率系接近工控領(lǐng)域高門檻藍海，產(chǎn)品要求高可靠性、穩(wěn)定性；企業(yè)突破后具備向上迭代升級工控、車載的空間。報告摘要一、家電變頻&智能化升級,本土芯片迎配套機遇中國為全球白色家電生產(chǎn)基地。全球每三臺白色家電，即有二臺來自中國制造；中國為全球最大白電制造基地，整體產(chǎn)能在全球占

3、比60-70%；其中，空調(diào)、冰箱和洗衣機產(chǎn)能全球占比分別為80%、52%、37%；2019年中國空冰洗產(chǎn)量同比增速6%、4%、9%；近三年空調(diào)產(chǎn)量持續(xù)增長，冰洗維持平穩(wěn)。供應(yīng)鏈維穩(wěn),國“芯”急需配套。根據(jù)中國科學(xué)院微電子研究所數(shù)據(jù)，中國大陸家電行業(yè)芯片市場約500億元人民幣，本土化配套率僅5%；隨著變頻&智能化，家電芯片市場有望持續(xù)增長，為國內(nèi)急需補上的短板。變頻家電滲透率上升，驅(qū)動IPM功率芯片、MCU智能控制芯片高增長；根據(jù)2019年空調(diào)供應(yīng)鏈零部件數(shù)據(jù)，變頻轉(zhuǎn)子壓縮機增長16.5%、IPM芯片增長15.4%、MCU芯片增長4.4%。變頻化滲透率提升,芯片需求增。節(jié)能新標(biāo)準(zhǔn)政策推動，中國變

4、頻家電（高能效）滲透率穩(wěn)步提升。 2011-2019年在國家堅定推進節(jié)能環(huán)保大方針的背景下，隨著消費者觀念的轉(zhuǎn)變以及購買力的提升，在能效、性能及智能控制等方面具有優(yōu)勢的高能效變頻家電產(chǎn)品日益受到消費者的青睞。智能化性能升級，芯片價值升。2019年H1智能家電出貨量增速達22.8%；智能化使得家電芯片價值提升，包括：功率芯片（電機驅(qū)動、電源管理）、智能控制芯片（MCU、SoC）、通信芯片（WiFi/藍牙/Zigbee）、 AI芯片（語音識別、圖像識別、深度學(xué)習(xí)等）、傳感器（溫度/濕度/轉(zhuǎn)速）等。家電智能化發(fā)展，系順應(yīng)智能家居的發(fā)展趨勢，隨著功能性更加豐富，家電芯片成本占比持續(xù)提升；新一代家電將告

5、別“功能機”，從自動化向上升級至擬人化，主要特征包括智能、綠色、聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能、創(chuàng)意等。電機變頻技術(shù)用戶體驗升級包括：柔性調(diào)速、超高轉(zhuǎn)速、復(fù)雜動作、靜音運行等等。二、家電芯片價值量拆分解析變頻電機核心采用半導(dǎo)體元件。變頻器電路由半導(dǎo)體元件組成，控制電流通斷作用，驅(qū)動無刷電機按電流頻率變化運轉(zhuǎn)；無刷電機具備節(jié)能、低噪聲、優(yōu)異變速等特性，為目前變頻電機主流結(jié)構(gòu)，利用半導(dǎo)體元件實現(xiàn)交-直-交電流轉(zhuǎn)換；簡易工作流程：從傳感器接收信號，微處理器處理和分析，并發(fā)出三向正弦波的驅(qū)動信號，使變頻器按照控制改變電流頻率，驅(qū)動電機變頻運轉(zhuǎn)。變頻趨勢下功率模塊用量提升。變頻電機在家電應(yīng)用越來越廣泛，使得IPM功率模塊和

6、變頻電機數(shù)量同比增加，帶動IGBT、PMIC、二極管等功率元件需求提升。根據(jù)美的數(shù)據(jù)，高檔電冰箱可能會使用5個或以上電機，空調(diào)的室外機和室內(nèi)機各使用2個，洗衣機/烘干機、洗碗機通常也會使用2個電機。變頻電機應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。變頻電機不單用于空冰洗大家電，同時也應(yīng)用于各類大小家電的電機、壓縮機；包括：風(fēng)扇、排油煙機、洗碗機等；只要有節(jié)能增效、小尺寸、重量低、高可靠性需求均能采用。變頻家電核“芯”模塊：變頻家電芯片基本可分為四大模塊：變頻功率、電源管理、主控制器、通信傳感。變頻家電核心零部件。變頻家電主要電子零部件結(jié)構(gòu)拆解，以空調(diào)為例包括：(1)主控制器/通信電路主板；(2)溫度/濕度/壓力/霍爾等傳

7、感器；(3)壓縮機/風(fēng)機電機的變頻電路（IPM模塊/IGBT等）。三、核“芯”模塊替代機會功率半導(dǎo)體是變頻家電核心功率模塊在家電實現(xiàn)二大功能：電流轉(zhuǎn)換(交/直流電變換)、電源供應(yīng)(電流升/降壓輸出)；功率模塊采用方面：主要根據(jù)輸出電流大小合理選擇；通常大電流采用MOSFET和IGBT等分立器件和模組，小電流采用PMIC集成電路；PMIC除了內(nèi)置MOSFET開關(guān)用作電源供應(yīng)；還可集成PWM/PFM脈沖信號調(diào)制、PFC功率因素矯正等模塊，控制開關(guān)電路和輸入電流。家電用功率芯片屬于技術(shù)門檻高的藍海市場；以芯朋微為例：公司家電PMIC毛利率近50%，高于消費標(biāo)準(zhǔn)電源類的30%；白色家電一般要求在家中使

8、用5至10年，產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性要求高；同時，較高集中度有利于縮小體積；此外，家電相對于汽車電子、軌交等領(lǐng)域產(chǎn)品迭代快速且驗證周期短，有利于國內(nèi)芯片企業(yè)更快進行驗證，導(dǎo)入本土化配套。IGBT:高電壓/大電流變頻功率模塊。IPM模組：驅(qū)動變頻電機的心臟。二極管：整流/穩(wěn)壓/保護的功臣。晶閘管(可控硅):大功率控制。電源管理芯片:電能供應(yīng)指揮官電源管理芯片(PMIC)為高集成度數(shù)位模擬混合IC，實現(xiàn)電能變換、分配、檢測等管理功能。PMIC功能種類和料號較多,主要包括AC/DC電源管理(PWM脈沖頻率調(diào)制、PFC功率因素矯正)、DC/DC電壓調(diào)制(Buck、Boost、LDO)、Driver驅(qū)動(L

9、ED/LCD驅(qū)動)、Battery Charger充電管理等。電源管理芯片：細分市場繁多。2019年全球電源管理芯片市場超200億美元；中國大陸市場為106億美元，中國市場在全球占比54%，此外，2015-2020年復(fù)合增速達8%；PMIC產(chǎn)品細分種類多，對于線寬要求較低，行業(yè)準(zhǔn)入門檻較低，目前國內(nèi)企業(yè)主要在中低端領(lǐng)域競爭，高端市場還有較大發(fā)展機會。PMIC：控制電壓和電流輸入/輸出。AC/DC電源管理：PWM、FPC控制IC。驅(qū)動IC：開關(guān)柵極和LED/LCD驅(qū)動。微處理器MCU：家用電器大腦微處理器MCU為家電一般采用主控處理器，集成處理器、存儲器、I/O結(jié)構(gòu)等功能模塊。家電運算性能和功能

10、相對簡單，因此主要采用精簡架構(gòu)的MCU，但是隨著智能設(shè)備種類持續(xù)增加，MCU也在技術(shù)升級，按匯流排分為4/8/16/32/64位，對應(yīng)主頻和各方面性能提升。2019年全球微處理器MCU市場規(guī)模達164億美元；中國大陸市場為38億美元，2015-2020年復(fù)合增速達8%；國內(nèi)MCU市場穿越周期穩(wěn)定增長，2019年應(yīng)用領(lǐng)域占比方面，消費電子25.6%、計算機網(wǎng)路18.4%、汽車電子16.2%、工業(yè)控制11.2%；其中，工業(yè)控制和汽車電子增長最快。通信芯片:WiFi/Zigbee家用主流家電的通信場景主要采用短距離無線通信技術(shù)，用于實現(xiàn)家電聯(lián)網(wǎng)智能化功能；短距離通信技術(shù)以WiFi、藍牙、Zigbee

11、為主，具備不同技術(shù)優(yōu)勢，WiFi用于智能設(shè)備和用戶家庭范圍之間的互聯(lián)、藍牙用于可穿戴式裝置短距離互聯(lián)，Zigbee用于M2M設(shè)備間互聯(lián)。WiFi芯片和模組2019年全球市場規(guī)模約176億美元；其中，WiFi芯片平均價格從2013年的4美元下降至1美元以內(nèi)；但是隨著IoT設(shè)備WiFi需求量快速提升，驅(qū)動市場整體平穩(wěn)增長。WiFi芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域拆分，移動終端52%、IT/網(wǎng)絡(luò)19%、消費電子10%、智能家居12%。信號鏈芯片：信號放大和轉(zhuǎn)換信號鏈芯片用于將自然界接收到的模擬訊號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。例如洗衣機，需要實時監(jiān)控溫度、轉(zhuǎn)速、水位、重量、溶液質(zhì)量等情況；需要信號鏈芯片進行訊號采集、放大、濾波、轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給處理器；信號鏈芯片主要分為三類：線性產(chǎn)品、轉(zhuǎn)換器和接口芯片。2019年全球信號鏈芯片市場規(guī)模約97億美元，2016-2023年復(fù)合增速達5%；信號鏈芯片生命周期長且細分較多；按照代表產(chǎn)品拆分，線性芯片39%、轉(zhuǎn)換器芯片37%、接口芯片24%。信號鏈芯片是連接數(shù)字世界與自然世界的橋梁，下游應(yīng)用分布較廣，主要應(yīng)用于通信、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域，其中通信、汽車電子等領(lǐng)域的市場需求不斷提升。傳感器：智能化家電的五官傳感器用于智能家電的種類增加，各種各樣的傳感器引入可以增加家電的使用舒適度、減少能耗和耗水、清洗方便、降低噪聲